Ahdistusta dynamiikasta

[odzmo]

Tämä on todellakin ahdistavaa.

14 bit RAW, kaksi esimerkkiä. Vanhan ajan surkea Canon, 5D III ja vaikka uljas Nikon D850.

Netti on täynnä hehkutusta siitä, kuinka D850 dynamiikka on uskomaton.
DxO antaa sille yli 14 aukkoa, photonstophotos antaa 11,6 ja 5DIII:lle 9,25:

http://www.photonstophotos.net/Charts/P ... kon%20D850" onclick="window.open(this.href);return false;

Jos pitää käyttökelpoisen alimman sävyn rajana 8 sävyä, eli sijoittaa zonen II siihen (zone II on se musta, jossa näkyy aavistus pintakuviota), silloin 14 bitillä pitäisi saada dynamiikkaa maksimissaan 11 aukkoa.
Jos nostaa rajan 16 sävyyn, saadaan 10 aukkoa.

Käytännön kuvauksessa siis 8v vanha 5DIII ja uusi D850 eroavat dynamiikaltaan alle yhden aukon.

Tälläkö pitäisi perustella päivitystarpeita?
Erityisesti kun muualla kuin maisemakuvauksen piirissä (iso 800 tai yli), ero käyrien mukaan katoaa.

Tarvitaan 16bit RAW tai 24bit RAW jotta päästään kunnolla eteenpäin.

No ei ahdista minua ainakaan päivitystarve. Käytössä 6, 7 ja M. Kaikki Mk I ja riittävät minulle.

[Matti_JH]

D600,

[olli R]

On kaksi termiä: dynamiikka ja tonaliteetti. Dynamiikka on tosiaan vaaleimman ja tummimman oikeasti rekisteröityvän valon määrän suhde. Tonaliteetti taas kertoo kuinka paljon eri valotasoja voidaan erottaa joidenkin valonmäärätasojen välissä.

Digikameran "senseli" - valoakeräävä osa - oikeastaan laskee siihen tulevia fotoneja (valon määrää), ja tallettaa arvon (analogisesti) sähkövarauksena. Digikamerassa huippuvalo on yleensä helppo saada: se on kennon yksittäisen senselin "puhkipalaminen" - sen valoherkän yksikön varauksenkeruukapasteetin maksimi.

Alaraja sen sijaan on paljon vaikeampi, koska tuohon senseliin kohdistuu erilaisia häiriöitä ja näistä aiheutuva satunnainen osa - "kohina" - estää todellisen signaalin erottumisen. Siksi yleensä dynamiikan mittaamiseksi määritellään suurin sallittu kohina/signaali -suhde, josta katsotaan dynamiikan alkavan. (Esimerkiksi vaikka suhteeksi 1. Tällöin senselin jos satunnainen kohina vaihtelisi vaikka tasaisesti 0-12 arvon välillä, niin alle 12 todellisia signaaleita ei sisällytetä dynamiikkaan. Jos maksimiarvo olisi 14-bittinen 16383, niin dynamiikkaa olisi 10.3 aukkoa)

Tästä kohina/signaali -tasosta alkaen on jotenkin mahdollista erottaa kuvassa sävyjä kohinasta. Tietty näissä Jaavan käppyröissä ei tuollaista suhdetta ole ilmoitettu ja siksi esim dynamiikka 0.5 on mahdollinen.

Digikameroissa sitten tuo kennon senselin keräämä sähkövaraus digitoidaan. Muunnin on yleensä lineaarinen - se siis muuttaa varauksen suoraan oikeaksi arvoksi. Inhottavaa tässä on se, että ihminen havaitsee valon määrän muuttumisen enemmänkin logaritmisena - valon määrän kaksinkertaistuminen tuntuu askeleelta. Tämä näkyy muun muassa valokuvaajien käyttämässä aukkoasteikossa, jossa yksi steppi on valon kaksinkertaistuminen.

