Just det, dynamiskt omfång & såna där histogram?

[wfrank]

Varför publicerar testsiter som dpreview & DXOmark osv kurvor som anger kamerors dynamiska omfång till runt 9 EV - medan kännare som också verkar ta fotografier som ex.vis Michael Reichmann talar om att sensorer klarar ca 5EV? Histogrammet på mina Canonkameror har alltid visat 4 vertikala streck, dvs - om jag fattat detta rätt - 5EV.

Finns det något enkelt svar?

 

[froderberg]

Man kan säga att dynamiskt omfång är skillnaden från utfrätt vitt till mörkast möjliga ton med teckning i.

Kamerans histogram utgår från den sparade jpg-bilden (även i en råfil finns en jpg-bild) och visar det som syns i bilden, men inte det som går att lyfta fram.

Jag har inte satt mig in hur djupt som helst i det här, men det kanske är till en liten hjälp att förstå,

 

[wfrank]

Ok, tacksam för svar Magnus, jag vet att du brukar ha koll. Här är ett exempel från häromdagen - en bild som är så välexponerad som en kamera förmår - men spannet är alltså "bara" ca 5EV. Den innehåller både hög- och lågdagrar - om än i små områden.

Bild 1) Bilden som den exponerades (i RAW). Den är "orörd" i ACR - dvs inga ändringar när det gäller ljus. Open Image till PS i 16 bitars TIFF (dvs oförstörd). Histogrammet går ända ut i kant - inte mycket - men det syns på denna FS-miniatyr i alla fall. Dvs, både låg- och högdagrar finns. Har markerat områdena det gäller i gult.

Bild 2) Här är en modest Shadows/Highlights gjord på originalbilden - inget annat. Högdagrar syns inte längre i minihistogrammet, men jag kan se små områden när jag fullförstorar på skärm och drar i spakarna. En några pixlar bred rand finns tex kvar mellan takplåt och rappning, "oräddbar". Lågdagerområdet är mycket mindre - som också framgår av histogrammet - men finns kvar i form av fläckvis helsvarta pixlar i byggnadens grundmur. Men alltså även det mycket mindre (notera luften t.v. om lågdagerpeaken i bild 2).

Vet inte om frågan framstår som korkad eller inte - men jag antar att jag nu expanderat "sensorns" 5EV till ca 9 om man ska tro testsiterna? "Verkligheten" innehåller enligt samme Michael Reichmann ca 9 EV.

Kan det stämma?

 

[joakim d]

Notera att bilderna på Michael Reichmann's sida är daterade till 2003 så artikeln är npg ganska gammal och en hel del har hänt sedan dess med sensorerna.

 

[wfrank]

Faktiskt inte även om man skulle kunna tro det. Den 1Ds han använder har ungefär samma DR på bas-ISO som de senaste kamerorna (drygt 11 EV enligt DXO's skala)

 

[The_SuedeII]

Wilhelm:
Därför att de pratar om totalt olika saker...

DxO's skala är den tekniska definitionen på "DR"
-Den betyder att man mäter avståndet i Ev mellan det högsta värdet kameran kan mäta (utblåst vitt) och det lägsta exponeringsvärdet man gå ner till innan motivet i ett mål med 100% kontrast (sv/vitt mönster) har svagare kontrast än kamerabruset. Detta är oftast mellan 11-13Ev i de bättre kamerorna idag (APS-C och uppåt).

DPR's skala är hur mycket av detta kameran tar med i sin interna jpg-rendering. Det finns användbart material i råfilen både ovanför det som är vitt [255,255,255] och det som är under svart [0,0,0]. De redovisar också det "största" omfånget de kan få fram genom att dra i reglagen i Adobes råkonverterarmotor.

Båda dessa redovisningssätt är "källrelaterade" - de utgår från målet framför kameran, inte värdena som finns i bildfilen.

Vill du se hur strecken i din kameras LCD-skärm förhåller sig till verkligheten är detta ju ganska enkelt... Om du inte har en Expo-disk så duger ett pringles-lock och två kontorstejpsbitar (eller en dubbelvikt matt fryspåse och ett gummiband) alldeles utmärkt. Fäst matteringen på något fyndigt sätt så att det täcker fronten på fritt valt objektiv. Sätt kameran i "M"-läge - bländaren ska vara samma hela tiden. Rikta kameran mot något som har ett fast, stabilt ljusflöde från sig - en solbelyst vägg eller nåt. Kameran måste ligga helt still, antingen får du lägga den på något, eller använd stativ.

