Измерение ISO для цифровой фотографии, почему одинаковое для всего изображения?

ISO существует со времен аналоговой фотографии. Любая, она должна была быть единообразной по понятным причинам — никогда нельзя было знать, что будет запечатлено в каждой части фильма. Итак, вы выбираете стандарт (ISO 100, ISO 200), выбираете подходящий для данных условий и делаете все возможное. Перенесемся в сегодняшний день, и у нас такой же подход. Несмотря на то, что в цифровой фотографии «вы знаете», точнее, датчик изображения знает, что будет запечатлено каждым пикселем или группой пикселей. Вот вопрос, почему он не может измерять чувствительность по площади или даже по пикселям и иметь неравномерные настройки ISO по сенсору? Что запрещает автоматически устанавливать уровень ISO для каждого пикселя?

Ответы (3)

Остановитесь и подумайте о том, что вы говорите. Если предположить, что кто-то готов потратить непомерно большие деньги, чтобы сделать то, что вы предлагаете, каким будет результат? Если бы каждый пиксель был настроен с помощью ISO так, чтобы он экспонировался «правильно», вы бы получили изображение, в котором каждый пиксель имеет одинаковую яркость! Контраста будет ноль. Никто. Вы не сможете увидеть детали чего-либо однородного цвета. И даже не думайте о том, чтобы стать монохромным! Вы получите изображение, похожее на 18% серую карту.

хм... может я неправильно сформулировал, если такое восприятие. Я бы предпочел представить результаты в виде HDR-подобного результата, когда к выделенным областям будет применено 100 ISO, а к темным областям будет применено, может быть, ISO 800, а средняя часть будет сделана с ISO 200. Другими словами, поскольку HDR достигается за счет объединения результатов путем изменения экспозиции - в сценарии на основе ISO это будет достигнуто за счет объединения приложений с несколькими ISO.

Цель HDR не в том, чтобы уменьшить шум. Он заключается в том, чтобы взять сцену с более широким динамическим диапазоном, чем тот, который может быть захвачен современными камерами и/или отобразить текущими средствами отображения, и втиснуть этот дополнительный динамический диапазон в пространство, разрешенное средством отображения. Увеличение ISO не увеличивает динамический диапазон. Это уменьшает динамический диапазон, потому что для достижения эквивалента полной емкости ямы требуется вдвое меньше фотонов.

HDR, по крайней мере, в цифровой среде, о которой вы, похоже, говорите, гораздо сложнее и сложнее, чем то, что вы утверждаете. В конечном счете, тональное отображение, которое необходимо сделать, — это скорее манипуляция локальным контрастом по сравнению с общим контрастом. Было бы мало пользы от съемки ярких областей при ISO 100 и темных областей при ISO 800, потому что области, в которых ISO 800 создает больше всего шума, — это тени! Яркие области выглядят прекрасно при ISO 800. Если вы усиливаете одну часть изображения больше, чем другую, у вас все еще остается проблема, состоящая в том, что некоторые части темных областей, которые все еще темнее, чем самые темные части ярких областей, будут выглядеть ярче, чем самые темные части ярких областей. те части ярких областей.

согласен, это гораздо более сложный процесс, который я когда-либо осмелился изобразить. Тем не менее, это по-прежнему воздействие, основанное на поиске информации для работы. Я просто говорю, что, хотя я обычно понимаю диафрагму и экспозицию как релевантные и применимые унифицированным образом к общему захвату изображения, я не могу (пока) понять причины, по которым ISO применяется одинаково. На пленке - понятно по понятным причинам, иначе для каждого захвата нужно было бы создавать отдельный фильм. Но для цифрового - есть еще что-то, что идет вразрез с логикой, на мой взгляд.

Чтобы воспользоваться преимуществами различной чувствительности ISO на отдельных частях сенсора, вам нужно найти способ изменять время экспозиции для каждого пикселя. Так что теперь вам нужны датчики, которые могут обеспечить глобальный электронный затвор. Даже когда весь датчик собирает фотоны в течение универсального периода времени, их производство очень дорого. Вычислительная мощность для того, что вы предлагаете, астрономически поднимет стоимость такой камеры. Создание сенсорного чипа, который мог бы следовать инструкциям, полученным в результате таких вычислений, вероятно, превысило бы бюджет большинства стран третьего мира.

