1.В определении ДД, который фотоширота, ни слова про биты, и даже про напряжение ничего нет!!! он зависит только от возможности матрицы воспринисать определенный диапазон яркости!!!
Напряжение которое поступает на вход АЦП не есть прямое отображение "яркости". Во первых оно может быть иметь зависимость, нарпимер (упрощенно)
y=kx
,
во вторых перед подачей на АЦП оно может подвергатся неким преобразованиям и иметь практически любое значение. Возможгость "восстановить" исходное значение яркости в конце процесса получается благодаря тому, что все преобразования известны, и обратимы.
Про АЦП - давайте определимся, во первых, мы в принципе говорим, или о кеноне.
а) если в принципе - какой выбрать АЦП, в принципе, зависит от задачи. Задача вполне ясна, не потерять то, что зафиксировала матрица - есть два решения - равномерное квантование (линейный АЦП) - и заданная разрядность (о томЮ какая - ниже), или неравномерное квантование (нелинейный АЦП) и любая разрядность. В любом случае, если в итоге на любом этапе "режется" то что дает матрица (учитывая. что она самое "узкое" место, т е современная технология позволяет получить любые другие составные элементы с параметрами, которые не ухудшат сигнал, полученный с матрицы) - то решение не грамотное, и здесь исключительно ошибка проектирования.
б) рассматриваем то, что сделал Кенон. Очевидно, что используется линейный АЦП. Есть ограничение "снизу", для максимально достижимого отношения синеал/шум при заданной разрядности. оно равно
С/Ш(дБ)=6q+4,77 (формула тупо из учебника, там есть ее вывод, и выводится она, мягко говоря, несколько иначе, чем здесь пытались показать).
В некотором смысле , т к яркость преобразуется в напряжение, есть зависимость между "яркостным" сигналом и его электрическим отображением. Поэтому по разрядам ограничение снизу, с учетом линейного АЦП - есть.
Максимальное отношение сигнал/шум собственно и есть ДД (АЦП в целом), который он может пропустить (но это не эквивалентно и никак не равно собственно фотошироте!!!, связь между ними я постарался указать ранее - она не есть один в один)
НО
Исходя из того, что я не считаю инженеров Кенона неграмотными - берусь предположить, что 12 разрядов не только хватает для передачи ДД матрицы, но и есть некий запас.
Я не слышал, что бы Кенон координально улучшил параметры свих матриц, я наоборот, встречаю информацию, что на 12 битах есть аппараты дающие больший ДД (фотошироту).
Таким образом - есть ограничение снизу, которым, на практике, логично предположить, можно пренебречь -при правильно спроектированной схеме.
Расширение до 14 бит даст увеличение максимально достижимого на АЦП отношения сигнал/шум - но это не имеет отношения к фотошироте.
Более того, реальная фотоширота, отображенная в электрический сигнал, бутет "отображена" таким образом, что будет использовать весь ДД (АЦП) - и соответсвенно это повлечет увеличение числа градаций. более точное квантование (чем для той же матрицы, но в 12 битах) - в практическом применении большие возможности по сохранению в цветовых переходах, по вытягиванию, светов/теней. и,ИМХО, лучших показателей при более высоких ИСО (засчет более точного квантования шума).
Я уже устал повторять, прежде чем читать лекции, спорить и тп, давайте просто разберемся о чем речь, и кто что имеет ввиду. Отделим так сказать мухи от котлет. ДД (фотоширота) и ДД (АЦП) не есть одно и тоже, и влияние друг на друга у них далеко не такое прямое, как может показаться
Небольшое дополнение.
Несмотря на то, что разрядность в некоторой степени влияет на ДД АЦП общий(опять таки подчеркну, фотоширота определяется не по напряжению, и ДД АЦП и ДД матрицы, который фотоширота - совершенно разные вещи) - она не является единственным, и, тем более определяющим фактором. По крайней мере если мы говорим об АЦП как об электронном устройстве. Он лишь определяет некую зависимость некий параметров при проектироании. Когда же на практике говорят о ДД АЦП - он не считается от разрядности, а зависит от аналоговой части (входной) - при проектировании которой, конечно , учитывается ариведенная выше формула, но накладываются и другие параметры. Поэтому ДД АЦП практически всегда не соводает с такими расчетами (всегда меньше), и указывается он по входным характеристикам, к "цифре" еще не имеющим отношение..