Börja på kamerans minimi-tid (1/8000? 1/4000?) och ta ett foto. Dubbla tiden (1/4000 till 1/2000 osv), ta ett foto. Fortsätt så tills att du ser att histogrammet i kameran visar att hela bilden är utblåst vit.

Om du nu bläddrar i bildvisningen i kameran bakåt efter detta kan du se på histogrammet hur mycket en Ev är i varje avsnitt av histogrammet. Det kommer ju nu skilja en full Ev mellan varje bild... Linjerna har ingen betydelse - de är "enhetslösa". De finns bara där för att man ska ha en hållpunkt att vänja sig vid - det hade varit mycket svårare att jämföra sina exponeringar från ett fototillfälle till ett annat om det inte fanns lite stödpunkter.

 

[wfrank]

Tack! Hoppades att just du skulle få syn på den här tråden

Ok! Var lite slarvig och höll inte på med fryspåsar, men tog en serie bilder med 1EVs skillnad. Och kunde snabbt konstatera att det är en EV mellan strecken. Man kan anta att första och sista fältet (av 5 alltså i Canons märkning) är "komprimerade", för att helt enkelt täcka in "resten". Oavsett om det är det mörka eller ljusa områden får man utslag där (de mörka/ljusa områdena i en bild "försvinner" ju inte i tomma intet utan får fylla ut de två yttersta fälten).

Det måste förstås då finnas ett utomordentligt logiskt skäl till att kameran inte utför något som liknar tex den shadows/highlight jag gjorde ovan - för den operationen innebär ju trots allt att man flyttar över information närmare "mitten" i DR-spektrat (om jag nu vågar uttrycka mig på det sättet ) - och mer av det dynamiska omfånget blir synligt. Information som annars skulle gömmas i svarta/nära svarta områden (eller ljusa). Samtidigt minskar kontraster och skillnader mellan färger. En balans av något slag är alltså vald. Var placerar man den?

Att du har svaret på det tvivlar jag inte på, däremot undrar jag om jag formulerat mig begripligt...

 

[The_SuedeII]

Hoppsan, där ser man... Ang. Canon såg jag någonstans någon som INTE fick det till hela exakta steg mellan strecken (minns dock inte vilken kameramodell) - men om man följer Ev-värdena i stegade olika exponeringar (ordentlig defokusering bör väl också räcka, men man bör nog se till att ha så jämn bakgrund som möjligt för att få en bra "spik" i histogrammet) så får man ju en väldigt nogrann presentering av vad kameran spottar ur sig i histogrammet. Så det du säger stämmer säkert.

Hur såg exponeringarna före/efter yttersta mittenstrecken ut? såg man då att nästa utanför hamnade, säg, ett halvsteg bortanför linjen? och två steg var väldigt nära ytterkanten? Isf stämmer detta ju ganska bra med 5+3 "extra" = 8 Ev i en normal jpg-i-kamera.

Om steget utanför mittenlinjerna går ett HELT steg innebär det att du inte kan lita på histogrammet - isf finns det bildmaterial i jpg-filen som går utanför vad kamerans histogram visar... Då får du se histogrammet som en riktlinje som inte visar dig ytterfränserna, utan bara de fem Ev i "mitten" av det som kommer med i bilden.

Om du vill kan du ju jämföra kamerans histogram med vad de exporterade jpg-filerna visar i histogrammet i Photoshop...

 

[The_SuedeII]

Den andra frågan är ganska lätt:
"Balansen" väljer man i tonkurvan. Det är komprimeringen av tonkurvan du justerar i när du justerar "Contrast", och förskjutningen av mittpunkten på tonkurvan du justerar med "Brightness".

