Zakres tonalny w cyfrze

[MMM]

Czy troche rozjaśniłem?

Rozjaśniłeś, tylko że praktycznie nic z tego dla właścicieli cyfrówek nie wynika.
Problem jest taki że w przyrodzie mamy zazwyczaj do czynienia z sytuacją kiedy pewne elementy sceny np. niebo mają dużo większą jasność od pozostałych elementów np. czegoś co znajduje się w cieniu. Używając analogii do twojego przykładu niebo będzie białym kwadracikiem, natomiast to co jest w cieniu nie będzie szarym a np. 5% szarości kwadracikiem właśnie ze względu na ogromny kontrast. I chociaż możemy sobie bez problemu dobrać tak ekspozycję żeby biały kwadracik nie "wyleciał" poza wartość dyskretną 4095 to wtedy to co jest w cieniu będzie tak słabo naświetlone że różnica między wartościami dyskretnymi będzie niewielka i skutecznie zniekształcona przez kwantyzację na niską rozdzielczość np. 12 bitów.
Nie chwaląc się, w Tips&Tricks właśnie podałem sposób jak sobie z tym poradzić składając zdjęcie z kilku różnie naświetlonych klatek :-)

[minek]

Na wstępie jeszcze jeden drobiazg:

(...) czyli: 10 bitów co się przekłada na 4095 wartości.

10 bitów przekłada się na 1024 wartości, na 4096 (nie 4095, 0 to tez wartość) przekłada się 12 bitów.

Zakładamy że matryca rejestruje liniowo - tak jest w przybliżeniu, ale załóżmy że jest stricte liniowa. Teraz mamy następującą scenę:

Nie ma znaczenia jak rejestruje (zwłaszcza, że nie rejestruje w ogóle (-: )

(...)
Również jak poprzednio 50% szarości bedzie wówczas po środku matrycy, czarny przy końcu, biały przy drugim końcu.
Nasz aparat zarejestruje teraz 14,1 EV sceny.

Czy troche rozjaśniłem?

Nie, nie zarejestrowałeś 14,1EV sceny tylko tyle samo EV sceny poprzeniej, lecz jaśniej oświetlonej.
Chyba że Twoja ,,idealna'' czerń nie odbija w ogóle światła, to na każdym zdjęciu będziesz miał czarną, nie zaświetloną plamę.

[Tomasz Urbanowicz]

Rozjaśniłeś, tylko że praktycznie nic z tego dla właścicieli cyfrówek nie wynika.

Wynika to, że często (jak widać) mylone są pojęcia - rozpiętość tonalna to co innego niż rozdzielczość.
Dwa, że można na matrycy zarejestrować bardzo dużą rozpiętość tonalną sceny - kwestia prawidłowego doboru ekspozycji. Im większa rozpiętość zarejestrowana, tym mniejsza rozdzielczość tonalna - ale to logiczne.
Trzy, proszę zauważyć że ostatecznym plikiem jest JPG 8 bitowy o rozdzielczości tonalnej 256 odcienie/wartości. Matryca ma 4096 wartości/odcieni. Przechodząc na JPG z RAW możemy dowolnie kształtować krzywą w celu uzyskania np. pseudow HDR'a. Wiadomo, że liczyć się trzeba z szumem w głębokich cieniach, ale...
!!! Łączenie podwójnego wpisu !!!

Na wstępie jeszcze jeden drobiazg:

10 bitów przekłada się na 1024 wartości, na 4096 (nie 4095, 0 to tez wartość) przekłada się 12 bitów.

Oczywiście masz racje - 12 bitów to 4096.

Nie ma znaczenia jak rejestruje (zwłaszcza, że nie rejestruje w ogóle (-: )

Ma znaczenie jak i rejestruje (matryca + przetwornik A/C - skrót myślowy)

Nie, nie zarejestrowałeś 14,1EV sceny tylko tyle samo EV sceny poprzeniej, lecz jaśniej oświetlonej.
Chyba że Twoja ,,idealna'' czerń nie odbija w ogóle światła, to na każdym zdjęciu będziesz miał czarną, nie zaświetloną plamę.

Napisałem na wstępie że zakładam idealność - czyli czarny nie odbija światła.

[minek]

Napisałem na wstępie że zakładam idealność - czyli czarny nie odbija światła.

W takim razie, nie zarejestrujesz go w ogóle. Nie możesz wtedy nawet powiedzieć, że zarejestrowałeś zakres 6EV z pierwszego przykładu.

[Tomasz Urbanowicz]

Niby dlaczego? Przecież zakres to różnica: coś - 0 to jest coś Jeżeli coś bedzie ileś tam luxów to zakres EV będzie miało odpowiednią wartość - są na to wzory ;-)

[minek]

Wynika to, że często (jak widać) mylone są pojęcia - rozpiętość tonalna to co innego niż rozdzielczość.
Dwa, że można na matrycy zarejestrować bardzo dużą rozpiętość tonalną sceny - kwestia prawidłowego doboru ekspozycji.

Nie doboru ekspozycji tylko zakresu pracy sensora.

Trzy, proszę zauważyć że ostatecznym plikiem jest JPG 8 bitowy o rozdzielczości tonalnej 256 odcienie/wartości. Matryca ma 4096 wartości/odcieni. Przechodząc na JPG z RAW możemy dowolnie kształtować krzywą w celu uzyskania np. pseudow HDR'a.

HDRem (lichym bo lichym) jest raw. Do jpega można skompresować poprzez umiejętne zmniejszenie kontrastu.
!!! Łączenie podwójnego wpisu !!!

Niby dlaczego? Przecież zakres to różnica: coś - 0 to jest coś Jeżeli coś bedzie ileś tam luxów to zakres EV będzie miało odpowiednią wartość - są na to wzory ;-)

Ale to zero nie odzwierciedla zarejestrowanej czerni, tylko niezarejestrowaną czerń (która jest reprezentowana na obrazku jako czerń)

[MMM]

Niby dlaczego? Przecież zakres to różnica: coś - 0 to jest coś Jeżeli coś bedzie ileś tam luxów to zakres EV będzie miało odpowiednią wartość - są na to wzory ;-)

No to w takim razie największą rozpiętość tonalną mają te aparaty które posiadają jak...
... najniższe ISO
... najkrótszy czas migawki
... najmniejszą wartość f/x obiektywu

przy ISO100, 1/8000s i f/32 możemy więc zarejestrować aż 23EV

[Bagnet007]

No to w takim razie największą rozpiętość tonalną mają te aparaty które posiadają jak...
... najniższe ISO
... najkrótszy czas migawki
... najmniejszą wartość f/x obiektywu

przy ISO100, 1/8000s i f/32 możemy więc zarejestrować aż 23EV

A jeszcze z filtrem ND400 to już w ogóle

Tomasz, wszystko co piszesz jest prawdą i zgadzam się z tym.
Faktycznie jeżeli wykona się zdjęcia w warunkach o jakich piszesz zdjęcie będzie poprawnie naświetlone (jeżeli tak uzna fotograf).
Jeżeli mam zamiar naświetlić coś na bezszczegółową biel to nie ważne czy będzie to +4 czy +20 EV od szarości. Obie ekspozycje będą wydawać się prawidłowe.
Ale to zupełnie nijak się ma do rzeczywistych warunków, no chyba że ktoś fotografuje jedynie testy BF/FF.

Zauważ jedną rzecz. Jeśli mamy taką sytuację o której wcześniej pisałeś:
Idealnie biały (choć wystarczy szary) papier i idealnie czarny kwadracik (pomijamy szumy które nam go wyżrą).
Każda ekspozycja podczas której biały będzie na np. >= +3EV będzie poprawna.
To oznacza, że mamy nieskończenie wiele kombinacji. Nawet czas nieskończenie długi da poprawną ekspozycję. To są takie abstrakcje, że już nawet nie wiem czy ten idealnie czarny dalej będzie czarny. W każdym razie mamy nieskończenie dużą rozpiętość tonalna.
Nie brzmi to dziwnie ?