Последний раз редактировалось Ikar; 31.03.2008 в 15:49.
Причина: дополнение
Косвенная ссылочка уже была раньше, но прямой еще не было http://www.clarkvision.com/imagedeta...mance.summary/
Популярно и про число электронных пар, и про отношение сигнал/шум и чем оно от уровня шумов отличается, где проходит ограничение 12 и 14 bit АЦП и т.д.
P.S. Почему-то, говоря про любой ДД в приемниках, скажем, никто не забывает, для какой полосы входных частот он подсчитан...
С уважением, Михаил
____________________________
Я не фотограф - я только учусь,
и не эксперт - просто сообщений стало больше 500
Михаил!
Статья довольно интересная, а Вы сами-то ее внимательно прочитали?
Наример
Цитата:
The measured dynamic range for 4 different cameras is shown. Large pixel cameras have a larger dynamic range. The small pixel camera has a very good dynamic range, but that range rapidly deteriorates with increasing ISO. The large pixel cameras produced up to 2007 were limited by 12-bit analog-to-digital converters at low ISOs. The lower noise, 14-bit Canon 1D Mark III has boosted performance beyond the slightly larger pixel 1D Mark II. High ISO performance is about 1/2 stop better, similar to what was claimed by Canon when the camera was announced. This improvement is due to a better fill factor and lower read noise. Without the low noise 14-bit converter, the Mark III would plot to the lower left of the Mark II. The flattening of the dynamic range toward lower ISOs is due to noise in the camera electronics, such as the A/D converter
Неделю не было, а столько оказывается всего интресного понаписали...
Цитата:
Сообщение от Michael_home
Косвенная ссылочка уже была раньше, но прямой еще не было http://www.clarkvision.com/imagedeta...mance.summary/
Популярно и про число электронных пар, и про отношение сигнал/шум и чем оно от уровня шумов отличается, где проходит ограничение 12 и 14 bit АЦП и т.д.
Вот по этой ссылочке и пройдем...
Границы расчетного ДД диапазона нарисованы исходя из вполне реального минимального уровня шума где-то на уровне 4 электронов.
Получается, что емкости ячейки той же пятерки на уровне 80000 электронов требуется более, чем 14 битный АЦП.
Логика понятна.
А теперь вопросы:
1. Если мы нашинкуем сигнал не по 4 электрона, а по 6 или 8, диапазон матрицы изменится? Или только точность представления сигнала в цифровом виде?
2. Расчетный ДД Марка 2 немного выше, чем у Марка 3, оба лежат немного выше максимального уровня 14-битного АЦП. Отметка 12-битного АЦП прилично ниже.
Соответственно ДД Марка 3 должен быть передан практически полностью, а Марка 2 существенно зарезан АЦП.
Смотрим график реального ДД намерянного для обоих камер и видим, что он практически идентичен. И где же тогда расчетные преимущества 14 бит? Может все-таки проверить методику перевода битности в EV?
Кстати намерянный уровень ДД находится как раз на уровне возможностей 12-битного АЦП, коего согласно данным замерам оказалось вполне достаточно в обоих случаях.
Еще одно подтверждение, что 14 бит в данном случае как раз маркетинг. На данный момент, для существующих матриц, реальных преимуществ у 14-битного конвертера в части ДД нет.
Еще одно подтверждение, что 14 бит в данном случае как раз маркетинг. На данный момент, для существующих матриц, реальных преимуществ у 14-битного конвертера в части ДД нет.
Вот как раз в этом как раз все и солидарны, и даже если сомневающиеся были, то после приведения цифр получаемого ДД сигнала до конвертации, так сказать с выхода АЦП ( http://forum.ixbt.com/post.cgi?id=attach:20:18199:0:3 жаль, что Марков здесь нет и 40-ки на промежуточных значениях iso) и цифр этой статьи - после конвертации ("расфильтровки"), сомневающихся, кажется, уже и не осталось...
Цитата:
Сообщение от Michael_home
Соотнесите потом цифры получаемого ДД с приведенными в статье.. ну, и так далее...
