Нотатка про CMOS та роботу на високих значеннях ISO.
Динаміка можливостей сенсорів, побудованих за технологією CMOS, на високих значеннях ISO (показані порогові значення, на яких той чи інший сенсор здатний видавати високу якість зображення). Вся суть нотатки одним слайдом. збільшити зображення. Повнокадрові камери показані ліворуч від старих до нових. За вертикальною шкалою вказано граничне значення ISO, яке відповідає критеріям якості DXOmark.
Дані я взяв з DXOmark (У них досить велика база по сенсорам). Не всім подобаються дані їх тестів, але все ж таки вони дають деяке розуміння про параметри того чи іншого сенсора. Як вони роблять свої тести описано тут. Якщо коротко про можливості сенсора на високих значеннях ISO, то за основу береться співвідношення сигнал/шум, що дорівнює 30 дБ, що передбачає хорошу якість зображення. На гістограмі показано максимальне ISO тієї чи іншої камери, яке дозволяє їй тримати значення сигнал/шум 30 дБ та динамічний діапазон 9 EV та глибину кольору 18 біт. Добре, що методологія для всіх камер одна й та сама.
- 13 років еволюції повнокадрових сенсорів з моменту виходу Nikon D3 у 2007 році та до Nikon Z7 II у 2020, дали зростання порогового значення ISO тільки в 1.24 рази. А тепер просто подумайте, як змінилися, наприклад смартфони за цей час.
- якогось кардинального зростання продуктивності на високих ISO так і не відбулося. Наприклад, для порівняння, у тієї ж компанії Nikon був відчутний приріст можливостей на високих ISO при переході від технології CCD та LBCAST на CMOS у своїх кропнутих камерах серії Nikon DX (наприклад, Nikon D100 -> D200 -> D300/D300s -> Nikon D500).
- повнокадрові камери Nikon я взяв просто для прикладу, але це стосується багатьох інших виробників.
Динаміка для Nikon DX є більш радісною. Камери показані зліва направо від старих до нових
Вище голови не стрибнеш і вичавити щось відчутно більше з CMOS не вдасться. Технологи BSI і Stacked CMOS також особливо на роботу на високих ISO не вплинули. Само собою, в тонкощах різниця є, але загалом і в цілому CMOS вже десятиліттями тупцює практично на місці.
Що чекає на нас у майбутньому? І в коментарях обов'язково не забудьте написати про своє ставлення до DXOmark. Мир. Праця. CMOS!
Коментарі до цієї нотатки не вимагають реєстрації. Коментар може залишити кожен. Багато різної фототехніки можна знайти на AliExpress.
матеріал підготував Аркадій Шаповал. Навчання/консультації | Youtube | Facebook | Instagram | Twitter | Telegram
Зате КОЛІР!
Так виробники постійно збільшують кількість пікселів, ще років 6 тому 36 пікселів вважалося дуже багато для ФФ, зараз вже 45 мп стандарт у флагманів, ось світлочутливість і тупцює на місці. Якби хтось із нинішніми технологіями випустив ФФ з 16 МП, там робітники ISO були б рази а то й у три вищі!
Думаю, ви помиляєтеся, намагаючись провести пряму залежність між кількістю мп на сенсорі та її світлочутливістю.
Залежність є. Чим менше світлочутливий елемент, тим складніше зробити його з хорошим співвідношенням сигнал/шум.
Так що у графіку не вистачає порівнянь камер з однаковою щільністю пікселів
За діаграмою не скажеш, що ця залежність є.
Можна подивитися, наприклад, папуги дхо для д5, 1дх марк2 (у яких по 20мп) і сорокап'ятимегапіксельні моделі. Бачите там різницю у 2-3 рази за показниками? Я не бачу.
Розмір пікселя впливає на усереднення інформації отриманої він поодиноких фотонів за площею їх уловлювання. Усереднення можливе за площею та за часом, за часом – витримка, за площею-піксель. По теоремі Ліувіля - Арнольда ці середні рівні :) так що чим більше піксель - тим краще світлочутливість. На патрицях підвищеної щільності правильніше було б порівнювати світлочутливість після перетворення картинок до однакового дозволу і тут , швидше за все багатопіксельні камери при постобробці при порівняних показниках чутливість дадуть істотний приріст як картинки, тому що посібник групи пікселів може бути з більш суворою матиматикою ніж просте площі. Правильний складніший ніж проста сума алгоритм просто зможе використовувати надлишок інформації в групі пікселів для відновлення якіснішої картинки.
Це точно. Ті, хто переживає за відсутність великопіксельних камер, просто забувають про цей момент.
Адже якщо обробити шумний знімок з 45мп правильним шумодавом без фанатизму, а після привести розмір до 16мп, підсумкова картинка виграє у базової з 16мп і деталізації і шумів.
Я піднімав це питання тут https://radojuva.com/2019/07/how-to-make-plumbus/ ніхто не дав чітких маніпуляцій, як це можна зробити.
Повторю питання:
Завдання дуже просте: зменшити кількість шуму за допомогою даунсайзу (downsize, тобто зменшення розмірів зображення).
Сумежні питання:
Чи можна фотографію на 100 мегапікселів зменшити до 10 мегапікселів (у 10 разів) і при цьому отримати в 10 разів чистішу, позбавлену від шумів картинку?
Чи можна залишити лише корисні пікселі-інформацію на знімку при даунсайзі?
Чи існує спеціалізоване програмне забезпечення для подібних маніпуляцій?
Як правильно зменшити шум при даунсайзі із збереженням прийнятної кількості деталей за допомогою класичних інструментів в Adobe Photoshop та інших поширених редакторах?
Чи можна зняти на високому значенні ISO, зменшити знімок вдвічі та отримати рівень шуму, що відповідає ISO/2?
Думаю, ця картинка скаже багато про що наочно.
Найсвіжіша великопіксельна бзк соні проти найсвіжішої і дуже дрібнопіксельної бзк соні.
Шумів, як бачимо, порівняно (це без шумодава), але великопіксельна втратила деталі, і втратила їх безповоротно, у той час як на a7r деталі все на місці. Придушивши дрібний шум, ми отримаємо на ній чисту картинку, а на A7s ми отримаємо замилену кашу.
