Annons

Myterna om brus

Produkter
(logga in för att koppla)
macrobild skrev:
inga extra fotoner bara förmågan att fånga in dom under en viss tid vilket är effektivare med en större enskild pixelyta/filfactor, precis som stor parabol
ps fotonbombardemanget kan du se som spridda skurar
Färjestad-Frölunda 3-2
Mikael

Menar du att den lilla sensorn skulle bli överfylld vid första fotonskur? Då skulle vi ha överexponering helt plötsligt då?

En stor parabol är som en stor lins och träffas ju av fler fotoner precis som att ett ljuskänsligare (större) objektiv träffas av fler fotoner. Parabolen samlar upp fotoner som kommer från en viss riktning och samlar ihop dessa till microhuvudet. Objektivet samlar upp fotoner från en viss riktning och samlar dessa till en pixel (blir ju tydligare vid oändligt avstånd till objektet, då vi inte behöver ta hänsyn till skärpedjup).

/L
 
LGK skrev:
Menar du att den lilla sensorn skulle bli överfylld vid första fotonskur? Då skulle vi ha överexponering helt plötsligt då?

En stor parabol är som en stor lins och träffas ju av fler fotoner precis som att ett ljuskänsligare (större) objektiv träffas av fler fotoner. Parabolen samlar upp fotoner som kommer från en viss riktning och samlar ihop dessa till microhuvudet. Objektivet samlar upp fotoner från en viss riktning och samlar dessa till en pixel (blir ju tydligare vid oändligt avstånd till objektet, då vi inte behöver ta hänsyn till skärpedjup).

/L

Nej det menar jag inte,att den skulle bli överfylld. Jag har beskrivit att en sensor med stor enskild pixelyta och hög filfactor kan fånga upp fler fotoner än en liten enskild pixelyta som sitter i en kompaktkamera med liten filfactor=ljusmottagande yta kan under samma tid. Detta betyder i sin tur högre signalnivå hos kameror med större sensorer.Högre signalnivå ger bättre förutsättningar för stort dynamiskt omfång och mindre brus.



Mikael
 
Senast ändrad:
Det här är ju helt sanslöst...

Om du står med en vattenslang med en spridare monterad och försöker träffa en hink på tre meters avstånd, vilken hink tror du kommer att innehålla mest vatten efter en minut - den som är en meter bred eller den som är en decimeter bred. Och, ja, en liten sensor kan överfyllas med fotoner på samma sätt som den lilla hinken kan överfyllas med vatten så att det läcker över till hinken bredvid. Det kallas "blooming".
 
macrobild skrev:
Nej det menar jag inte,att den skulle bli överfylld. Jag har beskrivit att en sensor med stor enskild pixelyta och hög filfactor kan fånga upp fler fotoner än en liten enskild pixelyta som sitter i en kompaktkamera med liten filfactor=ljusmottagande yta kan under samma tid. Detta betyder i sin tur högre signalnivå hos kameror med större sensorer.Högre signalnivå ger bättre förutsättningar för stort dynamiskt omfång och mindre brus.



Mikael

Hur jag än läser så får jag inte till att fill factor skulle per automatik vara mindre på en mindre sensor. I exemplet har han ju samma fill factor till och med!?

Jag tolkar artikeln som att dynamiken blir bättre med en stor sensor om man kan exponera så pass mycket att lilla sensorn överexponeras. Och det kan jag köpa men då talar vi ju låga ISO-tal och det är ju inte där testerna jämför.

/L

/L
 
Men snälla Lars

Du får nog läsa in dig på vad filfactor är hur en sensor fungerar. Krille, jag med flera har på ett lugnt och sansat sätt försökt förklara för dig vad det innebär och vilka fördelar en större sensor har, dvs större enskild pixelyta och stor filfactor=stor ljusmottagande yta..Hur stor filfactor beror på om det är ccd eller cmos, mindre filfactor kan kompenseras med microlinser, gäller främst cmos

läs på, det finns ett antal sidor på nätet som tar upp och beskriver ämnet
Mvh
Mikael
 
Senast ändrad:
Du nåste väl ändå ha lagt märke till att kompaktkameror har avsevärt mindre linser i sina objektiv än systemkameror. Ljusintensiteten är proportionell mot den effektiva bländaren som i sin tur är beroende av den ljusinsamlande linsens storlek.
Ta nu och jämför frontlinsen hos din kompakt med din systemkamera. Vilket objektiv tror du ger högst ljusintensitet?
Ju mindre bildformat, desto större måste den effektiva bländaren vara för att ge samma ljusintensitet. Det är till exempel därför Olympus 4:3 system överlag har ett steg högre ljusstyrka på sina objektiv än småbildsformatet.

De elektriska komponenter som finns på pixeln förutom fotodioden är i princip lika stora oavsett pixelytan. Ju större pixelytan är, desto mindre plats upptar komponenterna rent procentuellt, och desto större kan själva fotodioden bli. Fotodiodens relativa storlek i förhållande till pixelytan är fillfaktorn. Ju större pixel, desto större fillfaktor om tekniken i övrigt är densamma.
 
Intressant diskussion och bra fråga tycker jag. Tyvärr kan jag inte se att någon har kommit med en hållbar teoretisk förklaring. Mängden fotoner som "går åt" för att exponera en viss yta av bilden måste väl vara densamma oavsett sensorstorlek. För samma bildelement (t ex ett öga i ett porträtt) bör samma mängd fotoner träffa sensorn. Eller för att vända på det, i fallet med den större sensorn bör samma ljusmängd (t ex för ögat) behöva "spädas" över en större yta jämfört med den mindre sensorn, eller?
Dvs i princip kan jag förstå Lars K:s resonemang och frågeställning.

Däremot förstår jag inte resonemanget med att skärpedjupet skall vara detsamma för att jämförelsen skall vara rättvis. Jag tycker att man skall jämföra för samma EV eftersom det ger samma förutsättningar i form av ljusmängd, eller?

I praktiken tycker jag att jag kan se klart bättre brusprestanda och klart bättre dynamiskt omfång från min DSLR (Nikon D50) än mina kompakter (Olympus C-70, IXUS 850). Det skulle vara kul att förstå varför. Jag tror att vi behöver en fysiker för att reda ut begreppen här.
 
lars.wikstrom skrev:
Intressant diskussion och bra fråga tycker jag. Tyvärr kan jag inte se att någon har kommit med en hållbar teoretisk förklaring. Mängden fotoner som "går åt" för att exponera en viss yta av bilden måste väl vara densamma oavsett sensorstorlek. För samma bildelement (t ex ett öga i ett porträtt) bör samma mängd fotoner träffa sensorn. Eller för att vända på det, i fallet med den större sensorn bör samma ljusmängd (t ex för ögat) behöva "spädas" över en större yta jämfört med den mindre sensorn, eller?
Dvs i princip kan jag förstå Lars K:s resonemang och frågeställning.

Däremot förstår jag inte resonemanget med att skärpedjupet skall vara detsamma för att jämförelsen skall vara rättvis. Jag tycker att man skall jämföra för samma EV eftersom det ger samma förutsättningar i form av ljusmängd, eller?

I praktiken tycker jag att jag kan se klart bättre brusprestanda och klart bättre dynamiskt omfång från min DSLR (Nikon D50) än mina kompakter (Olympus C-70, IXUS 850). Det skulle vara kul att förstå varför. Jag tror att vi behöver en fysiker för att reda ut begreppen här.


