Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Простейшие уроки начинающему фотографу

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Школа фотографии и Photoshop" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Июль 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Автор
Slavikbig

Статистика

433 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Простейшие уроки начинающему фотографу Влияние размера матрицы фотоаппарата на качество изображения


Доброго здоровья вам дорогие мои подписчики!

Сегодня мы продолжим  разговор о физическом размере матрицы  цифрового фотоаппарата, и о влиянии этого параметра на качество фотографий. После этого занятия вы будите знать что такое цифровой шум матрицы.

Занятие пятое >>> Влияние физического размера матрицы цифрового фотоаппарата на качество изображения.

Для начала, как обычно, немного сухой теории.

Цифрово́й шум — дефект изображения, вносимый фотосенсорами и электроникой устройств, которые их используют (цифровой фотоаппарат, теле-/видеокамеры и т. п.). Цифровой шум проявляется в виде случайным образом расположенных элементов растра (точек), имеющих размеры близкие к размеру пикселя.

Цифровой шум отличается от изображения более светлым или тёмным оттенком серого и цвета (яркостной шум англ. luminance noise) и/или по цвету (хроматический шум англ. chrominance noise).

Цифровой шум придаёт фотографии неестественный вид — создаётся ощущение, что на изображение наложена маска из точек различной яркости и цвета. В особенности, цифровой шум портит восприятие однотонно окрашенных частей изображения (например голубого неба) и объёмное восприятие объектов заднего плана, находящихся не в фокусе.

Цифровой шум вы легко можете  увидеть на своих фотографиях, особенно если у вас цифровой фотоаппарат с маленьким физическим размером матрицы и большим числом мегапикселей, достаточно выбрать любой однотонный  участок и увеличить его до 200-300% размера в любой программе для просмотра фотографий.

 Почему появляются шумы? Каковы причины его возникновения?

  1. Дефекты (примеси и др.) потенциального барьера вызывают утечку заряда сгенерированного за время экспозиции — т. н. чёрный дефект. Такие дефекты видны на светлом фоне в виде тёмных точек.
  2. (англ. Dark current  — Темновой ток) — является вредным следствием термоэлектронной эмиссии  и возникает в сенсоре при подаче потенциала на электрод, под которым формируется потенциальная яма. «Темновым» данный ток называется потому, что складывается из электронов, попавших в яму при отсутствии светового потока. Такие дефекты видны на темном фоне в виде светлых точек, т. н. белый дефект. Белые дефекты особенно проявляются при больших экспозициях. Основная причина возникновения темнового тока — это примеси в кремниевой пластине или повреждение кристаллической решётки кремния. Чем чище кремний, тем меньше темновой ток. На темновой ток оказывает влияние температура элементов камеры, электромагнитные наводки, как внешние, так и внутренние, от самой камеры. При увеличении температуры на 6-8 градусов, значение темнового тока удваивается.
  3. Из-за шума, возникающего вследствие стохастической природы взаимодействия фотонов света с атомами материала фотодиодов сенсора. При движении фотона внутри кристаллической решётки кремния, вероятно, что фотон, «попав» в атом кремния, выбьет из него электрон, родив пару электрон-дырка, но сказать точно, сколько фотонов родит пары, а, сколько пропадет с какими-то другими эффектами нельзя. Электрический сигнал, снимаемый с сенсора будет соответствовать количеству рождённых пар. Снимаемый сигнал с сенсора при заданных выдержке и диафрагме (интенсивности света) будет определять квантовая эффективность — среднее число рождаемых пар электрон-дырка.

Вам не стоит запоминать эти сложные формулировки. Вы при необходимости найдете их в Википедии. Вам просто нужно запомнить что причиной возникновения шума является физические процессы проходящие в матрице в момент попадания света и невозможность пока изготовить сенсор без дефектов и из абсолютно чистых материалов. Но технологии двигаются вперед и не за горами то время когда мы сможем забыть о цифровом шуме, или считать его влияние на изображение незначительным.

Что же влияет на величину цифрового шума?

  • Плотность пикселей - При одинаковых физических размерах сенсора, у сенсора, имеющего большее разрешение, активная площадь каждого фотодиода меньше. На маленькие линзы фотодиода падает меньше света, меньшие потенциалы считываются с фотодиода и требуется большее аналоговое усиление сигнала перед оцифровкой. В результате больше уровень шума.
  • Время экспонирования. Темновой ток фотодиода при больших экспозициях сильно ухудшает отношение сигнал-шум. Чем больше время экспонирования (при равном количестве попавшего на матрицу света), тем больше тепловой шум транзисторов.

На простом языке это звучит так.

  • Чем выше разрешение матрицы и меньше ее физический размер, тем больше шумов вы увидите на изображении.
  • При съемке в условиях плохой освещенности объекта  или увеличиваете чувствительность матрицы на фотоаппарате (увеличиваете ISO) тем больше вы получите цифрового шума на фотографии.

Проверить это не сложно, попробуйте сфотографировать один и тот же объект, допустим в комнате, с открытыми и закрытыми шторами на окне, без вспышки и просмотреть эти фотографии на компьютере  в реальном 100% размере и вы сразу заметите разницу.

В следующем занятии мы продолжим разговор о "Влияние физического размера матрицы цифрового фотоаппарата на качество изображения."
В избранное