хм... может я неправильно сформулировал, если такое восприятие. Я бы предпочел представить результаты, подобные HDR, где к выделенным областям будет применено 100 единиц ISO, а к темным областям будет применено, может быть, ISO 800, а средняя часть будет сделана с ISO 200.
другими словами, поскольку HDR достигается путем объединения результатов путем изменения экспозиции, в сценарии на основе ISO это будет достигнуто за счет объединения приложений с несколькими ISO.
HDR, по крайней мере, в цифровой среде, о которой вы, похоже, говорите, гораздо сложнее и сложнее, чем то, что вы утверждаете. В конечном счете, тональное отображение, которое необходимо сделать, — это скорее манипуляция локальным контрастом по сравнению с общим контрастом.
Было бы мало пользы от съемки ярких областей при ISO 100 и темных областей при ISO 800, потому что области, в которых ISO 800 создает больше всего шума, — это тени! Яркие области выглядят прекрасно при ISO 800. Если вы усиливаете одну часть изображения больше, чем другую, у вас все еще остается проблема, состоящая в том, что некоторые части темных областей, которые все еще темнее, чем самые темные части ярких областей, будут выглядеть ярче, чем самые темные части ярких областей. те части ярких областей.
Цель HDR не в том, чтобы уменьшить шум. Он заключается в том, чтобы взять сцену с более широким динамическим диапазоном, чем тот, который может быть захвачен современными камерами и/или отобразить текущими средствами отображения, и втиснуть этот дополнительный динамический диапазон в пространство, разрешенное средством отображения. Увеличение ISO не увеличивает динамический диапазон. Это уменьшает динамический диапазон, потому что для достижения эквивалента полной емкости ямы требуется вдвое меньше фотонов.
согласен, это гораздо более сложный процесс, который я когда-либо осмелился изобразить. Тем не менее, это по-прежнему воздействие, основанное на поиске информации для работы. Я просто говорю, что, хотя я обычно понимаю диафрагму и экспозицию как релевантные и применимые унифицированным образом к общему захвату изображения, я не могу (пока) понять причины, по которым ISO применяется одинаково. На пленке - понятно по понятным причинам, иначе для каждого захвата нужно было бы создавать отдельный фильм. Но для цифрового - есть еще что-то, что идет вразрез с логикой, на мой взгляд.
Чтобы воспользоваться преимуществами различной чувствительности ISO на отдельных частях сенсора, вам нужно найти способ изменять время экспозиции для каждого пикселя. Так что теперь вам нужны датчики, которые могут обеспечить глобальный электронный затвор. Даже когда весь датчик собирает фотоны в течение универсального периода времени, их производство очень дорого. Вычислительная мощность для того, что вы предлагаете, астрономически поднимет стоимость такой камеры. Создание сенсорного чипа, который мог бы следовать инструкциям, полученным в результате таких вычислений, вероятно, превысило бы бюджет большинства стран третьего мира.
Нет... я бы не трогал экспозицию. Проще говоря, я хотел бы получить автоматическое измерение ISO не для всего изображения, а для его частей или даже, если возможно, пикселей и установить эти индивидуальные настройки. Таким образом, у нас будет область с 50, большая часть говорит о 100 и несколько частей о 200. Думаю, это лучшее, что я мог описать :)
Вам придется настроить время экспозиции, иначе у вас будут разные уровни экспозиции для разных частей фотографии...
Правильно, у меня будут разные уровни экспозиции из-за разных значений ISO. Поскольку я мог сделать фотографию с тем же A, тем же S, но с разными уровнями ISO - это то, что я представлял себе в качестве результата. Представив упрощенную матрицу 9x9, я бы получил первую верхнюю строку при ISO 100, затем 400, затем 800. Причина в том, что части изображения расположены в тени или менее освещенных областях и, следовательно, поднимаются через ISO.

ISO датчика зависит от того, при каком напряжении он работает. Чтобы изменить это только в области или пикселе, потребуется много сложной проводки (как производитель может догадаться, что вы хотите увеличить ISO до 432 288 пикселей) и много дополнительных интерфейсов и программ. Проще говоря, такая возможность была бы очень дорогостоящей функцией, редко используемой.

