Визуализация глубины цветности - Черчение
Учебные материалы


Визуализация глубины цветности - Черчение



Наведя курсор на метки внизу, вы увидите изображение в выбранном числе цветов. Разница между 24 bpp и 16 bpp незначительна, однако чётко видна, если ваш дисплей настроен на полный цвет или более (24 или 32 bpp).

24 bpp 16 bpp 8 bpp

Полезные советы

  • Человеческий глаз может различить порядка 10 миллионов цветов, посему сохранять изображение с большей разрядностью, чем 24 bpp, избыточно, если оно предназначено только для просмотра. С другой стороны, изображения с разрядностью выше 24 bpp полезны, поскольку они лучше выдерживают пост-обработку (см. «Постеризация изображений»).
  • Градации цвета в изображениях менее 8 бит на канал цветности могут быть чётко заметны на гистограмме изображения.
  • Доступная глубина цветности зависит от типа файла. Стандартные файлы JPEG и TIFF могут использовать только 8 и 16 бит на канал, соответственно.

· Что такое резкость

· Резкость описывает различимость деталей на фотографии, и она может использоваться как важный творческий инструмент для выделения текстуры. Соответствующая техника фотографии и пост-обработки может значительно улучшить резкость, хотя она безусловно ограничена возможностями вашей камеры, увеличением изображения и дистанцией просмотра. На воспринимаемую резкость изображения влияют два фундаментальных фактора: разрешение и чёткость.

Чёткость Разрешение высокая низкая высокое низкое Чёткость описывает степень размытия границ, так что высокая чёткость подразумевает резкие, чётко видимые границы. Разрешение описывает способность камеры отделить близко расположенные элементы друг от друга, на примере близко расположенных вертикальных линий, показанных выше.

· Разрешение цифровых камер ограничено их цифровыми сенсорами, в то время как чёткость зависит как от качества используемого объектива, так и от типа пост-обработки. Чёткость является единственным аспектом резкости, который всё ещё доступен вашему контролю, после того как снимок сделан, и именно чёткость повышается, когда изображение подвергается повышению резкости (см. «Нерезкая маска»).

· Сравнение

· Фотографии требуют и высокой чёткости, и высокого разрешения, чтобы они воспринимались как достаточно резкие. Следующий пример разработан для того, чтобы дать вам понять, как каждый из факторов влияет на снимок:

Чёткость: высокая Разрешение: низкое Чёткость: низкая Разрешение: высокое Чёткость: высокая Разрешение: высокое

· Свойства резкости

· Резкость также зависит от других факторов, которые влияют на наше восприятие разрешения и чёткости. Визуальный шум (или зерно плёнки) обычно пагубно влияет на изображение, однако малое количество шума может на самом деле повысить ощущение резкости. Рассмотрим следующий пример:

Шум невелик, размыто Шум велик, резко

· Несмотря на то, что оба изображения не подвергались повышению резкости, пример слева кажется более размытым и менее детальным. Визуальный шум может быть очень мелким и иметь очень высокую чёткость — и глаз, обманываясь им, воспринимает детали как резкие.

· Резкость зависит также от дистанции просмотра. Изображения, предназначенные для просмотра с большого расстояния, такие как постеры или рекламные щиты, могут иметь намного меньшее разрешение, чем отпечатки для галереи искусств, но могут при этом казаться более резкими в связи с дистанцией просмотра. Имейте это свойство в виду, задавая резкость для своего изображения, поскольку оптимальная резкость необязательно та, при которой оно лучше всего выглядит у вас на экране.

· Кроме того, резкость значительно зависит от вашего обращения с камерой. Даже мельчайшие сотрясения камеры могут трагически снизить резкость изображения. Правильно подобранные выдержки, использование устойчивого штатива и блокировка зеркала тоже могут значительно повлиять на резкость ваших отпечатков.

· Визуальный шум цифровой камеры. Часть 1

· «Визуальный шум» — это цифровой эквивалент зерна плёнки. Ещё его можно сравнить со слабым фоновым шипением, которое можно услышать из аудиосистемы на полной громкости. В цифровых изображениях этот шум выглядит как случайные вкрапления на исходно ровной поверхности, и он может значительно снизить качество изображения. И хотя как правило шум портит изображение, в некоторых случаях он даже желателен, поскольку может придать изображению старомодный, зернистый вид, напоминая старую плёнку. Некоторый шум может также повысить кажущуюся чёткость изображения. Шум нарастает вместе с повышением светочувствительности камеры, длиной экспозиции, температурой, а также варьируется между различными моделями камер.

· Концепция

· Определённый уровень шума всегда присутствует в любом электронном приборе, который передаёт или принимает «сигнал». В телевидении этим сигналом является телевещание, передаваемое по кабелю или принятое при помощи антенны; в цифровых камерах сигналом является свет, достигающий сенсора камеры. Несмотря на то, что шум в принципе неустраним, он может быть настолько мал относительно сигнала, что покажется отсутствующим. Соотношение сигнал-шум (SNR) является полезным и универсальным способом сравнения относительного количества сигнала и шума для любой электронной системы; высокие соотношения покажут чрезвычайно малый видимый шум, тогда как для низких соотношений будет справедливо противоположное. Показанные ниже изображения демонстрируют, как камера получает существенно зашумленный снимок слова «сигнал» на гладком фоне. Итоговое изображение дополнительно показано в увеличенном трёхмерном представлении, которое демонстрирует сигнал поверх фонового шума.

оригинал снимок цветное трёхмерное представление снимка

· В вышеприведенном изображении соотношение сигнал-шум достаточно велико, чтобы чётко отделить информацию в изображении от фонового шума. Низкое SNR могло бы привести к появлению изображения, где «сигнал» и шум более сравнимы и потому сложнее отличимы друг от друга.

снимок

· Терминология

· Светочувствительность ISO камеры, называемая также «скоростью ISO», является стандартом, который описывает абсолютную чувствительность камеры к свету. Варианты чувствительности ISO обычно отличаются вдвое (например: ISO 50, ISO 100 и ISO 200) и могут иметь большой диапазон значений. Большее число представляет большую чувствительность, а соотношение двух чисел ISO показывает разницу в их светочувствительности, имея в виду, что снимок, сделанный при ISO 200, потребует вдвое меньше времени для достижения того же уровня экспозиции, что и снимок с использованием ISO 100 (при прочих равных параметрах настройки). Чувствительность ISO аналогична чувствительности ASA для различных плёнок, хотя цифровая камера способна снимать изображения на нескольких разных ISO. Это достигается усилением сигнала изображения в камере, хотя это умножает и шум, и таким образом более высокие числа ISO приведут к соответствующему нарастанию шума.

· Типы шума

· Цифровые камеры подвержены трём типам шума: случайному, структурному и линейчатому. Три примера внизу показывают выраженные и изолированные случаи каждого из типов шума на обыкновенном ровном сером фоне.

Структурный шум длинная выдержка малое число ISO Случайный шум короткая выдержка большое число ISO Линейчатый шум отдельные камеры осветлённые тени

· Случайный шум характеризуется колебаниями яркости и цветности выше и ниже настоящих. Определённая доля случайного шума будет всегда присутствовать при любом времени экспозиции и больше зависит от числа ISO. Рисунок случайного шума меняется от кадра к кадру, даже если параметры экспозиции идентичны.

· Структурный шум включает то, что называется «горячими пикселями», которые определены как те, где интенсивность в пикселе значительно превосходит колебания, вызванные случайным шумом. Структурный шум обычно появляется на выдержках большой длины и усугубляется при высоких температурах. Структурный шум уникален тем, что покажет практически идентичное распространение горячих пикселей при съёмке в идентичных условиях (температура, длина экспозиции,число ISO).

· Линейчатый шум зависит преимущественно от камеры и является шумом, который вносит сама камера в процессе считывания данных с цифрового сенсора. Линейчатый шум наиболее заметен на высоких ISO и в тенях, или когда изображение было чрезмерно осветлено. Линейчатый шум может также нарастать при определённых балансах белого, в зависимости от модели камеры.

· Хотя наиболее раздражающим кажется структурный шум, его обычно проще всего удалить, поскольку он воспроизводим. Внутренней электронике камеры всего лишь нужно запомнить шаблон, и она может впоследствии вычесть этот шум, чтобы восстановить исходное изображение. В последних поколениях цифровых камер структурный шум создаёт гораздо меньше проблем, чем случайный, хотя даже мельчайшее его количество может бросаться в глаза больше, чем случайный шум.

· Менее заметный случайный шум обычно сложнее удалить, не снизив качество изображения. Компьютерам сложно отличить случайный шум от мелкодетальной текстуры, например, пыли или тумана, так что в попытке удалить случайный шум вы часто придёте к тому, что эти текстуры тоже пропадут. Такие программы, как Neat Image и Noise Ninja, могут быть весьма хороши в снижении шума с сохранением в изображении актуальной информации. Ознакомьтесь также с моей статьёй об усреднении изображения как инструменте снижения шума.

· Продолжение в части 2: «Визуальный шум: примеры и характеристики»

· Визуальный шум цифровых камер. Часть 2

· Понимание характеристик шума цифровой камеры поможет вам разобраться с тем, как шум влияет на ваши фотографии. Данная статья рассматривает тональные вариации шума, «хроматический» и яркостный шум, а также частоту и амплитуду визуального шума. Также приведены примеры вариаций шума в зависимости от ISO и канала цветности для трёх различных цифровых камер.

· Характеристики

· Шум изменяется не только в зависимости от выдержки и модели камеры, он может варьироваться и в пределах одного изображения. В цифровых камерах тёмные части изображения содержат больше шума, чем яркие; для плёнки характерно обратное.

в натуральную величину 1 2 3 4

· Обратите внимание, как шум теряет свою выраженность по мере нарастания яркости. Яркие области отражают более сильный сигнал, то есть количество света, что означает более высокое соотношение сигнал-шум (Signal to Noise Ratio — SNR). Это означает, что недодержанные изображения будут содержать больше видимого шума — даже если вы их осветлите впоследствии. С другой стороны, передержанные изображения будут содержать меньше шума и могут оказаться предпочтительными, подразумевая, что вы можете затемнить их впоследствии, и ни одна из областей, содержащих текстуру, не оказалась засвечена до абсолютно белого (см. «Гистограммы, часть 1»).

· Шум состоит из двух частей: вариаций цвета и яркости. Шум цветности, или «хроматический», обычно выглядит неестественно и может сделать изображение непригодным, если выйдет из-под контроля. Пример внизу демонстрирует шум на исходно нейтральном сером образце, с отдельно показанными эффектами хроматического и яркостного шума.

Визуальный шум яркостный хроматический

· Относительное количество хроматического и яркостного шума может значительно варьироваться в зависимости от модели камеры. Для избирательного снижения как хроматического, так и яркостного шума могут быть использованы программы шумоподавления, однако полностью исключив яркостный шум, можно сделать изображение неестественным или «пластиковым».

· Флюктуации шума могут также варьироваться как по амплитуде, так и по пространственной частоте, хотя пространственная частота зачастую не имеет особого значения. Для плёнки часто использовали термин «мелкозернистая» для описания шума, флюктуации которого появляются на малых расстояниях, что аналогично высокой пространственной частоте. Пример внизу демонстрирует, как пространственная частота меняет вид шума.

Низкочастотный шум (грубая текстура) СКО: 11.7 Высокочастотный шум (тонкая текстура) СКО: 12.5

· Если сравнивать два вышеприведенных образца исключительно по амплитуде их флюктуаций (как это делают в большинстве обзоров камер), тогда правый образец шумит больше. Однако визуально правый образец в действительности выглядит значительно менее шумным, чем левый. Причиной этого является исключительно пространственная частота шума.

· Даже если пространственная частота шума оказывает решающее влияние, его амплитуда по-прежнему имеет весьма большое значение. Следующий пример показывает два образца с различным СКО шума при одинаковой пространственной частоте.