Цитата:
Сообщение от SVKan
...Смотрим график реального ДД намерянного для обоих камер и видим, что он практически идентичен. И где же тогда расчетные преимущества 14 бит? Может все-таки проверить методику перевода битности в EV?
Да, вот теперь как раз и нужно построить сквозной график, отобразив на нем полный ДД освещенности (~23,3 EV), ДД глаза без адаптации (думаю, что цифра все-же больше, чем ту, которую Вы считаете наиболее реальной, думаю, все-же где-то 10-12 EV), ДД собственно матрицы (в зависимости от соотношения "размер линзочек - размер диода"), "окошко" максимального ДД АЦП и то "приращение" ДД после конвертации (его же уже можно качественно в среднем оценить?). Более того, этот сквозной ДД надо еще и в зависимости от ISO нарисовать. Тогда уж точно всем все будет очевидно...
Цитата:
Сообщение от SVKan
...Получается, что емкости ячейки той же пятерки на уровне 80000 электронов требуется более, чем 14 битный АЦП.
Логика понятна...
P.S. Но даже в этой статье, на рисуночке 5 видно, что при небольших значениях ISO у Марка 3 - прямая линия...
С уважением, Михаил
____________________________
Я не фотограф - я только учусь,
и не эксперт - просто сообщений стало больше 500
Вот как раз в этом как раз все и солидарны, и даже если сомневающиеся были, то после приведения цифр получаемого ДД сигнала до конвертации, так сказать с выхода АЦП ( http://forum.ixbt.com/post.cgi?id=attach:20:18199:0:3 жаль, что Марков здесь нет и 40-ки на промежуточных значениях iso) и цифр этой статьи - после конвертации ("расфильтровки"), сомневающихся, кажется, уже и не осталось...
Ну слава Богу!
А то полностью с начала я еще на раз не перечитывал, но помнится были разговоры, что 14 бит совершенно необходимы для отображения всего диапазона и что не за горами 16 бит...
Цитата:
Сообщение от Michael_home
Да, вот теперь как раз и нужно построить сквозной график, отобразив на нем полный ДД освещенности (~23,3 EV), ДД глаза без адаптации (думаю, что цифра все-же больше, чем ту, которую Вы считаете наиболее реальной, думаю, все-же где-то 10-12 EV), ДД собственно матрицы (в зависимости от соотношения "размер линзочек - размер диода"), "окошко" максимального ДД АЦП и то "приращение" ДД после конвертации (его же уже можно качественно в среднем оценить?). Более того, этот сквозной ДД надо еще и в зависимости от ISO нарисовать. Тогда уж точно всем все будет очевидно...
1) А размер линзочек/диодов где возьмете?
2) Не совсем понял про какое "приращение" ДД после конвертации вы говорите. Там вроде как только "кастрация" производится...
3) А смысл при разных ИСО мерять/строить? Достаточно взять минимальную "железную". При софтовых преобразованиях и повышении ИСО диапазон падает.
Цитата:
Сообщение от Michael_home
P.S. Но даже в этой статье, на рисуночке 5 видно, что при небольших значениях ISO у Марка 3 - прямая линия...
И????
В общем случае эти графики должны были быть идентичными. В приведенной статье на самом деле расчет емкости ячеек не верен. Он построен исходя из рамера пикселей для коэффициента заполнения 100%. Реально он ниже. Соответственно и емкость ячеек ниже. Потому и 12 бит хватает для передачи всего диапазона. Напоминаю, что по заявлениям самого Кэнона размер фотодиодов и Марка 2 и Марка 3 абсолютно одинаков (что, как заявляет Кэнон, обеспечивает примерно одинаковый ДД на низких ИСО), а линзочки у Марка 3 даже покрупнее, что позволило улучшить высокие ИСО.
Почему у Марка 3 на ИСО 100 нет горбика, на самом деле, не совсем понятно. Такие прямые могут быть только когда система упирается во что-то и значения тупо режутся. Что и зачем может резать сигнал у третьего Марка я лично не понимаю...
:confused:
Ну слава Богу!
А то полностью с начала я еще на раз не перечитывал, но помнится были разговоры, что 14 бит совершенно необходимы для отображения всего диапазона и что не за горами 16 бит...
Перечитайте:
Цитата:
Сообщение от Michael_home
...Мои оценки именно "фотографической широты" - того, что попадает в объектив (как видит глаз) здесь до настоящего момента остаются точно не определенными...
...Если при этом принимать полный за 23,3EV, то без адаптации получается - 15,3 EV. Это означает, что, в конце концов, с улучшением технологии матриц, АЦП станет 16-и разрядным.)...
С учетом цифр приведенных In-e, получается без адаптации в районе 10 EV и он непостоянен - падает с уровнем освещенности, если я все правильно понял...
Цитата:
Сообщение от SVKan
2) Не совсем понял про какое "приращение" ДД после конвертации вы говорите. Там вроде как только "кастрация" производится...
Может я не точно выразился, но под расфильтровкой я имею в виду выделение цвета. Однозначно не про формат jpeg.
Цитата:
Сообщение от SVKan
3) А смысл при разных ИСО мерять/строить?
Так шумы-то...
Цитата:
Сообщение от SVKan
И????
В общем случае эти графики должны были быть идентичными...
Вот тут и у меня "И???"
Ведь про размер линзочек мы вроде бы пришли к пониманию, что при одной и той же технологии... И не зная конкретных цифр таки можно идти путем сравнительным...
Но то, что меня действительно останавливает в рисовании оконечного сквозного графика - это моя убежденность в наличии аппаратных шумодавов, конкретных цифр работы которых пока нигде нет... и заявленного улучшения шумов самого нового АЦП...:(
Смотрите, что в этой статье в комментарии этого рисунка 5 :
Цитата:
Without the low noise 14-bit converter, the Mark III would plot to the lower left of the Mark II
а про шумодавы - под рисуночком 3
Цитата:
Note older cameras (e.g. Canon 10D, S60) have higher read noise than newer models
...
А ведь намеряли цифры ("после" АЦП), с учетом аппаратных шумодавов...
Похоже, только один способ есть отключить аппаратный шумодав в 40D - выставить на нем промежуточное (дробное) значение ISO, но ребята, проводившие измерения, этого не сделали...:(
Хотя, как Вы пишите - шумодав у К на самой матрице?
С уважением, Михаил
____________________________
Я не фотограф - я только учусь,
и не эксперт - просто сообщений стало больше 500
С учетом цифр приведенных In-e, получается без адаптации в районе 10 EV и он непостоянен - падает с уровнем освещенности, если я все правильно понял...
Ну замеров я не проводил... Если считать, что у матрицы он постоянный, то в определенных условиях может и действительно под 10, во всяком случае побольше, чем у камеры. С падением уровня освещенности падает весьма прилично...
Цитата:
Сообщение от Michael_home
Может я не точно выразился, но под расфильтровкой я имею в виду выделение цвета. Однозначно не про формат jpeg.
Дык при дебайеризации приращения ДД тоже не будет. Что зафиксировано, то зафиксировано. Будет уменьшение ДД после выставления ББ, когда каналы начнем сдвигать относительно друг друга.
Точнее в зависимости от алгоритма может быть приращение ДД по отдельным каналам, например по синему, где фильтры самые плотные. Реальный диапазон в нем меньше, чем в зеленом, соответственно его обычно растягивают...
Цитата:
Сообщение от Michael_home
Так шумы-то...
Дык мы же пытаемся выяснить максимальный ДД?
При увеличении ИСО он увеличиться не может, только будет падать. И даже не из-за шумов а из-за самого процесса.
Сама матрица то не меняется. Грубо говоря (в самом упрощенном виде) если при ИСО 100 мы снимаем с матрицы значения от 0 до 1В, то при ИСО 400 снимаем значения от 0 до 0,25 усиливаем сигнал в четыре раза и отправляем на АЦП. Диапазон при этом может только порезаться. Шумы естественно тоже вырастут, если раньше они были ниже порога квантования, то теперь все вылезет. Преобразовывать уже будем не по 6 электронов на ступеньку АЦП, а по 1 и меньше...
Цитата:
Сообщение от Michael_home
Вот тут и у меня "И???"
Ведь про размер линзочек мы вроде бы пришли к пониманию, что при одной и той же технологии... И не зная конкретных цифр таки можно идти путем сравнительным...
Так там намешаны камеры нескольких поколений. И все построено исключительно на размере ячейки.
Цитата:
Сообщение от Michael_home
Но то, что меня действительно останавливает в рисовании оконечного сквозного графика - это моя убежденность в наличии аппаратных шумодавов, конкретных цифр работы которых пока нигде нет... и заявленного улучшения шумов самого нового АЦП...:(
Смотрите, что в этой статье в комментарии этого рисунка 5 :а про шумодавы - под рисуночком 3 ...
ИМХО не стоит преувеличивать роль шумов в определении ДД, основное ограничение все таки клиппинг. А в меру моего понимания процесса, роль АЦП при этом вообще стремится к нулю.
Я например не согласен с объяснением приведенным под картинкой 5. Я лично не вижу причин не верить объяснениям самого Кэнона: "за счет сокращения просветов между линзами, уменьшения высоты между линзами и фотодиодами и повышения фактора заполнения обеспечивается улучшение сбора света..." Поскольку размер самой ячейки остался тем же, что и обеспечило аналогичный ДД на низких ИСО, то я так понимаю основную роль играет то, что линзочки как минимум не уменьшились, а расстояние между ними и фотодиодом сократилось.
При низких ИСО это неважно, ибо света и так хватает для заполнения всего диапазона и ограничивающим фактором будет только емкость ячейки, а вот при высоких ИСО это уже важно, меньше потерь света на матрице - нам придется меньше задирать сигнал, чтобы получить те же самые ИСО.
Цитата:
Сообщение от Michael_home
А ведь намеряли цифры ("после" АЦП), с учетом аппаратных шумодавов...
Похоже, только один способ есть отключить аппаратный шумодав в 40D - выставить на нем промежуточное (дробное) значение ISO, но ребята, проводившие измерения, этого не сделали...:(
Хотя, как Вы пишите - шумодав у К на самой матрице?
Насчет шумодава на самой матрице это не я а Кэнон говорит...
Что они имеют в виду, только они знают. У КМОПА проблем хватает, которые надо героически преодолевать...
В общем, про уменьшение шума матрицы кроме как про линзочки/фотодиоды они пишут следующее:
"Also, the second-generation, on-chip noise removal circuit and a newly-developed noise reduction technology combine to remove noise effectively. To achieve even less noise, the EOS-1Ds Mark III has a new output amp that attains both high speed and low noise. Low noise is also achieved with an improved manufacturing process, optimized pixel amp, and optimized reading circuit."
А что касается дробных ИСО, то есть мнение (весьма похожее на правду), что они полусофтовые. Берется ближайшее аппаратное значение и далее софтовой обработкой приводится к нужному. Шумодав ИМХО при этом не отключится.
Последний раз редактировалось SVKan; 09.04.2008 в 08:40.
Неделю не было, а столько оказывается всего интресного понаписали...
Вот по этой ссылочке и пройдем...
Границы расчетного ДД диапазона нарисованы исходя из вполне реального минимального уровня шума где-то на уровне 4 электронов.
Получается, что емкости ячейки той же пятерки на уровне 80000 электронов требуется более, чем 14 битный АЦП.
Логика понятна.
А теперь вопросы:
1. Если мы нашинкуем сигнал не по 4 электрона, а по 6 или 8, диапазон матрицы изменится? Или только точность представления сигнала в цифровом виде?
2. Расчетный ДД Марка 2 немного выше, чем у Марка 3, оба лежат немного выше максимального уровня 14-битного АЦП. Отметка 12-битного АЦП прилично ниже.
Соответственно ДД Марка 3 должен быть передан практически полностью, а Марка 2 существенно зарезан АЦП.
Смотрим график реального ДД намерянного для обоих камер и видим, что он практически идентичен. И где же тогда расчетные преимущества 14 бит? Может все-таки проверить методику перевода битности в EV?
Кстати намерянный уровень ДД находится как раз на уровне возможностей 12-битного АЦП, коего согласно данным замерам оказалось вполне достаточно в обоих случаях.
Еще одно подтверждение, что 14 бит в данном случае как раз маркетинг. На данный момент, для существующих матриц, реальных преимуществ у 14-битного конвертера в части ДД нет.
Собственно, я не зря говорил о том, что ДД и фотоширота разные понятия и связаны косвенно через характеристическую кривую матрицы, или точнее - через её градиет и гамму. Эта кривая должна быть чётко определена, т.к. от неё зависит конечный результат изображения (в том числе с учётом особенностей зрения, аппаратуры воспроизведения и пр.). Это к тому, что в переводе, как привыкли говорить, EV (обычно говорят об экспозиции) в ДД необходимо учитывать и кривую (прямую).
