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.