wielokrotna ekspozycja, tryb zdjęć nocnych

[jan pawlak]

proste

prawdziwa technika HDR sklada sie z dwoch etapow

1. zlozenie pojedynczych zdjec do jednego . to zdjecie nazywa sie HDR
obrazy sie jakby dodaja . z 4 osmio bitowych zdjec mozna zrobic jedno 32 bitowe.
albo np z pieciu dwunasto bitowych jedno 32 lub 48 bitowe.
to wypadkowe zdjecie to wlasnie jest HDR zawiera wiecej informacji niz kazde pojedyncze - ale tego zdjecia system komputera nie jest w stanie pokazac na monitorze.
nasze monitory pokazuja co najwyzej zdjecia 8 - 10 bitowe. To zdjecie wyglada bardzo nierealnie gdyby ggo nawet zobaczyc, Zakres tonalny przekracza mozliwosci monitora .

2. zdjecie HDR 32- 48 bitowe podaje sie tonemapingowi czyli takiemu przeksztalceniu abysmy mogli to zdjecie zopbaczyc np w osmi albo 12 bitach w sposob odpowiadajacy rzeczywistosci.
to jest zdjecie LDR. ten szeroki zakres tonalny jest kompresowany do zakresu jaki moze pokazac monitor.
parametry tonemapingu mozna sobie dobrac tak ze wynik bedzie bardzo realny , albo totalny odjazd do np solaryzacji.


jesli wkladasz do programu liczacego tzw HDR np 4 identycznie naswietlone zdjecia to zostanie z nich wyliczone zdjecie wypadkowe.
zakres tonalny nie bedzie wiekszy , gdyz kazde ze zdjec ma taki sam , ale przez usrednienie zmniejsza sie szumy.


i w drugim etapie mozna przetworzyc ten HDR w sposob realistyczny .
w wyniku dostajemy zdjecie " wypadkowe " z kilku skladowych tak samo naswietlonych.

teoretycznie winno ono miec mniejsze szumy i zawierrac wiecej informacji.
w praktyce szumy sa minimalnie mniejsze , z informacja to roznie , raczje wskutek minimalnego przesuniecia nastepuje pogorszenie ostrosci.

jesli w opcjach programu zazanaczasz ze chodzi o zmniejszenie szumu ( kilka identycznie naswietlonych zdjec ) to nie bedzie kompresowany zakres tonalny a wlasnie wyliczone relistyczne zdjece koncowe skladajace sie z kilku majace dac mniejszy szum ( to moze byc roznie w roznych programach rozwiazane , moze program sam to rozpoznac) .

to robi wiele programow , nie jestem pewien chyba machinery tez o ile pamietam - ale nie daje glowy , tego nie stosuje od paru ladnych lat.

No cóż, mam te 4 "ciemne" zdjęcia, z ciekawości wczytałem je do Photomatix Pro.
Ustawiłem na redukcję szumów
Zsynchronizował, wyszło typu HDR ale nadal ciemne.
Rozjaśniłem, pokazały się szumy

Ale... każde ze składowych, przed HDR też rozjaśnić mogę, też pokazują się szumy.

Natomiast "dodawanie" w PS daje mi jasne zdjęcie.
Miałem każde na osobnej warstwie i praktycznie przy składaniu musiałem z 4 warstwy zrezygnować bo byłoby wynikowe za jasne.
Bez widocznych szumów.

Z ciekawości zrobiłem też test na redukcję szumów, wczytałem do PS jedno "ciemne" zdjęcie i je powieliłem 3 razy.
Złożyłem, wyszło jasne ale..... szumy było widać.
Chyba jednak szumy dodają się jak RNG, tz nie sumują a uśredniają.

Oczywiście to wszystko to dopiero "przedszkole" poznawania tej metody.