Собственно, я не зря говорил о том, что ДД и фотоширота разные понятия и связаны косвенно через характеристическую кривую матрицы, или точнее - через её градиет и гамму. Эта кривая должна быть чётко определена, т.к. от неё зависит конечный результат изображения (в том числе с учётом особенностей зрения, аппаратуры воспроизведения и пр.). Это к тому, что в переводе, как привыкли говорить, EV (обычно говорят об экспозиции) в ДД необходимо учитывать и кривую (прямую).
Я тоже считаю, что эта характеристическая кривая сильно влияет на общий ДД, и считая ее более кривой у CCD матриц, я думаю за счет этого ими как бы "поднимается" больше шумов но и при этом и больший ДД входит в ограничения линейного ацп...
Вот, что имею ввиду (различия, поступающих в ацп, слабых уровней сигнала):
Т.е. возможно у фотоэлемента CMOS матриц характеристика усиления (крутина характеристики) прямее и поэтому после нормализации сигнала на входе ацп появляется меньше шума в тенях (слабых уровнях сигнала)...
Цитата:
Сообщение от SVKan
...Почему у Марка 3 на ИСО 100 нет горбика, на самом деле, не совсем понятно. Такие прямые могут быть только когда система упирается во что-то и значения тупо режутся. Что и зачем может резать сигнал у третьего Марка я лично не понимаю...
:confused:
Такое ощущение, что они программно получают ISO 100 и ISO50, а электроника работает всегда на уровне ISO200...
Последний раз редактировалось Stalin; 08.04.2008 в 14:48.
Такое ощущение, что они программно получают ISO 100 и ISO50, а электроника работает всегда на уровне ISO200...
При программном получении меньших ИСО диапазон тоже будет резаться...
Грубо говоря мы сняли с большей выдержкой, а потом притемнили. Шумы упадут, но кусок в светах подрежется. Собственно по графикам это видно: на ИСО 50 ДД меньше.
Собственно, я не зря говорил о том, что ДД и фотоширота разные понятия и связаны косвенно через характеристическую кривую матрицы, или точнее - через её градиет и гамму. Эта кривая должна быть чётко определена, т.к. от неё зависит конечный результат изображения (в том числе с учётом особенностей зрения, аппаратуры воспроизведения и пр.). Это к тому, что в переводе, как привыкли говорить, EV (обычно говорят об экспозиции) в ДД необходимо учитывать и кривую (прямую).
In-e, я думаю, что Канон вышел на цифру 11,5 EV (69 дб) относительно цифры в 10 EV (60дб) из Ваших источников в том числе и с учетом этой характеристической кривой, вид которой привел Stalin.
(то, что это цифра лежит ниже 12 EV (72 дб) наглядно показывал пример Юрия)
Цитата:
Сообщение от Юрий.
Запросил документацию к сканеру, вот что удалось прочесть об этом режиме (оч. скудно): "В режиме HDR, сканирование происходит 4 раза. В каждый раз синтезатор напряжения, ступенчато изменяет опорное напряжение на входах сравнения 12 разр. АЦП. ...
В любом случае, я теперь уже настолько доверяю образованию инженеров Канон, что не сомневаюсь, что они эту кривую однозначно учитывают, в том числе для своих конкретных матриц...
P.S. А вот где именно в тракте происходит это учитывание - вопрос для отдельного разбирательства...
С уважением, Михаил
____________________________
Я не фотограф - я только учусь,
и не эксперт - просто сообщений стало больше 500
Исходя из того, что я не считаю инженеров Кенона неграмотными - берусь предположить, что 12 разрядов не только хватает для передачи ДД матрицы, но и есть некий запас.
Ikar, Вы объясните пожалуйста, почему Вы считаете, что только грамотностью инженеров Кенон, определяются те ли иные реализации?
Я вот например считаю, что грамотность инженеров Кенон, для меня однозначно доказана тем, что я за 800 бакинских имею 400Д. За 8000 бакинских создать такой аппарат не представляет сложностей.
31.03.2008, 13:39
Комбинированный вид