В чем разница между цифровым шумом на высоких значениях ISO и зернистостью пленки?

• Размер зерен в пленке варьируется в зависимости от чувствительности пленки. Чем чувствительнее пленка, тем крупнее зерна. Цифровой шум всегда имеет размер пикселя, независимо от настройки ISO.

• Зернистость пленки нейтральна по цвету, так как в основном состоит из яркостных различий. Цифровой шум состоит как из яркостных, так и из цветовых различий и наиболее заметен в канале синего цвета.

• В более поздних цифровых камерах цифровой шум довольно равномерен. В более ранних моделях шум имел больше полос и узоров. Зерно пленки не имеет полос или узоров, поэтому оно воспринимается как чистый шум. Если в цифровом шуме есть какие-либо полосы или узоры, мозг может легко это уловить, и это вызывает больше беспокойства, чем чистый шум.

• Ни зерно, ни шумы не съедают деталей. Шумоподавление поглощает детали, поскольку оно не может отличить мелкие детали от шума. Шумоподавление используется для цифрового шума, но его также можно использовать для уменьшения зернистости пленки.

Ниже приведен пример. Слева зернистость пленки Kodak Gold ISO 200. Справа — цифровой шум Canon EOS 5D Mark II при ISO 3200. Обратите внимание на синий шум в темных областях на правом изображении.

Существует также проблема цветности (цвета) и яркости (яркости) цифрового шума. Люди обычно находят цветной шум более неприятным, потому что он кажется менее естественным; вот почему шумные фотографии иногда получаются лучше в черно-белом преобразовании. Лучшие алгоритмы шумоподавления также могут выборочно решать один или другой вопрос.

Я полагаю, что в пленке присутствует только яркостный шум, и это одна из причин, по которой люди иногда находят его менее неприятным, чем цифровой шум.

Самая большая разница заключается в характере шума. Зернистость пленки вызвана зернами серебра, присутствующими в пленке, и они не имеют постоянного рисунка.

Шум ISO возникает в цифровом датчике и основан на пикселях и, следовательно, имеет шаблон.

Некоторым кажется, что фильм гран более приятен из-за непоследовательного рисунка, в котором возникает шум.

Пленка с более высоким значением ISO, как правило, имеет большее зерно; Цифровые снимки с более высоким значением ISO демонстрируют больше шума — аналогичная причина, но внешний вид другой.

Цифровой шум ISO связан с размером каждого пикселя, поскольку шум относится к каждому пикселю (поэтому, чем больше у вас пикселей, тем менее очевиден шум при просмотре одного и того же размера), тогда как с пленкой шум относится к кристаллу — вы нужны более крупные кристаллы для более высокой чувствительности.

Одна аналогия, которую я использовал в прошлом, чтобы продемонстрировать это, состоит в том, чтобы попросить нескольких человек засекать с помощью секундомера, сколько времени требуется машине, чтобы объехать автостоянку, а затем засекать, сколько времени требуется человеку, чтобы проделать то же самое путешествие. поскольку человек медленнее, предел погрешности меньше по сравнению с общей цифрой, даже если разные люди будут указывать время с точностью до нескольких секунд друг от друга.

Одно интересное отличие заключается в том, что шум цифровой камеры в значительной степени представляет собой шум квантования, связанный с процессом формирования изображения. Это может доходить до сенсоров, «инвариантных к ISO», где настройка ISO больше не влияет на захват необработанного изображения, а вместо этого определяет, на какую экспозицию нацелена камера и как затем интерпретируются необработанные значения. Для такого датчика уровень шума зависит от фактической экспозиции, а не от установленного значения ISO.

Напротив, выбор уровня ISO/ASA для пленки определяет зернистость пленки. Пленка ASA100, недоэкспонированная с помощью 3EV, сохраняет мелкозернистость по сравнению с пленкой ASA800, но теряет контраст. Если вы поднимите контраст при увеличении, вы получите скорее точечный вид, чем крупнозернистый.

Некоторые цифровые камеры имеют возможность использовать более высокие значения ISO при уменьшенном разрешении: это немного больше похоже на то, что пленки с более высоким ASA делают с их более грубым зерном, даже если «зерно» цифровой камеры представляет собой прямоугольный узор, а зерно пленки расположено неравномерно.

Огромная разница.

Зернистость пленки больше похожа на текстуру, которая оживляет изображения.

Шум – это дефект чувствительности камеры к свету. Шум — это результат интерпретации света на изображении, которое камера не может зафиксировать. Камера не может улавливать свет в условиях низкой освещенности, поэтому она изобретает цвета, которые сенсор не может уловить. Таким образом, этот шум не является представлением реального изображения, это интерпретация того, что, по мнению сенсора, может быть там.