Так, зворотний бік медалі – величезні рави, купа процесорного часу та місця на диску, а як інакше?
Про "кашу" і "чисту" я звичайно перебільшував, але те, що підсумкова картинка на ерці вийде і детальніше і чистіше - це точно.
Мені знайомі багато блогерів, які на неї знімають відео і вона саме тим хороша, що відео в темний час доби виходить набагато краще, ніж з інших камер. У мене склалася думка, що Еска замислювалася не тільки і не стільки для звичайного фото, де в пошані різкі деталі.
Віктор має рацію, на правому зображенні інформації більше і якщо обидві картинки привести до загального розміру (знаменника), то на правому написі все одно будуть читабельнішими. Тобто. сенс у даунсайзі є і при тому, що умовний ККД різкості Д700 по ДХО 75% (9 мп з 12мп), а у Д3200 50% (12мп з 24мп), об'єктивно Д3200 витягне більше деталей, хоча збільшивши картинку багатьом видно не озброєним що в ній багато "води" (порожній інформації), при цьому багато "ахають" від камерного джипега при середньому розмірі зображення (зменшивши його в налаштуваннях з 24 до 13 мп).
я читав цю тему, не став писати, тому що не можу вигадати чіткого тесту для оцінки рівня зашумленості. По сприйняттю картинка стає істотно краще (аж до майже ідеальної) після послідовних шумодавів (бажано спочатку рідним у RAW потім на смак розмиття/контурна різкість по каналах в Адобі, наприклад) і подальше зменшення в Адобі з розумним алгоритмом. Регулярно роблю це на 850 коли знімаю фігуристів:) Навіть часу не так багато поїдає, тому що можна послідовно автоматизувати ці дії. Окремо балувався з фріварним raw редактором у мережі, там добре те, що можна як хочеш розважатися з алгоритмами дебаєризації та згладжування прямо на рівні субпікселів… але це швидше як хобі:) не для фотографів. результат виходить дуже порівнянним з першим, хіба півтонів більше залишається. Але справа в тому, що всі алгоритми згладжування так чи інакше залишають рудименти в картинці і якщо до питання підійти строго , то те, що око не бачить математично можна витягнути назад ( піксель як би хвилями розмазується по картинці, на картинці з великою кількістю інформації сильно розмащені хвилі не помітні оку, але якщо спитати чорну чи білу... однотонну картинку, то видно, що інформація про шум залишається.Тому і не писав у темі.Немає у мене впевненості і ось так прямо не перевіряв я на цифрах маніпуляціях стають кращими.Про A7S-соні тільки починаючи з AIII стала використовувати всю матрицю для створення відеокартинки, на попередніх вона обробляла різні кропи.Я знову таки пробував знімати відео в 4К на AIII з повного кадру і потім в редакторі обробляти і стискати до НD. Треба сказати що якість теж виходить вище :) але геморою :) у рази більше. Більше питань тут виникає до автофокусу, якщо чесно, дуже погано він стежить за фігуристами :) норовить за контрастне тло зачепитися ( борт або глядачів)
Розмір пікселя швидше впливає можливості контролю характеристик пікселя. Чим дрібніший піксель, тим більше буде розкид, який тільки збільшується зі зростанням посилення (iso). Насправді там і крім характеристик самого пікселя багато чого впливає, починаючи від чистоти живлення та шумності транзисторів у матриці, закінчуючи шумами операційних підсилювачів і ацп, і на додачу різні канали кольору теж мають різне посилення, що природно призводить до зростання шуму зі зростанням посилення. А світлочутливість вже досить давно пристойна, деякі камери мають матричний керований ND фільтр з його допомогою наприклад на деяких камерах розширюють значення iso нижче 100, природно не йдеться про камери типу d850 і z7 з нативним iso64, хоча і там є такий ND-шник але він використовується трохи для іншого.
Сенс там такий якщо вірити схемам пікселів із патентів. Експонування пікселя це керований розряд конденсатора, цей процес впливає ємність самого конденсатора, опір переходу світлочутливого елемента і транзистора яким додатково управляють швидкістю розряду (витримка) і тут криється більшість проблем, по-перше всі фоточутливі елементи мають +/- різні характеристики, ємність конденсаторів теж далека від ідеалу і теж має розкид параметрів, як і характеристики транзисторів, що відповідають за "витримку", це все призводить до того, що навіть у разі ідеального світла кожен субпіксель буде проекспонований +/- по-різному, а далі накрутили iso, тобто посилили сигнал отримали ще більшу різницю, яку ми бачимо як кольоровий шум.
А ще є тупо обмеження кількості фотонів в умовах недостатнього освітлення. Це як 3Д-рендерніг із рейтрейсингом, якщо фотонів мало, зображення схоже на мозаїку спочатку, потім просто галасливе, і лише потім стає реалістичним. Якщо два сусідні пікселі висвітлюються 10000 і 10100 фотонами, різниця може бути непомітною. А якщо їх всього 100 чи 200 – це перепад по яскравості вдвічі. Це основна причина шумів при слабкому освітленні, що принципово не вирішується.
Само собою "інтенсивність" світла теж сильно впливає, але при "слабкому" світлі ми додатково упираємося в шумову планку електроніки і це принципово не вирішується і напевно нелінійність зростає.
у сенсі хтось?? "Тітка" випускає свій а7с3 з 12-ю МП)
Забули про А7s та Nikon Df. Саме сучасні та малопіксельні. Приросту на високих ISO майже ніякого. 2-3 рази там і близько немає
Як доказ Вашої правоти, Df
DXOmark Раніше часто заглядав до них на сайт, але вже кілька років як забув про них.