Mängder fotoner som går åt?????
Antal fotoner som kan registreras/samlas in under en viss tid är väl det det som diskuteras, och då gäller stor sensor , stor filfactor=större förutsättningar att samla in fotoner.Dvs större dynamiskt omfång, mindre brus.
här får du en ny sida att läsa.
http://www.dpreview.com/learn/?/key=dynamic_range

One of the reasons that digital SLRs have a larger dynamic range is that their sensors have larger pixels. All things equal (in particular fill factor, "bucket" depth, and exposure time), pixels with a larger exposed surface can collect more photons in the shadow areas than small pixels during the exposure time that is needed to prevent the bright pixels from overflowing.
 
lars.wikstrom skrev:
Intressant diskussion och bra fråga tycker jag. Tyvärr kan jag inte se att någon har kommit med en hållbar teoretisk förklaring. Mängden fotoner som "går åt" för att exponera en viss yta av bilden måste väl vara densamma oavsett sensorstorlek. För samma bildelement (t ex ett öga i ett porträtt) bör samma mängd fotoner träffa sensorn. Eller för att vända på det, i fallet med den större sensorn bör samma ljusmängd (t ex för ögat) behöva "spädas" över en större yta jämfört med den mindre sensorn, eller?

Det är ju inte precis så att en foton = en pixel i den färdiga bilden, så svaret är nej. Vad som bestämmer brusnivån är förhållandet mellan hur många fotoner som träffar pixeln under en viss tidsrymd och mörkerströmmen som genereras spontant i den elektriska kretsen. Ju större den ljussamlande ytan är (dioden hos pixeln), desto fler fotoner hinner den samla in och desto starkare blir den elektriska signalen som lämnar pixeln. Eftersom mörkerströmmen som ger upphov till en del av bruset är mer eller mindre konstant vid en bestämd temperatur döljs den bättre av en stark signal än en svag. Med andra ord - signal/brusförhållandet är bättre hos en sensor med stora pixlar än hos en sensor med små.
 
Nu börjar jag tröttna, vi har hänvisat till Lars Kjellbergs eminenta förklaring, Krille och jag har tagit tid att försöka förklara.Askeys förklaring kan du läsa om du läser engelska.
Frågan är vad vill du med ditt eviga ifrågasättande?
Godnatt
Mikael
 
Hmmm, jag tycker nog fortfarande att frågan inte är besvarad på ett hållbart sätt. Jag tycker ni glömmer bort att ljuset, dvs fotonerna, alstras av solen (eller annan ljuskälla) och reflekteras från motivet, dvs det som avbildas. Ögat i mitt porträttexempel avbildas på den lilla sensorn på en mindre yta än på den större sensorn. På den större sensorn skall samma mängd ljus spridas över en större yta vilket borde innebära att ljusmängden per ytenhet (på sensorn alltså) borde minska proportionellt, eller? Håller med om att större pixlar har förmågan att samla mera ljus, men det är ju inte sensorn som alstrar ljuset, eller hur...

Det är lättare att förstå dynamiskt omfång eftersom en större sensor (i jämförelse med hinken) borde ha större möjligheter att skilja på mycket respektive lite ljus (såsom det står i askeys artikel). Om en pixel endast hade förmågan att fånga en foton skulle ju resultatet bli binärt (dvs svart eller vitt).
 
Senast ändrad:
lars.wikstrom skrev:
Intressant diskussion och bra fråga tycker jag. Tyvärr kan jag inte se att någon har kommit med en hållbar teoretisk förklaring. Mängden fotoner som "går åt" för att exponera en viss yta av bilden måste väl vara densamma oavsett sensorstorlek. För samma bildelement (t ex ett öga i ett porträtt) bör samma mängd fotoner träffa sensorn. Eller för att vända på det, i fallet med den större sensorn bör samma ljusmängd (t ex för ögat) behöva "spädas" över en större yta jämfört med den mindre sensorn

Hur skall man hantera den mer koncentrerade mängden energi som skapas när samma mängd fotoner skall samsas på en mindre yta vilket kommer att skapa en varmare sensor. Den högre temperaturen kommer att göra sensorn mindre effektiv vilket leder till mer brus. Ytterligheten vore en sensor som är så liten att den nästan hamnar i brännpunkten.

Mvh
Ulf
 
ulnion skrev:
Hur skall man hantera den mer koncentrerade mängden energi som skapas när samma mängd fotoner skall samsas på en mindre yta vilket kommer att skapa en varmare sensor. Den högre temperaturen kommer att göra sensorn mindre effektiv vilket leder till mer brus. Ytterligheten vore en sensor som är så liten att den nästan hamnar i brännpunkten.

Mvh
Ulf

Äntligen börjar vi komma någonstans. Jag tyckte att tidigare inlägg handlade mera om dynamiskt omfång än brus som ju den inledande frågan handlade om, om jag minns rätt. Tack!
 
Senast ändrad:
Kan vi i alla fall enas om det här:

* Förutsatt samma storlek kommer en sensor med färre pixlar ge lägre brus.
* Antalet fotoner som fokuseras ner på sensorn är proportionellt mot synfältet och ingångspupillens area.
* synfältet är lika med atan(R/f) där R är lika med sensorns storlek från mitten ut till kanten och f är objektivets fokallängd. (gäller för lins fokuserad på oändligheten.)

Några invändningar??? Bra... då kan vi gå vidare.

Om vi återigen antar två bildsensorer med samma pixelantal men olika storlek. Båda har objektiv med brännvidd anpassad så att synfältet är detsamma: atan(R1/f1) = atan(R2/f2) => R1/f1 = R2/f2.

Hur stor måste bländaren vara i de två fallen för att vi ska få samma skärpedjup? Wikipedia hjälper oss här:

http://en.wikipedia.org/wiki/Depth_of_field#Derivation_of_the_DOF_formulas

Vi ser alltså att DOF beror av d (aperdurens diameter) men också på c (circle of confusion) alltså den radie som ofokuseringen måste ha för att vi ska uppfatta något som ur fokus. Eftersom vi har samma antal pixlar kommer c i sin tur att vara proportionerligt mot R. Större pixlar tillåter mer ofokusering innan det uppfattas som ur fokus.
f, i sin tur, kommer att vara omvänt proportionerlig mot R (för att hålla synfältet konstant).
Om inte klockan hade varit för mycket och jag hellre umgås med familjen än att sitta här och klura hade jag kunnat räkna ut hur stor bländaren måste vara i de två fallen för att ge samma skärpedjup och hur mycket ljus som den större sensorn tappar på grund av den nedbländning som krävs. Får se om jag orkar göra den uträkningen imorgon, eller om någon annan känner sig manad.

Vi kan nog i alla fall sluta oss till att en större sensor ger mööglighet att fånga mer ljus geon att den möjliggör större linser, men därmed också kortare skärpedjup.

Det blev visst ganska virrigt det här innlägget. Hoppas nån kan ha nån form av glädje av det.
 
lars.wikstrom skrev:
Äntligen börjar vi komma någonstans. Jag tyckte att tidigare inlägg handlade mera om dynamiskt omfång än brus som ju den inledande frågan handlade om, om jag minns rätt. Tack!

Varför får jag en känsla av att du bara läser vartannat eller vart tredje inlägg?
 
macrobild skrev:
Men snälla Lars

Du får nog läsa in dig på vad filfactor är hur en sensor fungerar. Krille, jag med flera har på ett lugnt och sansat sätt försökt förklara för dig vad det innebär och vilka fördelar en större sensor har, dvs större enskild pixelyta och stor filfactor=stor ljusmottagande yta..Hur stor filfactor beror på om det är ccd eller cmos, mindre filfactor kan kompenseras med microlinser, gäller främst cmos

läs på, det finns ett antal sidor på nätet som tar upp och beskriver ämnet
Mvh
Mikael

Ja, nu har jag plöjt igenom Ting Chen o Co rapport och börjar väl förstå det där med fill factor. Måste tyvärr påstå att parabolexemplet och hinkexemplet mer förvirrade än förklarade. Även de tester som jag har hittat är ju väldigt missvisande (när man pötsligt börjar ändra bländaröppningen)

Alltså fillfaktorn är sämre på små sensorer (om de är gjorda med samma teknologi, vilket vi får anta är en förutsättning för mitt ursprungsinlägg)
Myterna är väl därmed fakta till viss del i alla fall.

