Limite d'étirement de la latitude au format RAW : éclaircissement des ombres + 5 EV limite d'effondrement du signal sur bruit et mécanisme mathématique de récupération des hautes lumières (Highlight Recovery)

1. Le coût physique de l'éclaircissement des ombres +5EV : l'émeute du bruit de lecture et du bruit de tir

Lorsque je tire le curseur d’ombre sur +100 dans Lightroom, pourquoi l’image est-elle pleine de bruits et de stries colorées ?

1. Pleine capacité du puits (FWC) et falaise du rapport signal/bruit pour les signaux faibles :

• La photodiode située sous la microlentille de chaque pixel peut contenir un nombre limité d'électrons (généralement 30 000 à 80 000 électrons) ;
• Dans la zone de surbrillance, les pixels collectent des dizaines de milliers d'électrons, le signal est extrêmement fort et le rapport signal/bruit (SNR) est extrêmement élevé ;
• Dans la zone d'ombre extrêmement sombre, le pixel n'a collecté que 10 à 20 photons pendant le temps d'exposition ;

2. Lire le bruit de fond :

• Chaque fois que le capteur lit des données, le bruit thermique inhérent et le bruit de conversion à l'intérieur de la puce sont d'environ 1 à 3 électrons ;
• Lorsque vous forcez l'éclaircissement des ombres de 5 arrêts en post (équivalent à amplifier 32 fois le signal d'origine) :
• Tandis que le signal faible est amplifié, le bruit de lecture fixe sous-jacent et le bruit de tir de photons sont impitoyablement amplifiés 32 fois simultanément. La zone noire et lisse à l'origine s'effondre instantanément en Chroma Noise et en bandes horizontales !

2. L'irréversibilité du débordement des surbrillance et la vérité mathématique de l'algorithme de « récupération des surbrillance »

On dit souvent dans l’industrie de la photographie que « le numérique préserve les hautes lumières, le film préserve les ombres » :

1. Définition mathématique de la saturation numérique (Clipping) :

• La limite supérieure numérique pour les fichiers RAW 14 bits est 16383 (2^14 - 1) ;
• Une fois que la quantité de lumière entrant dépasse la pleine capacité du pixel, les électrons débordent, la lecture enregistrée par l'ADC est définitivement verrouillée à 16383 et tous les niveaux de texture sont complètement perdus jusqu'à une constante de variance nulle ;

2. Que fait exactement « Highlight Recovery » dans Lightroom ? ：

• La plupart du temps, la floraison en surbrillance est une « floraison à canal unique » (par exemple, le canal vert est saturé et débordé, mais les canaux rouge et bleu ne sont pas pleins) ;
• L'algorithme utilise les données des canaux insaturés, utilise l'algorithme d'interpolation de différence de couleur inversée de l'espace colorimétrique et utilise le calcul cérébral pour calculer la proportion relative du canal de débordement et restaure les faibles nuages ​​​​en niveaux de gris dans le ciel ;
• Limite absolue : Une fois que les trois canaux de rouge, vert et bleu sont tous débordés et saturés (atteignant tous 16383), aucun algorithme de niveau divin ne peut créer des détails à partir de rien, et l'image ne restera qu'avec d'horribles blocs gris-blanc !

3. Workflow doré d'exposition à droite (ETTR) et de garde de tolérance

1. Le passage piéton en surbrillance est réglé sur 100 %+ :

• Allumez le passage piéton du corps, réglez l'obturateur et l'ouverture de sorte que le passage piéton clignote juste au bord du point réfléchissant le plus brillant pour maximiser la quantité de lumière physique entrant dans le capteur ;

2. Prenez résolument des photos en bracketing au format RAW (Bracketing ±2EV) dans les scènes à grand rapport lumineux :

• La fusion HDR 32 bits est utilisée en post-production pour unifier parfaitement les vrais détails des hautes lumières et le rapport signal/bruit élevé des ombres.

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