主题:★ 动态范围与画质, 你可能不知道的另一面......
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泡菜
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parkar 发表于 2016-3-28 15:38
有一些不同的看法,供讨论。
在暗部,许多色阶实际上是因为信噪比不够而被浪费掉了,因此针对暗部降噪的技术,实际上是有效利用了原来被浪费掉的暗部色阶,而并不是去扩展相同数量色阶下所记录的光强范围。所以从这个角度来说,传感器噪声的控制得到的动态范围提升是实实在在的,并不会造成其他不良影响。

给定色阶所需要记录的光强范围,是由单个像素的溢出值决定的,也就是从0到溢出,把所有的色阶按照0到溢出值分配。这样从光强为0开始的暗部,如果信噪比不好,加入了噪声,就完全没用,于是实测动态范围就低。
所以动态范围跟像素对光电子的最大容纳能力以及暗部噪声有关。所以如果是拓展前者,在色阶数不变的情况下,确实会对色彩分辨造成影响,但如果是从后者改进,则只有好处没有坏处。目前厂家主要做的是后者,也就是噪声控制更主要一些 。前者有一种非线性器件,可以通过非线性的关系控制溢出,极大拓展亮部,这在一定的色阶数下,就会产生lz说的问题。但这种传感器,目前还在研究阶段,还没有在普通相机上使用。
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有一些不同的看法,供讨论。
在暗部,许多色阶实际上是因为信噪比不够而被浪费掉了,因此针对暗部降噪的技术,实际上是有效利用了原来被浪费掉的暗部色阶,而并不是去扩展相同数量色阶下所记录的光强范围。所以从这个角度来说,传感器噪声的控制得到的动态范围提升是实实在在的,并不会造成其他不良影响。
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刘云飞 发表于 2016-03-28 05:32
当年跑到无忌来玩,主要是喜欢在C谈交流讨论。因为当时感觉C坛除了交流C机的拍摄之外,讨论数码相机技术层面的东西比较多。 N坛也没少参与,而N...

按楼主的说法,这次1dx2和80d完全不适合拍人像啊,11.7ev见光就死黑的5d3才是人像终极武器。
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拿大画幅机器拍商业大片的顿时傻眼了,原来几百万买个机器还不如1300d。
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有道理。
之前一直不认可动态范围大小等同于画质高低的说法,凭感觉动态范围越大,画面细腻度反而变差,画质反而变坏。胶片亦然,数码同理,不变的法则。
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之前腹肌访谈还在说取舍问题

说的通可是你找不到标榜高性能但不往高动态上靠的 , 看中幅后背高动态和高像素和高感 - 三高天然正义


虽然12 bit 让然比8 bit jpg规格强不少, 但是如果做比较大的后期调整可能会使其缺陷变得明显, 毕竟理论上色阶粗糙了4倍。

2^4倍?
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好贴,然并卵,有人照样会天天给你拉五档比暗部
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135发展得太快了,现在谁先上16bit谁就有主动权,提升动态范围已经不是主要的。

m43还死撑12bit简直无法理解
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以前我也这么理解,在一定的数据量下,动态范围越大,色彩就越差。不过技术会进步的。
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换一张要不?

你又要醉了
前路叠字2 发表于 2016-3-28 13:36
翻来覆去都是顶楼那张图,醉了!
本帖最后由 刘云飞 于 2016-3-28 13:45 编辑

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前路叠字2 发表于 2016-3-28 13:36
翻来覆去都是顶楼那张图,醉了!


别开车。
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恩不错,有总比没有好。
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如图
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当年跑到无忌来玩,主要是喜欢在C谈交流讨论。因为当时感觉C坛除了交流C机的拍摄之外,讨论数码相机技术层面的东西比较多。 N坛也没少参与,而N坛的感觉是相机功能和相机使用的经验和技术探讨见长。当年的CN大战主要是相机画质的技术层面。在讨论中虽然经常不同意见者讨论激烈, 但是也通过讨论更加了解一些相关的事情。

本次提出一个大家近几年来听到的最多的叫的最响的声音--动态范围的,有关画质的讨论。动态范围大,好处大家都知道, 但是有没有什么不好呢? 可能很多人从来就没有问过这个问题。