Причин власне дві. По-перше, немає можливості порівнювати два-три об'єктиви різних виробників, які конкурують між собою. Адже на такі сайти зазвичай заходиш перед покупкою оптики чи камери. Багато разів було так, що, наприклад, на ринок вийшов об'єктив, скажімо Sigma і трохи пізніше Tamron. Один сегмент (ціна, фокусне, клас), але тест Tamron так і не вийшов. І лише через 5 років, коли Tamron вже оновив лінійку, вони протестували об'єктив. На той час Sigma вже оновила свою лінійку. Я навів у приклад два бренди, але така справа з усіма. Це настільки часта історія, що позиція сайту догодити і вашим і нашим (не зіштовхуючи в лоб конкурентів) дратує. Я розумію, що так, "незалежна преса - це ілюзія", але є інші приклади подібних сайтів. А те, що вони повністю переключили увагу з фототехніки на смартфони, тільки зміцнило мене в моїй правоті. Це друга причина. Як на мене, вони даремно пожертвували фото аудиторією. Невже і справді думають, що людина, що змінює смартфон, заходить до них на сайт, щоб перевірити криву світлочутливості? Чи вникає у деталі проведення інших вимірів?
Добре, що останнім часом є альтернативи. До речі, radojuva за період пандемії протестував стільки об'єктивів і камер, як ні за один рік до цього! Gонімаю яка це колосальна праця і дякую Аркадію за це!
“І у коментарях обов'язково не забудьте написати про своє ставлення до DXOmark. Мир. Праця. CMOS!”
Колись довіряв, якийсь час тому перестав (після покупки камер Canon і скандалу із вимірами по 1DX mk3, де їм довелося міняти цифри після обурених зойків у коментарях).
До їх значення робочих ISO у Д700, D3s, у мене питань немає – були на руках ці камери і я переконався в цих цифрах. До вимірів Д4 і Д750 є питання, у Д750 більше шансів отримати менш гучний знімок на ІСО3200, ніж у Д4. Д4 я залишив собі, Д750 була і я її продав. Але як працює Д750 у темряві мені сподобалося більше.
Я не вірю їхнім вимірам ISO у Д800/Д800Е/Д810.
Імхо, якщо забути про DXomark, прогрес все ж таки йде, але повільно. Стало більше доступних малошумливих на ісо2500-3200 камер. Прогрес за величиною ДД теж є, щоправда, йде черепашими темпами.
Nikon D3 – 12mp
Nikon Z7 ii – 45mp
робіть висновки
Ми зробили висновки. Потрібен Xiaomi Mi 11адже у нього 50mp. Шумітиме буде менше :)
У звичайного Мі11 - 108Мп%)
Тихіше, а то всі дзеркальники розбігнуться
Так їх на фото не видно… Окрім розміру зображення….
Що?
Nikon Z7 ii – 45mp а при високих ІСО деталізація падає на 6мп як на д70 шуми та мовчать
Серія Sony a7s - 12 Мп всього. ISO робітники говорять до 25600.
Думаю дхо +/- дає правдиву інформацію, але ... Ні за що не повірю, що д3200 не гірше 5дм3. Теоретично так, може на д3200 можна зняти іноді "не гірше", але у зв'язці з оптикою навіть сам дхо показує, що д3200 проти 5дм3 ловити нічого. Здорово те, що дхо розвінчав багато міфів навколодиванних фахівців про "жирному" пікселі і насправді виявилося, що жирний піксель найчастіше програє кволому по ісо. Куди ж розвиватися? Мені здається можна як у смартфонах застосовувати ІІ в обробці даних. Ось у згаданій вже д3200 мені не треба 24мп, краще зробіть на виході RAW з 13 мп використавши для підняття ісо і шумоподавлення дані з 24мп. Це крута тема, якщо не вдається покращити сенсор, але є можливість покращити процесор. Просто один експеримент у січні 20 року шокував мене, ми поїхали в Пітер і зробили кілька фото на смартфон Гелаксі s8: там де моя камера зробила б ісо 3200 s8 зробив ісо 360 і фотки вийшли. Та там був дикий шумодав, але фотки стерпні.
Поставили б ви на вашу д3200 нормальне скло з f/1.7 та оптичним стабом, і на д3200 було б ісо 320 (а то й поменше), а фотки були б очевидно кращі, ніж на гелексі))
І куди потім ці “переносні” фотки? В інстаграм? ;)
Так ISO це просто цифра.
Я мав D3200 і все ще є s8. Мав чудову нагоду порівняти знімки з обох у різних умовах. s8, на жаль, і в підмітки дзеркалці не годиться, навіть якщо на останній стоїть кит-об'єктив. А програмне оброблення знімків смартфоном добре виглядає лише на його екрані, на малій площі. Якщо відкрити на комп'ютері на великому моніторі, то відразу видно і перешарп і викручені на максимум кольору і дуже задавлені шуми та інші "радості".
Але ось що s8 справді добре може, так це панорами. Якість виходить цілком гідна друку на розворот фотокниги формату А4, я навіть сам здивувався результату. Мабуть при склеюванні панорам вже не вистачає потужності для включення "кращ" і зображення виходить більш натуральне. Втім, це лише моє припущення, досконально не перевіряв.
А дзеркалка в автоматичні панорами не вміє: (
Sony SLT A58 волохатого 2013 чудово вміє автоматичні панорами. Та й усі аналогічні камери Sony тих років уміють. А ось Nikon 3000 серії навіть брекетинг з експозиції не вміє. Так що це лише маркетинг Nikon, а не технічна неможливість організувати цю функцію.
Так, технічного обмеження немає, ви маєте рацію. Мало того, одна з Д3ххх (забув яка конкретно) таки вміє в панорами (правда лише в 1080 пікселів по вертикалі, якщо не помиляюся), але не Д7ххх і не повнокадрові моделі. Мене таке навмисне обмеження просто дратує.
А ця А58 могла панорами на будь-якій фокусній відстані робити навіть через телеоб'єктив? Чи були якісь обмеження за розміром зображення?
Поліз до інтернету за інструкцією. Ось деякі витримки:
• У режимі [Панорамний огляд] рекомендується використовувати
ширококутовий об'єктив.
• При використанні об'єктива, що має довге фокусне
відстань, повертайте або нахиляйте фотоапарат
повільніше, ніж при використанні ширококутного
об'єктива.
І розділ Технічні характеристики:
РОЗМІР ПАНОРАМИ: МАКС.