Eli lineaarisella asteikolla aukkoarvot ovat tosiaan 1-2-4-8-16-32 jne. Niiden väliin jäävien digitaalisten arvojen määrä kasvaa koko ajan.

No, tämä ei välttämättä ole ihan kauhean paha asia. Kuten sanottu, dynamiikka - kuvassa sävyjä sisältävä alue - ei alakaan sieltä arvosta 1 vaan jostain sopivan kohina/signaali -tason yläpuolelta, jossa noita sävyjä on jo tuplausten välissäkin. Toinen asia on, että ihmissilmä erottaa sävyjä vähemmän kun valon määrä laskee.

Kolma vaikuttava asia on se, että Bayer-, toistokäyrä- ja valkotasapaino-muunnos tehdään vasta digitoinnin jälkeen. Tällöin kun nostetaan sopivasti sitä digitoinnista saatua tulosta suuremmalle arvovälille, saadaan Bayer-laskennan aikana lisää sävyjä. Siis esim. kun on saatu joku senselin arvo ja sen naapurien arvo, niin käsitellään sitä laskennassa alkuperäisen 14 bittisen sijasta 32 bittisenä lukuna ja kerrotaan se sitten 256:llä. Tämän jälkeen tehdään Bayer-laskenta todellisen värin saamiseksi jollakin valkotasapainolla. Tällöin tuloksena on jotain, jossa on paremmin digitaalista tonaliteettia kuin tuossa alkuperäisissä väreissä. Tämä voidaan sitten skaalata alas ja vaikka tallentaa 16-bittisenä tietona. (Joo, kuulostaa hankalalle, jos näiden lukujen pyörittely ei ole tuttua.)


Haluatteko esimerkin? Laitan sen kuitenkin:

Kuvitellaan, että ollaan laskemassa melko tumman paikan vihreälle senselille pikseliarvoa. Sillä on kaksi punaista, kaksi sinistä ja neljä vihreää naapurisenseliä. Ajatellaan, että laskentaan olisi yksinkertainen Bayer-algoritmi ( ei ole tässä todellinen ):

r = (r1 + r2)/2 (punaisten naapureiden keskiarvo)
b = (b1 + b2)/2 (sinisten naapurien keskiarvo)
g = (g1+g2+g3+g3+g4+g5)/6 (vihreiden keskiarvio, mutta painotetaan keskipaikkaa)

Jos meillä olisi joku tumma paikka, jossa olisi senselien antamia arvoja lukuvälillä 0-16383 (14 bittiä)

Koodi: Valitse kaikki

g1:  8   r1:  3   g2:  6
b1: 16   g3:  8   b2: 11
g4: 13   r2: 11   g5:  7

Nyt tulisi tuon keskimmäisen pikselin arvoksi: r: 7, g:8.33, b:13.5
Jos tästä nyt hukataan desimaalit, niin sävyjä olisi suunnilleen samoin kuin alkuperäisissäkin luvuissa.
Mutta mepä kerrotaan kaikki luvut 256:lla ja käytetään suurempaa lukuväliä 0-4 miljardia (32 bittiä).

Pikseliarvoksi tulee r:1792, g:2133.32, b:3456

Tästä jos taas skaalataan arvot 16-bittisiksi, tulisi arvot r:28, g:33, b:54.

Arvot on näin saatu alkuperäisiltä 4-8 stepin per aukko arvoista 16-32 stepin per aukko arvoille. Tuosta käytetystä algoritmista voidaan jo arvioida, että punaisille ja sinisille saadaan tonaliteetti kaksinkertaistettua ja vihreille yli nelinkertaistettua, koska "sämplatään" useampia arvoja.


Joka tapauksessa tuo Bayer-laskenta pitää tehdä, se on todellisuudessa monimutkaisempi algoritmi ja saattaa ottaa laajemmankin alueen senseleitä (jolloin tonaliteetti lisääntyy) ja lisäksi valkotasapainokin pitää huomioida. Sävyjä saadaan lisää laskennan sivutuotteena. Bayerin huono puoli on sitten se, että kuvan tarkkuus vähenee.