从理论入手, 分析ADC采样深度,采样精细度与动态范围大小的关系, 我们似乎可以得出这样的推论, 同样是主流的14 bit RAW,11 EV 与12 EV动态范围的相机来比较画质, 后者动态范围的增加会提高记录图像的高光区或黑暗区的表现力,而前者也并非一定是劣势,可能在色阶表现方面更精细而细腻。

关于14 bit RAW。14 bit 采样深度意味着 2^14=16384 个状态, 代表CMOS或CCD图像感应器每个像素(R或G或B, 每个色通道)上ADC采样的亮度为16384 级。 可以理解为16384 级的亮度阶梯。 可以说1~16384或者0-16383, 总之都是16384级,这是14 bit采样所能得到的最多的色阶数。

ADC 采样深度的bit 数和动态范围无关。一个感应器的11 bit ADC换成12bit并不能增加动态范围(动态范围取决于像素的物理特性--像素的电荷容量、噪声等)。同样动态范围下,后者采样的亮度阶梯数量增加了一倍, 对同样亮度范围内的采样色阶会细腻一倍(前提是噪声足够小而使得噪声不会影响色阶表现)。所以当前14 bit 为主流的情况下, 用12 bit RAW的所能表现的色阶数量理论上比 14 bit 降低了3/4, 只剩下1/4的色阶了。 虽然12 bit 让然比8 bit jpg规格强不少, 但是如果做比较大的后期调整可能会使其缺陷变得明显, 毕竟理论上色阶粗糙了4倍。

那么在一定的采样深度,比如14 bit之下, 动态范围从11 EV增加到12 EV呢?动态范围增加一档, 这无疑对RAW文件解码的时候还原高光或暗部信息有好处。 俗话说患得患失, 此时动态范围增加后能得到更多的高光或暗部信息的同时, 我们会在画质上有什么牺牲吗? 理论上说是有。 因为同样的采样深度14 bit, 覆盖的动态范围增加1 EV意味着亮度范围增加一倍, 那么采样的精细度就降低为1/2。比如拍某个人像, 人脸的某部分亮度区间内动态范围为11 EV的某相机14 bit采样数量为3000个不同的色阶值, 如果换成提高一档为12 EV动态范围的相机,则脸上同一区域只能采样得到1500个不同的色阶值,减少50%。 那么在图像还原时候,后者的人脸皮肤表现在屏幕上看着可能就缺少色阶细节, 反差降低, 发灰。因为缺失的那部分色阶用于增加的那一档的高光区或暗区的采样记录去了。 总之就是同样的14 bit, 同样的阶梯数, 动态范围越高, 阶梯的每个台阶就被拉伸的越大, 台阶越显粗糙。对应画质上, 反差和细腻度可能就会受到影响。
或者反过来理解, 采样深度14 bit不变而增加动态范围相当于动态范围不变而降低采样深度, 都是引起采样的阶梯变粗糙, 试想一个本来14 bit 采样, 11 EV动态范围的相机, 将其采样bit 降低, 12 bit、8 bit,极端些到2 bit, 这样拍照下来人脸或天空最多只有2^2=4个阶梯的色阶(每通道), 三个通道为4x4x4=64色, 这样即便能保持11 EV的动态范围, 保持2048:1的反差, 但是色阶会有明显的断裂而没法儿谈画质细腻和肤色表现了。

结论是, 如果拍照自然风景,重点不是细腻的色阶过渡而是高光和暗部的记录、一般色彩和线条刻画, 或许可以考虑14 bit 的高动态范围相机;而如果拍人像或者强调主体色阶表现, 和细腻的色阶过渡, 14 bit 的高动态范围的相机可能并不能很好满足需要。一个相机如果提高动态范围 1 EV, 同时也应该提高采样深度1 bit,这样才能保持同样的色阶细腻度。理论上同样的动态范围下采样深度 bit 数越多越好;同样的bit数采样, 动态范围越大越好? 未必一定是好。

最后,看看这张佳能1200D的人像样片,细腻的肌肤表现令人难忘,ISO100的最大动态范围是10.72 EV (DXO)。谁会去关心其动态范围不足呢? Whatever.
(Full:  http://www.canon.com.cn/products/camera/eos/lineup/1200d/img/sample1_zoom.jpg
本帖最后由 刘云飞 于 2016-3-28 13:36 编辑

相关标签: 佳能 Canon 反差 DxO
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