Däremot hänger jag fortfarande inte med i resonemanget som Lars Kjellberg för(http://www.qpcard.se/BizPart.aspx?tabId=75&tci=128). Det kanske har med era exempel ovan att göra?? Att en större sensor saturerar senare än en liten vid "överexponering" kan jag köpa (hinken kan fyllas med mer vatten) men varför den skulle fyllas full lika fort som den mindre förstår jag inte (om inte fillfaktorn är dubelt så stor då, men de var ju samma i exemplet).

Om vi tar hinkexemplet så ändrar vi ju brännvidden för att få samma avbild, dvs ändrar strilen så att den bli smalare. Bländaröppningen (=flödet av vatten) behåller vi ju. Då borde ju lilla hinken bli full snabbare (dvs båda hinkarna innehålla samma mängd vatten efter en viss tid).

Övriga artiklar som han (Kjellberg) har gjort tycker jag bekräftar mina tankegångar kring bländaröppning, ISO-tal etc.

Har ni någon länk till någon som testat olika stora sensorer med avseende på brus? Någon som vet hur mycket fill factor varierar i praktiken (typ mellan D3 och D300)?

/Lars
 
Christian: Varför får jag känslan att du inte läser inläggen som du svarar på? Ursäkta att jag kanske har missförstått eller inte alls förstått era svar, men jag tycker att ni har pratat om dynamiskt omfång, vilket är en annan diskussion än brus. Jag har också sagt att jag är helt överens vad gäller facit (dvs att t ex Nikon D3 är överlägsen vad gäller brus). Däremot vore det intressant att förstå varför. Nu skall jag inte slänga in flera brandfacklor här eftersom ni verkar bli så upprörda, men jag fortsätter bevaka med intresse...;-)
 
Senast ändrad:
Krille skrev:
Du nåste väl ändå ha lagt märke till att kompaktkameror har avsevärt mindre linser i sina objektiv än systemkameror. Ljusintensiteten är proportionell mot den effektiva bländaren som i sin tur är beroende av den ljusinsamlande linsens storlek.
Ta nu och jämför frontlinsen hos din kompakt med din systemkamera. Vilket objektiv tror du ger högst ljusintensitet?
Ju mindre bildformat, desto större måste den effektiva bländaren vara för att ge samma ljusintensitet. Det är till exempel därför Olympus 4:3 system överlag har ett steg högre ljusstyrka på sina objektiv än småbildsformatet.

De elektriska komponenter som finns på pixeln förutom fotodioden är i princip lika stora oavsett pixelytan. Ju större pixelytan är, desto mindre plats upptar komponenterna rent procentuellt, och desto större kan själva fotodioden bli. Fotodiodens relativa storlek i förhållande till pixelytan är fillfaktorn. Ju större pixel, desto större fillfaktor om tekniken i övrigt är densamma.

Del 1:
Är vi överrens om att man borde jämföra brusnivåerna med samma absoluta bländaröppning då?

Del 2:
Jag var övertygad att man med sk microlinser kundefå upp fillfaktorn till i stort sett samma oavsett sensorstorlek, men nu är jag inte lika övertygad...

/L
 
Varför får jag känslan av att den här tråden börjar likna en teknisk variant på den gamla Monthy Python sketchen " I want an argument"
 
Till Lars. Jag förstår nu att du är ny på fotosidan.
Jag har ett antal jämförelser som är visade här på fotosidan, allt från hur olika nikon och canonkameror uppträder vad det gäller brus , Krille som har svarat dig tidigare i tråden arbetar för tidningen Foto och har gjort ett stort antal tester för under många år för tidningen.
Här kan du läsa om brusbilden från Nikon d200 och 5d som exempel Bilderna är även använda som illustration om brus i tidningen Profsfotohttp://www.fotosidan.se/forum/showthread.php?s=&threadid=55259&highlight=brus+5d+d2x
Vad vill du veta?
Mikael.
 
Senast ändrad:
ANNONS
Götaplatsens foto – en riktig fotobutik.