Z tego co rozumiem o HDR i z tego doświadczenia, jak na razie ,wydaje się jednak że to są inne mechanizmy.

jp

PS
Mogę podesłać skan całego artykułu z opisem jak tą metodę stosować i uzyskiwać zdjęcie wynikowe w DPP (ale typu 3) lub PS
Robi się 4 zdjęcia i można porównać wynik z PS i jakiegoś HDRu

[Bechamot]

No cóż, mam te 4 "ciemne" zdjęcia, z ciekawości wczytałem je do Photomatix Pro.
Ustawiłem na redukcję szumów
Zsynchronizował, wyszło typu HDR ale nadal ciemne.
Rozjaśniłem, pokazały się szumy

Ale... każde ze składowych, przed HDR też rozjaśnić mogę, też pokazują się szumy.

Natomiast "dodawanie" w PS daje mi jasne zdjęcie.
Miałem każde na osobnej warstwie i praktycznie przy składaniu musiałem z 4 warstwy zrezygnować bo byłoby wynikowe za jasne.
Bez widocznych szumów.

Z ciekawości zrobiłem też test na redukcję szumów, wczytałem do PS jedno "ciemne" zdjęcie i je powieliłem 3 razy.
Złożyłem, wyszło jasne ale..... szumy było widać.
Chyba jednak szumy dodają się jak RNG, tz nie sumują a uśredniają.

Oczywiście to wszystko to dopiero "przedszkole" poznawania tej metody.

Z tego co rozumiem o HDR i z tego doświadczenia, jak na razie ,wydaje się jednak że to są inne mechanizmy.

jp

PS
Mogę podesłać skan całego artykułu z opisem jak tą metodę stosować i uzyskiwać zdjęcie wynikowe w DPP (ale typu 3) lub PS
Robi się 4 zdjęcia i można porównać wynik z PS i jakiegoś HDRu

kijem wisly nie zawrocisz

nie da sie obnizyc szumu w stosunku do poprawnie naswietlonego zdjecia skladajac niedoswietlone zdjecia.

da sie teoretycznie skladajac kilka dobrze naswietlonych zdjec.
( takie programy sa od lat na rynku , gdzies ma na dyskiu nie pamietam teraz wszystkich nazw)
w praktyce jak pisalem , nastapi minimalna poprawa szumu , spadek rozdzielczosci.

jesli chcesz uzyskac mozliwie niski szum, to dbaj o to zeby nie przymykac zbednie przyslony.
wiadomo, ze domkniecie przylony powoduje wzrost GO i wzrost dyfrakcji , przez co powyzej pewnej wartosci spada rozdzielczosc . Ale przymykanie przyslony powoduje rowniez wzrost szumu.
w dobrych warunkach oswietleniowych jest on na tyle niski ze niemierzalny ( mam na mysli przyrost ) ale w zdjeciach w warunku deficytu oswietlenia odgrywa on juz role.

nie przymykaj przyslony wiecej niz to konieczne .

zabawa ze skaldaniem niedoswietlonych zdjec jest stata czasu , nic innego nie mozna stwierdzic niz , ze nie jest lepiej.

jesli canon cos takiego robi to z innego powodu - nie z powodu szumow.
robi to prawdopodobnie zeby zlozyc nieporuszone przez niedoswietlne zdjecia a tym samym uzyskac mniej poruszone zdjecie niz jedno dluzej naswietlane.

przyrost szumu przez niedoswietlenie stara sie kompenspwac multiexpozycja .
ale mysla przewodnia takiego postepowania jest uzyskanie mniej poruszonego zdjecia niz na dlugim czasie naswietlania.


( zamiast niedoswietlac i skladac dostalbyc lepszy wynik , gdybys aparat oblozyl kostkami lodu ;-) )

[jan pawlak]

Bechamot

Gubisz główny ślad.


