Как f-stop является мерой динамического диапазона?

Насколько я читал, f-stop - это мера диафрагмы. Это влияет на количество областей на переднем и заднем планах, которые находятся в фокусе.

Глядя на динамический диапазон камер, я понял, что он тоже измеряется в диафрагмах. Чем больше диафрагмы, тем больше динамический диапазон, а значит, лучше соотношение яркости и темноты на фотографии.

Означают ли эти два «f-stop» одно и то же? Влияет ли размер диафрагмы на динамический диапазон?

Также я читал, что f-stop или f-число=фокусное расстояние/диаметр входного зрачка. При изменении диафрагмы меняется ли фокусное расстояние или диаметр входного зрачка?

Я думаю, читая Что такое одна «стоп»? и что означает f-stop? может помочь с пониманием терминологии вашего вопроса. Однако, как только вы это сделаете, вопрос о том, как измеряется динамический диапазон и почему он измеряется таким образом, по-прежнему интересен.

Ответы (2)

Динамический диапазон измеряется не в диафрагмах, а в стопах. Стоп часто используется для обозначения изменения, которое удваивает значение или, в случае с камерами, количество света. Изменение диафрагмы на один шаг диафрагмы удваивает количество пропускаемого света, поэтому в случае с диафрагмой стоп — это шаг диафрагмы. Точно так же сокращение выдержки вдвое является изменением на одну ступень, однако это не f-ступень, потому что это не диафрагма.

Когда говорят, что камера имеет 12 ступеней динамического диапазона, это означает, что самая яркая часть сцены может быть в 2 ^ 12 раз ярче, чем самая темная часть. (Один стоп в два раза ярче, два стопа в 4 раза и т.д.).

Эй, спасибо за объяснение. Это было кристально чисто. Я немного смутился, когда этот веб-сайт cambridgeincolour.com/tutorials/… использовал диафрагму в двух местах при описании динамического диапазона.
Предполагая, что точка черного (отсутствие каких-либо деталей) установлена ​​на ноль (2^0=1), камера с 12 ступенями динамического диапазона может записать сцену, в которой самая яркая часть, воспроизведенная с любой детализацией, в 2^11 раз ярче, чем самая темная часть визуализируется с любой детализацией. Если самая яркая часть в 2 ^ 12 раз ярче самой темной, яркая часть будет насыщенной во всех цветовых каналах и будет отображаться как чистый белый цвет без деталей, независимо от фактического цвета.
4094 (дополнительные базовые единицы света) — это не совсем 4095 (дополнительные базовые единицы света), но все же немного больше, чем 2048 (дополнительные базовые единицы света). 2^12 может быть полностью насыщенным, но 2^12 - n , где n < 2^11, нет.
камеры обычно насыщаются до розового цвета, а затем в программном обеспечении вы устанавливаете виртуальную точку насыщения, чтобы сделать ее белой.
так что в основном это то же самое, что биты на канал?
@BrettSchneider - нет, совсем нет. Биты на канал - это разрешение, а не диапазон. Камера с более низким динамическим диапазоном могла бы иметь больше битов на канал, просто разница между значениями была бы меньше. Динамический диапазон — это сравнение абсолютного максимума и абсолютного минимума, которые могут быть записаны одновременно. Неважно, есть ли у него миллион возможных значений между ними или 2.
@AJHenderson спасибо, что прояснили это и дали мне слова для описания эффектов, которые я наблюдаю. Недавно я пытался сказать, что у portra 160 меньше цветов, но больше динамический диапазон.
@brett Schneider да, та же концепция. В этом случае его обычно называют цветовой гаммой, поскольку это трехмерный диапазон для воспроизведения цвета. Ближайшим понятием к динамическому диапазону на дисплее, вероятно, будет коэффициент контрастности, который дает относительную разницу между абсолютно черным и абсолютно белым световым излучением, где цветовая гамма выражает абсолютный диапазон цветов, которые может отображать дисплей, а глубина цвета указывает количество цвета, которые могут отображаться в пределах этой гаммы. В общем, цвет гораздо сложнее, чем думает большинство людей.

В: «Как f-stop является мерой динамического диапазона?». О: Один стоп равен 6 дБ и теоретически может быть представлен одним битом (хотя на практике необходимы дополнительные биты, см. ссылку в конце этого ответа).

