Filtr AA

[Jurek Plieth]

jak Nikon w D1H?

Nie wiem jak jest w Nikonie, nie wiem też jak to jest realizowane w Canonie. Miałem na myśli tylko tyle, że aliasing (antyaliasing) to terminy z dziedziny przetwarzania sygnałów, a nie optyki! W tańszych i prostszych cyfrakach, gdzie siłą rzeczy używa się mało skomplikowanej obróbki sygnału wykorzystując nieprzesadnie mocne procesory, użycie zmiękczającego filtru optycznego jest być może koniecznością. Natomiast już w dobrych dSLR moim zdaniem powinna przeważać filtracja w trakcie obróbki sygnału - software'owa, czy hardware'owa, lub jedna i druga, ale nie na drodze optycznej!

[KuchateK]

Nie wiem jak jest w Nikonie, nie wiem też jak to jest realizowane w Canonie. Miałem na myśli tylko tyle, że aliasing (antyaliasing) to terminy z dziedziny przetwarzania sygnałów, a nie optyki!

Prawda.
Ale wszystko sie wzielo z tego, ze problem, metodologia postepowania zarowno przy obrobce sygnalu jak i obrazu jest praktycznie ta sama. To ze sygnal obrabiasz filtrami, konwerterami i softem a swiatlo szkielkiem nie do konca jest powodem zeby nie mozna bylo filtra optycznego nazwac tak samo jak filtra elektrycznego. Stad ta sama nazwa filtrow zarowno przy obrobce sygnalow jak i swiatla w aparatach.

Tak naprawde cale to szkielko wlasciwie nazywane jest filtrem dolnoprzepustowym (low pass filter). Zreszta tak samo jak filtry dolnoprzepustowe (antyaliasingowe) przed konwerterami sygnalu przy jego obrobce. Chodzi o przyciecie rozdzielczosci sygnalu i wyeliminowanie detali powyzej rozdzielczosci sensora czy konwertera ktore powoduja more w obrazie czy buczenie przy audio.

Niezaglebiajac sie zbytnio w teorie sygnalow w cyfrakach chodzi o lekkie rozmycie najdrobniejszych detali, najlepiej bez naruszenia wszystkiego ponizej. Latwiej powiedziec, trudniej zrobic. Stad rozmycie calego obrazu.

W tańszych i prostszych cyfrakach, gdzie siłą rzeczy używa się mało skomplikowanej obróbki sygnału wykorzystując nieprzesadnie mocne procesory, użycie zmiękczającego filtru optycznego jest być może koniecznością.

Nie do konca... Tak naprawde koniecznosc uzycia filtra jest dyktowana przedewszystkim stosunkiem rozdzielczosci obiektywu i matrycy. Jako ze matryce kompaktow sa upakowane do granic mozliwosci wielokrotnie przewyzszajac rozdzielczosc matryc dslr'ow i obiektywow (zwlaszcza tanich kompaktowych hiperzoomow) praktycznie nie ma tam montowanych filtrow AA bo nie sa konieczne.

Dla signalistow pomyslcie o tym jak o sygnale. Majac sygnal okreslonej niskiej czestotliwosci (swiatlo z obiektywu) i konwerter pozwalajacy na digitalizacje duzo wyzszych czestotliwosci (matryca) nie ma sensu filtrowac sygnalu (filtr na matrycy) ktory i tak nigdy nie zblizy sie do granicy przy ktorej zadziala filter.

Dlatego tez Kodak w swoim sensorze olal filter, gdyz uznal ze rozdzielczosc jest na tyle duza ze poradzi sobie w wiekszosci sytuacji bez filtra.

Natomiast już w dobrych dSLR moim zdaniem powinna przeważać filtracja w trakcie obróbki sygnału - software'owa, czy hardware'owa, lub jedna i druga, ale nie na drodze optycznej!

Nie. Tak sie nie da. Nie wyeliminujesz aliasingu oprogramowaniem czy sprzetem za sensorem czy konwerterem bo to "juz dawno po imprezie".

Zeby wyeliminowac problem aliasingu trzeba sygnal odfiltrowac sygnal przepuszczajac go przez filter dolnoprzepustowy jeszcze PRZED jego konwersja do postaci cyfrowej.