1.
To nie ja ten sposób wymyśliłem, nie ja propaguję, przeczytałem w EOS magazine, i mnie zaciekawił bo dużo robię w miastach gdy ciemno.
Nie chcę ulepszać, doskonalić, specjalizować się. Nie mam tej funkcji w swojej puszce, chcę stosować jeśli w moim przypadku, z moim body da to oczekiwane efekty

2.
W EOSmagazine opisują całą procedurę wykonywania i według niej robiłem w PS.
Canon stosuje ja w swoich puszkach i trudno uwierzyć, że Canon nie wie co robi, nie sprawdzili/zweryfikowali wyników i zastosowali w ciemno, prawda ?
Nie zajmowałem się (zawodowo, hobbistycznie) szumami, uwierzyłem Canonowi

3.
Zrobiłem już kilka podejść, porównywałem w powiększeniu 100% "sumy" wykonane w PS z pojedynczymi składnikami doprowadzonym do tej samej jasności. Robiłem to na ISO 100, 800, 10000.
W moim body zawsze szumy są na "sumie" mniejsze.

4.
Byłem jednak zaskoczony że dalsza obróbka "sumy" była znacznie trudniejsza od pojedynczego składnika doprowadzonego do tej samej jasności.
Dalsze deblur, wyostrzanie, odszumianie itd miały znacznie zawężony zakres sensowanego użycia.
Sprawa się "wydała" gdy zrobiłem test ze statywu, to składanie w PS (Auto wyrównanie warstw) wykonanych z ręki zdjęć powoduje to ograniczenie.

5.
Gdy w (HDR) Photomatix Pro zrobiłem tylko wyrównanie "warstw" to było znacznie lepiej.

6.
Zrobiłem w życiu sporo HDRów na różnych programach, sporo o tym wiem.
Podszedłem na Photomatix 3 razy by jednak sprawdzić.
Użycie funkcji HDR do zdjęć nocnych z ręki, według omawianej metody, by móc skrócić czas i otrzymać nieporuszone mija się z celem

Jeśli masz zastrzeżenia do metody to napisz do Działu Rozwoju Canona, z nimi dyskutuj

jp

PS
Fajnie by była aby ktoś podesłał nocne zdjęcie "z puszki" (6D, 70D, 100D, 650D, 700D, M) tak zrobione.

[piast9]

A ja zajmuję się zawodowo m. in. pomiarami w których stosunek sygnał/szum jest mały. Wykonanie wielokrotne pomiaru, który obarczony jest losowym szumem, zmniejsza niepewność tego pomiaru. I wykonuję to w warunkach, w których z powodu praw fizyki nie jestem w stanie zwiększyć czułości mojego układu pomiarowego, który służy do pomiarów bardzo małych prądów. Metoda działa pięknie. Bez uśredniania szum mam na poziomie paru pikoamperów, z uśrednianiem jestem w stanie zjechać z niepewnością pomiaru do setek czy dziesiątek femtoamperów, zależnie od liczby uśrednień.

Czy w wypadku zdjęć nie mamy do czynienia z podobną sytuacją?

[Bechamot]

A ja zajmuję się zawodowo m. in. pomiarami w których stosunek sygnał/szum jest mały. Wykonanie wielokrotne pomiaru, który obarczony jest losowym szumem, zmniejsza niepewność tego pomiaru. I wykonuję to w warunkach, w których z powodu praw fizyki nie jestem w stanie zwiększyć czułości mojego układu pomiarowego, który służy do pomiarów bardzo małych prądów. Metoda działa pięknie. Bez uśredniania szum mam na poziomie paru pikoamperów, z uśrednianiem jestem w stanie zjechać z niepewnością pomiaru do setek czy dziesiątek femtoamperów, zależnie od liczby uśrednień.

Czy w wypadku zdjęć nie mamy do czynienia z podobną sytuacją?

o tym ze sie zmniejsza szum przez wykonanie kilku zdjec to wiadomo.
ale nie zmniejszysz szumu skladajac zdjecia niedoswietlone w stosunku do szumu jakie mialbys gdybys zdjecie naswietlil prawidlowo.

jesli naswietlisz zdjecia prawidlowo , kilka - to obnizysz szum , ale sa problemy. Jesli robisz zdjecia z reki to niemozliwe jest unikniecie bledu paralaxy. wystarczy minimalne o pare pixeli przesuniecie i nie da sie zlozyc zdjec idealnie.
szum bedzie mniejszy ale jednoczesnie spadnie rozdzielczosc - widac przesuniecie kontorow.Trzeba wiec redukowac wielkosc zdjecia , a skoro redukowac to szum przez redukcje i tak spadnie.

trzebaby doslownie przyspawac aparat do statywu . a jesli juz statyw to od razu mozna fotografowac odpowiednio dlugo i sie nie bawic w redukcje szumu w ten sposob.
w praktyce malo uzyteczna metoda.
w astrofotografii - owszem sie stosuje.

ale przedmiotem watku nie jest sens redukcji szumu przez wielokrotne naswietlenie - ogolna prawidlowosc nie podlega dyskusji - tylko przedmiotem watku jest redukcja przez zlozenie kilku zdjec NIERDOSWIETLONYCH.

to nie moze prowadzic do obnizenia szumu.

z teorii wiadomo , ze wielokrotne naswietlenie pozwala na zwiekszenie uzyskanej informacji i obnizenie szumu.
sprawa jest dawno sprawdzona takze empirycznie.

pomijam fakt ze przez niedoswietlenie wychodzi sie poza optymalny zakres pracy matrycy .
cienie wypadaja za zakres tonalny , rownowaga barwna zostaje zachwiana. tego nie da sie skorygowac obrobka - czego nie ma w raw -ie tego sie nie nadrobi pozniej.

zalcze jakies przyklady co sie dzieje - zaden problem

[piast9]

o tym ze sie zmniejsza szum przez wykonanie kilku zdjec to wiadomo.
ale nie zmniejszysz szumu skladajac zdjecia niedoswietlone w stosunku do szumu jakie mialbys gdybys zdjecie naswietlil prawidlowo.

Moim zdaniem to zależy od ustawień. Jeśli tylko zmieniasz czas ekspozycji - to się zgodzę. Przy zmianach czułości wydaje mi się, że może już tak nie być jeśli wchodzimy w zakres czułości rozszerzanych programowo.

jesli naswietlisz zdjecia prawidlowo , kilka - to obnizysz szum , ale sa problemy. Jesli robisz zdjecia z reki to niemozliwe jest unikniecie bledu paralaxy. wystarczy minimalne o pare pixeli przesuniecie i nie da sie zlozyc zdjec idealnie.

Istnieje możliwość cyfrowego poprzesuwania tego z powrotem i poskładanie tego do kupy.

ale przedmiotem watku nie jest sens redukcji szumu przez wielokrotne naswietlenie - ogolna prawidlowosc nie podlega dyskusji - tylko przedmiotem watku jest redukcja przez zlozenie kilku zdjec NIERDOSWIETLONYCH.

A co to znaczy, że zdjęcie jest niedoświetlone? Matryca rejestrujac mniej światła, niż optymalnie, nie obcina żadnych danych. Może przy konwersji do JPG dane się stracą ale w surowym RAW one cały czas są.

Identycznie mam w przypadku swojego pomiaru. Jeśli przychodzi mi mierzyć mały sygnał to pracuję sporo poniżej maksymalnej dynamiki ADC, który ten mój pomiar rejestruje.

[Fotopstryczek]

Ostatnio wielokrotną ekspozycję używam do zdjęć nocnego nieba (rawy składam medianą).

Mniej więcej można to przedstawić tak :

4klatki x 2s = 1klatka x 4s
Jeśli ktoś nie ma potrzeby posiadania wielu klatek, używanie tej metody to strata czasu i jakości obrazu.

