На главную страницу afanas.ru

Разумно о фото - 2009

или "РОФ mark II"

Автор: Афанасенков М.А., http://www.afanas.ru,   Е-mail:mike@afanas.ru

Оглавление.

ШИСО-эквивалентность. Диаграмма Афанасенкова.

Итак, мы плавно подошли к центральной, кульминационной точке повествования. Мы имеем сейчас в устоявшейся практике систему понятий и обозначений, пользоваться которой крайне неудобно. При заданных внешних условиях освещения мы (либо сами, либо с помощью автоматики камеры) можем выставить так называемую "экспотройку" - выдержка/диафрагма/ISO. Парадокс в том, что при совершенно одинаковых экспотройках мы получим на разных камерах драматически разные результаты! На одной камере ставим ИСО800 - почти нет шума, незаметно... На другой камере ставим ИСО200 - дикие шумы... На одной камере ставим диафрагму 2,8 - резко от метра до бесконечности, на другой ставим те же 2,8 - в ГРИП даже уши не влезают! Т.е. само по себе абсолютное значение цифр ISO и диафрагмы без знания модели камеры НИЧЕГО не говорит о том, как будет выглядеть будущий снимок. А так хочется, чтобы эти цифры имели какой-то смысл, чтобы выставив параметры съёмки можно было получить ПРЕДСКАЗУЕМЫЙ результат без сложных арифметических действий в уме. Чтобы можно было в учебниках писать

и так далее....

Похожая проблема была с фокусными расстояниями - её быстро решили введением ЭФР. И никто не возмущается, что цифра ЭФР привязана к устаревшему формату и сама по себе ничего не значит - ибо с ней удобно работать. Выставив одинаковые ЭФР на любой, незнакомой камере, мы гарантированно получаем одинаковую компоновку кадра, одинаковый угол зрения, при этом нас совершенно не волнует сколько там внутри линз, какого они истинного фокусного расстояния, коэффициента преломления и диаметра. Пусть этой внутренней жизнью камеры занимаются инженеры, а нам важен лишь конечный снимок. Точно так же можно ввести новую, "эквивалентную" систему экспонометрии. Старая система привязана к освещённости квадратного миллиметра матрицы. Для плёнки это было оправдано тем, что плёнку (эмульсию) производил совершенно отдельный производитель, заранее не зная какими кусками и в какой аппарат её нарежут и засунут. Поэтому нормировалась именно освещённость. Нам же не важно сколько там у нас внутри квадратных миллиметров, нам важен конечный результат - снимок в файле. А он зависит от полного количества света, а не от освещённости. Итак, приступим:
Выдержку оставим обычной, в секундах. Она нам не мешает.
Диафрагму заменим на "эквивалентную", мы уже её вводили недавно:
Aэкв=Kf*A - "эквивалентная диафрагма".
И, наконец, вместо ISO будем использовать "эквивалентное", назовём его ШИСО:
ШИСО=Kf*Kf*ISO

Какие же свойства имеет эта "новая" экспотройка?

  1. она является абсолютно корректной с точки зрения "классической", т.е. "новая" тройка соответствует ровно той же внешней освещённости, что и "старая" с теми же значениями, никаких принципиально новых единиц и шкал не вводится. Все старые экспонометры и таблицы работают как раньше. Мы как бы "прикрываем" диафрагму в Kf раз, что уменьшает экспозицию в Kf*Kf раз, но тут же поднимаем ISO ровно во столько же раз, что полностью компенсирует это виртуальное "прикрытие" диафрагмы.
  2. по физическому смыслу она означает примерно то же, что ЭФР - если такие же абсолютные значения выставить на "полнокадровой"(или плёночной) камере, получим примерно тот же по внешнему виду снимок;
  3. при этом по ГРИП все снимки сделаные с одинаковой Аэкв на разных камерах будут в точности одинаковы (при прочих равных ЭФР и расстоянии до объекта);
  4. при этом по шумам все снимки сделаные с одинаковым ШИСО на разных камерах будут лишь примерно одинаковы (по причинам разных настроек шумоподавления, разных типов матриц, разных настроек шарпа и прочих параметров обработки и соответственно разного характера шумов на выходе), однако отличаться будут в небольших пределах, чётко указывая средний ожидаемый уровень качества.

Для недостаточно подготовленного читателя приведу пример "на пальцах". Допустим, у Вас есть цифрокомпакт с матрицей 1/2,3" (Kf=5,6), а у Вашего начальника - полнокадровая зеркалка Canon 5DMk2. Вы делаете кадр в положении зума ЭФР=50мм, и автомат выставляет, допустим ISO=100, диафрагма=4,0, выдержка=1/100c. Но в "эквивалентных" величинах это означает выдержка=1/100c, ШИСО=100*5,6*5,6=3100; Аэкв=4,0*5,6=22. Если Вы попросите начальника выставить на его аппарате такие значения (фокусное=50мм, выдержка 1/100, диафрагма 22, ИСО=3100) и сделать тот же снимок того же объекта с той же точки, то у него выйдет совершенно корректный по экспозиции снимок. Более того, когдаа потом вы напечатайте свои кадры в одном и том же минилабе, отпечатки будут очень похожи. Как по глубине резкости, так и по качеству (шумам, цветам и пр).

Понятно, что ждать от производителей массового перехода на эти "эквивалентные" величины не приходится. Однако никто не мешает нам использовать эти параметры если не при съёмке, то хотя бы для сравнения РЕАЛЬНЫХ возможностей различных камер. Для приведения разных камер "к общему знаменателю". Допустим, фокусное расстояние определяется композицией кадра, зафиксируем его. Выдержка в первом приближении равна 1/ЭФР (либо определяется динамичностью объекта), так как при более длинной будет смаз, а при более короткой придётся поднимать ISO, что ухудшит качество. Так или иначе, зафиксируем и её тоже (в конце концов нас интересует сравнение камер "при прочих равных"). Останется для управления экспозицией и глубиной резкости два параметра - ISO и диафрагма.
Для каждого аппарата диапазон значений ISO и диафрагмы известен из спецификаций. Нанесём его на график в осях Аэкв-ШИСО. Для каждой конкретной камеры получится свой прямоугольник допустимых значений. Подчеркнём - Вы это легко можете сделать сами для любой конкретной камеры, кроме диапазона диафрагмы и ISO потребуется знать только Kf, который легко вычисляется как ЭФР/ФР, совершенно необязательно искать типоразмер матрицы. Поскольку диаграмм в таких координатах я пока не встречал, осмелюсь присвоить ей своё имя :) Для целей настоящей статьи я нанёс не конкретные камеры, а усреднённые классы камер.
  • красный прямоугольник - большинство компактов, матрица 1/2,3-1/2,5, невысокая светосила;
  • жёлтый прямоугольник- отдельные качественные компакты, матрица 1/1,6-1/1,8, нормальная светосила;
  • синий прямоугольник - бюджетные зеркалки с китовой оптикой
  • голубой прямоугольник- бюджетные зеркалки со светосильным фиксом (например, 50/1,4)
  • светлоголубой прямоугольник- полнокадровые камеры на примере 5DMk2
диаграмма Афанасенкова

Что мы видим на диаграмме и как ею пользоваться?

Прежде всего обратим внимание на диагональные линии под зелёными номерами - эти линии соответствуют одинаковой внешней освещённости (условиям съёмки). Чем больше номер линии - тем темнее (хуже освещённость). Для каждой линии мы можем выбирать по своему желанию сочетание ГРИП и шума. Либо увеличивать шум (ухудшать качество) и увеличивать ГРИП (прикрывая диафрагму и задирая ISO), либо наоборот. Однако, для каждой камеры это можно делать лишь в пределах её возможностей - т.е. прямоугольника соответствующего цвета. Допустим, для линии номер 8 вариант с бесшумным Аэкв=4 доступен только на 5Д, далее идёт "синяя" область, доступная как 5Д, так и бюджетным зеркалкам с китовым объективом, и лишь с Аэкв=16 начинаются "хорошие компакты" а затем с Аэкв=22 и "плохие". При этом до самого конца линия находится в зоне китовых бюджетных зеркалок, т.е. при этой освещённости диапазон применения бюджетных зеркалок полностью покрывает все компакты - т.е. зеркалка всегда сможет заменить компакт, сделав кадр с такой же ГРИП и шумом, но не наоборот - малые шумы и малые ГРИП аппаратам с мелкой матрицей недоступны.

