26 декабря 2009 г.

Из тьмы выползает страшный...

ШУМ! Все мы так или иначе сталкиваемся с этой неприятностью. На самых выигрышных сюжетах. А если снимок еще и недодержан — вообще кошмар. И почему он — вот ведь «нечисть» — прямо-таки любит темные закоулки?..

Для примера я взял фотографию, сделанную при очень слабом освещении. Здесь на самом деле свеча — единственный источник света. Поэтому на камере пришлось выставить максимальную для моей E-520 чувствительность — ISO 1600 и полностью открыть диафрагму. Но даже при этом пришлось надеяться на чудо: за более чем секунду выдержки дети не должны были заметно пошевелиться (экстрима добавляло еще и то, что роль штатива играла... спинка стула)... Но я отвлекся.

Итак, маленький, практически точечный, источник света, сам находящийся в кадре. Результат очевиден: минимум очень ярких деталей, быстрое уменьшение яркости по мере удаления объектов от свечки и много-много глубоких теней. Это хорошо видно и на гистограмме: пик в области «черного», резкий спад и всплеск «белого». (О законах освещения, кстати, можно почитать в Библиотеке Ф-Л)

Высокие значения ISO, длительная выдержка, обилие глубоких теней — идеальные условия обитания нашего «зверя». Посмотрим же, как и где он появляется. А для начала — откуда он вообще берётся. Постараюсь сильно не углубляться в физические подробности. Напряжение на выходе каждого элемента матрицы зависит, помимо яркости падающего на него света, от случайных факторов (связанных с принципом действия полупроводниковых датчиков). То есть даже при совершенно постоянном освещении это напряжение немного «дрожит». Для преобразования в цифровые значения весь диапазон возможных напряжений делится на множество (тысячи!) маленьких интервалов. И вот напряжение с одного элемента попадает в некоторый интервал, а с соседнего, освещенного точно также, в соседний. На карточку в результате запишутся немного отличающиеся числа, а значит мы потом увидим пикселы чуть-чуть разных оттенков. Но вот «чуть-чуть» — это насколько?

Начнем с совсем темной области — тени за головой девочки. Изображение там почти черное. Может даже показаться, что шума-то в этой темноте и нет. Но что получится, если мы попытаемся «вытягивать» изображение, повышая его яркость? (На иллюстрации это правый прямоугольник) Вот тебе и «нет шума»! Всё оказалось усыпано точками совершенно разной яркости и оттенка. И, кстати говоря, по цвету не имеющими ничего общего с реальностью. С чего бы это?

А секрет прост: шумовые отклонения малы, но и полезный сигнал был практически нулевым. Поднимая яркость, мы, фактически, умножаем все значения на некоторый коэффициент. Было значение, к примеру, 2. Из-за случайных отклонений для разных пикселей оно превратилось то в 0, то в 1, то в 3, то в 4. Усилили, умножили, допустим, на 10. Получили разброс от того же самого нуля — и до 40. Вот и вылезли точки непредсказуемой расцветки.

Возьмем участок посветлее. Здесь шум виден и сразу, и после увеличения яркости. Но цвета точек уже не так сильно отличаются ни друг от друга, ни от оригинального цвета стены. И это вполне объяснимо: шумовая составляющая осталась прежней [будем так считать для простоты], но по сравнению с полезным сигналом это уже не так сильно заметно.

Теперь уже совершенно очевидно, что на ярко освещенном фрагменте той же стены шум станет почти незаметным, в том числе, и после увеличения яркости.

Такие вот дела. Нравится нам это или не нравится, но никуда не деться. А значит, нужно учитывать. В том числе, подбирая параметры экспозиции — не стоит рассчитывать: «Потом вытяну в Фотошопе.»

PS. Кстати, причина большего уровня шумов при высоких ISO та же самая. Матрица в камере не меняется, датчики всё те же, «чувствительность» повышается за счет увеличения усиления. Но это вовсе не значит, что результат будет таким же, как при увеличении яркости при компьютерной обработке.


Netprint.ru предлагает массу идей новогодних подарков.

  • Самый актуальный подарок к праздникам - Символ Года с доброй улыбкой.
  • Лидер новогодней гонки - Фотокалендарь.
  • И просто альбом с фотографиями — закажите снимки и альбом одновременно, тогда 25  ваших фотографий будут отпечатаны БЕСПЛАТНО.

Вы еще успеваете заказать подарок, чтобы получить его до Нового года!

И не только для себя, но и для друзей и родственников, живущих в другом городе.

Отправить комментарий

Доска объявлений

Хотите разместить файлы для загрузки другими пользователями? Воспользуйтесь нашим хостингом!