Ширококутне положення: горизонтальне 12 x 416 (1856 МП), вертикальне 23 x 5536 (2160 МП), Стандартне: горизонтальне 12 x 8192 (1856 МП), вертикальне 15 x 3872 (2160 МП)
Для смартфона вміти в панорами це дійсно серйозна перевага, т.к. 99% його користувачів ніколи не будуть боятися зі спеціалізованим ПЗ. Для дзеркала не все так однозначно.
Підтримаю коментаторів вище, але додам трохи своїх спостережень. Фактично в даний момент робітники ісо досягли такого рівня, що дозволяють знімати в повсякденному житті без шумів на темні об'єктиви типу 28-60 від соні або нових темних зумов від кенону, а якийсь 24-105/4 може стати основним об'єктивом для практично будь-яких умов, т.к. навіть навіть з 32-40к можна назвати умовно робітником на тому ж ніконі Z7 і камерах його покоління. При цьому для професіоналів, що працюють у складних умовах, так само необхідна світлосильна і надсвітлосильна оптика. ІМХО за рахунок нарощування мегапікселів у всіх сегментах підтримується те саме граничне значення, думаю найближчим часом (з виходом а7iv) у наймасовішому сегменті стане ходовим уже не усереднені 24мп, а 32-38 мп.
у більшості умов зйомок 2000 asa вистачає.
"Вище голови не стрибнеш і вичавити щось відчутно більше з CMOS не вдасться" Не додати, не додати. Точно сказано. Фізику не перемогти. Усі спроби подальшого збільшення пікселів призведуть до безвиході. Далі буде лише гірше. А може вже глухий кут. Знайте фізику. І цим все сказано.
Фізику не треба перемагати. Треба прикласти голову. Стабілізація, мультизйомка (як у Google Pixel), шумодави з скаженою роздільною здатністю, нестандартне розташування кольорових фільтрів – і зі старих технологій виходить видавити набагато більш пристойну картинку. Порівняйте смартфони нинішні та десятирічної давності – адже розмір сенсора там збільшився зовсім небагато.
Але й розміри сенсорів таки підросли - різниця між десятирічним типовим камерофоном і типовим смартфоном 2020-21гг - рази в три за площею сенсорів, це все ж таки більше, ніж різниця між кропом і фф, наприклад.
Ну і програмні фішки, само собою, та тільки результат не завжди тішить.
Основний ривок у технологіях матриць відбувся у 2005-2012 роках. Порівняти d70>d80>d90>d7000>d7100. Кожна наступна камера має набагато кращий сенсор: вище за робочі ісо, ДД, нижче за шум. І це за постійного зростання дозволу.
Нещодавно знімав одночасно на d90 та d5600. І це просто небо та земля. У д5600 робітники ісо вище в рази. На д90 і з 1600 вже практично неробоче, а на д5600 можна ставити 3200 і не переживати за результат. Крім того, 24 Мрх дають більше запасу для шумоподавлення. Тому реальна різниця по робітникам виходить 2-3 ступені
Я колись читав тлумачну статтю, де намагалися порахувати кількість фотонів на світлочутливий елемент і за всіма цими розрахунками виходило, що кращі FF камери на високих ISO ККД досить близькі до фізичної межі.
Так що справа не в CMOS і відсутності технічного прогресу, просто межа досягнута і єдиний шлях сьогодні — матриці більшого фізичного розміру.
Більше матриця – більше об'єктивів. Ринок рухається в іншому напрямку. Знову ж таки, мобілки - ще 5 років тому ніхто б не подумав викласти фотоапарат, їдучи у відпустку. Сьогодні це реальність для більшості.
Крім того, подивіться на ті ж півтинники для дзеркалок та бзк: Nikkor Z 50 f/1.8 вдвічі більше 1.8G. Так, у телевізорів, нарешті, з'явилася можливість використовувати лінзи Френеля, але на широких і стандартних кутах майже вся оптика стала більшою, ніж 30 років тому. А тепер інтерполуйте це на матриці більшого розміру. Не думаю, що це правильний шлях, адже середній фотограф теж має фізичні обмеження на вагу і розмір техніки.
Ну ми ж хочемо покращення характеристик, тому або купуємо об'єктиви 30-річної давності, або важчі – більші – з більшим числом елементів.
А щодо викладання фотоапарата та заміни на мобільні… Ну просто мобільні телефони досягли межі фотографічних навичок більшості користувачів. Їм все одно як знято їхнє улюблене чадо на пляжі з чиїмось жирним черевом у кадрі – повний це кадр або телефон – різниці ніякої.
"Більше матриця - більше об'єктиви" тут цілком згоден.
Але об'єктиви в цілому стають компактнішими, це однозначний тренд, особливо якщо дивитися на ті стекла, які зараз випускає Sony, а не якийсь там Pentax.
Дивимося на свіжу Sony 14 f/1.8 та порівнюємо її з аналогічною Сігмою.
Дивимося на новий полтинник Sony f/1.2.
Дивимося на новий 35 1.4 Sony і порівняємо зі старим цейсівським 1.4, який величезний і не дуже хороший оптично.
І т.д. і т.п.
Так, деякі об'єктиви додали у своїх розмірах, але це лише при порівнянні з будь-яким старінням, яке було жахливе за якістю і навіть близько не в змозі було дозволити сучасну багатомегапіксельну матрицю.
А якщо говорити саме про полтинники, то тут нещодавно виходила шикарна стаття на тему на dpreview “Why are modern 50mm lenses so damned complicated?”.
І так, фототехніка все і більше йде в hight end зону. Інакше конкурувати зі смартфонами неможливо. Тому хз, може років через 10 всі олдскульні любителі фотоапаратів поголовно переходитимуть на середній формат.
Не треба, будь ласка, гнати на Пентакс, у них повно мініатюрних "млинців" у лінійці об'єктивів. І вони там були задовго до всякої соні.
+1, у пентакса була в пошані компактність ще до того, як це стало модним.
Кому цікаво, що було сто років тому?
Дивимося на минулий рік:
Pentax-D FA* 85mm F1.4 ED SDM AW - кіло триста
Sigma 85mm F1.4 DG DN Art - 600 грам.
При цьому Сигма, як мінімум, не гірша за оптично.
І відразу поруч 77/1.8 вагою 270 р.
цьому об'єктиву скільки років? 20?
“І так, фототехніка все і більше йде в hight end зону. Інакше конкурувати зі смартфонами неможливо”
Смартфони якісно не конкуренти навіть початковим дзеркалкам з китовим склом. Тут річ у іншому.
Смартфони дають непоганий результат за один клік, за другий клік цей результат доступний для всіх ваших знайомих. Початкова дзеркалка з китом - це вже багато кнопок і крутилок, а потім ще сидіти вдома на кампотері рави тягнути, бо нормальний джипег відразу зробити важко (камера ж не думає за користувача, як йому треба). А потім ще важкі фотки вантажити кудись комусь. Коротше, довго, незручно - у прямому значенні "на любителя". Тож вимирання недорогих камер зрозуміло та логічно.
Ми все ж таки говоримо за любителів, а не дилетантів, які купили дзеркалку “у відпустці знімати, бо у сусіда Васі теж є”.
Якщо людина не зовсім дилетант і уявляє, що таке конвертер, куди крутити повзунки, різниця буде помітною, фізику обдурити ще нікому не вдавалося.
Тим не менш, якщо говорити про 21й рік, більшість обивателів таки переглядають контент на дисплеях мобільних пристроїв, і там різниця вже стирається, так.
конкуренти, тому що прості смертні купували саме такі камери, поки не переключилися на смартфони
А ви краще подивіться на об'єктиви більше 50 мм, і бажано не порівнюйте дзеркальні (від сигми у вашому прикладі) та бездзеркальні. Там надширик величезний тільки через дуже великий робочий відрізок, який у соні втричі менший.
Так, скоріш за все. Тим більше, що високі ISO – результат посилення. Там можна пограти з шумами використовуваних ОУ, але неоднорідність зображення через нестачу фотонів вже не подолати - нічого реєструвати просто.
Та нічого не чекає, смартфони вб'ють камери остаточно
Мені все ж таки здається, що справа в шкалі оцінки. ДХО ставить 30 дБ і пише, що це еквівалент excellent photo. Але я знаю хорошу приказку: найкраще – ворог гарного. Там, де ну зовсім досить просто хороших фото (а саме: ISO6400 і вище), сучасні камери зробили просто колосальний ривок. Так, знімки в хорошому світлі з вже старенького Df або навіть мого D600 при порівнянні в лоб із сучасними тушками шумів можуть бути плюс-мінус про те саме. Але варто тільки завести розмову за високу чутливість, як виявиться, що не так все й райдужно. Які там у Z робочі ISO – 12800, 25600? У мене на D600 в такому режимі повна каша, а мені було б досить гарного знімка. Тому сучасні камери кращі за старі.
Відкрийте стрічку Instagram з ноутбука та побачите велику різницю "телефонних" знімків з тим, що ви бачите через екран смартфона. Великий успіх мобільних телефонів як засобу отримання фотографій викликаний розвитком соціальних мереж і загалом смартфонів – більшість користувачів сидить у мережі через мобільні пристрої, на екрані яких знімки зі смартфонів виглядають помітно краще, ніж на великих екранах домашніх комп'ютерів. Хто б там що не говорив, більшість людей зовсім не відмовиться від перспективи влаштувати фотосесію на фотоапарат, хоча, звичайно ж, за очі все одно скажуть, що смартфон знімає не гірше.
Зараз домашні комп'ютери не всі вже мають. Все через мобілку
Instagram - це дуже невдалий приклад, так як він стискає зображення до 1080 пікселів по ширині і шакалити їх до ~100-200КБ, так що ще геть-чисто з'їдаються дрібні деталі, йде постеризація неба у всі поля. Відображає можливості сучасних смартфонів.
Цікаво, що там у Панаса на кшталт "різними" нативними ІСО?
Нативний ISO всього один, а то як знижують шум і як це підносять споживачеві (читай надувають споживачів) окреме питання.
Я так зрозумів, там якась апаратна фішка є
Так, кероване світлопропускання, для цього на матрицях є спеціальний шар, до певних ісо на матрицю дають менше світла а після кількох світла збільшують це дозволяє знизити посилення і отримати менше шуму на високих ісо, от і весь фокус. Це застосовують і нікон та соні тощо. тільки це по-різному називають або взагалі не афішують і цілі трохи різняться.
Не зовсім див. нижче. Два набори підсилювачів із різними характеристиками.
Два набори аналогових ОУ. У матриці є певна світлочутливість. Ось вона набрала якусь кількість фотонів і видала якусь напругу, яка залежить від цієї кількості. Далі є операційний підсилювач із його змінним коефіцієнтом підсилення, який кратно збільшує аналогову напругу. Далі ADC все це оцифровує. Якісь шуми привносить підсилювач, звичайно, але, звичайно, вони не ростуть кратно посилення сигналу, більш полога залежність. А от коли ми отримали вже число, далі можна помножити всі значення на якийсь коефіцієнт і підняти експозицію (або розділити на коефіцієнт) і опустити експозицію – тут уже й шуми зростають пропорційно. У цифровому вигляді отримують всі ці 1/3 ISO, Hi ISO, Lo ISO. Типу там ISO 640, ISO 320, ISO 12800. Базове треба уточнювати яке, залежить від матриці, у Панасоніка начебто 800 буває, у інших 400 або там 200, тому кратні від нього 100-200 - це аналогове посилення-ослаблення.
Панасоніки (але наскільки я розумію не тільки вони) ставлять ще один комплект ОУ із свідомо великим базовим коефіцієнтом посилення та нижчими шумами. Так у них виходить одна нативна ІСО 800, яка з матриці, від нього 100-200-400, 1600-3200 за рахунок аналогового посилення, від них 160, 320, 640 за рахунок цифрового. І другий набір – 5000 та які там кратні, посилені іншою частиною аналогової схеми, можливо навіть зі своїм окремим ADC. Якось так.
Але я так розумію, вони не одні такі, у того ж Canon Magic Lantern уміє знімати в режимі Dual ISO, можливо, перші панасоніки, хто це озвучив явно і продав як технологію.
Ось так начитавшись інтернету, точніше надивившись красивих кольорових картинок у людей народжуються хибні уявлення про 2 різні операційні підсилювачі в матрицях особливо коли люди не знають що таке операційний підсилювач і як він працює ))) До речі цифрових ОУ не буває, вони завжди аналогові )) )
Власне на те ця інтернет макулатура і розрахована, адже 2 аналогових посилення звучить крутіше ніж якась плівка зі змінним світлопропусканням.
Простим мовою було б зрозуміліше що таке цифровий шум, щоправда вище про це вже писали. Візьміть ідеальне джерело білого світла і зробіть знімок на базовому ісо, нехай це буде ісо 100, якщо сподіваєтеся, що з матриці по кожному з трьох каналів кольору отримаєте умовні 0.1 вольт (для прикладу), то ця помилка, в реальності буде наприклад R=0.12 G =0.13 B=0.128 і для кожного субпікселя це значення буде плавати у більшу чи меншу сторону через не ідеальність елементів з яких складається матриця, для базового ісо при оцифровці різницю не помітите, але варто посилити сигнал у 10 разів вже буде 1.2, 1.3 і 1.28, що буде в результаті після оцифрування? Правильно, на результаті буде вже піксель не білого кольору і чим більше посилюємо тим більше буде переважання якогось одного кольору в результаті. Як можна зменшити цю різницю? Застосувавши інший міфічний аналоговий підсилювач? Ні, збільшивши кількість світла і зменшивши посилення.
Коряво думку висловив. Дивіться. Якщо наприклад при якійсь інтенсивності світла ми очікуємо отримати з матриці умовні 1 вольт напруги по кожному з колірних каналів, а при зниженій інтенсивності 0.1 вольт які потім потрібно посилити в 10 разів для отримання того ж результату, то в обох випадках у сигналі з матриці на Вхід підсилювача у нас різниця в каналах залишиться на мінімальному рівні і буде практично рівною, але як тільки ми починаємо посилювати сигнал у нас пропорційно збільшується і різниця в каналах і чим більше посилюємо тим більше буде різниця в каналах, що і є нашим шумом. Жодними чудовими підсилювачами з іншими характеристиками це не вирішується тому що джерело цієї різниці сама матриця ще до посилення. З цієї причини збільшення витримки дає менше шуму ніж збільшення посилення (исо).
” До слова цифрових ОУ немає, вони завжди аналогові ” – спасибі, кеп. Я використав термін "аналоговий", щоб підкреслити суть процесів. Аналогове посилення не цифрове, без обмеження кількості розрядів. Рівень квантування визначається лише кількістю фотонів і шумами підсилювача.
“яка плівка зі змінним світлопропусканням” – ніде не бачив такого пояснення. Радий побачити.
https://sites.psu.edu/vsg5016/files/2015/09/ProductDescription-CMOSImageSensor-1w9kspy.pdf - Ось принципова схема роботи CMOS-сенсора. Один із варіантів Dual Native ISO, який мені колись траплявся, передбачає використання двох підсилювачів не пікселів з різними характеристиками.
Ось ще одна схема – https://www.canonrumors.com/forum/attachments/429a0821-dad2-43c7-be27-51ce7f37f2ee-jpeg.182242/ - теж заснована на двох аналогових ділянках схеми (тобто включаються до ЦАП), що перемикаються (або включаються спільно).
Вараїнти зі “свідомо затемняємо плівку, щоб не пропускати фотони, щоб потім все одно посилювати руками ослаблений сигнал” не зустрічав.
Підсилювачів з різними характеристиками немає, всі операційні підсилювачі працюють однаково, особливо коли справа стосується посилення постійної напруги, а з матриці посилюють постійний. У мене є знайомі за бугром вивчали пристрій матриць від різних камер в деталях, включаючи і бі-ес-ай матриці. Думаю не секрет, що багато контор у тій чи мною мірі вивчають продукцію конкурентів або їх продуктів, що їх цікавлять, і дещо мені розповідали і тримати в секреті не просили, а ось що це за контора не скажу. Ви не дивитеся на красиві картинки з двома підсилювачами, включайте логіку та голову. Якби там було 2 різних підсилювача, то чому б не використовувати більш “ідеальне” посилення у всьому діапазоні ISO, а не ISO 400 для кропів і ISO 800 для повного кадру і як вони взагалі роблять розширення ISO до 50 на моїй D750 при цьому немає зростання динамічного діапазону і шуму при тому, що формула посилення 1+R1/R2, тобто менше 1 ніяк, а за словами цих знайомих там не інвертує підсилювач.
ISO50 – суто програмне. Як і інші розширені нагору. Як і проміжні 1/3. Просто множимо або поділяємо на коефіцієнт з усіма витікаючими.
Один підсилювач - два підсилювачі - сенс у тому, що там два елементи аналогової частини, які працюють по-різному в різних умовах освітлення і мають різні характеристики. Можливо по шуму, можливо по ємності конденсатора, яким вони утримують заряд до зчитування, треба рити.
Поки що відповідь з посиланнями на модерації, продовжу.
"Візьміть ідеальне джерело білого світла" - це не просто кострубато виражена думка, це дика іржака. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/PlanckianLocus.png/1200px-PlanckianLocus.png
Ось вам на локусі відзначено криву колірної температури. Це все білий колір. Якому віддаєте перевагу зараз доби? У камери немає уявлення про білий колір. Він виходить шляхом виставлення білої точки вже після оцифровки, де поставите, там і буде 255, 255, 255 (у вибраному колірному просторі, зрозуміло).
"але варто посилити сигнал у 10 разів вже буде 1.2, 1.3 і 1.28, що буде в результаті після оцифрування" - в результаті буде посилений сигнал. Пропорції між каналами одні й самі. Справді, кострубате пояснення. І подальші спроби не кращі.
"джерело цієї різниці сама матриця ще до посилення" - у матриці багато різних шумів. Те, що ви намагаєтеся пояснити, називається фотонним шумом. Коли кількість фотонів замало. У вас у три канали потрапило 20, 30 та 40 фотонів, при посиленні у 1000 разів це буде 20 000, 30 000 та 40 000. А при нормальному освітленні у вас потрапило 1000, 1100 та 1200 фотонів. При збільшенні в 40 разів це буде 40 000, 44 000 і 48 000. Але матриця тут ні до чого, вона фізично не може захопити фотони, які не випускаються, тому так, ніяке посилення не врятує, потрібно збільшувати витримку, а з нею число фотонів.
А є власні шуми матриці, включаючи теплові. І там з одного боку, піднімаючи витримку, ми збільшуємо число фотонів, а з іншого – матриця, що гріється, шумить сильніше, тому матриці телескопів охолоджуються. А ще є підсилювач, який також шумить. І його шуми складаються із шумом матриці. Але якщо він посилив сигнал у 1000 разів, це не означає, що він додав свій шум тисячі разів, там нелінійна залежність. А ось коли ми починаємо грати з уже оцифрованим сигналом, там ми збільшуємо одночасно ВСІ шуми. І фотонні, і теплові, і шуми схеми підсилювача.
Це так, але найбільший товстий та неприємний – це шум читання. І за різних апаратних начинок (різних ВАХ ОУ) він буде різним. Так що, незважаючи на критику вище, штуки типу Dual Native ISO дуже цікаві
Ну і знову ж таки, відповідаючи на питання вище - чому тільки дві альтернативні схеми, а не по одній на кожну ISO - ось цілком імовірно, що в майбутньому їх буде більше.
Ви трохи плутаєте різні речі, ну та гаразд. сперечатися безглуздо.
"Ну і знову ж таки, відповідаючи на питання вище - чому тільки дві альтернативні схеми, а не по одній на кожну ISO - ось цілком імовірно, що в майбутньому їх буде більше".
Тому що там немає жодних двох аналогових схем посилення і більше за одну їх ніколи не буде. Матриця працює дуже просто і принцип заснований на контрольованому розряді конденсатора, з одного боку це фоточутливий елемент з іншого боку польовий транзистор, що коригує швидкість розряду (витримка), досить подивитися наведені вами схеми, а також патенти і все це чудово видно. В рамках нормальних умов тепловий шум буде нижче межі 14 бітної адресації що видно навіть у равах, левова частка проблем це розкид характеристик пікселів каналів з подальшим лінійним посиленням з пропорційним збільшенням розкиду, при цьому шуми операційників та ацп там навіть не на другому і не третьому На місці, поставте туди хоч супер прецизійні малошумливі операційні підсилювачі по 100 баксів за штуку, нічого не зміниться, їх шуми навіть при великому посиленні будуть так само за межами 14 біт ацп, максимум на кордоні. Тепловий шум значно починає позначатися лише з довгих витримках і викликано це температурним дрейфом параметрів елементів пікселя рахунок чого пливе швидкість розряду конденсаторів. Я радіоаматор (і не тільки) зі стажем під 50 років і відповідною профільною освітою, і чудово розумію які паразитні явища є в цій реалізації, і як, і на що вони впливають, а так само знаю, що не може інша міфічна аналогова схема посилення знизити нелінійність, її можна знизити лише до підсилювача.
"Тому що там немає жодних двох аналогових схем посилення і більше однієї їх ніколи не буде."
https://andor.oxinst.com/learning/view/article/dual-amplifier-dynamic-range – sCMOS sensor offers a unique dual amplifier architecture, meaning що signal from each pixel can be sampled simultaneously by both high and low gain amplifiers.
Єдине, що все-таки сигнал підсумовується, а не перемикається між двома підсилювачами. Canon вирішує те саме завдання підсилювачами, що працюють у двох режимах – Hi Gain та Lo Gain. https://nofilmschool.com/sites/default/files/whitepaper_canon_dgo.pdf
Аналогічно чинить і Arri. The Dual Gain Architecture simultaneusly provides два окремі read-out paths з кожного pixel with different amplification. Перші path contains the regular, highly amplified signal. Second path contains a signal with low amplification to capture the information that is clipped in the first path.
Aptina робить те саме, підключаючи до кожного пікселя додатковий конденсатор для умов гарного освітлення – https://www.photonstophotos.net/Aptina/DR-Pix_WhitePaper.pdf (Тобто на низьких ISO).
Тобто процес відрізняється від описаного мною (я все ж таки відшукаю джерело, я його взяв не з порожнього місця), але зводиться приблизно до того ж – апаратна підтримка різних режимів роботи аналогової частини. Досить далеко від описаного вами "Так, кероване світлопропускання, для цього на матрицях є спеціальний шар".
Ууу, холіварна тема то торкнулась…
Не знаю за методики вимірювання і наскільки мені сподобаються 30 дБ в окремо взятому сюжеті, але можу сказати ось що: сучасні камери дозволяють без жодних проблем знімати в складних умовах нестачі світла вже з темними зумами. Причому я це і про кроп говорю.
А тепер пірніть у минуле і згадайте, з яким зубівним скреготом ви ставили 800 ISO на камерах 12 або 14 років тому.
Нема чого тут міркувати навіть, зараз будь-яка адекватна камера зробить чудовий знімок навіть у сумнівних умовах. А ясним днем та 15-річний мамонт адекватну картинку дасть
Топчуться на місці мабуть тому, що далі розвиватися нема куди. Звичайно ж, коли застосовуватимуться зовсім інші технології, про які ми зараз і уявлення не маємо – тоді й почнеться прогрес.
Нічого, допиляти пленоптику. Навчаться робити добрі дифракційні лінзи. Навчаться робити асферику складного профілю. Для монохроматичного випромінювання вже змогли виправити всі аберації однією лінзою в межах кута. Далі накинуть більше обчислювальних потужностей. І не буде більше ні громіздких об'єктивів, ні великих матриць. І разом з тим не буде жодної балаканини про малюнок, боці, колір та інше – це буде розраховуватися парою повзунків у ріал-тайм або хоча б у постобробці. Загалом, це не найскладніша математика. Не буде фронт-і бекфокус. І взагалі – фокус. Навіщо він у пленоптичній камері?) Не буде великих матриць – по-перше, дорого, по-друге – великого сенсу в них не буде. Фізику обдурять “розумнілими” методами накопиченням сигналу, або навіть чисто обчисленнями. Фотографія стане найлютішою казуальщиною із засиллям софту ще дужче, ніж зараз. Люди зі старими добрими матрицями та затворами, а також великими трубами на шиї сприйматимуться приблизно як зараз люди, які знімають на плівковий СФ або колодій.