To ze sensor teoretycznie jest analogowy to tylko zmyla. Jego struktura jest scisle cyfrowa. To wlasnie ta matryca pixeli rowno ulozonych zamienia analogowy obraz na cyfrowe pixele. To jest nasz sygnalowy odpowiednik konwertera. To przed tym trzeba odfiltrowac sygnal ograniczajac czestotliwosc zanim zostanie zdigitalizowany i zanim bedzie problem z aliasingiem. Dokladnie tak samo jak w sygnalach.

Aliasing is a major concern in the digital-to-analog conversion of video and audio signals: improper sampling of the analog signal will cause high-frequency components to be aliased with genuine low-frequency ones, and be incorrectly reconstructed as such. To prevent this problem, the signals must be appropriately filtered, before sampling.

It is also a major concern in digital imaging and computer graphics, where it may give rise to moiré patterns (when the original image is finely textured) or jagged outlines (when the original has sharp contrasting edges, e.g. screen fonts). Anti-aliasing techniques are used to reduce such artifacts.

[Kubaman]

Chodzi o przyciecie rozdzielczosci sygnalu i wyeliminowanie detali powyzej rozdzielczosci sensora czy konwertera ktore powoduja more w obrazie czy buczenie przy audio.

Niezaglebiajac sie zbytnio w teorie sygnalow w cyfrakach chodzi o lekkie rozmycie najdrobniejszych detali, najlepiej bez naruszenia wszystkiego ponizej. Latwiej powiedziec, trudniej zrobic. Stad rozmycie calego obrazu.

Nie. Tak sie nie da. Nie wyeliminujesz aliasingu oprogramowaniem czy sprzetem za sensorem czy konwerterem bo to "juz dawno po imprezie".

Zeby wyeliminowac problem aliasingu trzeba sygnal odfiltrowac sygnal przepuszczajac go przez filter dolnoprzepustowy jeszcze PRZED jego konwersja do postaci cyfrowej.

KuchateK, dzięki serdeczne za wsparcie fachowca Podobnie napisałem wyżej, tylko bez tego całego teoretycznego wyjaśnienia. Dzięki za informacje.

[SAM]

Andee, moje powyższe pytanie pozostaje aktualne.
Wytłumaczyłeś mi to co wiedziałem, że soczewki (czy też mikrosoczewki) mogą powodować abberacje.

Natomiast nie ma słowa jak mikrosoczewki powodują blooming. Wg. mnie zjawisko to zależy wyłącznie od natężenia światła padającego na sensory. Po przekroczeniu pewnej wartości charakterystycznej dla danej matrycy następuje efekt nasycenia konkretnego sensora i to co jest istotą bloomingu, do częściowego naładowania sensorów-sąsiadów. Efekt bloomingu występuje oczywiście najczęściej tam gdzie jest bardzo, bardzo jasno, ale widoczny jest dobrze dopiero w miejscach kontrastowych przybierając efekt otoczki. Bardzo podobnie wyglądają abberacje chromatyczne powodowane podłą jakością obiektywów (brak soczewek o niskim współczynniku dyspersji). Abberacje chromatyczne są zjawiskiem czysto optycznym i można je wyeliminować tylko stosując lepiej skorygowany obiektyw. Natomiast, aby usunąć blooming, wystarczy zmienić parametry ekspozycji i otoczka znika.

Co ty na to ?

[Kubaman]

Panowie, jako że dyskusja bardzo mnie ciekawi, podsycam ogień i podpinam następujące informacje wygrzebane z sieci:

cytat:
I should note that film also has this problem of chromatic aliasing: strange borders appear around extreme colour contrasts (such as bright red against bright green) that sometimes look cartoonish or `fantasy'-like. In some cases, extra colours even appear, such as an extra yellow line along an extreme red-green contrast border.

oraz bardzo ciekawa informacja na temat maksymalnej częstotliwości próbkowania i tego, że problemy z tym związane rozwiązuje się instalując odpowiedni filtr przed matrycą (zanim zaczniemy próbkować trzeba odfiltrować).

http://www.photo.net/learn/optics/pi...eep_part2.html

[Andee]

Andee, moje powyższe pytanie pozostaje aktualne.
Wytłumaczyłeś mi to co wiedziałem, że soczewki (czy też mikrosoczewki) mogą powodować abberacje.