Низкоамплитудный шум (мягкая текстура) СКО: 11.7 Высокоамплитудный шум (жёсткая текстура) СКО: 20.8

· Заметьте, как образец слева кажется намного более гладким, чем правый. Широкая амплитуда шума может перекрыть такие мягкие текстуры как ткань или листва, так что может оказаться более сложным удалить его, не размыв изображение. Амплитуда шума обычно описывается статистическим термином, называемым «средне-квадратическое отклонение» (СКО), которое отражает типичное отклонение значения пикселя от «истинного». Эту концепцию можно также осознать, взглянув на гистограмму для каждого из образцов:

Выберите уровень шума: низкий высокий

·

Гистограмма RGB

· Если бы в каждом из приведенных образцов шума не было, все пиксели были бы отражены на одной линии (медиане). По мере нарастания шума увеличивается ширина гистограммы. Мы показываем это на примере гистограммы RGB, хотя аналогичное сравнение можно было бы сделать и на гистограммах яркости или цвета. За подробной информацией о типах гистограмм обратитесь к статье «Гистограммы: яркость и цвет».

· Примеры

· Полезно поэкспериментировать со своей камерой,чтобы вы представляли, какое количество шума появляется для выбранного числа ISO. Ниже приведены примеры характеристик шума трёх различных камер на нейтрально сером образце.

ISO 100 ISO 200 ISO 400 Canon EOS 20D площадь пикселя: 40 мкм2 выпущен в 2004 Canon PowerShot A80 площадь пикселя: 9.3 мкм2 выпущен в 2003 Epson PhotoPC 800 площадь пикселя: 15 мкм2 выпущен в 1999

·

Канал: красный зелёный синий все

· (лучшее качество JPEG, баланс белого: дневной свет, стандартная резкость)

· Обратите внимания на различия, вызванные моделью камеры, каналом цветности и числом ISO. Наведите курсор на подписи, чтобы увидеть, насколько разное количество шума несут различные каналы. В цифровых камерах с матрицей Байера (см. «Сенсоры цифровых камер») синий и зелёный обычно шумят больше и меньше всего, соответственно. Обратите также внимание на то, что образцы с камеры Epson содержат цветные пятна, которые раздражают намного больше, чем колебания яркости.

· Вы можете заметить также, что увеличение числа ISO всегда увеличивает шум для любой камеры, хотя различия в шуме между камерами могут быть более комплексными. Чем больше размер пикселя в сенсоре камеры, тем большей светособирающей способностью он обладает, а следовательно, создаёт более сильный сигнал. В результате камеры, у которых размер пикселя физически больше, обычно окажутся менее шумными, поскольку сигнал в них больше относительно шума. Вот почему камеры с большим числом мегапикселей при одинаковом размере сенсора необязательно создадут изображение, которое лучше выглядит. С другой стороны, более сильный сигнал необязательно означает меньший шум, поскольку степень шумности определяют не абсолютные уровни сигнала и шума, а их соотношение. Несмотря на то, что у камеры Epson PhotoPC 800 размер пикселя заметно больше, чем у Canon PowerShot A80, заметного шума у неё тоже больше, особенно при ISO 400. Вызвано это тем, что камера Epson выпущена намного раньше и имеет значительно более высокие уровни собственного шума, вызванного менее развитой электроникой.

· Динамический диапазон в цифровой фотографии

· Динамический диапазон в фотографии описывает соотношение между максимальной и минимальной измеримой интенсивностью света (белым и чёрным, соответственно). В природе не существует абсолютно белого или чёрного — только различные степени интенсивности источника света и отражательной способности предмета. В силу этого концепция динамического диапазона усложняется и зависит от того, описываете ли вы записывающий прибор (такой как камера или сканер), воспроизводящий (такой как отпечаток или дисплей компьютера) или собственно предмет.

·

· Как и при управлении цветом, каждое устройство в приведенной выше цепи передачи изображения имеет свой собственный динамический диапазон. В отпечатках и дисплеях ничто не может стать ярче, чем белизна бумаги или максимальная интенсивность пикселя, соответственно. По сути, ещё один прибор, который не был упомянут выше, это наши глаза, у которых тоже есть свой собственный динамический диапазон. Передача информации из изображения между устройствами таким образом может повлиять на его воспроизведение. Следовательно, концепция динамического диапазона полезна для относительного сравнения исходной сцены, вашей камеры и изображения на вашем экране или на отпечатке.

· Влияние света: освещённость и отражение

· Интенсивность освещения может быть описана в терминах падающего и отражённого света; каждый из них вносит свою лепту в динамический диапазон сцены (см. статью «Как цифровые камеры замеряют экспозицию»).

Сильное отражение Неравномерно падающий свет

· Сцены с высокими вариациями яркостей отражённого света, например, содержащие чёрные объекты вдобавок к сильным отражениям, могут в действительности иметь более широкий динамический диапазон, чем сцены с большой вариативностью падающего света. В любом из этих случаев фотографии могут запросто превысить динамический диапазон вашей камеры, особенно если не следить за экспозицией.

· Точное измерение интенсивности света, или освещённости, следовательно, является критическим для оценки динамического диапазона. Здесь мы используем термин «освещённость», чтобы определить исключительно падающий свет. Как освещённость, так и яркость обычно измеряются в канделах на квадратный метр (кд/м2). Приблизительные значения для часто встречающихся источников освещения приведены ниже.

·

· Здесь мы видим, что возможны большие вариации в падающем свете, поскольку вышеприведенная диаграмма отградуирована в степенях десяти. Если сцена неравномерно освещена как прямым, так и рассеянным солнечным светом, одно это может невероятно расширить динамический диапазон сцены (как видно из примера с закатом в каньоне с частично освещённой скалой).

· Цифровые камеры

· Несмотря на то, что физический смысл динамического диапазона в реальном мире — это всего лишь соотношение между наиболее и наименее освещёнными участками (контраст), его определение становится более сложным при описании измерительных приборов, таких как цифровые камеры и сканеры. Вспомним из статьи о сенсорах цифровых камер, что свет сохраняется каждым пикселем в своего рода термосе. Размер каждого такого термоса, в дополнение к тому как оценивается его содержимое, и определяет динамический диапазон цифровой камеры.

Уровень чёрного (ограничен шумом) Уровень белого (полный термос) Меньший уровень белого (термос малого объёма)

· Фотопиксели удерживают фотоны, как термосы сохраняют воду. Следовательно, если термос переполняется, вода выливается наружу. Переполненный фотопиксель называют насыщенным, и он неспособен распознать дальнейшее поступление фотонов — тем самым определяя уровень белого камеры. Для идеальной камеры её контраст в таком случае определялся бы числом фотонов, которое может быть накоплено каждым из фотопикселей, поделенным на минимальную измеримую интенсивность света (один фотон). Если в пикселе может сохраниться 1000 фотонов, контрастность будет 1000:1. Поскольку ячейка большего размера может накопить больше фотонов, у цифровых зеркальных камер динамический диапазон обычно больше, чем у компактных камер (в силу большего размера пикселей).

· Примечание: в некоторых цифровых камерах существует дополнительная настройка низкого ISO, которая снижает шум, но также и сужает динамический диапазон. Это происходит потому, что такая настройка в действительности переэкспонирует изображения на одну ступень и впоследствии обрезает яркости — увеличивая таким способом светосигнал. Примером могут служить многие камеры Canon, которые имеют возможность снимать в ISO 50 (ниже обычного ISO 100).

· В действительности потребительские камеры не могут подсчитать фотоны. Динамический диапазон ограничен наиболее тёмным тоном, для которого более невозможно различить текстуру — его называют уровнем чёрного. Уровень чёрного ограничен тем, насколько точно можно измерить сигнал в каждом фотопикселе и, следовательно, ограничен снизу уровнем шума. В результате динамический диапазон как правило увеличивается при снижении числа ISO, а также у камер с меньшей погрешностью измерения.

· Примечание: даже если бы фотопиксель мог подсчитать отдельные фотоны, подсчёт тем не менее был бы ограничен фотонным шумом. Фотонный шум создаётся статистическими колебаниями и представляет теоретический минимум шума. Итоговый шум является суммой фотонного шума и погрешности считывания.

