Выдержка, диафрагма, экспопара, шум

Экспозиция — это, грубо говоря (очень грубо говоря — из серии «ведро фотонов»), цилиндр, у которого основание — отверстие диафрагмы, а высота — выдержка. Объем этого условного цилиндра — экспонированность изображение, то есть насколько оно светло или темно. Если сделать выдержку вдвое короче, объем нашего цилиндра станет вдвое меньша, а изображение — темнее на стоп (напоминаю, что в фотографии используется логарифмическая шкала с основанием два: изменение на стоп означает, что значение поменялось вдвое). Чтоб вернуть прежнюю экспонированность, надо теперь открыть диафрагму — на стоп. К примеру, было 2.0, а открыть нужно при новой выдержке до 1.4 (стоп в диафрагмах — это корень из 2).
Значение выдержки и соответствующее ему значение диафрагмы называется экспопарой.

Можно увеличить экспозицию, не меняя экспопару. Для этого нужно увеличить чувствительность ISO сенсора. Она меняется тоже по стопам: 100, 200, 400, 800, 1600. Каждый лишний стоп чувствительности позволяет при той же диафрагме и той же экспонированности снимать на вдвое более короткую выдержку. Или при той же выдержке — на корень из двух более закрытую диафрагму.

Однако ничего не бывает бесплатно. Чувствительность увеличивается так: аналогоцифровой преобразователь сигнала с матрицей усиливает слабый входной сигнал. Однако, как известно, на матрице всегда присутствует некоторая неоднородность состояний пикселов, вызванная случайными явлениями, например тепловой шум. И пиксели, расположенные рядом, имеют чуть-чуть разный цвет, хотя на самом деле должны быть одного и того же. Когда сигнал с них сильно увеличивается, это различие так же увеличивается очень сильно. Чем меньше пиксел — тем больше вероятность того, что на его состояния повлияют какие-то случайные процессы или срабатываение от «залетного» фотона. Таким образом, одноцветная поверхность становится покрыта множеством цветных точек, зачастую очень неприятного характера. Эта цветовая мозаика называется цифровым шумом. Больше чувствительность — сильнее шум. Больше размер отдельного пиксела — тем шум меньше.

В пленочные времена чувствительность было связана с разным размером зерен пигмента в покрытии. В «сотке» пигмент имел мелкие зерна — это обеспечивало более ровное изображение, лучшие цветопередачу и контрастность. В пленке чувствительностью 400 зерна были крупнее, а значит, было больше шанса, что такое зерно встретит фотон. Но и изображение значительно более неоднородный — «зернистое».

Однако есть разница — у пигмента пленки структура хаотическая, а у матрицы — регулярная. И теперь — видимо, от ностальгии по старым добрым временам, — «шум, конечно, есть, но у него характер приятны — знаете ли, как зерно у пленки!».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *