Применение Magenta-фильтра при съемке на цифровую камеру при дневном свете

В предыдущей статье и в ряде обсуждений на форумах была обещана демонстрация пользы применения Magenta-фильтра, который компенсирует разбаланс чувствительностей цветовых каналов цифровых камер. Обещания следует выполнять, тем более, что при наличии обсуждаемого фильтра сделать такую демонстрацию можно очень быстро, нужно только дождаться солнечного света.

Тестовый кадр

В качестве тестового объекта я уже много лет использую один и тот же вид с балкона своей московской квартиры. В разное время суток (и года) тут можно получить и контровое освещение и боковое и заднее. В данном случае оно было задне-боковым, что прекрасно видно по теням.

Снималось все на камеру Canon 1D Mk III с объективом 35/1.4, было снято две серии по 7 кадров с шагом 0.3eV, одна серия без фильтра, вторая - с пленочным фильтром Lee CC30M. Из каждой серии был отобран кадр, где только-только начинался клиппинг в зеленом канале.

Как и следовало ожидать, начало клиппинга наступило при разной экспозиции:

  • при 1/100s f/8 для кадра без фильтра;
  • при 1/50s f/8 для кадра с фильтром

Таким образом, красный и синий каналы должны были бы быть проработаны на ступень лучше, если бы используемый фильтр поглощал только зеленый. Однако зоны чувствительностей по B и R довольно широкие, поэтому реальные поканальные экспозиции изменились меньше, что видно по коэффициентам баланса белого:

  • для кадра без фильтра коэффициенты для R и B около 2.0 (+1eV)
  • для кадра с фильтром - около 1.3 (0.4 eV)
В дальнейшем изучении нас будет интересовать область, отмеченная на первом кадре красным прямоугольником.

Обработка кадров велась в Raw Photo Processor с отключенными шарпенингом и размытием цветовых каналов, интерполяция AHD. Как показали прошлые эксперименты, этот конвертор менее всех подвержен шуму.

Шум в красном канале

Как мы показали в прошлой статье, шум в цветовых каналах резко различен, более всего шумит красный канал, менее всего - зеленый. Этот эффект прекрасно виден на недодержаных равномерно освещенных объектах даже без усиления, а с усилением (подъем контраста, sharpening) - просто бросается в глаза.

На реальных сценах эффект проявляется не настолько ясно, но в нейтральных тенях (пространство под навесом на картинке слева) он виден при 100-200% увеличени даже без дополнительных действий. В темном треугольнике под навесом стандартное отклонение в красном канале для снимка с фильтром - 1.4, а для снимка без фильтра - 1.85 (сами значения около 22), что является довольно большой разницей.

Если слегка повытягивать тени (от значений 21-22 до 42-44) и наложить легкий sharpening (300%, 0.5, threshold 10), то эффект виден просто отлично. На картинке приведен результат такой обработки, слева - кадр с фильтром, справа - без фильтра.

По всей видимости, использованный фильтр недостаточно силен, эксперименты стоит продолжить с более плотными вариантами, но даже с CC30M разница ясно видна.

За и против

Как мы видим, фильтр скушал стоп света и поправил разбаланс примерно на полстопа. Фильтр, кушающий полтора стопа, возможно сделает еще лучше. Другими словами

  • Если света достаточно (например, съемка пейзажа со штатива), а вероятность тянуть тени на конкретном снимке - велика, то фильтр однозначно ситуацию улучшит.
  • Если света недостаточно, то фильтр неэффективен и только ухудшит ситуацию.
Таким образом, фильтр показан, если вы уже спустились до минимального штатного значения ISO.

Цена вопроса, для показанного слева решения - порядка $40 (пленочный фильтр CC30M или CC40M + Lee Gel Snap Holder) плюс доставка. Даже с доставкой получится примерно как один приличный поляризационный фильтр небольшого размера, на фоне всех прочих фотоигрушек этого не будет видно. Gel Snap Holder надевается на любой объектив диаметром до 82 миллиметров: ....one size fits all.....

Comments

"Таким образом, фильтр

"Таким образом, фильтр показан, если вы уже спустились до минимального штатного значения ISO."

А такое бывает?

А чего бы не быть? Вот

А чего бы не быть? Вот условно говоря пейзаж - во многих случаях там и нейтральный фильтр ставится....

Купите Nikon и не мучайтесь!

Купите Nikon и не мучайтесь!
Сколько читаю о разных проблемах,все время выплывает,что это Сапог.

У меня Nikon и у меня нет

У меня Nikon и у меня нет Ваших типично Canon`овских болячек !
Купите Nikon и не мучайтесь!

Допустим, чувствительность

Допустим, чувствительность каналов у Nikon при дневном свете одинакова и пурпурный фильтр не нужен (это не так, но допустим).

В этом случае при лампах накаливания чувствительность по зеленому будет недостаточной, сильно шуметь будет не только синий, но и зеленый. У Никонов это так?

Чудес не бывает...

Смешной Вы человек : каналы ,

Смешной Вы человек : каналы , чудес не бывает ... теоретик .
Все мои друзья Canon`исты так же как и Вы живут в фотошопе , а свободное время тратят на теорию фотографии .
Специально для неверующих : зайдите на dpreview и обратите внимание , сколько фотографий Canon требуют постобработки , а сколько - Nikon ? Разница очевидна , никакой теории или пустых словосочетаний и споров . Без обид .