Хорошо. Нельзя ли установить опорный уровень для пикселя или области, и после измерения - напряжение корректируется соответствующим образом. Просто кажется, что единая шкала по всему изображению настолько... упрощенна и старомодна, слепо взятая из дней кино.
И, кстати, это уже делается сегодня в режиме auto iso. Вопрос - почему применяется ко всем пикселям или всему кадру, а не к областям или даже пикселям.
Auto ISO берет только общий свет, измеренный в сцене, и устанавливает ISO (например, усиление датчика) в соответствии с набором правил, чтобы гарантировать, что используемые Tv и Av остаются в заданных диапазонах.
отлично, это авто исо. что я говорю - все еще может быть (логически) имеет смысл делать это для каждого пикселя или, по крайней мере, для групп пикселей.
@user56548 user56548 «Разве нельзя установить контрольный уровень для пикселя или области и после его измерения » ... и как выполняется это измерение? Относительно чего берется ? Это измерение представляет собой просто съемку сцены , где все коэффициенты усиления пикселей установлены эквивалентно (т. е. одинаковые ISO). Если вы используете это эталонное изображение, чтобы взять другое изображение с более высоким или более низким усилением для тональной карты темных/светлых областей, то вуаля, у вас есть форма HDR.
@scottbb это может быть упрощено. Но, например, то же самое измерение, которое происходит, когда определяется AUTO ISO. Только на более детальном уровне (пиксель/группа пикселей). Будет ли это работать?
@ user56548 Нет, не совсем. Датчик не участвует в определении значений автоэкспозиции (включая ISO). Итак, как вы можете определить местоположение эталонных уровней/значений, если местоположение неизвестно?
@scottbb Возможно, и это предположение, может быть, из-за наличия слоя на датчике / внутри, который делает это? В меньших регионах и предоставляя координаты вместе? Звучит как разумная задача для проектирования/исследований и разработок. Я не знаю решения, к сожалению. Если бы я хотел - я бы ответил с практическими рекомендациями. Я подвергаю сомнению текущую настройку, поскольку она соответствует той же конструкции, что и пленка (имеется в виду единый ISO), что, ИМХО, может быть неактуальным или не должно быть, поскольку это больше не постоянный элемент.
@ user56548 Ничто из того, о чем вы спрашиваете, не является недостижимым с технической точки зрения, но это не сделано, потому что это не имеет смысла. Вы не можете обмануть физику системы. все системы (фотоэлементы датчика, аналого-цифровой преобразователь, усилитель усиления по напряжению) имеют пределы разрешения, пределы чувствительности и т. д. В совокупности они описывают динамический диапазон системы формирования изображения . Вы не можете создать больше динамического диапазона или информации, чем есть или что система может захватить (хотя есть приемы, такие как HDR, для «подделки» желаемого эффекта).
точно... у меня такое же чувство. Не имеет смысла. Эта приемная сторона сегодняшней фотографии (цифровой датчик) использует те же «физические ограничения», что и изобретения/творения 1880-х годов с едиными настройками ISO. Я сделаю 3 фотографии с одним и тем же AS и разными ISO, и я вижу области на каждой из трех, где iq выше, чем у других в тех же частях. И ничего нельзя сделать.
@ user56548 Вы, кажется, не понимаете - квантовая физика света не изменилась с 1880-х годов (по крайней мере, не очень сильно).
это часть «однородности», которой я не могу найти логического объяснения, а не квантовая физика. Я как бы избиваю мертвое тело здесь, но это имеет смысл (унифицированный ISO), когда вы заранее не знаете, что будет захвачено - сегодня это уже не так. Вы на самом деле «видите», как заканчивается свет на сенсоре/фотографии.

Я думаю, вы можете спрашивать об однородности отклика, и в этом случае большинство, если не все камеры, имеют встроенные таблицы коррекции, чтобы удалить темные смещения для каждого пикселя и получить различия между пикселями. Это гарантирует, что выходной сигнал каждого пикселя для N входных фотонов будет одинаковым.

Если вы спрашиваете о настройке ISO, чтобы темные части сцены получали больше усиления, то вы просите динамическую регулировку усиления для каждого пикселя. Даже в этом случае, как заметил Майкл Кларк, в лучшем случае вы получите очень размытое изображение.

Если у вас есть сцена с большим контрастом (от темного до самого яркого), есть еще один вариант. Дорого, но доступно: датчики с логарифмическими амперами. Это дает пикселям огромный эффективный динамический диапазон, и вы можете затем обработать вывод логарифмической шкалы, чтобы делать все, что хотите.

да, я думаю, это больше о динамическом усилении. Что касается «размытого», я не уверен в этом, потому что те области, которые находятся в тени или менее освещены, будут более выраженными и четкими. А современные камеры отлично справляются с шумоподавлением на высоких ISO. Пока кажется, что все сводится к тому, «как локализовать измерение ISO» и «как реализовать усиление на основе пикселей или групп пикселей». Оба кажутся реальными инженерными задачами ИМО.