Dinamik aralık nedir ve fotoğrafçılıkta önemi nedir?


22

Wikipedia, dinamik aralığın "değişken bir miktarın mümkün olan en büyük ve en küçük değerler arasındaki oranı" olduğunu söylüyor. Tamam, anladım. Sanırım bu yüzden HDR fotoğrafların ışığa göre "yüksek dinamik aralık" var.

Ama başka ne var ki? Bir kameranın dinamik aralığı nedir? Sadece bana önemli olan her şeyi söyle :-).

Yanıtlar:


18

Tamam, bu ölçek dışına çıkmış olabilir, ama ışık yoğunluğunun basit bir göstergesi olarak benim en iyi tahminim. Ayrıca, sensörlerin yetenekleri daha az veya daha fazla olabilir. Ama fikri anlayacaksın.

görüntü tanımını buraya girin

Dinamik aralığın bu kadar önemli olmasının nedeni, görüntünün "siyah" ve "beyaz" sınırları dahilinde bir sahnenin ne kadarının gerçekten temsil edilebileceğini kesin olarak tanımlamasıdır. Yukarıdaki görüntü, bir sahnedeki tipik tipik öğelerin ne kadar parlak olduğuna dair çok kaba bir ölçeği temsil ederken, sağdaki 'köşeli ayraçlar' bu yoğunlukların ne kadarının belirli bir pozlamada ayrıntılı olarak görülebileceğine dair kabaca bir gösterge verir. Pozlama ne kadar kısaysa, braketiniz o kadar yüksek (parlak bulutlar için küçük pozlama), pozlama o kadar düşük olur (gölgeli / gece sahneleri için daha uzun).

Elbette gerçek hayatta gerçekten de siyah ve beyaz değil. Siyah, ışığın tamamen yokluğudur ve tüm frekanslarda sonsuz miktarda beyaz ışık olacaktır. Ancak fotoğraf ve vizyon söz konusu olduğunda, böyle yüksek dinamik bir aralıkta çalışmıyorsunuz.

Fark? Bir noktayı ortaya çıkarır ve sahnenin ışık yoğunluğunda aynı beyaz kırpma noktasına sahip olmak için çekim yaparsanız, siyahın meydana geldiği nokta, bir dijital SLR görüntüsündeki siyahlardan daha parlak olabilir. Bunun nedeni, çok daha büyük sensörün, ışık yoğunluğunda daha büyük bir varyasyon yakalayabilmesidir. Beyaz nokta daha parlak ve siyah nokta noktadan daha koyu ve çekim yapıyor. Bu kısmı anlıyormuşsunuz gibi geliyor.

Neden önemlidir Bir sahnede hem parlak bulutları hem de evin içindeki arkadaki karanlık gölge alanlarını görmek istediğinizde ne olur? Çoğu durumda, bulutlar parlak beyaz olur ve hiçbir ayrıntı göremezsiniz veya evin içi sadece siyah (veya çok yakın) olur. Kamera için, maruz kaldığınız mevcut yoğunluk aralığının dışında kalıyor.

Bu, fotoğrafın gözün performansıyla ilgili eksikliklerinden biridir. İnsan gözü, tipik olarak, bir kameradan çok daha geniş bir yoğunluk aralığı, tipik olarak yaklaşık 18 ila 20 durak yoğunluk değişimi durduğunu görebilir. Evde ve parlak bulutlarda görebiliriz ancak kamera yalnızca bir tanesine maruz kalabilir. Çoğu DSLR sensörü, yaklaşık 10-13 durak dinamik aralık yakalayabilir.

Ayrıca , görüntünün yakalandığı format (dijital fotoğrafçılık için), fotoğrafın en yaygın "son" formatı olduğu için, görüntüyü kullanılabilir bir JPEG formatına dönüştürürken, önemli miktarda dinamik aralığın korunmasına izin verebilir içinde.

Bir JPEG ile, bir noktanın ve çekimin tipik olarak sizin için üreteceği format , kırmızı, yeşil ve mavinin her bir bileşeni yalnızca 8 bit doğruluk kaydedebilir. Siyah 0, beyaz 255'tir. Bu, siyahla beyaz arasında 256 "basamak" olduğu anlamına gelir. Tersine, yüksek doğrulukta ham yakalama ile bunlar tipik olarak 12 ila 14 bit bilgi toplar. 12-bit ham için, siyah hala 0'dır, ancak beyaz 4,096'dır. 14 bit yakalamada beyaz nokta 16,384'tür. Bunun anlamı şiddetteki değişikliklerin büyüklük dereceleri daha doğru yakalanmasıdır . Resmin siyah ve beyaz noktaları arasında artık 16.384 "adım" var.

Genellikle bu 8 bit JPEG formatına dışa aktarmanıza rağmen, fotoğrafçının elden pozlamayı ayarlamasına, ışığı doldurmasına ve esrarengiz olayları kurtarmasına, son JPEG görüntüsünde denendiğinden çok daha doğru bir şekilde izin verir. Bu sadece fotoğrafları çöp kutusuna "kaydetmenize" izin vermekle kalmaz, aynı zamanda iyi çekilmiş fotoğraflardan elde ettiğiniz sonucu da büyük ölçüde iyileştirir. Bunu kullanan bir teknik , Sağa Maruz Kalmaktır .

Ayrıca # 2 : Dijital dinamik aralıkla ilgili olarak dikkat edilmesi gereken en önemli şey, verilen bir ISO ayarı için, tam kare bir sensördeki SNR'nin bir noktadan ve çekmeden çok daha büyük olacağıdır. Aynı pozlamada, tam kare bir sensördeki "büyük kova" fotoğraf siteleri daha fazla ışığın sensörün aralığına sığmasına izin verir. Öyleyse, +13 EV hala kaydedilecek, bir noktadaki çekim ve çekim ise sadece saf beyaz olacaktır.

Bir noktada 500 mL'lik bir teneke yerine su toplamak ve ateş etmek için 1L'lik bir teneke kutuya sahip olmak gibidir.

Ayrıca # 3 (eklenmiş fotoğraflarla) : İşte bazı sensörlerin ne kadar sınırlı olabileceğinin bir örneği.

İPhone'umun ürettiği şey bu. Sokaktaki karanlık bölgeye ilk maruz kaldım. İkincisi, parlak binalar için pozlandırılmış ve üçüncüsü, iPhone tarafından üretilen bir "HDR" görüntüsüdür. Bazı ince ayarlarla, gölge alanı hala sınırlı olsa da, gerçekte gördüklerimin dinamik aralığına yaklaşmak için yapılabilir.

İhtiyacınız olan tüm bilgileri bir kerede yakalamak için iPhone'un dinamik aralığı çok sınırlı. Bir uçta, beyazlar tamamen patlıyor, diğer yandan gölgeler neredeyse tamamen siyah.

görüntü tanımını buraya girin


1
+1 - Güzel grafik ve APS-C kamera olarak hem Pentax K-5, hem de Nikon D7000 kamerasının ISO 100'deki dinamik FF ve orta format kamera aralığını aştığı için "ortalama" yı dikkat ediyorsunuz. Teknoloji, daha büyük sensörleri yakaladığı için önümüzdeki aylarda değişebilir, ancak APS-C'nin orada çok fazla şey yapması oldukça heyecan verici ve bu bizim çekim yapanlar için harika. :)
John Cavan

1
+1 - Güzel grafikte Aynen. ;) Ayrıca, vurgulama DR'nin daha büyük sensör kuyu boyutuyla da geliştiğine dikkat edilmelidir, çünkü tonlardan çok vurgulara ve orta tonlara daha fazla seviye ayrılmıştır. "Ortalama Tam Kare üst kısmı biraz bitiyor. Siyah ve beyaz noktalardaki gösterimler için teknik olarak siyah her zaman 0 ve beyaz her zaman maksimum (255 @ 8bit, 4095 @ 12bit, 16383 @ 14bit.) değişiklikler bu bölümü, bu ikisi arasındaki aralık en ince bir 14 bit sensör, bir 12 bit sensör (4096 seviyeleri) daha farklı tonlarında (16384 seviyesi) daha ince bir aralığı vardır..
jrista

Sağol jrista. Sensör hassasiyeti bilgilerini de ekleyebilirim (unuttuğum bir şey). Genelde bir kameranın destekleyebileceği ışık yoğunluğu aralığından bahsediyordum. Bir noktada siyah olan ve JPEG çekim yapan gölgeler, bir DSLR algılayıcısının ham çekiminde hala bir dereceye kadar kurtarılabilir olabilir. Bir noktada ve ham çekimlerde bile, gürültü rahatsız bile edemeyecek kadar büyük olabilir.
Nick Bedford

1
Ayrıca standart monitörün dinamik aralığına atmalı ve yazdırmalısınız. Aslında daha yüksek dinamik aralıkları kullanmak için, bir çeşit tonlama uygulamasının gerçekleşmesi gerekir.
Eruditass

1
Vay, keşke bunu bir kereden fazla yenebilseydim. Eminim cevabı kabul edeceğim, ama daha sonra tekrar gelip tekrar okumak istiyorum :-). Başka bir veya iki sorum olabilir ...
Tom

6

Fotoğrafta endişe edilecek iki önemli dinamik aralık vardır. Birincisi baktığınız sahnenin dinamik aralığı. Sahnenin ve kameranızın dinamik aralığı. Onları bu sırayla açıklayayım.

Bir sahnenin dinamik aralığı, en parlak nesneden o sahnedeki en dimmer nesneye kadar olan aralıktır. Tipik olarak, bu yoğunluk oranı olarak ölçülecektir. Fotoğrafı dengeli bir şekilde aydınlatılmış bir beyaz kağıt parçasıysanız, bu aralık düşüktür. Bir gün batımını fotoğraflıyorsanız, bu aralık oldukça yüksektir.

İkincisi kameranızınki. Bunu bir dijital kamera olarak açıklayacağım, çünkü anlaşılması biraz daha kolay, ancak aynı kavramlar film kameralarında da geçerli.

Açıklamak için önce dijital kameralar hakkında bir şeyler açıklamama izin verin. Dijital kameralar bilgileri sayı olarak kaydeder. Çoğu kamera bu bilgiyi 0-255 arasında yakalar, böylece sayı bir baytta (8 bit) saklanabilir. Daha yüksek son kameralarda 10, 12, 14 veya hatta 16 bit olacaktır ve renkli kanal başına 24 bit olan bazı görkemli kameraların söylentileri vardır. Dinamik aralık o zaman sıfır olmayan en düşük sıfır değerden en yüksek doymamış değere veya 1-254 olan 8 bitlik bir kamera için olan aralıktır. (Teknik olarak dinamik aralığın tespit edilebilecek en düşük yoğunluğa göre maksimum doymamış olmayan yoğunluğun değeri olduğunu eklemeliyim. Sensör doğrusal değilse, bu gerçekleşebilir.)

Tüm bunlar neden önemlidir? İyi bir fotoğraf, sahnenin ve kameranın dinamik aralığına uyacaktır. Yaratıcılığa biraz yer var, ama yine de bu genel kural var. Akılda tutulması gereken birkaç ek puan.

  1. İnsan gözünün, en iyi kameranın bile ötesine geçen fantastik bir dinamik aralığı vardır.
  2. Biri HDR veya Yüksek Dinamik Aralık olarak bilinen bir teknikle etkili dinamik aralığı artırabilir .
  3. Gün batımları muhtemelen herhangi bir doğal sahnenin en yüksek dinamik aralıklarıdır.

Bunu göstermek için birkaç resim ekleyeceğim.


Düşük DR

Bu resmin dinamik aralığı düşük. Nesnelerin çoğu yaklaşık aynı parlaklıktadır ve mat bir görünüme sahip olma eğilimindedir.


İyi Dinamik Aralık

Bu fotoğraf daha iyi bir dinamik menzile sahip. Gölgede hala görülebilen bazı detaylar var, ancak kırpılan herhangi bir vurgu yok.


Çok geniş dinamik aralık

Bu görüntü o kadar geniş bir dinamik aralığa sahip ki, 8 bit kameramla çekilen tüm sahneyi yakalamak zor. Zeminin hiç gerçek olmadığına ve kaktüs içerisinde herhangi bir ayrıntı görmek gerçekten zor olduğuna dikkat edin. Söylemesi zor, ama kırmızı kanal burada gerçekten doygun ve gölge bölgelerde çok az veya hiç ayrıntı yok. Yine de, sanatsal seçimimi gökyüzünü kamera aralığında tutmak için kullandım ve kaktüsün daha çok bir siluet olmasına izin verdim.


Sahne DR ve kamera DR arasındaki farkı görmek için +1. Bununla birlikte, insan gözünün "fantastik" bir DR'ye sahip olduğu duygusu farklıdır. Herhangi bir sahnede, göz yalnızca yaklaşık 6 duraklık bir aralık ile ayırt edilebilir - kabaca, iyi bir DSLR sensörünün DR'sinin 1 / 20'si (üst seviye Nikons'da 11 durak). Göz bebeğinin boyutunu ayarlayarak ve farklı algılama elemanlarından (çubuklar ve koniler) istifade ederek, göz hassasiyeti yaklaşık 20 duraklık daha geniş bir alana yayılır. Bir kamera aynı şeyi temelde aynı şekilde yapar. Bakınız en.wikipedia.org/wiki/Human_eye#Dynamic_range
whuber

@whuber: Bundan pek emin değilim ... En azından gözüme göre sahnenin gerçekte olduğundan daha düşük bir DR olduğu görülüyor. Belki de bir sahnenin bulanık kısımlarını fark etmeyecek şekilde hızla değişen göz odaklarına benzer bir hiledir, ancak yukarıdaki son resmi çektiğimde hem gün batımını hem de zemini çizebileceğimi biliyorum. Bu başlı başına ilginç bir soru olabilir. Hmmm ...
PearsonArtPhoto

1
Senin algına katılıyorum. Bunun, sahnenin farklı kısımlarına odaklanıldığında öğrencinin hızla uyum sağlayabileceğine inanıyorum. Yine de, herhangi bir anda, sahnenin tam merkezinde (vizyonun en akut olduğu yerde) olsa bile, yaklaşık 7 EV'den daha fazla değişkenlik gösteren bir sahnenin ayrıntılarını aynı anda algılamak mümkün değildir. Benzer şekilde, otomatik bir kamera (veya video kamera) kaydırma yaparken dinamik olarak da ayarlayabilir. Burada dersin anlık bir DR'yi (algılama cihazı için) dinamik (hızlı bir şekilde değiştirilmiş) DR'den ayırmak olduğunu düşünüyorum .
whuber

1
Bu piksel kamera başına 24 bit nerede? Onlardan bahsettiğimi duydum ama hiç referans görmedim. 24bpp’in söyleyebileceğim kadarıyla "muhteşem" olmayacak, ancak binlerce insan, muhtemelen milyonlarca insanın katkısı ile duyularınıza çarpan fotonlara sahip olduğunuzdan daha fazla seviyeye sahip olacağınız için tam bir kaynak israfı olacaksınız. çok fazla gürültü bitmiş!
Matt Grum

3

Vay, oldukça açık bitti ...

Wiki'nin belirttiği gibi dinamik aralık, yakalanabilecek değerlerin aralığıdır ve bu tüm kameralarda sabit bir değer değildir. DxOMark , diğer bazı şeylerin yanı sıra, çeşitli kamera sensörlerinin dinamik aralığını ölçen ve "Bir sensör üzerinde doğru bir şekilde ölçülebilen en yüksek ve en düşük parlaklık değerleri arasındaki oranı tanımlayan sayısal bir değer" olarak tanımlayan bir organizasyondur. Siteden görebileceğiniz gibi, kamera yelpazesi alçaktan yükseğe doğru oldukça geniş.

Bunun anlamı, fotoğrafçılık perspektifinden bakıldığında, kameranın dinamik aralığı ne kadar büyük olursa, özellikle renk ve ton aralıkları görüntüden geçerken daha fazla bilgi yakalayabilirsiniz. Örneğin, bunun etkisi bir kameranın ince kırmızı tonlarını kaçırabilirken, bir diğeri ise onu kaçırabilir, aksi takdirde kaçırılabilecek bilgileri sağlar. Bu, JPEG'e veya post prodüksiyona dönüştürmede size çok fazla esneklik sağlar veya yazılımla ve aralığı yönetebilecek bir yazıcıyla çalışıyorsanız daha iyi, potansiyel olarak geliştirilmiş baskılar elde etmenizi sağlar.

Aynı zamanda maruz kalmayla başa çıkmada pratik bir etkiye sahiptir. Makalemi daha önce Pentax K-5'in pozlama aralığında yayınladım , ancak tekrar bağlayacağım, çünkü soru ile ilgili ve K-5 şu anda dinamik menzil taçını elinde tutuyor. Bu, aslında görüntüde olabilecek ayrıntıların bir anlamını verir.

Her neyse, bu bir tez olabilir, bu büyük bir konudur, ancak kabukları kaplıdır. :)


3

Burada zaten bazı iyi teknik cevaplar var. Fotoğrafçılığa etki açısından basit cevap, dinamik aralığın maruziyetin sebebi olduğudur.

Yani, pozlama fotoğrafçının bir dilim dinamik aralık gösterme şeklidir ve bu nedenle fotoğrafı için hangi parlaklık değerlerinin önemli olduğunu seçer, kompozisyonun bir görüntüye neyi dahil edip hariç tutacağınızı seçmenize izin verdiği gibi.


1

Fotoğrafta, dinamik aralık , tek bir fotoğrafta çekilebilecek en açık ve en koyu ayrıntı arasındaki parlaklıktaki göreceli farktır.

  • Küçük bir dinamik aralığınız varsa, karanlık kısımlar daha az ayrıntıyı koruyacaktır ve çok parlak kısımların kırpması daha olasıdır (gidebildiği kadar beyaz). Yine de kontrastlı bir görüntü eğrisi istiyorsanız, sorun yok.

  • Daha yüksek dinamik aralık, daha az kontrastlı bir görüntüyü tatmin edici bir şekilde elde edebileceğiniz veya işlem sonrası belirli bölgeleri seçerek hafifletme / karartma becerisi kazandıracağınız anlamına gelir.

Dinamik aralığın 500: 1 gibi (giderek daha anlamsız) bir oran olarak ifade edildiği LCD ekranların aksine, fotoğrafçılıkta her bir durak orijinal (gama düzeltilmiş) ışık yoğunluğunun iki katına çıktığını ifade eder.

Çoğu dijital sensör, bol ve kaygan filme eşit olan en az 8EV (8 durak) dinamik aralığa sahiptir. Çoğunlukla, bugünlerde kameraları karşılaştırırken dinamik menzili takmaya değmez. Dinamik aralık teknik bir ölçümdür, ancak gamma öncesi düzeltilmiş değerleri ölçtüğü için görüntünüzde görülebileceği gibi görünüşte yanıltıcı olabilir. Belirli bir noktanın ötesinde, monitörünüzün / yazıcınızın yeniden üretebileceği en karanlık (veya vurgulama sıkıştırma, en hafif) değerlerinde daha fazla aralık kaybolduğundan herhangi bir fark görmezsiniz. Bununla birlikte, pratikte görünmez olan bu ekstra alan, alanlardaki parlaklığı seçici bir şekilde artırmak veya kesmek (yakmak / atlatmak) veya aşırı yoğun / az pozlamadan geri almak istediğinizde faydalı olabilir.

Farklı kamera inceleme yerlerinin dinamik aralıkları farklı şekilde ölçtüğüne dikkat edin - ve DxOMark'ın ölçümlerine hiç güvenmiyorum - hatalı yöntemleri kullandıklarını düşünüyorum (ilginç bir şekilde DPreview'ün ölçümlerini gerçeği daha yansıtıcı buluyorum). Teknik olarak, dinamik aralık, gürültü tarafından gizlenmeyen en düşük değerlere kadar temsil edilebilecek en yüksek değerlerden ölçülmelidir. Gürültü önemlidir:

  • ISO'yu yükseltirken, dinamik aralığı kaybedersiniz. Bunun nedeni gürültü seviyesinin yükselmesidir, böylece gölgelerde daha az menzil elde edersiniz.
  • ISO'yu düşürürken dinamik aralık elde edersiniz, ancak yalnızca kamera sensörünün temel ISO'su kadar. Bunun altına düşersek (bazı yeni kameralar yapmanıza izin verdiği için) ve önemli noktalarda menzili kaybetmeye başlarsınız.

Bunun aslında slayt filminin dinamik aralığını "bol" olarak tanımladığını ilk duyduğumda ilk kez olduğunu düşünüyorum :) Bazıları diğerlerinden daha kötü ( öksürük Velvia öksürüğü ), Vurguları patlatmamaya ve / veya gölgeleri engellememeye dikkat edin. Canon 1D'lerim aslında çok daha esnek.
Staale S

Kameranın hemen dışındaki kontrastlı, doygun görüntülerin Velvia'nın ticari markası olduğunu - bunun sebebi var - ve dolayısıyla karakteristik olarak düşük dinamik bir aralığa sahip olacak şekilde tasarlandı, değil mi? Modern bir dijital sensörün, dinamik aralık için kolayca buna benzer bir şey atacağından eminim, ancak temelde Velvia'yı çeken insanlar, kafa boşluğu yerine kontrast istiyor. Her neyse, asıl noktam bugünün sensörleri filme göre dinamik aralığa gelince bodur değil sanırım.
thomasrutter
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.