Сравнение шумности матриц фотоаппаратов
НАДЁЖНОСТЬ
ЗАТВОРА Расчётная надёжность затвора по данным изготовителя.
НАДЁЖН.
ЗАТВОРА Расчётная надёжность затвора по данным изготовителя.
РАЗМЕРЫ
И ВЕС Длина, высота, ширина камеры и её вес вместе с элементами питания и картой памяти (согласно стандартам CIPA).
МАТРИЦА Число эффективных мегапикселей (Мп). Изготовитель матрицы (если известен) и тип матрицы.
МАТРИЦА Изготовитель матрицы (если известен) и тип матрицы.
МАКС. РАЗРЕШЕНИЕ Максимальное разрешение фотографического изображения.
МАКС. РАЗРЕШ. Максимальное разрешение фотографического изображения.
КРОП-ФАКТОР 50-миллиметровый объектив на камере с кроп-фактором 1.5 будет соответствовать объективу с фокусным расстоянием 75 мм на полнокадровой камере с кроп-фактором 1.0 (50 мм x 1.5 = 75 мм)
ЦВЕТНОЙ
ФИЛЬТР Фотодиоды матрицы фотоаппарата воспринимают только разницу в освещённости (а не цвета) и могут создавать лишь чёрно-белое изображение. Для воспроизведения цветного изображения на матрицу накладывается светофильтр из первичных цветов: красного, синего и зелёного.
ШАГ ПИКСЕЛЯ Расстояние между центрами соседних пикселей (фотодиодов) на матрице. Чем больше фотодиоды, тем больше света они могут "собрать" и тем ниже будет уровень шумов в конечных снимках.
НЧ ФИЛЬТР Низкочастотный фильтр размывает мельчайшие детали изображения, чтобы удалить муар и цветовые артефакты в сценах с мелкими регулярными структурами. Без НЧ фильтра (и с хорошим объективом!) изображение получается резче, но существует риск появления муара в определенных сценах.
ФОРМАТНОЕ СООТНОШЕНИЕ Отношение ширины кадра к высоте, обычно соответствующее формату матрицы. Большинство современных цифровых фотокамер позволяют делать снимки в различных форматных соотношениях.
ФОРМАТН. СООТНОШ. Отношение ширины кадра к высоте, обычно соответствующее формату матрицы. Большинство современных цифровых фотокамер позволяют делать снимки в различных форматных соотношениях.
ОБЩАЯ ОЦЕНКА DXOMARK оценивает общую "шумность" матрицы, формацию цветового шума, способность камеры корректно отображать высококонтрастные сцены и её возможности при плохой освещенности.
ГЛУБИНА ЦВЕТА Глубина цвета в битах (DXOMARK Portrait Score). Чем выше значение глубины цвета, тем лучше качество цветопередачи данного фотоаппарата.
ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН Максимальный динамический диапазон камеры в экспозиционных числах (DXOMARK Landscape Score). Чем шире динамический диапазон фотоаппарата, тем лучше он способен одновременно передавать и яркие и тёмные участки одной сцены.
ДИНАМИЧ. ДИАПАЗОН Максимальный динамический диапазон камеры в экспозиционных числах (DXOMARK Landscape Score). Чем шире динамический диапазон фотоаппарата, тем лучше он способен одновременно передавать и яркие и тёмные участки одной сцены.
LOW-LIGHT ISO Эффективность камеры при низком уровне освещенности в значениях ISO (DXOMARK Sports Score).
ВИДОИСКАТЕЛЬ Покрытие кадра в процентах (охват ВИ) и увеличение видоискателя, исправленное с учётом кроп-фактора матрицы (реальный размер видоискателя).
Поворотный
ЖК-дисплей
( с разрешением 1 036 800 точек )
Фиксированный
ЖК-дисплей
( с разрешением 1 620 000 точек )
ОСОБЕННОСТИ ДИСПЛЕЯ Наличие функции Live View (предпросмотр в реальном времени) и сенсорного дисплея (Touch Screen).