Natomiast nie ma słowa jak mikrosoczewki powodują blooming. Wg. mnie zjawisko to zależy wyłącznie od natężenia światła padającego na sensory. Po przekroczeniu pewnej wartości charakterystycznej dla danej matrycy następuje efekt nasycenia konkretnego sensora i to co jest istotą bloomingu, do częściowego naładowania sensorów-sąsiadów. Efekt bloomingu występuje oczywiście najczęściej tam gdzie jest bardzo, bardzo jasno, ale widoczny jest dobrze dopiero w miejscach kontrastowych przybierając efekt otoczki. Bardzo podobnie wyglądają abberacje chromatyczne powodowane podłą jakością obiektywów (brak soczewek o niskim współczynniku dyspersji). Abberacje chromatyczne są zjawiskiem czysto optycznym i można je wyeliminować tylko stosując lepiej skorygowany obiektyw. Natomiast, aby usunąć blooming, wystarczy zmienić parametry ekspozycji i otoczka znika.

Co ty na to ?

Przeciez odpowiedzialem...

Cytuje:

"Soczewki maja to do bloomingu ze sa jego glownym sprawca, wlasnie przez kumulacje fotonow, efekt bloomingu wystepuje przy przepelnieniu komorki sensora."

Mikrosoczewki nie powoduja efektu aberracji lecz go wzmacniaja, przez to obiektyw ze znikoma aberracja staje sie w niektorych przypadkach bardzo aberrujacym lub raczej bardzo wzmacniajacym efekt bloomingu... Kazdy obiektyw aberruje chromatycznie, nawet APO, APO nie oznacza braku aberracji lecz stopien jej korekcji.

[Jurek Plieth]

...Stad ta sama nazwa filtrow zarowno przy obrobce sygnalow jak i swiatla w aparatach.

Moim zdaniem zdecydowanie nie! Uważam, że ta sama nazwa bierze się stąd, że o sprawie piszą ludzie nie mający o niej zielonego pojęcia, nawet na tak mądrych portalach jak dpreview itp. W smutnym efekcie natykamy się na takie rafy jak określenie, że jakiś aparat nie ma filtru antyaliasingowego. Po pierwsze więc pytam jakiego filtru nie ma? Tego szklanego (optycznego), czy też tego związanego z obróbką sygnału (co byłoby oczywistą bzdurą, bo tam musi być jakiś filtr). Po drugie zaś co to znaczy, że nie ma filtru? Dobrze to, czy może źle? A na dodatek nie ma jednoznacznej na to odpowiedzi. W ten sposób ludziom, którzy mają prawo z racji braku specjalistycznego wykształcenia nie mieć o tym pojęcia, robi się dodatkowo wodę z mózgu

Tak naprawde cale to szkielko wlasciwie nazywane jest filtrem dolnoprzepustowym (low pass filter).

W ten oto sposób sam się na tą rzeczoną rafę nadziałeś. Co nie miałoby miejsca, gdybyś się zastanowił jak wygląda widmo częstotliwościowe światła widzialnego i bliskowidzialnego. "Jadąc" więc z częstotliwością od dołu mamy najpierw podczerwień (IR), następnie światło o kolorze czerwonym, potem zielonym, wreszcie niebieskim i na najwyższych częstotliwosciach (najkrótsza długość fali) ultrafiolet (UV). Na drodze optycznej przez którą przechodzi całe to widmo (np. obiektyw, czy dalej już przed matrycą) wstawiasz "dolnoprzepustowy filtr optyczny" - cytuję Twoją wypowiedź. Jaki to jest więc filtr? Na logikę, aby być w zgodzie z Twoim cytatem jest to filtr, który tłumi światło o częstotliwości większej niż jakaś (wszakże jest dolnoprzepustowy). Jak więc jest to częstotliwość pytam? Na granicy IR i światła czerwonego? Bez sensu, bo taki filtr nie przepuści światła widzialnego. Gdzie jest więc ta częstotliwość odcięcia? Odpowiedź prawidłowa brzmi, że nie w zakresie widma optycznego Dolnoprzepustowy filtr antyaliasingowy jest bowiem drogi Kuchatku filtrem związanym z obróbką sygnału, a jego częstotliwość odcięcia ma li tylko związek z częstotliwością próbkowania przetwornika A/C, a nie ma żadnego związku z widmem optycznym!
Itd., itd. Nie miejsce to na robienie wykładów na temat przetwarzania sygnałów, ani też ja nie jestem ku temu odpowiednią osobą, bo specjalizuję się w zupełnie innych zagadnieniach. Warto jednakże czasem sięgnąć do zupełnie podstawowych definicji.