Правый нижний угол любого прямоугольника касается линии максимальной чувствительности - в такой темноте камера уже не снимет. Видно, что бюджетные зеркалки даже с китовой ("тёмной") оптикой находятся на уровне топовых компактов, опережая обычные компакты, и при этом в этой точке давая меньшие шумы. У обычных компактов в сравнимых условиях ШИСО составляет около 100 000, что соответствует такому ужасному шуму, что подходит либо для интернет-превьюшек низкого разрешения, либо для каких-то технических целей (номер машины при аварии, расписание автобуса, и т.п.). Аналогично верхний левый угол - самая большая доступная освещённость. Здесь запас у больших матриц ещё более впечатляющ (хотя, конечно, проблемы снять при слишком ярком свете возникают значительно реже).

Высота прямоугольника - это фактически величина предполагаемого выбора. Чем выше прямоугольник - тем больше у фотографа возможность выбирать между ГРИП и шумом (при заданной внешней освещённости). У "красного" прямоугольника высота всего три стопа - выбор между огромной ГРИП и большой, т.е. практически полное отсутствие выбора. У "синего" в этом плане всё в порядке - высота даже с "китовой"(идущей в комплекте) оптикой порядка семи стопов, а со светосильной - все десять. У "хороших" компактов промежуточное положение (от средней до большой ГРИП), но ближе к "плохим", разумеется - малую ГРИП получить не выйдет. Т.о. прямо из диаграммы наглядно видно, что с большой матрицей фотограф имеет заметно бОльшую свободу выбора, а с малой матрицей не имеет выбора вообще. С другой стороны уместно напомнить, что обратной стороной свободы всегда является ответственность - неумелым выставлением параметров можно загубить кадр. Если, к примеру выставить малую ГРИП и промахнуться с фокусом (поздно дожать кнопку, когда объект уже сместился, не туда сфокусироваться, и т.п.) то весь кадр будет нерезким. В случае самых мелких матриц какую программу не ставь, куда не фокусируйся (кроме макро, пожалуй), всё равно в 90% случаев кадр будет резким из-за огромной ГРИП. Можно давать аппарат маленькому ребёнку - он ничего не сумеет испортить.

И, наконец, просто общий взгляд на диаграмму сразу определяет "нишу" мелких матриц - огромная ГРИП при высоких шумах. При этом бОльшую, наиболее качественную область применения можно легко имитировать на крупных матрицах, выставляя предельные ISO и зажимая до упора диафрагму, и только в самом верхнем правом углу диаграммы компакты пока остаются недосягаемыми, хотя отнюдь не по объективным причинам, а чисто по маркетологическим - технически и физически ничто не мешает ценой шума далее "разгонять" усиление на зеркальных камерах и внедрять туда те же технологии процессорного (программного) подавления шумов ценой разрешения, просто нынешним покупателям эта функция пока не нужна.

И, в заключение главы про ШИСО, специально для тех кто скептически относится к "субъективной оценке шумов", приведу один точный график, полученный строго и объективно, на профессиональном оборудовании. Тестировались три камеры. Поскольку данные камеры выдавали RAW, это позволило уйти от разных внутрикамерных настроек и стандартизовать обработку. Подробнее о методике на сайте DXO Labs . Если взять то ISO, при котором все три камеры достигают шума в 30дб, то соотношение как раз достаточно близко к соотношению площадей матриц.
Кстати, обратите внимание, сама контора DXO (а отнюдь не автор этих строк) на графиках рисует горизонтальные пунктирчики трёх цветов - красного, жёлтого и зелёного. Это "уровни качества" типа "отличное", "сойдёт", "ужас". Так вот наглядно видно, что даже одна из лучших мыльниц - ( Canon G9 ) не достигает уровня "сойдёт" ни при каком ИСО Зеркалки его легко преодолевают даже на ИСО400, а полнокадровые - даже на 800. При этом отличного (по шуму) качества досигают все бюджетные зеркалки на уровне ИСО100, и полнокадровые на уровне ИСО200.

Читать дальше

Обсудить статью на форуме.

2009(5)

На главную страницу www.afanas.ru Услуги дизайна и полиграфии www.brand-expert.ru. Права на все материалы сайта afanas.ru принадлежат Афанасенкову М.А. Перед копированием любых материалов ознакомьтесь с политикой сайта по этим вопросам! Хит-парад читателей сайта:
Разумно о фото
Разумно о фото (лайт)
На главную страницу www.afanas.ru