Gibt es eine Einrichtung zur Reduzierung des Dynamikumfangs (vorzugsweise passiv, optisch)?

Bei der Klangverarbeitung kann ein Compressor verwendet werden , um den Dynamikbereich (DR) des Signals zu verringern. In der Fotografie stoßen wir häufig auf das Problem von Szenen, bei denen DR größer ist als die Aufnahmefähigkeit des Sensors. Zum Beispiel eine Person auf einem weißen Schneehintergrund fotografieren. Dies führt dazu, dass entweder das Motiv unterbelichtet ist, der Schnee überbelichtet ist oder beides.

Ein Neutralfilter wird verwendet, um die vom Sensor empfangene Lichtmenge zu reduzieren. Ein einheitliches Filter reduziert jedoch (theoretisch) nicht die Szene DR. In einigen Fällen kann ein abgestufter ND-Filter hilfreich sein, die Verwendung ist jedoch sehr spezifisch.

Gibt es ein Gerät (Material), das die empfangene DR reduzieren kann? Vorzugsweise ein passives Gerät (wie ein Linsenfilter)?

Offensichtlich muss im obigen Soundkompressor-Beispiel der DR der Signalkette in der Lage sein, den ursprünglichen DR aufzunehmen, um unerwünschtes Abschneiden und Verzerren zu verhindern. In der Digitalfotografie entspricht dies einem High-DR-Sensor, und die Komprimierung selbst entspricht der HDR-Tonzuordnung.

dynamic-range ysap
quelle

engadget.com/2011/06/25/… : D

Dreamager

Ein Filter wäre dazu nicht in der Lage, da das gesamte Bildlicht den gesamten Filter durchläuft. Das Gerät müsste einer "scharfen Maske" ähneln; Etwas, das einem fokussierten Bild direkt vor dem Sensor eine variable neutrale Dichte verleiht. Man könnte sich vermutlich ein System vorstellen, das das Bild auf ein Maskierungselement (passiv, wie eine variable Sonnenbrille oder aktiv) fokussiert, durch das Sie dann schießen würden, aber dann müsste das primäre Objektiv auf diesem Gerät und ein sekundäres Objektiv montiert werden Objektiv wäre zwischen der Kamera und dem Gerät erforderlich. Klingt für mich nach Geld und Gewicht.

Als Referenz behandelt diese Frage photo.stackexchange.com/questions/15363/…, warum ein Neutral Density-Filter DR nicht reduziert.

Sean

@ Dreamager - danke, dass du mich daran erinnert hast, warum ich HDR hasse ...

ysap

@ysap Kein Scherz - das Video zeigt uns zunächst, wie "richtig belichtet" für die dunklen und hellen Bereiche aussieht. Nein, "richtig belichtet" bedeutet, dass Schwarz schwarz und Weiß weiß und nicht mittelgrau ist!

Evan Krall

Antworten:

Zu diesem Zweck hat Tiffen eine Reihe von Filtern entwickelt , die den Kontrast verändern . 1992 erhielten sie von der Academy of Motion Picture Arts and Sciences einen Technical Achievement Award für die Entwicklung der Filter.

Staale S
quelle

Einige Beispielbilder, die ich gefunden habe: forums.dpreview.com/forums/…

Sean

Wow, das ist unerwartet und glatt! Ich frage mich, ob es aufgrund ihrer Behauptung, dass es funktioniert, "indem das Umgebungslicht über die gesamte Szene verteilt wird, um alle Schattenbereiche aufzuhellen", keine Auswirkung auf die Weichzeichnung des Bildes gibt (trotz ihrer Behauptung). Leider konnte ich auf ihrer Website keine detaillierteren Beispiele finden, aber danke @Sean für den Forum-Link.

ysap

Wenn man die Beispielbilder weiter untersucht, scheint es, dass man sie definitiv nicht verwenden möchte, wenn die Szene überhaupt nicht problematisch ist (wie das erste Bild). Die Verwendung des Filters, wenn große Teile des Bildes ein unproblematisches Motiv enthalten (wie das zweite Bild), ist ebenfalls nicht gut (obwohl einige Details am Himmel wiederhergestellt werden, wird das gesamte Bild beeinträchtigt. Das letzte Bild ist ein totales Durcheinander.).

ysap

Das heißt, es kann möglich sein, mehr Details in der Nachbearbeitung wiederherzustellen, wobei das Spielen mit der Tonkurve und / oder das Hinzufügen eines lokalen Kontrasts die Bilder ansprechender erscheinen lassen.

15.

Sie könnten wahrscheinlich den gleichen Effekt für viel billiger bekommen, wenn Sie nur den billigsten UV / NC-Filter kaufen, den Sie finden können. Alternativ können Sie auch ein wenig auf Ihrem Objektiv atmen.