[SAM]

Co do nazwy: filtr AA, to prawdopodobnie nazwa rzeczywiście przyszła ze strony informatycznej, a nie optycznej. Natomiast wg. mnie liczy się efekt działania, jeżeli jakiś mechanizm działa tak samo najczęściej otrzymuje tą samą nazwę. Nasunęła mi się analogia z innej dziedziny, pierwszym rodzajem sterylizacji była sterylizacja gorącym suchym powietrzem, nastepnie przegrzaną parą wodną, tlenkiem etelenu, a ostatnio poprzez naświetlanie UV, promieniami gamma, czy też innymi. Efekt wszystkich powyższych technik jest ten sam, więc logiczne jest że nazwa też jest ta sama.
Ale wracając do AA, jeżeli kawałek odpowiednio spreparowanego szkiełka potrafi zrobić to samo co specjanie napisane oprogramowanie to nie widzę powodu, aby obu nie nazywać filtrami AA (jeden optyczny, drugi programowy). I tyle.

[muflon]

W ten oto sposób sam się na tą rzeczoną rafę nadziałeś. Co nie miałoby miejsca, gdybyś się zastanowił jak wygląda widmo częstotliwościowe światła widzialnego i bliskowidzialnego. "Jadąc" więc z częstotliwością od dołu mamy najpierw podczerwień (IR), następnie światło o kolorze czerwonym, potem zielonym, wreszcie niebieskim i na najwyższych częstotliwosciach (najkrótsza długość fali) ultrafiolet (UV). Na drodze optycznej przez którą przechodzi całe to widmo (np. obiektyw, czy dalej już przed matrycą) wstawiasz "dolnoprzepustowy filtr optyczny" - cytuję Twoją wypowiedź. Jaki to jest więc filtr?(..)

Aj, kurde, mialem sie nie wtracac, ale w koncu ktos (Kuchatek) napisal to i porzadnie i lopatologicznie zarazem, a Ty sie czepiasz w sumie slowek ;-) Przeciez "czestotliwosc" swiatla nie ma tu nic do rzeczy! Mowa jest o obrazie na matrycy, tym, ktory powinien byc probkowany z rozdzielczoscia podwojnego Nyquista, co nawet przy rozdzielczosciach rzedu 1DsMk2 daje powiedzmy mikrometry - czyli ciagle kilka rzedow wielkosci wiecej niz to o czym piszesz. Moze i Kuchatek sie odrobine nieprecyzyjnie wyrazil jesli chodzi o ten 'filtr optyczny', ale przeciez od razu widac o co chodzi.

Choc jesli chodzi o ten "software'owy filtr AA" to mozna by sie klocic (ale jest to spor o definicje, a nie o meritum). Aliasing to z definicji zjawisko, ktore zachodzi w momencie zamiany sygnalu analogowego na cyfrowy - ani pozniej, ani wczesniej, tylko dokladnie wtedy, w dokladnie znanych okolicznosciach. Oczywiscie mozna przepuscic zle sprobkowany obraz (np. z mora z D70 ) przez mocnego blura i powiedziec, ze jest to filtr AA ;-) I z punktu widzenia "tego co wylazi" na koncu bedzie to nawet w sumie racja... ale formalnie nie

Edit: Jurek, teraz widze, ze w drugiej czesci postu napisales to samo Ale troche sie wkurzylem na takie czepianie sie ;-)

filtr AA, to prawdopodobnie nazwa rzeczywiście przyszła ze strony informatycznej, a nie optycznej

Oj, nie.. 'aliasing' to pojecie chyba troche starsze niz wiekszosc z nas ;-)

[eMILz]

Dolnoprzepustowy filtr antyaliasingowy jest bowiem drogi Kuchatku filtrem związanym z obróbką sygnału, a jego częstotliwość odcięcia ma li tylko związek z częstotliwością próbkowania przetwornika A/C, a nie ma żadnego związku z widmem optycznym!

jesli z odleglosci 10 metrow bedziesz widzal zapalki poustawiane co centymetr
i na tej samej odleglosci ustawisz zapalki co 1 metr a nastepnie spojrzysz na nie przez cokolwiek co rozmarze obraz na tyle ze bedziesz mogl policzyc jedynie ilosc tych zapalek poustawianych co metr bo tych co centymetr nie bedziesz mogl rozroznic to czy w istocie nie bedziesz patrzec przez pewien rodzaj filtra dolnoprzepustowego ?