Ось прямо ножем по Цейсу та серпом по матрицях.
Щось, підозрюю, цейсс дослідження відповідні проводить. А у кенона є великосерійна оптика з дифракційними лінзами вже давно.
І тільки Красногірський ордена Леніна, ордена Трудового червоного прапора особистий Його Імператорського Високогосподарства завод…
Я розумію так, що виробникам простіше "народжувати" світ пристрою на 100, 200 і більше мегапікселів, ніж давати відразу "чесні і чисті" 10 Мп.
По-перше, девайси з дворазовим числом мегапікселів краще продаються; по-друге, повнокадрову матрицю в смартфон не запхнеш.
Про це половина теми приблизно. 100 мегапікселів, утиснутих до чесних 10, виглядатимуть краще, ніж чесні 10, у тому числі і по шумах. Можливо, у цьому криється у відповідь старе запитання Аркадія.
Ще ніхто не скаржиться, що зображення з нових телефонів виглядає гірше, ніж зображення зі старих. Потужності дозволяють перемолоти ці мегапікселі. Змови немає.
я вже довгий час вважаю, що Nikon, який впевнено займає друге місце в загальносвітовому рейтингу фотографічних брендів, дає завжди трохи більше і трохи дешевше, ніж Canon з такою ж камерою.
Зараз обидва головні бренди почекали, подивилися на помилки Sony, FujiFilm, переконалися в очікуваннях ринку фотолюбителів і почали стригти капусту на бездзеркалках.
Докладніше: https://udivil.com/canon-ili-nikon-d7500-eos-200d/
"Зараз обидва головні бренди почекали, подивилися на помилки Sony, FujiFilm"
Соні наробила стільки "помилок", що на неї потягнулися власники Кенон, стали продавати свої камери і вішати L-ки на Соньки через перехідники.
Про "помилки" Фуджі теж цікаво. GFX хороша така "помилка" яка стоїть як Canon R5 (вірніше навпаки, повний кадр підтягнувся за ціною до бюджетних СФ камер).
Про СФ зараз звичайно "знавці" скажуть, що це недокроп, ну тоді є Pentax 645Z на такій же матриці.
"Детальніше:"
А ось це посилання тут не потрібне.
жахлива стаття
Так це просто малоприкрита реклама розкручування блогу з різноманітною петрушкою таких самих "статей" (не інформаційних, а заради залучення аудиторії)
Я на це зреагував би відповідним чином.
У мене є велика підозра, що шуми – це вже більше про властивість світла, ніж матриці.
Тільки поки все не можу зібратися щоб математично це довести (або спростувати)
А як світло може шуміти? На мій погляд, шуми залежать в основному від матриці та її обв'язки. Дві різні матриці передають те саме світло з різним рівнем шуму :)
> А як світло може шуміти?
Легко! Дробовий шум це називається. Адже енергія фотонів квантована, і якщо осередки ловлять буквально по кілька фотонів, то відмінність в один фотон призводить до наявності деякої незменшуваної відмінності в рівнях ліченого сигналу. Але це про плаваючі в рідкому азоті астрономічні матриці (і, можливо, про A7s у світлі зірок), а не про повсякденну фотографію, коли фотонів досить багато.
Дані з DxO який завжди співвідносяться з реальністю. Наприклад, якщо порівняти Nikon D80 та D200. DxO оцінили умовно гарне ISO для D80 у 524, а для D200 у 581. Здавалося б – різниця десь у 1/6 стопу. Але насправді це не так: D80 шумить значно більше, ніж D200 – приблизно на 2/3 стопа. Володію обома камерами, проводив особисте порівняння в однакових умовах, різниця по шумах оцінювалася на око. ISO500 на D80 шумлять приблизно так само, як ISO800 на D200.
Другий приклад: Fuji S3 Pro. DxO оцінили ISO Sports цієї камери як 346.
У Nikon D40 воно оцінено як 561. Так от за фактом на високих ISO (400, 800) у Протройки візуально менше шуму.
Припустимо, що тут у тому, що DxO при обчисленні ISO Sports враховують не тільки саме ставлення сигнал/шум, а, як вище писав Аркадій, ще й ДД в 9 стопів і глибину кольору.
Третій приклад: ДД камер Nikon D700 та D3. DxO їх оцінює приблизно однаково - 12,2 стопа.
Однак якщо почитаємо огляди камер на DpReview, там ДД у D3 показаний на 3/4 стопа більше: 8,6 eV проти 7,8 eV у D700.
Та й сама різниця між даними з DpReview та Dxo Mark викликає питання – різниця з DpReview на 3 ступені.
За досвідом зйомки на D700 можу сказати: нестачі ДД не відчуваю. Хайлайти, звичайно, любить втрачати, але робимо знижку на вік. Та й тут скоріше помилка фотографа, а не недосконалість камери:)
Аркадій та колеги, а що ви думаєте про Foveon-матриці та перспективи Full frame foveon, який недавно обіцяла викотити сигма.
https://www.dpreview.com/news/6995633043/sigma-says-its-full-frame-foveon-x3-sensor-will-be-ready-sometime-this-year
Чи варто почати дивитися у бік сигми-панасоніка як перспективної фотосистеми майбутнього? :-)
Виробництво камер у Сігми – це просто іміджеве хобі.
Вони давно хочуть спроектувати повнокадровий сенсор, але технологічні проблеми заважають цьому. Крайня модель на Фовеоні – Sigma Quattro H з APS-H матрицею.
Проблема камер на Фовеоні є базовим ISO і всі інші. На базовому ISO найкращий результат. ДД на базовому ISO Sigma Quattro H поступалася Sony A7Rm2/A7Rm3.
Ще одна проблема Sigma – відсутність у вільному продажу камер, об'єктивів на цей байонет, батарей, батарейних ручок/блоків та відсутність сервісу. Ще один негативний момент – ненажерливість.
І по сервісу - є одна в Москві на всю Росію. У мене була Sigma SD1 Merrill.
ФФ мають випустити. Але через особливості технології високі ІСО там не видно.