Evan Krall

Ein Polarisationsfilter tut dies auf sehr begrenzte Weise. Wenn das starke Licht (Lichter) stark polarisiert ist, kann das Polarisationsfilter den Dynamikbereich verringern.

kiwidamien
quelle

+1, obwohl ich denke, es ist nur für bestimmte Situationen wahr. Ich kann mir das Gegenteil vorstellen, bei dem die Schatten polarisiert sind und damit DR zunehmen.

15.

Eigentlich kann das kein Problem sein, ysap. Wenn die Schatten polarisiert sind, stellen Sie den Polarfilter so ein, dass sie bei minimalem Lichtverlust im Filter gerade durchgelassen werden. Unpolarisierte Glanzlichter werden von der Pola um ca. 2 Stufen abgeschnitten. Sofortige DR-Reduzierung. (Ich weiß, dass sie so etwas tun, um manchmal Reflexionen hervorzuheben)

Staale S

@Staale S - Wollen Sie damit sagen, dass die 2 in Lichter geschnittenen Blenden die Schatten nicht beeinflussen? Polarisatoren schneiden zwar die Lichtintensität des Bildes ab, aber AFAIK erfolgt gleichmäßig über das gesamte Intensitätsspektrum. Die Polarisationsfilterung kommt zum regulären Lichtverlust hinzu.

15.

Genau das sage ich, ysap. Polarisatoren sind im Wesentlichen wie Jalousien und schneiden Licht ab, das nicht mit den Lamellen im Filter ausgerichtet ist. Normalerweise wird dies verwendet, um Reflexionen zu unterdrücken, indem der Filter so gedreht wird, dass die Lamellen nicht mit der Polarisation der Reflexionen übereinstimmen. Das meiste "normale" Licht passt auch nicht zu den Lamellen, was zu einem 2-Stufen-Lichtverlust führt. Aber wenn die Reflexionen zu den Lamellen passen ... werden sie fast ungehindert durchgelassen. Und Nichtreflexionen werden immer noch um 2 Stufen reduziert.

Staale S

@Staale S - OK, ich verstehe, was du meinst. Es macht Sinn, aber ich muss es begreifen ...

ysap

So etwas wurde noch nicht erfunden.

Obwohl Fuji mehrere Versuche unternommen hat, dieses Problem zu lösen, einschließlich der berühmten SuperCCD SR, die im S5 Pro verwendet wird. Bei der Version der vierten Generation werden kleine Fotoseiten mit niedriger Empfindlichkeit zwischen Fotoseiten mit Standardempfindlichkeit platziert, wobei im Wesentlichen gleichzeitig Belichtungen erfasst werden. Dann verbindet die Software in der Kamera diese beiden Elemente zu einem.

Anschließend führten sie den SuperCCD EXR ein, der eine einheitliche Anordnung von rautenförmigen Pixeln aufweist und die Hälfte von ihnen während der Belichtung lesen kann, um sie einzufangen, bevor sie gesättigt sind. Die zweite Hälfte der Pixel wird am Ende der Belichtung gelesen und mit der ersten Hälfte gemischt, um ein Bild mit erweitertem Dynamikbereich zu erzeugen. Da Sie diese Version als Imaging verwenden können, sind sie zwar einfacher herzustellen, unterliegen jedoch hinsichtlich der Empfindlichkeit und der Verwendung des Blitzes erheblichen Einschränkungen.

Itai
quelle

Wenn ich mich nicht irre, scheint es, als würden die Geräte von FUJI versuchen, die erfassbare DR zu erweitern - nicht den eingehenden Datenverkehr zu reduzieren. Was ist eine bessere Lösung für dasselbe Problem, aber nicht wirklich ein Gerät zum Reduzieren?

Rfusca

Nun, es hängt davon ab, wie Sie es betrachten. Es erfasst mehr DR, um es zu komprimieren, genau wie im Beispiel mit dem Soundkompressor. Sie benötigen eine Komponente, die in erster Linie den gesamten Bereich aufnehmen kann.

Itai

+1 Wahrscheinlich die andere Seite der Medaille, aber meine Frage zielte wirklich auf eine filterartige Lösung ab, die es überraschenderweise gibt.

ysap

Kontrastreduzierende Filter streuen dazu einen Teil des Lichts von spiegelnden oder hellen Quellen. Dies hellt die dunklen Bereiche des Bildes auf. Dies führt jedoch zu Rauschen, da Photonen- (Schuss-) Rauschen hinzugefügt wird. Dies unterscheidet sich beispielsweise vom Anpassen von Kurven in Photoshop, um die dunkleren Bildbereiche zu erhöhen. Letzteres verursacht kein Bildrauschen und erzeugt daher in den dunkleren Bildbereichen weniger Bildrauschen. Die Verarbeitung in Post führt zu besseren Ergebnissen, es sei denn, Sie möchten zusätzliches Rauschen, und dies ist auch in Post immer eine Option.

Doug