[Matti_JH]

Toinen malli, D750

[mlphotic]

Olen zone6:n kannalla. Juuri mikään ei ole digissä parantunut lähiaikoina still-kuvassa ja se aukon hyppy Canoniin tapahtui D800-aikaan 2012.

Korkeintaan on menty huonommaksi. Z6 on aivan käsittämätön kasa kuraa. Jopa D3X on jalustakamerana parempi.

No nyt selvisi, miksen saa kunnon kuvia, kun oon aina kuvannut Nikoneilla ja myös Z6:lla. Ei voi saada kunnon kuvaa, kun kamera on aivan käsittämätön kasa kuraa.

Kyllä helpotti ahdistus. Luulin jo, että vika on minussa. Oli jo kurat melkein housus.

[ttuplai]

Korjatkaa jos olen väärässä, mut mun käsitys Canonin vanhemmista laitteista esim. 6D:stä on se, et siinä on analogiapuolella vahvistuksen säätö, joka muuttuu ISO-arvojen mukaan. ISO 100 tehdään arvolla x ja ISO 125 on ISO 100 + 1/3 digigaini, ISO 160 on ISO 200 - 1/3 digipuolella. Siksi toi käppyrä heittelee ja siksi 6D ei ole iso-invariantti - paitti jostakin ISO 1600 alkaen eli siitä etipäin analogivahvistus on vakkari. Noit arvoja voi suoraan käpistellä Magick Lanternin kanssa eli analogia-vahvistukselle on oma rekisterinsä. Eli dualin sijaan kyseessä on kvintetti.

7D:ssä (siis ykkösessä) on vielä kaksi erillistä analogialinjaa kennolta muuntimille, jotka voi olla keskenään pielessä (ja tod. näk. soutavat ajan myötä) - näin 7D:llä saa kivasti raitoja aikaseksi jo alhasilla ISOilla (suurilla isoilla muun elekroniikan kohina tai siis suurempi lähtövahvistus painaa ton eron näkymättömiin). Toi on siis tehty sarjakuvaamista varten. Suurten ISOjen raidat johtuu kait nollapistekompensaatiosta eli Canonissa musta säädetään reunapisteistä.

[zone6]

Eikös Canonit 5D IV:tä ja R:ää myöten toimi noin?

http://www.photonstophotos.net/Charts/P ... %20EOS%20R" onclick="window.open(this.href);return false;

[ttuplai]

Eikös Canonit 5D IV:tä ja R:ää myöten toimi noin?

http://www.photonstophotos.net/Charts/P ... %20EOS%20R" onclick="window.open(this.href);return false;

Tod. näk, mut analogiaportaita on vaan vähempi - ehkä. Noit väli-isoja on siksi aika turha plottailla. Se mielenkiintoinen kyssäri on, et miksi 5Ds ei noin tee - vai onko toi vaan mittaustavasta johtuva asia. Mul ei ole ko. kamerasta kokemusta eli käyttäytyykö se tummassa päässä eri tavalla kuin muut Canonit.

[jaava]

Tuli vastaan tällainen näkemys:

At present we appear to be stuck with the S/N for high isos. Basically all the good sensors have the same S/N at higher isos for a given size of sensor - the larger the sensor the better S/N because the larger the photon flux. There needs to be a breakthrough in the quantum efficiency of sensors to increase signal to noise at higher isos, but that could give only another stop or so.

Unfortunately for us, most sensors are in the 80 to 90 percent quantum efficiency range and there are very little gains to be made there. About the only real improvement that I can imagine is if you could somehow get each photocell to count photons and that way avoid having an A/D circuit.

Eli näyttää siltä, että ollaan jotakuinkin tien päässä nykykennon kehityksen suhteen.
No olenhan minä lukenut tuollaisesta fotonien laskentaan perustuvasta uudesta tekniikasta, mutta jos siitä mitään tulee, niin vaatinee ainakin vielä piiitkän tuotekehityksen.

Tosin tällainenkin näkemys tuli vastaan:

The figure of 80-90% quantum efficiency is for a narrow band of wavelengths around lambda(max), ie. at the wavelength at the peak of the curve, and is not the real overall quantum efficiency, which depends on integrating the area under the curve of QE vs lambda plus other factors. So, what is important is the effective quantum efficiency, which is much lower - explained here: http://www.strollswithmydog.com/the-dif ... fficiency/ and very nice discussion here: https://www.strollswithmydog.com/effect ... of-sensor/

[hkoskenv]

Eli näyttää siltä, että ollaan jotakuinkin tien päässä nykykennon kehityksen suhteen.
No olenhan minä lukenut tuollaisesta fotonien laskentaan perustuvasta uudesta tekniikasta, mutta jos siitä mitään tulee, niin vaatinee ainakin vielä piiitkän tuotekehityksen.

Niin se on. Se 80-90 % on maksimihyötysuhde, mutta ei se siitä dramaattisesti putoa näkyvän valon alueella. Ainoa keino merkittävään parannukseen (ehkä noin aukon verran) on Foveon tai joku muu rakenne, jossa eri värikaistat jaetaan eri detektoreille sen sijaan että ei halutut aallonpituudet absorboidaaan suodattimeen.

Fotonilaskenta ei sinänsä muuta mitään. Se käyttää detektoreja, joiden kvanttihyötysuhde on samanlainen. Sillä voi kasvattaa dynamiikkaa muuttamalla valotusaikaa pikselikohtaisesti, mutta ei se fotoneja lisää taio. Valokuvauksen perimmäinen raja on valon kvanttiluonne ja se, että fotoni ei ole niin pieni yksikkö kuin numerojen perusteella luulee. Se tulee vastaan ihan arkisessa kuvaamisessa ja silmällekin riittää muutama yksittäinen fotoni sekunnissa näköaistimuksen tuottamiseen.

Toinen tie, joka varmaan tullaan näkemään, halutaan tai ei, on valehtelu. Keksitään kaunista ja jollain lailla aidolta näyttävää kuvaa algoritmeilla. Mutta sillä valokuvaus menettää dokumenttiarvoaan.

[jaava]

Eli näyttää siltä, että ollaan jotakuinkin tien päässä nykykennon kehityksen suhteen.
No olenhan minä lukenut tuollaisesta fotonien laskentaan perustuvasta uudesta tekniikasta, mutta jos siitä mitään tulee, niin vaatinee ainakin vielä piiitkän tuotekehityksen.

Fotonilaskenta ei sinänsä muuta mitään. Se käyttää detektoreja, joiden kvanttihyötysuhde on samanlainen. Sillä voi kasvattaa dynamiikkaa muuttamalla valotusaikaa pikselikohtaisesti, mutta ei se fotoneja lisää taio.

Piti hakea esiin tuo joskus silmiin osunut tekniikka:
Quanta Image Sensor: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp ... er=7155498
Eihän tuo toki taio fotoneja lisää, mutta "Sub 0.3e- r.m.s. Read Noise and Photon Counting Capability" sanoo kyseessä olevan selvän edun näihin nykyisiin.
Mutta tuskin ehtii ainakaan minun käyttämiin kameroihin.

Ainoa tapa saada lisää valoa kennoon pimeässä kuvaamiseen on kasvattaa valoa keräävän optiikan kokoa. Tai valotusaikaa.

[Maffer]

Valotuksen puskuroinnilla saadaan posketon dynamiikka. Sen kaupallistaja massoille voittaa pelin.

[hkoskenv]

Valotuksen puskuroinnilla saadaan posketon dynamiikka. Sen kaupallistaja massoille voittaa pelin.

Häh? Massat, jos ne tarkoittavat ns. tavallisia valokuvauksen tai valokuvausvälinekeräilyn harrastajia, eivät takuulla koskaan kiinnostu tuollaisista marginaalikikkailuista. Niillä ei tule olemaan merkitystä kameroiden myyntiin. Teknologiaa ei kaupallistetakaan koskaan, jos ei teknisessä kuvaamisessa tai kamerakyttäämisessä ole tarvetta valtavalle dynamiikalle. Sen tuleminen kuluttajalaitteisiin edellyttää vielä, että tekniset keinot sen toteuttamiseen halvalla löytyvät nopeasti tuotekehityksen sivussa.

[Matti_JH]

Valotuksen puskuroinnilla saadaan posketon dynamiikka. Sen kaupallistaja massoille voittaa pelin.

Häh? Massat, jos ne tarkoittavat ns. tavallisia valokuvauksen tai valokuvausvälinekeräilyn harrastajia, eivät takuulla koskaan kiinnostu tuollaisista marginaalikikkailuista. Niillä ei tule olemaan merkitystä kameroiden myyntiin. Teknologiaa ei kaupallistetakaan koskaan, jos ei teknisessä kuvaamisessa tai kamerakyttäämisessä ole tarvetta valtavalle dynamiikalle. Sen tuleminen kuluttajalaitteisiin edellyttää vielä, että tekniset keinot sen toteuttamiseen halvalla löytyvät nopeasti tuotekehityksen sivussa.

Toisaalta, numerot ja pelot myyvät. Eli markkinoidaan, että jos sinulla ei ole tätä 24ev kameraa, voi olla, että elämäsi kuva jää ottamatta eikä toista tilaisuutta tule. Tai sitten tästä hyperdynamiikasta tulee seuraava hdr (mitä se tavallaan on), eli hittiominaisuus jolla saa paljon tykkäyksiä.
No, oli kuinka oli, tämä ominaisuus on omalla tavallaan jo käytössä monissa kameroissa. Esim huaweilla yökuva. Ottaa monia kuvia eri suljinajoilla ja leipoo niistä yhden kuvan, jossa varjot ja huippuvalot ovat kondiksessa olematta luonnottoman näköinen.

[hkoskenv]

Toisaalta, numerot ja pelot myyvät. Eli markkinoidaan, että jos sinulla ei ole tätä 24ev kameraa, voi olla, että elämäsi kuva jää ottamatta eikä toista tilaisuutta tule. Tai sitten tästä hyperdynamiikasta tulee seuraava hdr (mitä se tavallaan on), eli hittiominaisuus jolla saa paljon tykkäyksiä.

Kyllä, mutta kun perustaso on siinä kunnossa, että normaali harrastajakaan ei näe ongelmia käytännön kuvaustilanteissa, spekseillä ostajia aletaan kusettaa epämääräisempien suureiden näennäisillä parannuksilla. Se ei vaadi kuin vähän panostusta tuotekehitykseen.

No, oli kuinka oli, tämä ominaisuus on omalla tavallaan jo käytössä monissa kameroissa. Esim huaweilla yökuva. Ottaa monia kuvia eri suljinajoilla ja leipoo niistä yhden kuvan, jossa varjot ja huippuvalot ovat kondiksessa olematta luonnottoman näköinen.

Se, että efektiä voidaan jäljitellä nykytekniikalla, on pikemminkin este kuin etu, kun valmistajat miettivät panostavatko tosissaan tuotekehitysresursseja uuteen tekniikkaan.

[Maffer]

Tsori, valotuksen puskurointi senselitasolla (luku täyteen, arvot talteen, reset) on ainoa holy grail mitä voi lyhyellä tähtäimellä saavuttaa. Ja se onkin hyvin tehtynä kenno 2.0.

[hkoskenv]

Tsori, valotuksen puskurointi senselitasolla (luku täyteen, arvot talteen, reset) on ainoa holy grail mitä voi lyhyellä tähtäimellä saavuttaa. Ja se onkin hyvin tehtynä kenno 2.0.

Sama se on kuin laskea fotoni kerrallaan joka pikselillä. Fotonilaskennalla saanee pienemmät häiriöt, kun osittain täyden pikselin elektronit lieveilmiöineen eivät ole häiritsemässä. Sillä saa lisättyä staattisten kohteiden dynamiikkaa, mutta en minä usko, että HDR-temppuilu tulee olemaan sen enempää massojen viihdettä tai valokuvataiteen norsunluutorneja horjuttava uudistus. Varmaan saman tapainen pienen porukan juttu kuin taiteellinen infrapunakuvaus ja maksimissaankin ohimenevä muoti-ilmiö. Ei se anna juurikaan lisää dokumenttiarvoa eikä minun mielestä taiteellistakaan kiinnostavuutta "ai tuollainen temppu tällä kertaa" -tunnetta enempää.

[habannaama]

Huoli pois arvon kalustorunggarit, eikös tämän vuoden puolella julkaista nykypäivän foveon jossa ongelmakohdista päästy "eroon" ja koko totuttu baletti mennee tätä myöden uusiksi, siispä bayerit vaviskoon, kohta digi-aikakausi saa uutta tuulta purjeisiinsa, siispä haudatkaamme nyky-romut ja aletaan kuolaamaan sankoin joukoin tulevaa...

[Maffer]

Ei nämä ole toisensa poissulkevia.

Kinofoveonin kuvaan taas pääsee nytkin käsiksi alle tonnilla käytetyllä K-1:lla. Jos se pitää olla peilitön, voi teippailla A7R3:n PS-kuvaa aikansa kuluksi.

Veikkaan FF-sigmalle hinnaksi 4999€. Siihen L-mount putket toinen sama parista peruskakkulasta.

[ttuplai]

Toisaalta, numerot ja pelot myyvät. Eli markkinoidaan, että jos sinulla ei ole tätä 24ev kameraa, voi olla, että elämäsi kuva jää ottamatta eikä toista tilaisuutta tule. Tai sitten tästä hyperdynamiikasta tulee seuraava hdr (mitä se tavallaan on), eli hittiominaisuus jolla saa paljon tykkäyksiä.

Kyllä, mutta kun perustaso on siinä kunnossa, että normaali harrastajakaan ei näe ongelmia käytännön kuvaustilanteissa, spekseillä ostajia aletaan kusettaa epämääräisempien suureiden näennäisillä parannuksilla. Se ei vaadi kuin vähän panostusta tuotekehitykseen.

No, oli kuinka oli, tämä ominaisuus on omalla tavallaan jo käytössä monissa kameroissa. Esim huaweilla yökuva. Ottaa monia kuvia eri suljinajoilla ja leipoo niistä yhden kuvan, jossa varjot ja huippuvalot ovat kondiksessa olematta luonnottoman näköinen.

Se, että efektiä voidaan jäljitellä nykytekniikalla, on pikemminkin este kuin etu, kun valmistajat miettivät panostavatko tosissaan tuotekehitysresursseja uuteen tekniikkaan.

Aivan - miksi panostaa rautaan, kun liki samaan pääsee softalla. Uuden raudan käyttöönotto, testaus, etc. on kallista puuhaa ja jos sillä saavutetaan kohtuu minimaalinen hyöty jollekin hyvin spesifisille käyttäjäryhmälle, ei se ihan hirviästi kiinnosta rahoittajia. Raudan aika ohi - paitti niille joilla on hintaa - massoille tehdään softaa. Tekniikka alkaa olemaan sillä tasolla, et keskivertopuusilmälle (siis allekirjoittanut) raudan tuoma etu on marginaalinen siihen mitä ohjelmistolla saadaan aikaan. Puhelimet ovat tosiaan hyviä esimerkkejä kameroista joilla kohtuu melko kurasta raudasta saadaan softalla ihan mukiinmenevää kuvaa - toi kuuluisa Huawei on hyvä esimerkki.

Jos mä olisin markkinointihemmo niin myisin ennemmin softaa - tarvii ees rakentaa hillitöntä tehdasta joten rahoitusriskit on paljon pienemmät. Marginaalit ohjaisin työväenopiston kennonrakennuskurssille.