Предел растяжения широты формата RAW: осветление теней +5EV, граница коллапса сигнала к шуму и математический механизм восстановления светлых участков (Highlight Recovery).

1. Физическая цена осветления теней +5EV: буйство шума чтения и дробового шума.

Когда я перемещаю ползунок тени на +100 в Lightroom, почему изображение полно разноцветных шумов и полос?

1. Полная мощность скважины (FWC) и обрыв отношения сигнал/шум для слабых сигналов:

• Фотодиод под микролинзой каждого пикселя может удерживать ограниченное количество электронов (обычно 30 000–80 000 электронов);
• В засвеченной области пиксели собирают десятки тысяч электронов, сигнал чрезвычайно сильный, а отношение сигнал/шум (SNR) чрезвычайно высокое;
• В очень темной области тени пиксель собрал только 10–20 фотонов за время экспозиции;

2. Определение уровня шума:

• Каждый раз, когда датчик считывает данные, собственный тепловой шум и шум преобразования внутри чипа составляют около 1–3 электронов;
• Когда вы принудительно осветляете тени на 5 ступеней при постобработке (что эквивалентно усилению исходного сигнала в 32 раза):
• В то время как слабый сигнал усиливается, основной шум фиксированного считывания и шум фотонного выстрела безжалостно усиливаются в 32 раза одновременно. Первоначально чистый черный и гладкий участок мгновенно превращается в цветной шум и горизонтальные полосы!

###2. Необратимость переполнения бликов и математическая истинность алгоритма «восстановления хайлайтов»

В фотоиндустрии часто говорят, что «цифра сохраняет светлые участки, пленка сохраняет тени»:

1. Математическое определение цифровой насыщенности (отсечение):

• Верхний числовой предел для 14-битных файлов RAW составляет 16383 (2^14 - 1);
• Как только количество поступающего света превышает полную емкость ямы пикселя, электроны переполняются, показания, записанные АЦП, навсегда фиксируются на значении 16383, и все уровни текстуры полностью теряются до нулевой константы отклонения;

2. Что именно делает «Восстановление светлых участков» в Lightroom? :

• В большинстве случаев цветение ярких моментов является «цветением одного канала» (например, зеленый канал насыщен и переполнен, но красный и синий каналы не заполнены);
• Алгоритм использует данные ненасыщенных каналов, использует алгоритм обратной интерполяции цветового различия цветового пространства и использует мозговой расчет для расчета относительной доли канала переполнения и восстанавливает слабые серые облака в небе;
• Абсолютный предел: как только все три канала — красный, зеленый и синий — будут переполнены и насыщены (все достигают 16383), ни один алгоритм божественного уровня не сможет создавать детали из воздуха, и на картинке останутся только уродливые серо-белые блоки!

3. Экспозиция вправо (ETTR) и золотой рабочий процесс защиты допуска

1. Выделение «зебры» установлено на 100 %+:

• Включите зебру на корпусе, отрегулируйте затвор и диафрагму так, чтобы зебра просто мигала на краю самой яркой отражающей точки, чтобы максимизировать количество физического света, попадающего на датчик;

2. Тщательная съемка в формате RAW с брекетингом (брекетинг ±2EV) в сценах с большим соотношением освещенности:

• 32-битное объединение HDR используется при постобработке для идеального объединения истинных деталей светлых участков и высокого соотношения сигнал/шум в тенях.

---