CAMru.org
 СДЕЛАЙ_САМ =
= Природа* + Еда + Строительство + Энергетика
* (окружающая среда, "экология")
авторские права: CC ("копилефт лицензия")
оглавление сайта CAMru.orgоглавление вебсайта
фотографии с комментариями на Envirociety.org
 

 
 
 
 

Цифровая фотография и качество фотоаппаратов
Digital photography and quality of cameras
ЧАСТЬ 5


  << назад     вперёд >>  

Содержание статьи:
Главные недостатки цифровых фотокамер.
Проблема аберрации (цветные обводка, контуры границы контрастных областей фотоснимка).
Проблема шума на снимках.
Динамический диапазон цифровых фотоаппаратов.
Проблема выбора фото-камеры.

Зернистость фотоснимка и цветной цифровой шум

В инструкциях и статьях часто употребляется аналогия, что шум цифрового фото аналогичен зернистости (зерну) плёночного фото. По моему опыту, это не так!

На самом деле, единицей плёночного фотоснимка является зерно, несущее информацию о яркости и цвете точки. В цифровом фото аналогичной единицей является пиксель.

Но цифровое цветное фото, как видно на вышепоказанных фрагментах, состоит из шумовых пятен - то есть, на практике единицей цифрового фото является... шумовое пятно.

Вопрос:
Сколько реально цветовых точек (мегапикселей ли?) отображает цифровой фотоаппарат, которым сделан этот снимок, если размер оригинального файла 2400х1800 пикселей?. (Имеются в виду не технические мегапиксели, а которые несут реальную информацию фото, из которых состоит воспринимаемый нами фотоснимок. А еще точнее, не пикселей - а яркостно-цветовых точек-пятен.)

Ответ, вариант А:
Длину снимка (2400 пикселей) умножаем на высоту (1800 пикселей) и получаем 4,32 мегапикселя. (Парадокс! На этом фотоаппарате указана матрица 3,2 мегапикселя. Парадокс называется интерполяцией - вычесленным значением по соседним измеренным точкам.)

Ответ, вариант Б:
На фрагменте А расстояния от центра одного пятна до центра другого в среднем можно принять в 20 пикселей. Сложнее с фрагментом Б - там потери информативности (в цветовых пятнах квадратного рисунка стойки бара) не полные, но искажения изображения столь велики, что можно считать шаг пятен равным 30 пикселям. (Ведь чтобы получить гладкое качественное изображение, пятна нужно осреднить.) В среднем по снимку принимаем 25 пикселей.
Итак, длину снимка (2400 пикселей) делим на средней шаг пятен (25 пикселей) и получаем ширину снимка "зёрнах-пятнах" - 96. Так же расчитываем и высоту снимка - получаем 72 "зерна-пятна". Итого, этот снимок содержит полноценной информации всего 6912 точек, или если перевести в "реальные мегапиксели" - 0,0069 "мегапикселя".

Комментарий к ответу Б:
Оценка 0,0069 "мегапикселя" для качества снимка не есть полная. Дело в том, что динамический диапазон отображения яркости цвета-света в таких шумовых пятнах не может быть полным (от теоретически возможного, например, в системе RGB красный-зелёный-синий по 256 градаций каждого цвета). Парадокс, но пиксели внутри цветового пятна представляют собой шум, распределение которого определяет результирующую яркость и цвет "зерна-пятна", которое является единицей-"элементарной точкой" цифрового снимка. То есть, динамический диапазон отображения яркости-цветности заведомо сужен.

Комментарий-2 к ответу Б:
Потеря информации внутри шумовых пятен-"зёрен" не является полной, человеческие органы зрения - глаза и мозг - используют для постройки образа и зашумлённую информацию. Так что истина о числе истинных качествественных "мегапикселей" исследуемого фотоснимка лежит где-то между 3,2 мегапикселя (как написано на фотоаппарате) и 0,0069 "мегапикселя".

Можно расчитать разрешающую способность всех представленных в примерах снимков, но... Всмотритесь внимательно в примеры фото, показанные ниже - они изображения обработаны фото-программой по такой же технологии, как и Фрагменты А и Б Примера фото 4.

Увеличенный фрагмент цифрового фото 1.

Фрагмент Фото 1. (масштаб отображения 200%)
Ни пикселей, ни шумовых цветных пятен на небе не видно.

 
Увеличенный фрагмент цифрового фото 2.

Фрагмент Фото 2. (масштаб отображения 200%)
На самом сложном по полутонам участке снимка немного заметны шумовые цветовые пятна-полосы.
(Фотография начала восхода солнца над морем.)

 
Увеличенный фрагмент цифрового фото 3.

Фрагмент Фото 3. (масштаб отображения 200%)
Чистое небо над морем изображено цветными шумовыми пятнами-"зёрнами". Но их цвет приятнее, и контрастность по отношению друг к другу намного мягче, чем на изображении Фрагмент А Фото 4. Нет регулярности шума, и шумовые пятна выглядят мельче.

 
Увеличенный фрагмент цифрового фото 5.

Фрагмент Фото 5. (масштаб отображения 200%)
На этой части фотоснимка также показано чистое небо над морем. Характер шума мало чем отличается от предыдущего фото.

 

...Но расчёты реальной разрешающей способности фото-матрицы в столь упрощенном виде не имеют большого смысла, слишком много факторов необходимо принять во внимание, чтобы учесть особенности человеческого восприятия. Целью вышепоказанной цепочки рассуждений и иллюстраций было показать не количественные, а качественные, принципиальные отличия цифровых фотоаппаратов и их реальных возможностей.


  << назад     вперёд >>  
 

постоянный интернет-адрес статьи
"Цифровая фотография и качество фотоаппаратов"
http://camru.org/articles/digital_photography_and_cameras_quality.html

ЧАСТЬ 5
"Зернистость фотоснимка и цветной цифровой шум"
http://camru.org/articles/digital_photography_5_grain_and_colour_sensor_noise.html

 

 
 
 
 

 
фотографии с комментариями на Envirociety.org
 
оглавление сайтаоглавление сайта
CAMru.org
 
 


 
 
| о CAMru.org | | единомышленникам | | созидательные (креативные) мнения и идеи | | cвя3b |
 
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 License.
CAMru.org, 2008