Может ли камера одновременно делать разные экспозиции с разными значениями ISO?

Да, это вполне возможно, и на самом деле это было сделано в режиме «двойной ISO» Magic Lantern . Но вы не можете получить два изображения одновременно. То, что вы получаете, это два полуизображения.

Это приводит к недостаткам. То, как это реализовано в режиме двойного ISO ML, заключается в том, что чередующиеся пары строк развертки используют разные настройки ISO. Проблема в том, что затем вам придется интерполировать данные, чтобы получить пригодное для использования изображение, поэтому у вас будет потеря разрешения в светах/тенях, а также проблемы с алиасингом и муаром.

Но да, этот метод дает вам одиночный HDR без каких-либо проблем с ореолами/клонированием и делает возможным HDR-видео.

Если это так, я не понимаю, почему камера не может записывать два или более ISO одновременно и записывать их как разные изображения.

Зачем это нужно? Необработанные напряжения на датчике в каждом случае будут одинаковыми. Единственная разница будет заключаться в степени усиления, применяемого к сигналу при его оцифровке. Умножение/деление оцифрованных значений — это то, что мы уже делаем при постобработке необработанных файлов. В самом прямом смысле, купив сохранение необработанных данных и обработку изображения с различными настройками, мы уже можем делать то, что вы предлагаете, - просто не в камере в момент экспонирования фотографии. Конечно, чем сильнее усиливается сигнал при преобразовании из аналогового в цифровой, тем ниже будет динамический диапазон.

Запись одной и той же информации при двух разных уровнях усиления не увеличит динамический диапазон датчика, который определяется расстоянием между уровнем шума и полной емкостью скважины. Но умножение его на больший коэффициент может уменьшить динамический диапазон за счет уменьшения максимального количества регистрируемого света до того, как будет достигнуто значение полного насыщения пикселя.

Вы не можете изменить время затвора или значение диафрагмы в зависимости от усиления. Они будут заблокированы для каждого отдельного воздействия.

Я спрашиваю, потому что, если это возможно, это сделает фотографии HDR с переменной ISO намного проще без ореолов и откроет возможности во многих случаях, когда они не используются прямо сейчас (быстро движущиеся объекты).

Вы по-прежнему будете ограничены физическими характеристиками датчика. Разница между минимальным сигналом, который можно отличить от шума, и максимальным сигналом, который можно отличить от еще более высокого сигнала, определяет динамический диапазон датчика. Предполагая, что кто-то записывает необработанные данные, тогда все они доступны для работы при редактировании изображения.

Если кто-то хочет сохранить только в формате jpeg, уже есть камеры, которые могут создавать несколько файлов в формате jpeg из необработанных данных датчика одной экспозиции и изменять обработку в камере для создания нескольких файлов в формате jpeg. Обычно это делается с точки зрения брекетинга баланса белого, но это также может быть сделано с учетом усиления/яркости изображения в некоторых камерах. Я полагаю, было бы тривиально также сделать это, меняя контрастность.

Вы имеете в виду использование коррелированной двойной выборки (CDS), такой как датчик от компании Cmosis, использование двух АЦП на пиксель или АЦП с двойным усилением — да, это возможно.

Обычно получить экстремальный HDR дорого, но есть относительно недорогие камеры видеонаблюдения, которые могут видеть лица на подземной автостоянке и четкий фон на ярком солнце.

Попробуйте поискать дополнительную информацию.

Here's something to refer to: https://books.google.ca/books?id=Vp2LBgAAQBAJ&pg=PA171&lpg=PA171&dq=two+adcs+per+pixel&source=bl&ots=2veAdcfp3R&sig=-HgNv2DgdEUkAe1pUG7_41cUBtQ&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjw8Izin53UAhWGxFQKHcEFDxwQ6AEIQzAI#v=onepage&q =two%20adcs%20per%20pixel&f=false .