ОСОБЕННОСТИ Наличие функции Live View (предпросмотр в реальном времени) и сенсорного дисплея (Touch Screen).
ВЕРХНЯЯ
ЖК-ПАНЕЛЬ На верхней ЖК-панели отображаются основные настройки фотокамеры.
ВЕРХНЯЯ ПАНЕЛЬ На верхней ЖК-панели отображаются основные настройки фотокамеры.
ТОЧКИ АФ Точки автофокусировки,
как показано на рисунках внизу:
° обычные (линейные) датчики
° крестовые датчики
° двойные крестовые датчики
зоны контрастного автофокуса
КРЕСТОВЫЕ ТОЧКИ Количество точек автофокусировки крестового типа.
КРЕСТОВ. ТОЧКИ Количество точек автофокусировки крестового типа.
Минимально возможное экспозиционное число рабочего диапазона автофокуса (при 23°C и ISO 100). Чем меньше это число, тем меньше света необходимо для нормальной работы автофокуса.
ПОКРЫТИЕ АФ Покрытие кадра датчиками автофокусировки в процентах.
ВСТРОЕННЫЙ АФ-МОТОР На фотоаппарате со встроенным мотором фокусировки будет работать система автофокуса у старых объективов, не имеющих собственного мотора.
АФ-МОТОР На фотоаппарате со встроенным мотором фокусировки будет работать система автофокусировки у старых объективов, не имеющих собственного мотора.
Обычно очень просто сравнить характеристики двух камер, но мы не можем судить об уровне шума без тестовых снимков. Фотограф Брендан Дэви взял на себя обязанность, создать ресурс Sensor Noise DB. Как фотограф, который снимает много ночных и сцен, Дэви знает какие камеры имеют минимальный уровень шума при съемке с длительной выдержкой при высоких ISO. Для поиска базовых характеристик камер Дэви снимает длинные выдержки с закрытой крышкой корпуса, прикрепленной вместо объектива.
Для каждой камеры он делает 3 различных снимка с длительностью экспозиции 1 секунда, 30 секунд и 300 секунд (5 минут). Другие факторы остаются неизменными: свет не попадает в видоискатель, съёмка ведётся при комнатной температуре, ISO установлена на уровне 3200, NR (подавление шума) выключен, RAW максимального качества.
Для того, чтобы сравнить результаты двух камер, просто выберите их из выпадающего меню на сайте Дэйви. Вот Canon 1D X по сравнению с Nikon D4:
Дэви говорит, что его тесты позволили сделать некоторые интересные наблюдения. Одно из них, что камеры часто работают хорошо на 1 секунде и 30-секундных экспозициях, но очень плохо в течение 5 минут.
Например, Nikon D7100 очень плох при съемке с длительной выдержкой при высоких ISO:
Дэви также обнаружил, что некоторые камеры по всей видимости, выполняют дополнительное снижение уровня шума на фотографиях, независимо от настроек камеры.
База данных также показывает, что более дорогие камеры не всегда обеспечивают лучшее качество изображения. Поскольку некоторые модели камер оборудованы одинаковыми или аналогичными датчиками разница в качестве снимка будет незначительной или вовсе будет отсутствовать, несмотря на разницу в ценниках.
Качественную оценку уровня шума будем производить с помощью программного обеспечения RawDigger (достаточно trial версии) по следующей методике:
численные значения шума буду получать как среднее арифметическое среднеквадратичного отклонения в каналах:
RGBdev=(Rdev+Gdev+Bdev+G1dev)/4
Как видно из полученных данных: чем дольше время экспозиции, тем больше прогревается матрица изображения, и тем больше увеличивается уровень шума в изображении! Следовательно, для снижения уровня шума на фотографии матрицу изображения нужно охлаждать! В модифицированном фотоаппарате CANON EOS 650Da для этого я применил графитовый теплопроводный лист на основе графена толщиной в 10 атомов имеющий теплопроводность до 5 раз большую, чем медь!