Zróbmy inne założenia: kartka odbija 90% światła, kwadracik natomiast 10%.
Tu zaczynają się schody, lub jak kto woli nasza szara rzeczywistość :-)

[Tomasz Urbanowicz]

Założyłem idealną czerń i biel, a także idealną liniowość matrycy, żeby przedstawić to w sposób wydawało mi się najprostszy. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby czerń zastąpić kwadratem 10% odbicia światła, a biel 90%. Bardzo proszę:
Zakładamy oświetlenie dające 10 tyś lux, co daje 12EV przy poprzednim przykładzie.
Przy 90% odbicia światła mamy 9000 lux, przy 10% odbicia światła mamy 1000 lux. Zakres tonalny sceny więc wynosi ok. 11,6 EV (mam nadzieje iż nie pomyliłem się).

Jeszcze raz chciałbym powiedzieć, iż nie jest problem z zarejestrowaniem sceny z dużym zakresem np. 20EV, bo jak wykazałem wcześniej da się odpowiednio dobierając ekspozycje.

Weźmy jeszcze taki przykład:

1. Mamy 3 aparaty z trzema różnymi matrycami:
a) 10 bitowa,
b) 12 bitowa,
c) 14 bitowa.

Każdym z nich rejestrujemy scenę w której mamy gradient od 0-100% szarości z krokiem 1% (mamy 100 prostokącików o różnej szarości).
Oświetlamy tak mocnym światłem żeby światłomierz pokazywał 20EV (różnice między bielą a czernią). Dobieramy ekspozycje tak, aby biel była na "krawędzi matrycy", czyli w:
a) 1024,
b) 4095
c) 16384
Na histogramie zobaczymy "grzebień" który na różnych aparatach będzie miał różne szerokości przerw (w przypadku trzecim będzie to taki bardzo rozlazły grzebień).
Następnie robimy zdjęcie gradietnowi 0-100%, który jest z krokiem 0,01. Czyli gradient składa się 10000 prostokącików. Oświetlamy jak wyżej.
Widzimy, że aparat pierwszy już nie odwzorowuje wszystkich odcieni, drugi również, trzeci tak.

Chciałem przez to pokazać, że nie jest ważna rozpiętość tonalna sceny w EV. Powinny raczej być urządzenia które liczyłyby ilość odcieni w scenie.

Z trzeciej strony proszę zwrócić uwagę, że człowiek potrafi rozróżnić patrząc na scenę do 150 odcieni. Wzrok ludzki ma charakter adaptacyjny - potrafimy się dostosować do warunków oświetleniowych. Gdy mamy scenę o dużej rozpiętości np. 20EV mróżymy oczy żeby zobaczyć coś w cieniach ("zakładamy filtr"), lub przy mniejszej rozpiętości np. 10EV świadomie "przepalamy" światła aby więcej zobaczyć w cieniach i odwrotnie, kiedy zależy nam na światłach podświadomie "nie doświetlamy" cieni.

Matryca w 350D potrafi tych odcieni w idealnym przypadku odróżnić 4096. JPG lub TIFF nawet 16 bitowy wyświetlamy na monitorze również jest pokazany 8 bitowo. 8 bitów to tylko (albo dla człowieka aż) 256 odcieni. Proszę zwrócić uwagę jaki jest to odsetek odcieni i informacji z RAW.

No to w takim razie największą rozpiętość tonalną mają te aparaty które posiadają jak...
... najniższe ISO
... najkrótszy czas migawki
... najmniejszą wartość f/x obiektywu

przy ISO100, 1/8000s i f/32 możemy więc zarejestrować aż 23EV

Oczywiście 23EV odnosi się do sceny jaką może aparat może maksymalnie zarejestrować bez przepalenia (sam sobie poniekąd odpowiedziałeś)

[Tomasz Urbanowicz]

Następnie robimy zdjęcie gradietnowi 0-100%, który jest z krokiem 0,01. Czyli gradient składa się 10000 prostokącików. Oświetlamy jak wyżej.
Widzimy, że aparat pierwszy już nie odwzorowuje wszystkich odcieni, drugi również, trzeci tak.

Podobnie robimy oświetlając dany gradient światłem o jasności np. 100 luksów (co daje ok. 5,3 EV).
Również dobieramy ekspozycje aby biel była na "krawędzi matrycy", tj.:
a) 1024,
b) 4095
c) 16384
I w tym przypadku tylko trzeci aparat zarejestruje wszystkie odcienie.

Co nam zatem daje informacja, że dana scena ma 5, 10 czy 20 EV?