Domáce meranie DR - všetko je inak a aj crashpc môže mať (občas) pravdu ;)
Narazil som na tento odkaz, kde je popísaný postup pre meranie šumu doma na kolene:
https://aberration43mm.wordpress.com/2014/11/28/measuring-noise/
Hneď som si ho zjednodušil na meranie dynamického rozsahu. Je to až triviálne - stačí odfotiť dva snímky pre každú citlivosť ktorá nás zaujíma. Jeden úplne čierny s nasadenou krytkou a krátkym časom (použil som 1/1000s) a druhý s poriadnym prepalom. Potom sa stačí pozrieť do rawu pomocou vhodného softwaru. Ja som použil RawDigger, pretože ten hneď udáva pre každý farebný kanál tri veci, ktoré potrebujeme - maximálnu hodnotu, priemer a smerodatnú odchýlku. Maximálna hodnota je hranica prepalu a zistíme ju z prepáleného snímku. Z čierneho snímku vyčítame úroveň šumu, a to tak že v kvadráte zložíme priemer a odchýlku, to je rozptyl, jeho odmocnina je potom smerodatná odchýlka šumu, ktorá nás zaujíma:
šum = sqrt(priemer^2+odchýlka^2)
Je to preto, lebo v totálne čiernom snímku je polovica šumu v podpale a nevidíme ho, priemer šumu by mal byť nula. Tento vzorec zabezpečí korekciu. Dynamický rozsah je potom pomer prepal/šum, ak ho chceme v EV tak musíme spočítať logaritmus so základom 2. Na kalkulačke máme väčšinou prirodzený logaritmus, z neho sa to dostane takto:
DR = Ln(prepal/šum)/Ln2
Skúsil som si to pre Fuji X-A1 a Nikon P330, podrobné výsledky pre všetky kanály sú v prílohe. Výsledky prehľadne:
Nikon P330:
ISO80 - 12,2EV
ISO100 - 12,1EV
ISO200 - 10,8EV
ISO400 - 9,9EV
ISO800 - 9,0EV
ISO1600 - 8,0EV
ISO3200 - 7,0EV
Fuji X-A1:
ISO200 - 12,7EV
ISO400 - 12,0EV
ISO800 - 11,2EV
ISO1600 - 10,3EV
ISO3200 - 10,0EV
ISO6400 - 10,0EV
Interpreptácia:
- výsledky pre P330 zodpovedajú očakávaniam, sú o cca 0,5EV vyššie ako tie na dxomark, ale krivka zodpovedá, rovnomerný pokles o 1EV s nárastom ISO je ukážkový
- X-A1 nám prichystalo prekvapenie - krivka neklesá nad ISO3200. V skutočnosti sú rawy na ISO3200 a ISO6400 identické a majú presne rovnaký šum aj prepal. Ide teda o softwarové ISO, ktoré ako sa ukázalo Fuji používa nielen v DR režimoch, ale aj pri citlivostiach nad ISO1600
- V oboch prípadoch máme maximum nad 12EV napriek tomu, že ide o 12bit rawy. Je to možné preto, lebo meriame pomer prepal/šum bez ohľadu na podpaly. Šum sa ukázal byť na základnom ISO tak nízky, že je menší ako 1bit signál a korektne by sme teda mali v oboch prípadoch DR ohraničiť 12EV. crashpc mal teda pravdu, keď tvrdil že moderné senzory majú šum v podstate zanedbateľný. Jediným výrazným zdrojom šumu je svetlo samotné (photon shot noise). Problém s DR majú teda iba zastaralé senzory Canon. Senzory Sony, Toshiba či Panasonic dokážu využiť plný rozsah AD prevodníku.
X-A1 a P330 majú teda prakticky rovnaký DR (až na trik Fuji pri vysokých ISO). Ako je to možné, keď X-A1 aj na nízkom ISO evidentne deklasuje v kvalite snímkov P330, ktoré bežne trpí už na základnom ISO prepalmi a šumom? Vysvetlenie je jednoduché - to na čo naráža človek pri malých senzoroch pri nízkom ISO vôbec nie je limitácia v DR, ale šum daný menším množstvom svetla, ktoré malý senzor nazbiera. Ten pri ISO80 zodpovedá asi ISO700 pri X-A1 (podľa plochy senzoru). Takže buď chce človek snímok bez šumu, ale musí akceptovať prepaly (tak to robí foťák) alebo chce prekreslené jasy, ale to už je za cenu šumu pochádzajúceho zo svetla.
Záver - okrem senzorov Canon je prekapivo dynamický rozsah nič nehoviace číslo, ktoré má pramálo spoločné s kvalitou snímkov za dobrého svetla na nízkom ISO. Tam rozhoduje čisto plocha, efektivita a rozlíšenie senzoru. Pri objektíve je dôležitá kresba, svetelnosť takisto nehraje rolu.
Pridá sa niekto so svojim meraním?
https://aberration43mm.wordpress.com/2014/11/28/measuring-noise/
Hneď som si ho zjednodušil na meranie dynamického rozsahu. Je to až triviálne - stačí odfotiť dva snímky pre každú citlivosť ktorá nás zaujíma. Jeden úplne čierny s nasadenou krytkou a krátkym časom (použil som 1/1000s) a druhý s poriadnym prepalom. Potom sa stačí pozrieť do rawu pomocou vhodného softwaru. Ja som použil RawDigger, pretože ten hneď udáva pre každý farebný kanál tri veci, ktoré potrebujeme - maximálnu hodnotu, priemer a smerodatnú odchýlku. Maximálna hodnota je hranica prepalu a zistíme ju z prepáleného snímku. Z čierneho snímku vyčítame úroveň šumu, a to tak že v kvadráte zložíme priemer a odchýlku, to je rozptyl, jeho odmocnina je potom smerodatná odchýlka šumu, ktorá nás zaujíma:
šum = sqrt(priemer^2+odchýlka^2)
Je to preto, lebo v totálne čiernom snímku je polovica šumu v podpale a nevidíme ho, priemer šumu by mal byť nula. Tento vzorec zabezpečí korekciu. Dynamický rozsah je potom pomer prepal/šum, ak ho chceme v EV tak musíme spočítať logaritmus so základom 2. Na kalkulačke máme väčšinou prirodzený logaritmus, z neho sa to dostane takto:
DR = Ln(prepal/šum)/Ln2
Skúsil som si to pre Fuji X-A1 a Nikon P330, podrobné výsledky pre všetky kanály sú v prílohe. Výsledky prehľadne:
Nikon P330:
ISO80 - 12,2EV
ISO100 - 12,1EV
ISO200 - 10,8EV
ISO400 - 9,9EV
ISO800 - 9,0EV
ISO1600 - 8,0EV
ISO3200 - 7,0EV
Fuji X-A1:
ISO200 - 12,7EV
ISO400 - 12,0EV
ISO800 - 11,2EV
ISO1600 - 10,3EV
ISO3200 - 10,0EV
ISO6400 - 10,0EV
Interpreptácia:
- výsledky pre P330 zodpovedajú očakávaniam, sú o cca 0,5EV vyššie ako tie na dxomark, ale krivka zodpovedá, rovnomerný pokles o 1EV s nárastom ISO je ukážkový
- X-A1 nám prichystalo prekvapenie - krivka neklesá nad ISO3200. V skutočnosti sú rawy na ISO3200 a ISO6400 identické a majú presne rovnaký šum aj prepal. Ide teda o softwarové ISO, ktoré ako sa ukázalo Fuji používa nielen v DR režimoch, ale aj pri citlivostiach nad ISO1600
- V oboch prípadoch máme maximum nad 12EV napriek tomu, že ide o 12bit rawy. Je to možné preto, lebo meriame pomer prepal/šum bez ohľadu na podpaly. Šum sa ukázal byť na základnom ISO tak nízky, že je menší ako 1bit signál a korektne by sme teda mali v oboch prípadoch DR ohraničiť 12EV. crashpc mal teda pravdu, keď tvrdil že moderné senzory majú šum v podstate zanedbateľný. Jediným výrazným zdrojom šumu je svetlo samotné (photon shot noise). Problém s DR majú teda iba zastaralé senzory Canon. Senzory Sony, Toshiba či Panasonic dokážu využiť plný rozsah AD prevodníku.
X-A1 a P330 majú teda prakticky rovnaký DR (až na trik Fuji pri vysokých ISO). Ako je to možné, keď X-A1 aj na nízkom ISO evidentne deklasuje v kvalite snímkov P330, ktoré bežne trpí už na základnom ISO prepalmi a šumom? Vysvetlenie je jednoduché - to na čo naráža človek pri malých senzoroch pri nízkom ISO vôbec nie je limitácia v DR, ale šum daný menším množstvom svetla, ktoré malý senzor nazbiera. Ten pri ISO80 zodpovedá asi ISO700 pri X-A1 (podľa plochy senzoru). Takže buď chce človek snímok bez šumu, ale musí akceptovať prepaly (tak to robí foťák) alebo chce prekreslené jasy, ale to už je za cenu šumu pochádzajúceho zo svetla.
Záver - okrem senzorov Canon je prekapivo dynamický rozsah nič nehoviace číslo, ktoré má pramálo spoločné s kvalitou snímkov za dobrého svetla na nízkom ISO. Tam rozhoduje čisto plocha, efektivita a rozlíšenie senzoru. Pri objektíve je dôležitá kresba, svetelnosť takisto nehraje rolu.
Pridá sa niekto so svojim meraním?
Uvedomil som si, že vo vzorci pre šum som zabudol faktor 2x, správne má byť:
šum = sqrt(2(priemer^2+odchýlka^2))
Výsledky to posunie nasledovne (o -0,5EV):
Nikon P330:
ISO80 - 11,7EV
ISO100 - 11,6EV
ISO200 - 10,3EV
ISO400 - 9,4EV
ISO800 - 8,5EV
ISO1600 - 7,5EV
ISO3200 - 6,5EV
Fuji X-A1:
ISO200 - 12,2EV
ISO400 - 11,5EV
ISO800 - 10,7EV
ISO1600 - 9,8EV
ISO3200 - 9,5EV
ISO6400 - 9,5EV
Tým sa vysvetľuje mierny nesúlad s dxomark, teraz už P330 sedí s ich meraním veľmi pekne. Na záveroch sa nič výrazného nemení.
šum = sqrt(2(priemer^2+odchýlka^2))
Výsledky to posunie nasledovne (o -0,5EV):
Nikon P330:
ISO80 - 11,7EV
ISO100 - 11,6EV
ISO200 - 10,3EV
ISO400 - 9,4EV
ISO800 - 8,5EV
ISO1600 - 7,5EV
ISO3200 - 6,5EV
Fuji X-A1:
ISO200 - 12,2EV
ISO400 - 11,5EV
ISO800 - 10,7EV
ISO1600 - 9,8EV
ISO3200 - 9,5EV
ISO6400 - 9,5EV
Tým sa vysvetľuje mierny nesúlad s dxomark, teraz už P330 sedí s ich meraním veľmi pekne. Na záveroch sa nič výrazného nemení.
Ne, jsem rád, že alespoň někdo se tu nebojí rozjet středoškolskou matematiku. Nicméně jak bylo poznamenáno, ta fotku tak docela nedělá. Respektive jen v extrémních případech. Já myslím, že jde dost o něco jiného. V každém oboru jsou dva základní typy lidí. Jedni, co dělají věci nejlépe jak to jde, a druzí, kteří to dělají tak, že to stačí. Tyto dva typy lidí se bytostně nesnáší, a nařkávají se z lemplovství a lhostejnosti vs z bláznovství a nepraktičnosti. Oba mají pravdu :-).
Crash nemá tak docela pravdu, jen porozuměl a papouškuje dávno zaběhnutou praxi, studie a moudra ze světa. Tam venku jsou jinačí borci, kterým je marné nějak oponovat. Vše je podloženo. To jen tady v Česku jsme nevzdělaní vidláci (sebe nevynechávám).
Nicméně člověka časem omrzí znát ten stroj do posledního tranzistoru, a optiku do posledního fotonu. Opravdu to pěkné fotky neudělá. Věřte. Jsem zářným příkladem! Jděme fotit...
Crash nemá tak docela pravdu, jen porozuměl a papouškuje dávno zaběhnutou praxi, studie a moudra ze světa. Tam venku jsou jinačí borci, kterým je marné nějak oponovat. Vše je podloženo. To jen tady v Česku jsme nevzdělaní vidláci (sebe nevynechávám).
Nicméně člověka časem omrzí znát ten stroj do posledního tranzistoru, a optiku do posledního fotonu. Opravdu to pěkné fotky neudělá. Věřte. Jsem zářným příkladem! Jděme fotit...