Do tego trzeba zrobić ciemne klatki, bo wychodzi szum stały wyraźnie widoczny na matrycach Canona. Więc stracony czas na zdjęcia x2

[Bechamot]

Moim zdaniem to zależy od ustawień. Jeśli tylko zmieniasz czas ekspozycji - to się zgodzę. Przy zmianach czułości wydaje mi się, że może już tak nie być jeśli wchodzimy w zakres czułości rozszerzanych programowo.

nie o to chodzi. czulosc jest jaka jest - wszystko jedno jaka.
pytanie , czy tez stwierdzenie bylo , ze jesli sie naswietli krocej kilka zdjec i je zlozy, to sie dostanie mniejsze szumy.
otoz NIE. teoretycznie nie jest to mozliwe.
szum w ten sposob nie moze byc mniejszy.
jesli go obnizysz przy tej okazji to jakimis konwencjonalnymi metodami przy okazji- co idzie na koszt rozdzielczosci.

na szczescie zostalo przytoczone zgrabne wyliczenie z politechniki slaskiej dokladnie na ten temat.
pisze na szczescie , gdyz oszczedzilo mi to niekonczacej sie dyskusji z JP.


jesili naswietlisz normalnie tak, by kazde zdjecie mialo mozliwie niski szum, to te zdjecia skladajac rzeczywiscie dostaje sie widoczny spadek szumu w stosunku do kazdego zdjecia pojedynczego.

ale w praktyce bardzo trudno jest idealnie pokryc zdjcia , szczegolnie z reki. wystapi paralaksa to nie znaczy , ze obrazy sa przesuniete , ale roznia sie miedzy soba proporcjami odwzorowania.
skladajac takie zdjecia dostaje sie jednoczesnie jakis tam spadek rozdzielczosci.
tzn rzeczywiscie szumy sa mniejsze po zlozeniu kilku zdjec ale i ostrosc tez spada.

Pytanie czy aby nie wygodniej odszumiac konwencjonalnie ?

Istnieje możliwość cyfrowego poprzesuwania tego z powrotem i poskładanie tego do kupy.

mozna to zrobic b dobrze o ile nie ma paralaksy.
z reki sie nie da , ze statywu tez nie takie proste. na krotkich ogniskowych - owszem moze blad bedzie niewielki , na dlugich ognskowych blad bedzie duzy.
trudno jest idealnie pokryc zdjecia.
zeby ukryc bledy zlozenia zdjec , trzeba przeskalowac zdjecie w dol , ale moznaby przeskalowac zdjecie pojedyncze i tez szumy w ten sposob zmaleja.

A co to znaczy, że zdjęcie jest niedoświetlone? Matryca rejestrujac mniej światła, niż optymalnie, nie obcina żadnych danych.

ups.... nie bardzo jest tak jak piszesze , tzn w ogole tak nie jest.

matryca ma pewien zakres tonalny .
powiedzmy ze moze zarejstrowac najciemniejszy detal o jesnoci np 5 EV. wszystko ciemniejsze bedzie przez matryce zarejestrowane jako czern.

jesli teraz niedoswietlisz o te 5 ev to elemnty o jasnosci 5-9 ev , ktore bylyby zarejestrowane przez matryce beda teraz odwzorowane jako czern.
bedzisz mial niedopaly.

Może przy konwersji do JPG dane się stracą ale w surowym RAW one cały czas są.

wyjasnilem wyzej.

Identycznie mam w przypadku swojego pomiaru. Jeśli przychodzi mi mierzyć mały sygnał to pracuję sporo poniżej maksymalnej dynamiki ADC, który ten mój pomiar rejestruje.

w fotografii udaje sie obnizyc szumy przez multiexpozycje ( to musza byc niezalezne zdjecia , nie moze byc jedno powielane ) dzieki temu ze szum ma charakter przypadkowy.
to nie chodzi o to, zeby w ogole cos zarejestrowac w okolicach dolnego zakresu pomiarowego , tylko chodzi o to zeby uzyskac wiele mozliwie dobrych niezaleznych pomiarow.

powiedzmy ze dla pixela nr 1 dokonales pomiaru luminancji - bedzie on zawieral w sobie szum i sygnal. niestety nie mozna oddzielic tego szumu od sygnalu.

powiedzmy ze zrobiles 5 pomiarow

127 ( w tym np 5 - szum czego nie wiemy)
123 ( w tym 1 szum)
130 ( w tym 8 szum)
129 ( w tym 7 szum)
124 ( w tym 2 szum )

o widzialnosci szumu decyduje w tym przykladzie jego maximum.


po usrednieniu i znormalizowaniu wyniku dostaniesz sygnal 126,6 w tym szum bedzie 4,6 ( czego nie wiemy ) - a wiec znacznie mniej niz 8. widzialnosc bedzie szumu wiec mniejsza.

przyklad zrobilem na chybcika , wycinek 100% :

na 6400 iso ze statywu

zrobilem 6 takich zdjec , kazde niezaleznie , wycinek centrum jednego z nich:

źródło

zlozylem w PS 6 zdjece przez HDR , wartosci tonmapingu ustawione na realistyczne :

ten sam element:

źródło

widac mniejszy szum ale spadla rozdzielczosc- to jest centrum na innych elementach widac wyrazniej spadek ( np szczegoly obrazu obok - jest ich mniej ).

w ps uzyskiwalem najmniejsze bledy zlozenia.
w innych programach nie pamietam wszystkich np oloneo ma specjalna funkcje do redukcji szumu ze zlozeniem , blad byl wiekszy.


w praktyce w zastosowaniach domowych owszem znajdzie sie kiedys jakas potrzeba , ale dochodzi sie do tego wyniku inaczej rowniez.

Oczywicie , ze uznaje metode skladania ze zdjec dobrze naswietlonych ( bo to prowadzi do redukcji szumu) i jesli by sie w tym wyspecjalizowac to uzyska sie dobre wyniki.

natomiast zlozenie ze zdjec niedoswietlonych nic nie da.
a skladanie zdjec uzyskanych tylko z jednego RAW , a kazde z nich sciemnone w obrobce w ogole nie prowadzi do jakichkolwiek korzysci.

[Bechamot]

uzupelniajac dorobilem cos

tutaj zdjcie niedoswietlone , taki kadr , zrobilem 6 niezalzenych takich zdjec :

źródło

to samo jak wyzej rozjasnione w LT automatem

źródło

detal w 100%

źródło

po zlozeniu 6 zdjec w jedno w PS

źródło

detal 100%:

źródło

nie ma porownania pomiedzy wynikiem ze zdjec prawidlowo naswietlonych z poprzedniego postu , a niedoswietlonych.

Zgodnosc teorii z praktyka jak to zwykle bywa.

[Bechamot]

dopisek

zeby nie byc zle zrozumianym , a poczynilem moze za duze uproszczenie . do tego przzkladu rachunkowego wyjasnie :

127 ( w tym np 5 - szum czego nie wiemy)
123 ( w tym 1 szum)
130 ( w tym 8 szum)
129 ( w tym 7 szum)
124 ( w tym 2 szum )

o widzialnosci szumu decyduje w tym przykladzie jego maximum.

w rzeczywistosci o widzialnosci szumu decyduje odstep sygnalu od szumu.
szum tzn fluktuacja " gestosci optycznej " pomiedzy sasiednimi pixelamia.
w ten sposob przez usrednienie dla kazdego pixela zmniejszaja sie roznice pomiedzy sasiadami , czyli fluktuacja pomiedzy sasiednimi pixelami jest mniejsza - widzialnosc szumu spada.

to w tych przykladach nie jest takie wazne , ale dla porzadku , zeby przypadkiem nie wprowadzic kogos w blad wyjasniam.