Digiin lisää dynamiikkaa ohjelmoimalla?

[EGE]

Olen viime aikoina pohdiskellut sellaista asiaa digikuvauksen tiimoilta, että kameravalmistajat voisivat kehittää sellaisen ohjelman kameroihinsa joka jäljittelee ihmissilmää. Tilannehan on se että usein etualan tummuus ja taka-alan vaaleus aiheuttaa sen että halutusta kohdasta joutuisi ottamaan kaksi eri kuvaa erilaisilla asetuksilla, jotka sitten myöhemmin täytyisi yhdistää käsin photoshopissa, että saataisiin haluttu kokonaisuus.

Miksei kameraa voisi ohjelmoida siten että se haarukoi automaattisesti nuo kaksi kuvaa ja yhdistää nämä itsekseen? Ne tummat osat jotka ovat tukossa, otettaisiin vaaleammasta ruudusta ja puhkipalaneet kohdat tummemmasta ruudusta. Ja siihen sitten portaaton säätö, jolla voisi kontrolloida yli/alimenoa.

Ymmärsiköhän kukaan, mitä juuri yritin sanoa? ;-)

[timkopon]

Ymmärsiköhän kukaan, mitä juuri yritin sanoa? ;-)

Joo, eiköhän tuo ihan selvää ole. En tiedä onko asiaa ajateltu koskaan kameravalmistajilla. Pitäisi kysyä.

Ongelmaksi saattaa muodostua tietomäärät lyhyellä ajalla. Tietysti jos kennoa kehittäisi fixuksi, niin siitä voisi saada ulos jotain muuta kuin suoraviivaista mittaustulosta, mutta joka tapauksessa tuo vaatisi älykkään kennon tekemistä.

Se olisi tottakait helpompi ratkaisu, mutta älykennon tekeminen teknisesti voi olla hankalaa.

Jos taas ehdottamallasi tavalla käsiteltäisiin kuvaa silloin ongelmaksi muodostuu suurien tietomäärien käsittely ja suorituskyky prosessorilla, taas jollain superlogiikalla voitaisiin oikasta. -> Suurempi virrankulutus ym.

Kalliimmat kennothan yksinkertaisesti ovat parempia, eli kennon kyky on parempi kalliimmissa kameroissa kuin halvemmissa.

Tuo on erittäin helppo testata.

Aurinkoisena päivänä laitetaan lippalakki päähän ja hepusta otetaan kuva kahdella kameralla samaan aikaan. Varjossa olevat silmät huonolla kameralla jää pimeään varjoon, mutta kalliimmassa kamerassa silmät näkyvät kohtalaisesti tai ihan hyvin.

[Gillis]

no tekeehän tuo fujin uusimman polven superCCD vähän juuri sitä kun on kaksi sensoria per pikseli, yksi tummalle, ja yksi kirkkaalle valolle.

[EGE]

Eikait tuossa sensoria tarvitsisi edes vaihtaa? Kunnollinen ohjelma vaan taustalle ja kaksi kuvaa esim. jalustalta jolloin kamera ei ehdi tärähtää lagista huolimatta haarukoidessaan tilannetta.

Vähän samaan tyyliin kun esim. Canonit esittää puhkipalaneet kohdat vilkuttamalla. Softa etsisi juuri nämä kohdat ja korjaisi ne automaattisesti itsekseen tummemmasta ruudusta. Keinotekoinen korjaus, joka jäljittelisi silmän kaltaista kykyä erottaa asioiden dynamiikka.

[Toivonen]

Systeemin täytyisi tietysti myös olla poiskytkettävissä, sillä tunnetusti joissain erikoistilanteissa, vaikka olisi kuinka älykäs ohjelma, se mittaa kaiken päin seiniä (vrt. automaattinen valotusmittaus).
Ajatuksena hyvä ja varmaan tuleekin lähiaikoina... uskoisin.

[Tuamas]

Suuremman (laajemman) dynamiikan tuottaminen ei varmasti olisi mahdottoman vaikeaa, mutta kuvien esittäminen esimerkiksi paperimuodossa varmasti muodostaisi huomattavia ongelmia. :)
Tietokoneellakaan ei välttämättä kovin suurta dynamiikkaa voisi esittää.

Kannattaa kokeilla etsiä googlella HDRI-avainsanaa.
(High Dynamic Range Image, muodostetaan yhdistämällä kaksi tai useampi kuva, käytetään esim. 3D-ohjelmissa realistisempina taustakuvina)

[Autiokari]

Tämä idea/menetelmä soveltuu vain kuolleisiin kuviin, siis niihin joissa ei liikahda lehtikään.

Mutta jos olisi kameroita jossa olisi toiset 8 stoppia lisää niin sitten tuo on tehtävissä yhdestä ainoasta otoksesta.

Pulmaksi nousee sitten kuvan esittäminen näytöilla jotka ovat varsin pienikokoisia eivätkä siten juurikaan mahdollista näköaistin paikallista valoisuus-adaptaatiota ja joiden maximi luminanssi on vaatimattomat 100cd/m2 tietämillä jolloin katselutilan valaistuksesta aiheutuvat heijastukset (näytön pinnalla) sekä näköaistin photopic alueen alaraja rajoittavat dynamiikan about 100:1 alueelle eli alle 7 stopin (tai paljonkin sen alle). Puhumattakaan tulostamisesta inkjeteillä joiden dynaaminen alue on vieläkin pienempi. Valokuvapaperin dynamiikka on luokkaa 9 stoppia, sen saa kokonaan käyttöön kun paperi valotetaan digitaalilaitteella värihallitusti ja kuvaa sitten katsotaan voimakkaan valaistuksen (kuten auringon valo) alla.

Timo

[timkopon]

Siis jos ajatellaan, että kameran tietomäärien käsittely ei tule ongelmaksi ja tehoa riittää sekä muistia hetkellisesti, eikä lämpenemis ongelmiakaan tule niin...

Jos valotusaika on esim. 1/500 osa, hyvässä valossa, heti perään haarukoidaan valotusta sopivalla logiikalla, eli toinen kuva tulee 1/500 osa sekunnin kuluttua ja tätä voidaan jatkaa erittän paljon. Saadaan hyvin kerättyä tietoa myös tummemmista alueista tai kirkkaammista.

Tuo alkaa toimimaan huonommin kun valotusajat laskevat. Mutta tietäen, että ko. tekniikkaa käytetään, voidaan otta se osittain huomioon.

Tuota lisäten, jos on mahdollista vielä tallentaa kaikki nuo haarukointi tulokset, saadaan ISO kokoinen kuva, jota voitaisiin jälkikäteen purkaa ja yhdistellä sopivasti.

Tämähän oli jalostettu versio tuosta alkuperäisestä, mutta teknisesti voi olla hankala toteuttaa.

Mutta parempi vaihtoehto olisi älykkäämpi kenno, kuten superCCD, mutta parempi. Eli jos kenno olisi moni kerroksinen, jossa päälimmäiset ottaisivat kirkaamman valon, päästäisivät silti valon muuttumattomana (mutta ehkä himmentyneenä) läpi ja alemmille kennoille, jotka keräisivät himmeämpää.

Ongelmaksi muodostunee tuollainen kennon rakentaminen ja tiedon keräämisen, koska tietoa tulee todella paljon, riippuen miten paljon sitä kerätään.

Mutta kaikesta näiden yhdistelmistä voitaisiin tehdä yhdistelmä ratkaisuita, jotka saattaisivat auttaa valon vangisemisessa.

[EGE]

Nyt kaverit kyllä puhuu sellaista asiaa josta meikäläinen ei ymmärrä höykäyksen pöläystäkään.

Otetaanpa nyt ihan käytännön läheinen esimerkki. Kuvataan yöllä maisemaa. Halutaan saada sellainen lopputulos missä taivaalla nopeasti liikkuvat pilvet valotetaan pitkäksi että saadaan tietty blurrausefekti aikaiseksi. Alueella on paljon kirkkaita katulyhtyjä, joiden ei tietenkään toivota palavan puhki.

Tälläisessä casessa olisi kiva että kamera pystyisi venyttämään tiettyjen paikkojen valotusta ja laittamaan kirkkaat paikat kiinni ennen kuin ne palavat puhki...

Eikö tämä olisi estettävissä ihan siten että kameran prosessori laskeskelisi mitä ottaa että milloin mikäkin paikka palaa puhki ja paljonko jotain kohtaa pitää vielä valottaa että yksityiskohdat tulevat paremmin esiin? Koostaisi sitten lopputuloksen minun puolestani vaikka kymmenestä eri kuvasta... ;-))))

Noh, tämä oli nyt tälläistä utopistista haaveilua vain.

[M.B.]

Siis jos ajatellaan, että kameran tietomäärien käsittely ei tule ongelmaksi ja tehoa riittää sekä muistia hetkellisesti, eikä lämpenemis ongelmiakaan tule niin...

Jos mummolla olisi munat, se olisikin vaari...

Jos valotusaika on esim. 1/500 osa, hyvässä valossa, heti perään haarukoidaan valotusta sopivalla logiikalla, eli toinen kuva tulee 1/500 osa sekunnin kuluttua ja tätä voidaan jatkaa erittän paljon.

Helppo nakki, ei tarvita kuin kamera, joka pystyy ottamaan 500 täyden resoluution kuvaa sekunnissa. Näillä nykyisillähän kuvan lukemiseen kennolta menee pari sataa millisekuntia eli kuvia saa sekunnissa vain muutamia.

Mutta parempi vaihtoehto olisi älykkäämpi kenno, kuten superCCD, mutta parempi. Eli jos kenno olisi moni kerroksinen, jossa päälimmäiset ottaisivat kirkaamman valon, päästäisivät silti valon muuttumattomana (mutta ehkä himmentyneenä) läpi ja alemmille kennoille, jotka keräisivät himmeämpää.

Ei taida tämäkään toimia - Foveonin yritelmähän perustuu päällekkäisiin kerroksiin eivätkä eri aallonpituudet tunkeudu yhtä syvälle (Foveonin värierottelu perustuu juuri tähän).

Fujin superCCD puolestaan... mallikuvatkin olivat feikkejä (vertailukuvat tahallaan ylivalotettu), joten en siltä paljoa odota - ainakaan pokkareiden kokoluokassa.

Kolmas vaihtoehto olisi Minoltan kehittelemä CMOS -kenno, jossa jokaiseen pikseliin on lisätty elektroniikkaa, joka muuttaa niiden vasteen lineaarisesta logaritimiseksi kasvattaen samalla dynamiikkaa reilusti. Tätä tekniikkaa käytetään toistaiseksi vain piskuisessa tieteellisiin ja valvontakamerasovellutuksiin tarkoitetussa videokamerakennossa. En tiedä, olisiko tuosta mahdollista tehdä kookkaampi (sekä fyysisesti että resoluution osalta) versio kamerakäyttöön.

[MattiH]

Dynamiikkaa voi yrittää hakea ohjelmillakin (monta kuvaa). Ilmainen ohjelma on AstroStack
http://www.astrostack.com/

Image Stacker on sitten sharewarea, sopii paremmin tavalliseen kuvaukseen
http://www.tawbaware.com/imgstack.htm

[timkopon]

Otetaanpa nyt ihan käytännön läheinen esimerkki. Kuvataan yöllä maisemaa. Halutaan saada sellainen lopputulos missä taivaalla nopeasti liikkuvat pilvet valotetaan pitkäksi että saadaan tietty blurrausefekti aikaiseksi. Alueella on paljon kirkkaita katulyhtyjä, joiden ei tietenkään toivota palavan puhki.

Eikö tämä olisi estettävissä ihan siten että kameran prosessori laskeskelisi mitä ottaa että milloin mikäkin paikka palaa puhki ja paljonko jotain kohtaa pitää vielä valottaa että yksityiskohdat tulevat paremmin esiin? Koostaisi sitten lopputuloksen minun puolestani vaikka kymmenestä eri kuvasta... ;-))))

Eli haarukoidaan hieman ja yhdisellään kuvat, ja se ominaisuus laitetaan suoraan kameraan. Toimii helpommin täällä hitaassa päässä, mutta kuten esimerkissäni, nopeammassa päässä tulee teknisiä ongelmia. Mutta ongelmia tulee sitten liikkuvien kohteiden kanssa hitaissa valotusajoissa.

[timkopon]

Helppo nakki, ei tarvita kuin kamera, joka pystyy ottamaan 500 täyden resoluution kuvaa sekunnissa. Näillä nykyisillähän kuvan lukemiseen kennolta menee pari sataa millisekuntia eli kuvia saa sekunnissa vain muutamia.

Ei taida tämäkään toimia - Foveonin yritelmähän perustuu päällekkäisiin kerroksiin eivätkä eri aallonpituudet tunkeudu yhtä syvälle (Foveonin värierottelu perustuu juuri tähän).

Niin sittenhän ollaan jo lähellä, jos kuvan lukemiseen kuluu vain pari sataa millisekuntia, niin silloin hyvin voidaan ottaa muutama haarukointi, kunhan muisti ym. mainitsemani rajoitteet eivät tule vastaan. Mutta tehoa kyllä vaaditaan, ellei käytetä arvio tekniikkaa haarukointiin. Senhän voisi kamera laskea etukäteen, tai jopa käyttäjä syöttää. Tällöin voitaisiin yrittää arvioida nykytilanteen perusteella, tulevaa kuvaa ja sen valotusta.

No jos Foveonin yhdistelmä ei toimi, täytyykin luoda uusi tekninen läpimurto, siitähän tässä keskustelussa ollaan keskusteltu. Eli ellei nykytekniikka ole riittävällä tasolla tarvitaan kehitystä.

[M.B.]

Niin sittenhän ollaan jo lähellä, jos kuvan lukemiseen kuluu vain pari sataa millisekuntia, niin silloin hyvin voidaan ottaa muutama haarukointi

Pientä epäselvyyttä käsitteestä millisekunti? 200 ms = 1/5 s elikkä sata kertaa pidempi aika kuin kaipaamasi 1/500 s. Tuossa 200 ms ajassa kerkiää hitaampikin kohde liikkua niin, ettei kuvien saumaton yhdistäminen onnistu. Esimerkiksi kävelevä ihminen ehtii liikkua n. 20 cm (ja eteenpäin heilahtamassa oleva koipi vielä reilusti enemmän). Useampi haarukointi... kaveri kerkiää jo vaihtaa suuntaa.

[timkopon]

Niin sittenhän ollaan jo lähellä, jos kuvan lukemiseen kuluu vain pari sataa millisekuntia, niin silloin hyvin voidaan ottaa muutama haarukointi

Pientä epäselvyyttä käsitteestä millisekunti? 200 ms = 1/5 s elikkä sata kertaa pidempi aika kuin kaipaamasi 1/500 s.

Kiva kun tarkensit, kameran kanssa tulee puhuttua enemmän noista sekunninosista. (Olisi ollut paremin, jos oltaisiin puhuttu samoissa yksiköissä.)

Mutta voidaan todeta että "ollaan lähellä", vaikkakin noilla ajoilla ei voi ottaa käyttöön vielä tuota tekniikkaa normaaleissa kuvaolosuhteissa.