Что такое шум.Одно из основных различий между обычными цифровыми фотоаппаратами "массового потребления" и цифровыми зеркалками dSLR (сокр. от англ. digital Single Lens Reflex) состоит в том, что снимки, сделанные при высоких значениях светочувствительности ISO иf большом времени экспозиции обычными камерами, сильно зашумлены. В то время, как на снимках камер dSLR шума почти нет. Шум проявляется присутствием цветных точек в тех местах, где их не должно быть. Например, на снимке голубого неба вы можете заметить бледно-розовые, сиреневые или другие "зерна".
Что же такое шум и как можно снизить его? В данной статье мы попробуем объяснить эти вещи языком, не содержащим технические термины.
Цифровое изображение.
Когда мы слышим слово "цифровой", мы автоматически подразумеваем "высокого качества". Цифровой звук не становится хуже в зависимости от того, сколько раз он проигрывается. Цифровые изображения могут сохраняться очень долгое время и не изменять своих характеристик. Но изображение, полученное из цифровой камеры, на самом деле происходитиз нецифрового источника: CCD или CMOS матрицы. Понимание того, как свет, попадающий на матрицу, преобразуется в цифровое представление, проясняет присутствие шума на снимках.
От аналога к цифре
Матрица состоит из световых сенсоров. Световой сенсор можно описать как устройство, которое превращает свет в электрический импульс. Он обычно соответствует одному пикселю изображения. Когда свет (фотоны) попадает на матрицу, производятся электрические импульсы, которые конвертируются в цифровые пиксели при помощи АЦП (аналогово-цифровой преобразователь).
Причины возникновения шума.
Есть ряд причин, по которым изображение "загрязняется" шумом. При повышении температуры из самой матрицы могут освободиться электроны, которые перемешиваются с "честными" фотоэлектронами. Такие "тепловые электроны" порождают так называемый "термальный шум".
Следующая разновидность сродни зернистости, получаемой при использовании высокочувствительной фотопленки. Когда вы снимаете на высокой ISO, сигнал, получаемый от световых фотонов, усиливается. К сожалению, при усилении сигнала усиливается также и фоновый шум, который имеет место в любой электрической системе.
При низкой освещенности не хватает света для соответствующей экспозиции. И чем больше мы выставляем выдержку, тем дольше время, даваемое матрице на сбор слабого светового сигнала и тем больше фонового шума она запечатлит. В этом случае фоновый шум может даже превышать сам сигнал.
Чем же матрица большего размера лучше? Каждый фотоэлемент производит электрические помехи, которые могут влиять на его соседей. В матрице большего размера фотоэлементы находятся дальше друг от друга и их сигналы не мешают друг другу. Матрица большего размера также означает, что фотоэлемент можно сделать крупнее, а значит, получить большую способность собирать свет.
Поэтому цифровой фотоаппарат с шестью миллионами пикселей на 1/1.8" матрице является более шумящим (особенно на высоких ISO), чем 6-имегапиксельный фотоаппарат на матрице большего размера.
В современные камеры часто встраиваются возможности шумоподавления. Производители разрабатывают специальные алгоритмы, которые начинают действовать при малых скоростях затвора и/или при высоких ISO. В зависимости от качества алгоритмов, результат их работы будет различным, но они не избавляют от шума полностью.
Программное обеспечение для подавления шума.
Есть целый ряд программ, которые используются для этой цели. Они часто бесплатны и находятся в Интернет в свободном доступе. Более качественные программные продукты (NeatImage, Noise Ninja или NoiseWare Pro) иногда требуют значительного количества времени для обработки одного снимка. Такие программы должны быть у каждого фотографа, потому что часто возникает ситуация, в которой вопрос стоит ребром: или сделать уникальный, но зашумленный снимок, или не сделать никакого. В таком случае перечисленные приложения могут оказать большую помощь.
Почему dSLRs менее шумные?
Ответ очень прост. У матриц большего размера каждый пиксель может быть больше и каждый фотоэлемент находится немного дальше от своих соседей (конечно, существует оптимальная дистанция, превышение которой приведет к "дырам"). Этого небольшого увеличения расстояния часто хватает для того, чтоб предотвратить паразитное взаимодействие фотоэлементов. Отсюда - меньше шума.
Да здравствуют большие матрицы!
Почему же производители не увеличивают размер матрицы в обычных фотоаппаратах? Матрицы большего размера влекут за собой необходимость линз большего размера. В отличии от пленки, которая может запечатлеть свет, направленный под углом, матрицы требуют прямого света. Увеличение размера линз приводит к увеличению стоимости, габаритов фотоаппарата и так далее. Сейчас основной акцент сделан на увеличении качества маленьких матриц и улучшении алгоритмов шумоподавления.
У полупрофессиональных цифровых камер размер матрицы составляет обычно 2/3". Цифровые зеркалки обычно обладают большими по размеру матрицами.
Замечания
- Длительная по времени экспозиция приводит к появлению шума на снимках.
- Съемка с высокой ISO также приводит к появлению шума.
- Программы подавления шума иногда существенно улучшают качество фотографий.
- Если вам часто приходится снимать на высоких ISO, то имеет смысл пользоваться dSLR. Единственным препятствием к этому на сегодняшний день является то, что такие камеры стоят дороже. Но и они становятся постепенно дешевле из-за конкуренции между производителями. Сегодня за 1000$ можно купить зеркалку вместе с объективом.
Шум - неотъемлемое свойство обычных и полупрофессиональных фотоаппаратов. И он будет оставаться таковым, пока производители не предпримут каких-нибудь принципиальных изменений. До этого времени придется следовать нескольким рекомендациям по уменьшению шума на снимках.
- Старайтесь избегать долгой экспозиции.
- Не снимайте без необходимости на высокой ISO.
- Обзаведитесь программами для подавления шума.
Статья написана ФотоСтарт.info
при использовании материалов
http://www.photoxels.com/tutorial_noise.html
[ назад ]
|