Detta påverkar färgstyrkor och färgtoner. En kurva som är brant i ett visst avsnitt av mörkhet/ljushet ger mättade färger i det avsnittet, en flack kurva ger matta färger. Om man ökar "Brightness" blir alltså den övre delen av kurvan plattare, och färgerna dår svagare. Den undre delen av kurvan (skuggorna) blir brantare, och färgmättnaden i skuggorna ökar.

Sen kan man ju inte hålla på och dra hur som helst, det finns ganska väl utprovade kurvformer som vi uppfattar som "naturliga". Går man för långt utanför dessa ramar så får man kompensera för detta med t.ex lokal kontrast (hiraloam) och ökad/minskad färgmättnad i högdager respektive lågdager.

Allt detta sköts normalt sett av kameraprofilen som kameran/råkonverteraren använder när de omvandlar råfilen till en fullfärgs-bild. Adobes produkter ger dig dessutom möjlighet att påverka kurvorna före/efter interpolering, vilket också har ganska stor påverkan på hur färgstyrkorna påverkas av att man drar i kurvorna.

 

[sarnor]

Det måste förstås då finnas ett utomordentligt logiskt skäl till att kameran inte utför något som liknar tex den shadows/highlight jag gjorde ovan

Ja det finns ett väldigt logiskt skäl, effekten är motivberoende, det krävs nästan ett mänskligt öga för optimalt resultat.

Man kan däremot låta effekten vara lite mer försiktig, och se på tusan din kamera har det faktiskt redan: Auto Lighting Optimizer (motsvarar shadows) respektive Högdagerprioritet (motsvarar highlight).

Du har dock inga finjusteringsmöjligheter, och många säger att effekten är lite väl subtil.

 

[sarnor]

Om du inte har en Expo-disk så duger ett pringles-lock och två kontorstejpsbitar (eller en dubbelvikt matt fryspåse och ett gummiband) alldeles utmärkt.

Pringles verkar ha gått över till klarplast i sina lock tyvärr...

 

[wfrank]

Aha Joakim. Nja, jag gjorde det möjligen för enkelt (själv tyckte jag det var smart ). Jag riktade kameran inåt i lägenheten och lät ena hörnet av bilden fyllas av ett fönster (ej direkt solljus så det var åtminstone ett snällt fönster). Där var alltså ljuspeaken. Inställning M, F/9, ISO 100 etc. Började på 1/2000 del och dubblade sen. När fönsterpeaken väl började visa sig vandrade den snällt ett streck per exponering i histogrammet - när den väl släppts ur fält 1 nedan.

De första bilderna var såklart helt underexponerade. Fönsterpeaken var då dold tillsammans med allt övrigt mörkt i bilden - som en enda blaffa längst t.v. i histogrammet. Men rätt snabbt börjar blaffan dela upp sig i två delar. För varje EV så separeras dom mer och mer, men hela tiden i fält 1 (se nedan - ej min bild, men fälten markerade med gult). Det var det jag menade med att fält 1 (och 5) är "komprimerade" - dvs dom samlar upp allt runt omkring de tre mittersta fälten (2, 3 och 4) som alltså har en bredd på precis en EV.

Alltså, fält 1 och 5 samlar ihop vardera 3-4Ev, och de tre mittersta fälten har varsin Ev. Totalt, som du säger, 9-11 Ev.

Måste smälta balanssvaret lite, men tack för det också

Som illustration, fält 1-5 på en Canonkamera (ej min bild alltså):

EDIT: undra om det gick att förstå hur peaken vandrade? Först syntes den inte (bara som en blaffa i fält 1), sen separerades den från blaffan i fält 1 några exponeringar och närmade sig fält 2. När den väl lämnade fält 1 (till 2) så vandrade den ett fält per exponering tills den nådde 5. Där förblev den sen... hmm, får nog jobba på pedagogiken...

 

[wfrank]

Och tack du också Sara. Ja, det är ju motivberoende helt klart. Om man tar exemplet ovan - husbilden - så är det ganska rättvist att säga att ögat upplever situationen mycket mer som bild 2 - alltså den där skuggorna är upplyfta med shadows i shadows/highlights. På kamerans exponering ser fasaden mycket mörkare ut än vad ögat upplevde det som. Eller om man ska uttrycka sig lite bättre: ögat upplevde inte den stora skillnad som kameran ger mellan den solbelysta väggen och den i skugga. Ögats dynamiska omfång är helt enkelt fantastiskt och kompenserar blixtsnabbt och konverterar hela tiden vad vi ser till HDR i realtid .

Och sant, HTP komprimerar ju faktiskt ihop representationen av vad kameran fångar i någon mening. Fast med ganska ensidigt fokus på högdagrar om jag förstått det hela rätt - på bekostnad av brus i de mörka delarna.

 

[sarnor]

Alltså, fält 1 och 5 samlar ihop vardera 3-4Ev, och de tre mittersta fälten har varsin Ev. Totalt, som du säger, 9-11 Ev.

Låter inte helt orimligt, det är den "berömda" S-kurvan du beskriver. Om vi skulle låta varje EV-steg vara lika långt (dvs. kurvan helt linjär) får vi kanske bara plats med 5-6 EV steg i bilden, istället lurar vi ögat och låter varje EV steg bli successivt mindre när vi närmar oss ändarna av histogrammet.

 

[apersson850]

Och sant, HTP komprimerar ju faktiskt ihop representationen av vad kameran fångar i någon mening. Fast med ganska ensidigt fokus på högdagrar om jag förstått det hela rätt -

Det heter inte Highlight Tone Priority för ingenting.

 

[wfrank]

Du är så klok Persson! ;-)

Men jag kan ändå inte låta bli att när detta sidoämne ändå trillar in i tråden undra huruvida HTP verkligen "komprimerar" bildens omfång (histogrammet) till det "synliga" (alltså motsvarande highlightsdelen i husexemplet ovan). Eller om HTP i själva verkat bara flyttar histogrammets mittpunkt. Mycket fnuttar här, men det går nog vid det här laget att förstå vad jag menar. Hoppas jag.

 

[apersson850]

Enligt de initierade fungerar det så, att först underexponerar den ett steg, för att inte bränna ut högdagrarna, och sedan lyfter den skuggorna, för att de inte ska bli för svarta. Det är denna sista manöver som ska vara orsaken till att det kan bli lite mer brus i skuggorna, då underexponering med efterföljande korrigering även lyfter bruset.

Alltså trycks hela omfånget ihop en bit, för att inte det ljusaste ska komma utanför kanten.

 

[macrobild]

Här är 2 rawfiler från 40d för några år sedan när vi diskuterade HTP
Båda bilderna är exponerade manuellt med samma tid och bländare och 400iso
I ena fallet är HTP på och i det andra avstängt.
Bilderna sedan konverterade i Camera raw utan några förändringar, Camera raw läser inte vissa metadata från kameran som exv DPP men ändå man kan tydligt se i både histogram och vid framräkningen av bilden att uttagen skiljer från de två exponeringarna dvs där en är med HTP och som exv här i skuggorna
HTP till vänster
Nu när jag åter tar fram dessa bilder och nollställer allt i Camera raw så ser bilderna helt identiska ut vid uppmätning, någon slags tolkning förekommer trots allt i programvaran.

 

[wfrank]

Ok, på min skärm ser det ut som skuggor är lyftna (HTP t.v.). Bilden är ju knappast ett exempel på då högdagrar räddas, men blir istället ett bevis på att histogrammet komprimeras (flera EV flyttas in mot det synliga) eftersom själva vitsen är att dra ner högdagrar. Här lyfts alltså både skuggor upp, och högdagrar ner - lite som shadows/highlights alltså. Är det så du tolkar det också?

 

[macrobild]

HTP bygger på som redan beskrivits av att motivet underexponeras 1steg så att högdager headroomet blir större vilket minskar risken för klippning i de ljusaste delarna av motivet samt att skuggorna lyfts en aning med annan lagd kurva, vilket jag visade ovan.
Eftersom exponeringen har minskats så betyder det halva mängden av exiterade elektroner jämfört med avstängd HTP 100iso exponering jämfört med det som motsvarar 200iso exponering =lägre signalnivå =högre signalförstärkning = försämring av skuggorna dvs där signalnivån är som lägst, brusbilden ökar dels av försämrad signalnivå och dels genom annan lagd kontrastkurva i HTP inställningen vilken ger bättre teckning i högdager och även i skugga/lågdager