Add new comment

К вопросу о динамическом диапазоне оптики

В fido7.ru.photo уже который день перемывается тема динамического диапазона объектива. С одной стороны, достаточно очевидно, что в системе объектив-камера-матрица существуют внутренние переотражения, которые не позволяют иметь динамический диапазон бесконечным. С той же стороны - "зайцы" на кадре видели наверное все, но заяц занимающий весь кадр - это же просто вуаль. И такую вуаль, выражающуюся в потере контраста по всему кадру, тоже регулярно приходится наблюдать.

C другой стороны, это явление нуждается хотя бы в качественной оценке. Понятно, что все зависит от конкретного объектива, расположения источников света и так далее, но достаточно несложно сделать простой тестовый стенд для изучения проблемы.

Тестовый стенд

Тестовый стенд показан на рисунке слева. Тестовая мишень - кусок белого картона - размещена таким образом, чтобы на нее не попадал свет от точечного источника. В качестве такого источника был взят светодиодный фонарик Petzl Tikka XP. Рассеиватель на фонаре был убран, луч света направлялся на объектив камеры. Отражение фонаря практически не попадало на мишень (это проверялось путем точечного промера мишени экспонометром). Потребляемая мощность данного фонаря - около 0.1Вт, на расстоянии от него до камеры он освещает около 0.1 кв. метра, таким образом световой поток не превышает 1 вт/кв.м (реально он в разы меньше т.к. КПД не более нескольких десятых).

Тестовый стенд сфотографирован при свете из окна, при реальной съемке на окне закрывалась штора и экспонометрия на мишени показывала 2 сек - f/5.6 при ISO 100.

Мишень снималась с расфокусировкой, чтобы неравномерности текстуры не мешали анализу результатов (впрочем, в данном конкретном случае это оказалось не нужно).

Для съемки использовался объектив Canon 35/1.4L как достаточно интересный в практическом смысле: он достаточно широкоуголен, чтобы Солнце в кадре регулярно возникало.

Результаты

Кадр без фонаря показан на картинке слева. Исключительно для сравнения. Кадр с фонарем - на картинке справа. Помимо очень красивого "зайца" мы видим общую засветку кадра чуть менее, чем на полтора стопа: на кадре без фонаря мишень имеет L=51, на кадре с фонарем L=59-62. Такая же засветка имеется по всему кадру, больше вокруг фонаря, меньше - на удалении от него.

Промер яркости фонаря спотметром от точки монтирования камеры показывает, что он на 12 стопов ярче, чем мишень (показания экспонометра 1/2000-f/5.6).

Пересчитаем к дневному освещению

Я не просто так рассчитывал мощность фонаря несколькими абзацами выше, ибо имеет смысл сравнить ее с мощностью Солнца. А Солнце светит примерно киловатт на квадратный метр или в тысячу раз ярче (несколько тысяч с учетом КПД фонаря). Таким образом, мы будем иметь проблемы того же порядка размерности (засветка полутонов на стоп) при экспозиции стопов на 10-12 меньше: порядка 1/500-1/2000 при f/5.6 и ISO 100.

Довольно очевидно, что никакой HDR нас не спасет. Собственно, второй тестовый кадр (темновой) - это аналог экспозиции "для теней" у HDR-кадра с солнцем в кадре.

По опыту автора, хорошие телеобъективы подвержены проблеме в меньшей степени. Но одна из причин возникновения такого опыта может быть в том, что с дневным солнцем в кадре на телевик практически не снимают, а закатное-восходное солнце имеют куда меньшую относительную яркость.