"Зерно" на фотографии

[serge-matveev.livejournal.com]

Когда я в детстве занимался плёночной фотографией вопрос "зерна" при увеличении чувствительности плёнки меня не смущал. Химия же. Возможно действительно "зёрна" реагента на подложке крупнее должны быть... Но почему на цифре эффект сохраняется, пусть и менее выражено? Почему при увеличении чувствительности "плёнки" зерно (шум) на ней увеличивается? С чем это связано?

Comments

[roquefort-tln.livejournal.com]

чуть разные эффекты.
На пленке физически зерно эмульсии требуется большее для большей чувствительности.
На матрице элемент, работая в маленьком нижнем диапазоне своей чувствительности начинает выдавать гораздо бОльшие относительные ошибки измерения,которые проявляются как пиксели слишком яркие или слишком темные

[serge-matveev.livejournal.com]

Забавно. Т.е. с плёнкой я в дестве просто угадал про размер зерна :-)

[mckey.livejournal.com]

Из вики (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D1%88%D1%83%D0%BC_%D0%B8%D0%B7%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F):

На отношении сигнал-шум влияют шумы аналоговой электроники цифрового фотоаппарата («обвязка», усилители, АЦП), но основным источником цифрового шума является фотосенсор. Цифровой шум в фотосенсоре возникает по следующим причинам.
1. Дефекты (примеси и др.) потенциального барьера вызывают утечку заряда сгенерированного за время экспозиции — т. н. чёрный дефект. Такие дефекты видны на светлом фоне в виде тёмных точек.
2. (англ. Dark current — Темновой ток) — является вредным следствием термоэлектронной эмиссии и «туннельного» эффекта и возникает в сенсоре при подаче потенциала на электрод, под которым формируется потенциальная яма. «Темновым» данный ток называется потому, что складывается из электронов, попавших в яму при отсутствии светового потока. Такие дефекты видны на темном фоне в виде светлых точек, т. н. белый дефект. Белые дефекты особенно проявляются при больших экспозициях. Основная причина возникновения темнового тока — это примеси в кремниевой пластине или повреждение кристаллической решётки кремния. Чем чище кремний, тем меньше темновой ток. На темновой ток оказывает влияние температура элементов камеры, электромагнитные наводки, как внешние, так и внутренние, от самой камеры. При увеличении температуры на 6-8 градусов, значение темнового тока удваивается.
3. Из-за шума, возникающего вследствие стохастической природы взаимодействия фотонов света с атомами материала фотодиодов сенсора. При движении фотона внутри кристаллической решётки кремния, вероятно, что фотон, «попав» в атом кремния, выбьет из него электрон, родив пару электрон-дырка, но сказать точно, сколько фотонов родит пары, а, сколько пропадет с какими-то другими эффектами нельзя. Электрический сигнал, снимаемый с сенсора будет соответствовать количеству рождённых пар. Снимаемый сигнал с сенсора при заданных выдержке и диафрагме (интенсивности света) будет определять квантовая эффективность — среднее число рождаемых пар электрон-дырка.

[serge-matveev.livejournal.com]

Копипаста познавательна, но несколько мимо - здесь ни слова нет про зависмость количества шума от "чувствительности плёнки"

Но я уже сам догадался: "чувствиетльность" это усиление "сигнала". А чем меньше вход, тем большая доля "шума" будет в (усиленном) результате :-)

[dibr.livejournal.com]

Да, оно самое: шум у матрицы примерно одинаковый (некоторая зависимость от выдержки, температуры, и других параметров есть, но она сейчас не критична), но "чувствительность" реализуется усилением сигнала, и соответственно при большей "чувствительности" (и большем усилении) шум тоже усилится больше.

[shredder-by.livejournal.com]

шум имеет определенную интенсивность, высокой чувствительности достаточно, чтобы его запечатлеть, а низкой - нет

[serge-matveev.livejournal.com]

Хм. Т.е. "шум" это внешняя вещь, по отношению к сенсору, по-Вашему? Тогда получается, что невозможно качественно снимать ночью в принципе, что явно не так ;-)

[shredder-by.livejournal.com]

схематично можно считать что шум рождается в чувствительном элементе, но потом вместе с полезным изображением усиливается на коэффициент ISO (100, 200, ... 6400?) в неком усилителе. на самом деле конечно это одно устройство

[khathi.livejournal.com]

Выше вам уже написали про шум. А тут есть ещё такая фишка, что темновой шум — процесс термически активированный, то есть вероятность рождения «левой» ЭД-пары или паразитной утечки сильно зависит от температуры, плюс ещё разная конструкция сенсоров. То есть шуметь в той или иной степени будут все сенсоры, просто более сложный и дорогой во первых будет меньше шуметь сам по себе, а во-вторых будет иметь специальные устройства по борьбе с шумами, и поэтому будет в общем лучше работать в темноте.

[hapchu.livejournal.com]

Совершенно верно, точно так же качественно снимать при плохом освещении, как и при хорошем, невозможно в принципе. Все технические ухищрения - лишь способ поднять качество до приемлемого уровня.

[hmelevsk.livejournal.com]

Увы, это неявно, но так. К примеру, популярные некогда кадры с выдержкой в ночь или в сутки (в условиях полярной ночи) на цифре невозможны. А фотонасадки для телескопов, дающие приличные кадры, и по сей день используют разного формата пленки и прочий аналоговый светочувствительный материал.

[serge-matveev.livejournal.com]

А Вы ничего не путаете? Кадры с выдержкой в час с "ползущими" звёздами вполне себе на цифровики делаются.

Непал, национальный парк Аннапурна, головокружительные Гималаи, 2010 | 1 ч 43 мин (199 кадров x 30 сек), f/1.8, ФР 24 мм (Canon EOS 5D Mark II + Canon EF 24mm f/1.4 II L USM)

http://fototips.ru/wp-content/uploads/2011/07/startrek_07.jpg

[hapchu.livejournal.com]

Делаются, только с очень сильным шумом. Чтобы получить низкий уровень шума матрицу надо охлаждать, то есть надо серьезно модифицировать камеру или использовать специальную.

[mckey.livejournal.com]

>199 кадров x 30 сек

Где ж тут час?

[serge-matveev.livejournal.com]

Упс, и точно :-)

Интересно, узнал много нового сегодня :-)

[hmelevsk.livejournal.com]

Не путаю. Звезды заметно ползут уже на 30 секундах. Вот и в вашем примере максимальная выдержка составила 30 секунд :)

[serge-matveev.livejournal.com]

Да, действительно :-)

[hondurasez.livejournal.com]

А ещё было такое (http://ru.wikipedia.org/wiki/Canon_EOS_20D#Canon_EOS_20Da). Ну, и масса народного тврочества - типа элементов Пельтье на матрицу.

[radio-developer.livejournal.com]

час, а не ночь.