· В целом, динамический диапазон цифровой камеры таким образом может быть описан как соотношение между максимальной (при насыщении пикселя) и минимальной (на уровне погрешности считывания) измеримой интенсивностью света. Наиболее распространённой единицей измерения динамического диапазона цифровых камер является f-ступень, которая описывает разницу в освещённости в степенях числа 2. Контраст 1024:1 в таком случае может быть также описан как динамический диапазон из 10 f-ступеней (поскольку 210 = 1024).В зависимости от применения, каждая f-ступень может быть также описана как «зона» или «eV».

· Сканеры

· Сканеры оцениваются по тому же соотношению насыщенности и шума, как и динамический диапазон цифровых камер, за исключением того, что они описываются в терминах плотности (D). Это удобно, поскольку концептуально аналогично тому, как пигменты создают цвет на отпечатке, как показано ниже.

Слабое отражение (высокая плотность) Сильное отражение (низкая плотность) Высокая плотность пигмента (тёмный тон) Низкая плотность пигмента (светлый тон)

· Общий динамический диапазон в терминах плотности таким образом выглядит как разница между максимальной (Dmax) и минимальной (Dmin) плотностями пигмента. В отличие от степеней 2 для f-ступеней, плотность измеряется в степенях 10 (так же, как и шкала Рихтера для землетрясений). Таким образом, плотность 3.0 представляет контраст 1000:1 (поскольку 103.0 = 1000).

Исходный динамический диапазон Динамический диапазон сканера

· Вместо указания диапазона плотности производители сканеров обычно указывают только значение Dmax, поскольку Dmax - Dmin обычно приблизительно равно Dmax. Это потому, что в отличие от цифровых камер, сканер контролирует свой источник света, гарантируя минимальную засветку.

· Для высокой плотности пигмента к сканерам применимы те же ограничения по шуму, что и для цифровых камер (поскольку оба они используют массив фотопикселей для измерения). Таким образом, измеримая Dmax тоже определяется шумом, присутствующим в процессе считывания светосигнала.

· Сравнение

· Динамический диапазон варьируется настолько широко, что его часто измеряют логарифмической шкалой, аналогично тому как крайне различные интенсивности землетрясений измеряются одной шкалой Рихтера. Здесь приведен максимальный измеримый (или воспроизводимый) динамический диапазон для различных устройств в любых предпочитаемых единицах (f-ступени, плотность и соотношение контраста). Наведите курсор на каждый из вариантов, чтобы их сравнить.

Выберите единицу измерения: f-ступени плотность контрастность

·

Выберите тип диапазона: Печать Сканеры Цифровые камеры Мониторы

· Обратите внимание на огромную разницу между воспроизводимым динамическим диапазоном печати и измеримым сканерами и цифровыми камерами. Сравнивая с реальным миром, это разница между примерно тремя f-ступенями в облачный день с практически ровным отражённым светом и 12 и более f-ступенями в солнечный день с высококонтрастным отражённым светом.

· Использовать вышеуказанные цифры следует с осторожностью: в действительности динамический диапазон отпечатков и мониторов сильно зависит от условий освещения. Отпечатки при неверном освещении могут не показать свой полный динамический диапазон, тогда как мониторы требуют практически полной темноты, чтобы реализовать свой потенциал — особенно плазменные экраны. Наконец, все эти цифры являются всего лишь грубыми приближениями; реальные значения будут зависеть от наработки прибора или возраста отпечатка, поколения модели, ценового диапазона и т.д.

· Учтите, что контрастность мониторов зачастую сильно завышена, поскольку для них не существует стандарта производителя. Контрастность свыше 500:1 зачастую является результатом очень тёмной чёрной точки, а не более яркой белой. В связи с этим нужно уделять внимание как контрастности, так и яркости. Высокая контрастность без сопутствующей высокой яркости может быть полностью сведена на нет даже рассеянным светом от свечи.