Единственным теплоотводом матрицы изображения в фотоаппарате является металлическая рамка. Лист является само клеящимся, что облегчает задачу его монтажа:
В качестве теплообменника я буду использовать массивный кронштейн камеры для крепления штатива, который ни к чему электрически не подключен и предназначен только для крепления камеры на штативе:
Для уменьшения шума квантования тепло буду также отводить и с микросхемы АЦП
Теперь будем проведем серию экспериментов при следующий условиях:
1. Камера CANON EOS650Da как есть при комнатной температуре +26°С
2. Камера CANON EOS650Da с радиатором охлаждения (подошёл радиатор охлаждения процессора от компьютера) при комнатной температуре +26°С
3. Камера CANON EOS650Da с радиатором охлаждения, охлаждённого до температуры +0С во льду (имитация охладителя на элементе Пельтье) при комнатной температуре +26°С
4. Камера CANON EOS650Da с радиатором охлаждения в морозилке -5°С (имитация съёмки зимой на морозе).
Первый эксперимент. Сделаем набор фотографий на выдержке 1/400 сек (Биасы/офсеты) во всех условиях. Причём при комнатной температуре без радиатора сделаем фотографии без пауз и с паузой 2 минуты
Как видно из полученного графика все кривые практически ложатся друг на друга, т.к. матрица не успевает нагреться. Так происходит вплоть до выдержки в 1сек включительно! Т.к. уровень шумов на ISO12800 и ISO25600 является необычайно большим в дальнейшем на этих значениях ISO анализировать данные не будем! Эту кривую в дальнейшем будем использовать как эталонную!
Очевидно, что охлаждение опускает график уровня шумов до эталонного с выдержкой 1/400 сек! Также очевидно, что при серийной съёмке на уровень шума существенно влияет интервал между кадрами!
Графики уровня шумов в зависимости (кликабельно):
Третий эксперимент. Наиболее часто в астросьёмке через телескоп системы Ньютона применяется экспопара ISO1600@1min. Выдержка 1 минута наиболее популярна у астрофотографов, т.к. её легко обеспечивает экваториальная монтировка без гидирования. На ISO=1600 на камере прорисовываются практически все объекты дальнего космоса! Для сохранения яркости изображения, если уменьшить значение ISO на 1EV, то величину выдержки нужно будет соответственно увеличить тоже на 1EV (1EV в фотографии измерение яркости в 2 раза). Таким образом вы получаем набор экспопар, дающих одинаковые по яркости изображения:
ISO100@16min, ISO200@8min, ISO400@4min, ISO800@2min, ISO1600@1min, ISO3200@30sec, ISO6400@15sec.
Увеличивая значение ISO мы повышаем уровень шумов, но т.к. уменьшается время экспозиции то понижается уровень тепловых шумов!
Получается что уровень шума ISO3200 ниже чем ISO1600+1EV, ISO1600+2EV шумит значительно больше чем ISO6400, но ISO6400 шумит лишь немного больше чем ISO3200+1EV!
Уровень шумов у ее вдвое меньше! При этом, CANON EOD 5D Mark-II имеет более широкий ряд значений ISO:
Как очевидно из графика, для CANON EOS650D значение ISO=160 шумит меньше чем ISO=100, а ISO=320 шумит меньше чем ISO=200! Начиная с ISO=640 и до ISO=1600 уровень шума линейно возрастает. Шум на более высоких значения ISO возрастает гораздо сильнее!
Качественную оценку уровня шума будем производить с помощью программного обеспечения RawDigger (достаточно trial версии) по следующей методике:
численные значения шума буду получать как среднее арифметическое среднеквадратичного отклонения в каналах:
RGBdev=(Rdev+Gdev+Bdev+G1dev)/4
Как видно из полученных данных: чем дольше время экспозиции, тем больше прогревается матрица изображения, и тем больше увеличивается уровень шума в изображении! Следовательно, для снижения уровня шума на фотографии матрицу изображения нужно охлаждать! В модифицированном фотоаппарате CANON EOS 650Da для этого я применил графитовый теплопроводный лист на основе графена толщиной в 10 атомов имеющий теплопроводность до 5 раз большую, чем медь!
Единственным теплоотводом матрицы изображения в фотоаппарате является металлическая рамка. Лист является само клеящимся, что облегчает задачу его монтажа:
В качестве теплообменника я буду использовать массивный кронштейн камеры для крепления штатива, который ни к чему электрически не подключен и предназначен только для крепления камеры на штативе:
Для уменьшения шума квантования тепло буду также отводить и с микросхемы АЦП
Теперь будем проведем серию экспериментов при следующий условиях:
1. Камера CANON EOS650Da как есть при комнатной температуре +26°С
2. Камера CANON EOS650Da с радиатором охлаждения (подошёл радиатор охлаждения процессора от компьютера) при комнатной температуре +26°С
3. Камера CANON EOS650Da с радиатором охлаждения, охлаждённого до температуры +0С во льду (имитация охладителя на элементе Пельтье) при комнатной температуре +26°С
4. Камера CANON EOS650Da с радиатором охлаждения в морозилке -5°С (имитация съёмки зимой на морозе).
Первый эксперимент. Сделаем набор фотографий на выдержке 1/400 сек (Биасы/офсеты) во всех условиях. Причём при комнатной температуре без радиатора сделаем фотографии без пауз и с паузой 2 минуты
Как видно из полученного графика все кривые практически ложатся друг на друга, т.к. матрица не успевает нагреться. Так происходит вплоть до выдержки в 1сек включительно! Т.к. уровень шумов на ISO12800 и ISO25600 является необычайно большим в дальнейшем на этих значениях ISO анализировать данные не будем! Эту кривую в дальнейшем будем использовать как эталонную!
Очевидно, что охлаждение опускает график уровня шумов до эталонного с выдержкой 1/400 сек! Также очевидно, что при серийной съёмке на уровень шума существенно влияет интервал между кадрами!
Графики уровня шумов в зависимости (кликабельно):
Третий эксперимент. Наиболее часто в астросьёмке через телескоп системы Ньютона применяется экспопара ISO1600@1min. Выдержка 1 минута наиболее популярна у астрофотографов, т.к. её легко обеспечивает экваториальная монтировка без гидирования. На ISO=1600 на камере прорисовываются практически все объекты дальнего космоса! Для сохранения яркости изображения, если уменьшить значение ISO на 1EV, то величину выдержки нужно будет соответственно увеличить тоже на 1EV (1EV в фотографии измерение яркости в 2 раза). Таким образом вы получаем набор экспопар, дающих одинаковые по яркости изображения:
ISO100@16min, ISO200@8min, ISO400@4min, ISO800@2min, ISO1600@1min, ISO3200@30sec, ISO6400@15sec.
Увеличивая значение ISO мы повышаем уровень шумов, но т.к. уменьшается время экспозиции то понижается уровень тепловых шумов!
Получается что уровень шума ISO3200 ниже чем ISO1600+1EV, ISO1600+2EV шумит значительно больше чем ISO6400, но ISO6400 шумит лишь немного больше чем ISO3200+1EV!
Уровень шумов у ее вдвое меньше! При этом, CANON EOD 5D Mark-II имеет более широкий ряд значений ISO:
Как очевидно из графика, для CANON EOS650D значение ISO=160 шумит меньше чем ISO=100, а ISO=320 шумит меньше чем ISO=200! Начиная с ISO=640 и до ISO=1600 уровень шума линейно возрастает. Шум на более высоких значения ISO возрастает гораздо сильнее!
Читайте также: