Reply to comment
Последние 2 бита - зачем они?
Submitted by ib on 9 June, 2008 - 18:13
Иллюстрация 1
В последнее время высказывается мнение, что 14 бит - излишество, так как в двух последних битах нет ничего, кроме шума. Никакой информации. Соображения о том, что каждая зона в 14-битной картинке содержит в 4 раза больше уровней, также не принимаются, так как оппоненты утверждают, что эти дополнительные уровни - "неправильные", ничего, кроме шума, не содержащие. Демонстрации, что дополнительные 2 бита поднимают разрешение - также игнорируются. Однако - судите сами.
На первой иллюстрации - результат конвертации ночного снимка Парижа (Nikon D3) с коррекцией на 12 eV перед конвертацией. Заметим, что если диапазон яркостей в сцене не столь велик, то уже после коррекции на 8-9 eV изображение часто пропадает полностью.
На второй - демонстрация гистограмм синего патча Macbeth ColorChecker. Снимки сделаны Nikon D3 на эффективной чувствительности ISO 3200. Левый патч на иллюстрации снят в режиме записи 12 бит, правый - в режиме записи 14 бит.
На третьей - сопоставление разрешения мишени, представляющей собой три малоконтрастные тонкие полоски (они отличаются от фона на 1/6 eV), после коррекции в конверторе на 7 eV. По сути, это воспроизведение малоконтрастных деталей в тенях.
И, наконец, на четвёртой и пятой - независимый эксперимент, поставленный участником форума DPReview David'ом.
В своём эксперименте он модифицировал dcraw, заполнив нулями старшие 12 бит 14-битного NEF'а, полученного из камеры Nikon D300. Иллюстрация 4 - вся сцена, иллюстрация 5 - та же сцена после усекновения 12 бит, до баланса белого и гамма-коррекций.
Возьмём результат Дэвида (а он, заметим, представляет собой JPEG, к тому же - уменьшенный в нецелое число раз, 2.1 по каналу, 4.2 по разрешению матрицы - что никак не улучшает наши шансы на экстракцию деталей) и подвергнем его обработке с целью выделения яркостного канала. Получим иллюстрацию 6. Обработка проводилась с применением вычислений в плавающей точке. Удалось получить не только контуры и текстуры в тенях, но и следы в среднем тоне. Тем самым, последние 2 бита содержат информацию не только о глубоких тенях.
Итак, можно видеть, что последние 2 бита содержат информацию, а, следовательно, и дополнительные уровни в 14-битном представлении - не все "неправильные".
Разумеется, вопрос состоит главным образом в этих "промежуточных" уровня, обеспечивающих ту самую "гладкость" изображения, о которой говорят разработчики камер. Именно они, эти уровни, и позволяют на большинстве high-end камер с 14-битными АЦП недодерживать примерно на 1.5 eV, получая качество изображения, сопоставимое с правильно экспонированными кадрами на 12-битных камерах. Или же применять более жёсткие режимы sharpening к деталям в средних тонах, не рискуя вырождением изображения. Вариантом того же является более решительный upsize и более плотный кроп. Изображение, полученное от 14-битных камер, более пластично поддаётся обработке.
Всё вышесказанное приложимо к разным моделям камер в разной степени.