Спасибо , посмотрел , думаю

Спасибо , посмотрел , думаю Вы правы - фильтр показал свою эффективность в практических тестах .
Благодарю за статью , все доходчиво и понятно .

Nikon-юзерам полезно включать также и мозг, а не только эмоции

Nikon-юзерам и анонимусам полезно включать также и мозг, а не только эмоции. Речь идет о балансировке чувствительности матрицы (что полезно). Аналогично тому, как при съемке на цветную пленку приходилось балансировать чувствительность ее слоев конверсионными фильтрами. Раздвигая эту же тему дальше полезно использовать и при съемке на цифру конверсионные фильтры для освещения, а не пищать восхищенно, что камера сама все сделает. Если речь идет о получении хороших результатов, конечно.

Вместо того чтобы

Вместо того чтобы фотографировать , Вы предлагаете рассматривать 100% , 200% , 300% кроп , находить там микроскопические отличия и радоваться этому ?
Нет уж , оставьте это ботанам и профессионалам !

А почему разные каналы шумят

А почему разные каналы шумят пo-разному? Ведь электрически они не отличаются. Различаются числом пикселей (плотность зелёных в 2 раза выше). Значит, физическое разрешение в подрешётке красных и синих - ниже. Дальше всё определяется механизмом интерполяции. Если он вытягивает разрешение красного и синего, то вытягивает и их шумы. В телевидении разделены яркостный канал и цветностные. Причём, яркостный значительно шире по частотной полосе, т.е. все мелкие детали там, а цвета они не имеют. Ничего, глаз глотает.

Есть случаи, когда пурпурный фильтр не годится. Так на закате ограничение может наступить в красных лучах раньше, чем в зелёных. А если в кадре синее небо, но нет облаков или снега, то ограничение может быть и в синем. При передержке неба оно частенько "зеленеет" (синий обрезан), прежде чем совсем обесцветиться.

Зеленых каналов два - и они

Зеленых каналов два - и они рассматриваются по отдельности, тем более что в некоторых камерах два разных зеленых канала.

А разный уровень сигнал/шум по той тривиальной причине, что разный уровень сигнала. А разный уровень сигнала - по той причине, что
а) плотность красного фильтра большая, иначе будут проблемы при искусственном освещении, где красной составляющей очень много.
б) чувствительность кремния к синему - маленькая.

Со второй проблемой можно бороться, уменьшая чувствительность (повышая плотность фильтров) красного и зеленого каналов, но это ведет к общему уменьшению сигнала (т.е. росту шумов), что тоже ничего хорошего.

Хорошо, можно рассматривать

Хорошо, можно рассматривать зелёные каналы как два, но с меньшей плотностью и худшим разрешением каждый. В этом случае они вообще не отличаются от красного и синего. Понятно, что сигналы в каналах разного цвета разные. Тогда естественно, что в разных каналах будут разные отношения сигнала в канале к шуму в канале. Это банально и обсуждать тут нечего. Если дело только в этом, то отношение общего сигнала к шуму в одном канале должно быть одинаково для всех каналов. Так и абсолютное значение шумов во всех каналах должно быть одинаковым. Дробовых шумов в полупроводниках не видно, это не ФЭУ, значит и электрические шумы в каналах не различаются и не зависят от фильтров перед ними.

Вы сами привели случай (лампы накаливания), когда сигнал в красном канале больше сигнала в зелёном. Это значит, что применение пурпурного фильтра ограничено только случаями, когда зелёный сигнал превалирует и над красным и над синим. Т.е. для каждого спектрального распределения излучения освещения желателен свой выравнивающий фильтр, а создатели матрицы ориентируются на некоторое статистическое спектральное распределение или те распределения, которые могут встречаться. Я часто снимаю закаты и восходы, особенно в горах. Для них характерны как раз пурпурные оттенки (комбинация красных солнечных лучей прошедших толстый слой атмосферы и синего света рассеянного чистым небом).

Если вы при дневном свете

Если вы при дневном свете снимаете серую плашку, то значения по каналам вовсе не будут одинаковыми. Сюрприз. Подробнее: А шумовая составляющая (кроме "фотонного" пуассоновского шума) - примерно одинаковая.

Написано наверное все

Написано наверное все правильно, только вот действительно зачем вы ищите шум на 100% кропе? А не пробовали уменьшать снимки? Кому нужны портянки 24 Мп? А еще лучше взять и напечатать фотографию на бумаге, смею вас уверить 90% шума исчезнет. Хотя с теоретической точки зрения очень и очень познавательная статья, наверное перфекционисты будут снимать как вы советуете. Снимая на пленку мы были лишены возможностей фотошопа, поэтому и пользовались конверсионными фильтрами, а сейчас не вижу в этом глубокого практического смысла, тем более что большинство людей плохо различают цветовые оттенки, так же как и плохо слышат фальш в музыке. И если уж проводить эту аналогию дальше, то не все поймут прелесть звучания скрипки Страдивари... и не все увидят ваш точный цвет. Самое ценное что я понял это то, что я и раньше снимал верно (снимая в РАВ я всегда ставил баланс по солнцу) и не доверял цветным гистограммам а больше опыту и интуиции. Спасибо.