Ни в одном другом ответе не упоминается единица измерения динамического диапазона, давайте определим все в сопоставимых единицах, чтобы можно было дать точный ответ.

Децибел (дБ) — это логарифмическая единица, используемая для выражения отношения двух значений физической величины.

Изменение отношения амплитуд в 2 раза (что эквивалентно изменению мощности в 4 раза) примерно соответствует изменению уровня на 6 дБ.

Число f (иногда называемое фокусным отношением, f-соотношением, f-ступенью или относительной апертурой) оптической системы — это отношение фокусного расстояния объектива к диаметру входного зрачка. «F» относится к объективам, поэтому f / 8 — это «дробный диаметр» или фокусное число апертуры оптической системы (объектив, фильтр и т. д., а не ширина сенсора, АЦП, шины или памяти).

«Стоп» уменьшит или удвоит количество света. Буквы F Лена находятся в стопах, но могут быть и дробными стопами.

Динамический диапазон — это термин, используемый для описания соотношения между наименьшим и наибольшим сигналами, которые могут быть измерены системой сбора данных (датчик, АЦП, шина и память, в частности, битовая ширина и точность), назовем это камерой. (но также применимо к «Аналоговым» или «Пленочным»). Аналоговые электронные камеры имели трубку, которая обнаруживала свет и преобразовывала его в диапазон напряжений, который записывался на ленту. Обе системы имеют теоретический динамический диапазон, который может быть рассчитан или рассчитан, но на практике достигнутый динамический диапазон будет меньше.

Цифровые системы (в отличие от аналоговых) имеют более линейный отклик, чем пленочные, которые имеют характеристики (отказ взаимности), которые имеют тенденцию сжимать или «сгибать» первую и последнюю остановки. Нелинейность пленки делает ее более терпимой к передержке и позволяет захватывать детали в тенях немного лучше, чем видео.

Вот почему у цифровых камер есть «Log» или, в случае Sony, SLOG; меньше битов для среднего и больше доступно для самых высоких и самых низких значений (по сути, изменяется «ширина» бита).

В цифровых системах разрешение (динамического диапазона) измерительной системы (цифровой камеры) определяется количеством битов, которое АЦП использует для оцифровки входного сигнала (от датчика).

Большинство АЦП имеют разрешение от 8 до 24 бит (не используются в цифровых камерах). Для 16-битного устройства общий диапазон напряжений представлен 2^16 (65536) дискретными цифровыми значениями. Поэтому абсолютный минимальный уровень, который может измерить система, представлен 1 битом или 1/65536 диапазона напряжения АЦП. Для системы с диапазоном напряжения ±10 В наименьшее напряжение, которое может различить система, будет:

20/65536 = 0,3 мВ

Таким образом, в децибелах этот динамический диапазон выражается как:

20 Log10 (65536) = 96 дБ

Следовательно, для 16-разрядного АЦП динамический диапазон составляет 96 дБ. Используя те же расчеты, динамический диапазон 24-битного АЦП составляет 144 дБ.

6 дБ = 1 стоп = 1 бит.

Вот почему люди говорят, что им нравится 14-битный RAW, и почему вы хотите избежать 8-битной камеры — динамический диапазон.

Дополнительная информация добавлена ​​19 сентября 2017 г.:

На веб-сайте Analog Devices есть интересная статья об АЦП и о том, как минимальный уровень шума и запас по уровню вычитаются из реального количества доступных бит; хотя это статья, посвященная аудио, а не видеосигналам (таким образом, стопы не применимы), правило «1 бит равно 6 дБ» все еще сохраняется: http://www.analog.com/en/education/education-library/articles /relationship-data-word-size-dynamic-range.html#therelationshipofdynamicrange — конец этого раздела содержит информацию, подтверждающую мой ответ, но вся веб-страница интересна для чтения. Содержит дополнительную информацию о превышении спецификации вашего оборудования для получения желаемого количества надежных битов.

Хороший ответ. Три предложения. 1. Третья алинея: это шкала log*10*. 2. Укажите сравниваемую единицу: люмен или эВ. 3. Объясните, откуда взялось значение 6 дБ: 10*(log10(2)^2).
Как f-stop является мерой динамического диапазона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v