· Человеческий глаз

· Человеческий глаз может в действительности воспринимать более широкий динамический диапазон, чем это обычно возможно для камеры. Если учитывать ситуации, в которых наш зрачок расширяется и сужается, адаптируясь к изменению света, наши глаза способны видеть в диапазоне величиной почти 24 f-ступеней.

· С другой стороны, для корректного сравнения с одним снимком (при постоянной диафрагме, выдержке и ISO) мы можем рассматривать только мгновенный динамический диапазон (при неизменной ширине зрачка). Для полной аналогии нужно смотреть в одну точку сцены, дать глазам адаптироваться и не смотреть при этом ни на что другое. В этом случае существует большая несогласованность, поскольку чувствительность и динамический диапазон наших глаз меняется в зависимости от яркости и контраста. Наиболее вероятным будет диапазон из 10-14 f-ступеней.

· Проблема этих чисел в том, что наши глаза исключительно адаптивны. Для ситуаций исключительно неяркого звёздного света (когда наши глаза используют палочки для ночного видения) они достигают даже более широких мгновенных динамических диапазонов (см. «Цветовое восприятие человеческого глаза»).

· Глубина цветности и измерение динамического диапазона

· Даже если бы чья-то камера могла охватить большую часть динамического диапазона, точность, с которой измерения света преобразуются в цифры, может ограничить применимый динамический диапазон. Рабочая лошадка, которая занимается преобразованием непрерывных результатов измерений в дискретные числовые значения, называется аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). Точность АЦП может быть описана в терминах разрядности, аналогично разрядности цифровых изображений, хотя следует помнить о том, что эти концепции неявляются взаимозаменяемыми. АЦП создаёт значения, которые хранятся в файле формата RAW.

Разрядность АЦП Контрастность Динамический диапазон f-ступени плотность 256:1 2.4 1024:1 3.0 4096:1 3.6 16384:1 4.2 65536:1 4.8

· Примечание: вышеприведенные значения отражают только точность АЦП и не должны
использоваться для интерпретации результатов для 8 и 16-битных файлов изображений.
Далее, для всех значений показан теоретический максимум, как если бы шум отсутствовал.
Наконец, эти цифры справедливы только для линейных АЦП, а разрядность
нелинейных АЦП необязательно коррелирует с динамическим диапазоном.

· В качестве примера, 10 бит глубины цветности преобразуются в диапазон возможных яркостей 0-1023 (поскольку 210 = 1024 уровня). Предполагая, что каждое значение на выходе АЦП пропорционально актуальной яркости изображения (то есть, удвоение значения пикселя означает удвоение яркости), 10-битная разрядность может обеспечить контрастность не более 1024:1.

· Большинство цифровых камер используют АЦП с разрядностью от 10 до 14 бит, так что их теоретически достижимый максимальный динамический диапазон составляет 10-14 ступеней. Однако такая высокая разрядность всего лишь помогает минимизировать постеризацию изображения, поскольку общий динамический диапазон обычно ограничен уровнем шума. Подобно тому, как большая разрядность изображения необязательно подразумевает большую глубину его цветности, наличие в цифровой камере высокоточного АЦП необязательно означает, что она в состоянии записать широкий динамический диапазон. На практике динамический диапазон цифровой камеры даже не приближается к теоретическому максимуму АЦП; в основном 5-9 ступеней — это всё, чего можно ожидать от камеры.

· Влияние типа изображения и кривая цветности

· Могут ли файлы цифровых изображений в действительности записать полный динамический диапазон высококлассных приборов? В интернете наблюдается большое непонимание взаимосвязи разрядности изображения с записываемым динамическим диапазоном.

· Для начала следует разобраться, говорим мы о записываемом или отображаемом динамическом диапазоне. Даже обыкновенный 8-битный файл формата JPEG может предположительно записать бесконечный динамический диапазон — предполагая, что во время преобразования из формата RAW была применена кривая цветности (см. статью о применении кривых и динамическом диапазоне), и АЦП имеет требуемую разрядность. Проблема кроется в использовании динамического диапазона; если слишком малое число бит распространить на слишком большой диапазон цвета, это может привести к постеризации изображения.


Последнее изменение этой страницы: 2018-09-09;


dommodels.ru 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная