| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 9:30
Ma non pesa di più il rumore dovuto al calore dell'elettronica del sensore? |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 9:35
@Rebus non hai tutti i torti che per mettere in risalto che la luce è costituita da fotoni discreti (ossia:contabili), bisogna in qualche modo misurarla. Tu sei un piccolo sofista, fondamentalmente non ti è chiaro il concetto di segnale, rumore riferito ai fotoni (non ad un vinile, per esempio).
Un qualsiasi sensore è affetto da rumore proprio che in fotografia si indica con read noise. ll read noise può essere ottimizzato e allora il read nosie più basso ce l'hanno i Sony, il più alto i Foveon. Da capire c'è che il read noise non è un segnale, è rumore, disturbo, qualcosa che andrà a intaccare il SNR finale. Un sensore si definisce un rivelatore.
Qual'è la sorgente del segnale in fotografia? I fotoni ovviamente. Sono discreti e contabili. Appena vai a contarli manifestano una distribuzione di Poisson (vedi Wiki) in cui entra anche il rumore. Ecco la differenza col read noise, i fotoni manifestano rumore shot noise, ma sono anche segnale (se no che foto scatti?). Qui entra in gioco la quantistica: il SNR è esattamente pari al rumore! Non era per niente scontato, un'altra distribuzione darebbe risultati diversi.
"Rumore intrinseco alla luce" è ormai accettato nel mondo scientifico, presuppone tutti i discorsi che ho via via esposti.
Mi meraviglio che tu non abbia ancora introdotto il concetto di logica, viene sempre il momento che il sofista la cita (il massimo esponente era "L'occhiodelCigno", penso sia stato bannato da Juza, quando non capiva qualcosa si metteva ad insultare i proponenti, a me ha dato dell'Antani, boyate e anche peggio e ha invocato la logica, che era la sua, non quella formale, ovviamente, cmq il Cigno mi era simpatico, il classico autodidatta che ne azzecca due su tre. Non aveva basi scientifiche serie per partecipare a discussioni tecniche, "Cigno torna sotto altro nome, mi manchi!")
Il metodo sperimentale non è basato SOLO sulla logica, fondamentalmente è sempre pronto a ripudiare qualsiasi teoria contraddetta dall'esperimento. Nel tuo caso, mettiti a sperimentare con la tua macchina. Se ti escono risultati in contraddizione con il modello proposto, discutili con tutti. La fisica non è metafisica, alla fine ci si aggrappa al dato sperimentale. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 9:43
La analogia della pioggia usata per cercare di spiegare l'errore insito nella luce che determina lo shot noise (che ha cause diverse rispetto al read noise) negli scatti effettuati con sensori o con pellicola l'avevo trovata pure io, su DPreview, ed era stata, per un ignorante di fisica quale io sono, piuttosto illuminante. Bubu ha riferito appunto che, accorciando il tempo in cui lasciamo i bicchieri sotto la pioggia diminuisce il rapporto segnale rumore (nell'analogia significa diminuire il tempo di esposizione), proseguendo l'analogia se piove forte a parità di tempo in cui lasciamo fuori i bicchierini avremo un maggior rapporto segnale rumore rispetto a quando piove poco e se piove con poca intensità nella stessa unità di tempo sarà più facile trovare alcuni bicchieri che hanno raccolto due gocce altri solo una goccia altri bicchieri ancora con tre gocce (nell'analogia con la fotografia signicica che se fotografo di notte o di giorno con mezzo secondo di esposizione, coeteris paribus, di notte ottengo un segnale/rumore inferiore). Proseguendo ancora l'analogia si può dire che se usiamo dei bicchieri con imboccatura più larga otteniamo un rapporto segnale rumore più alto che se usassimo dei bicchieri più sottili, e la differenza in gocce raccolte tra un bicchiere e l'altro aumenta (qui nell'analogia sarebbe come usare dei sensel di superficie inferiore), inoltre se ricopro di bicchieri un tavolo di 4 metri quadrati e faccio il calcolo di quante gocce cadono mediamente in ogni bicchiere ottengo una media più precisa che se con gli stessi bicchieri ricopro solo un vassoio di 20x30cm.
@Rebus: in tutto questo vogliamo dire che il rumore sta nei bicchieri? forse bisognerebbe avere prima ben chiaro cosa si intende con rumore, cosa si intende con rapporto segnale /rumore, cosa si intende per errore. Valegrassi ha spiegato che i fotoni, (o le gocce di pioggia nell'analogia), hanno una distribuzione casuale su una superficie in un'unità di tempo, questo comporta che nell'unità di tempo mediamente cadono x gocce di pioggia in ogni bicchiere però esiste uno scostamento rispetto a quella media il che porta ad avere diversi numeri di gocce in ogni bicchiere, questo è ciò che chiamiamo errore. Il rapporto segnale rumore è dato dal rapporto tra la media e lo scostamento medio dalla media, come ha spiegato il Valegrassi, ed è intrinseco al comportamento della luce, qui non stiamo parlando del rapporto tra il numero di fotoni ed il disturbo introdotto dall'elettronica del sensore: quello è altra cosa, nell'analogia è come se "l'elettronica dei bicchieri" introducesse delle gocce a caso in alcuni bicchieri oltre a quelle che vi cadono dal cielo. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 9:49
P.S. certo i bicchieri possono essere fatti male ed ognuno avere un'imboccatura diversa dall'altro e questo si potrebbe considerare l'errore dei bicchieri  , forse tuttavia è trascurabile rispetto agli altri errori, almeno fino ad una certa dimensione dei bicchieri non troppo piccola, immagino |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 10:48
“ Possiamo essere più ragionevoli? Magari dando spiegazioni più plausibili. Per la sottoesposizione il concetto è molto più semplice: dimezzo la luce (il segnale, anche se con rumore fotonico, per il sensore quello è solo segnale), il rumore dovuto al supporto resta invariato agli stessi iso (circa), quindi il rapporto s/n si dimezza. Il picco di esposizione si dimezza e perdo 1ev di gamma dinamica. „
@Alessandro: non è esattamente così, quando sottoesponi di 1 EV non ottieni un peggioramento dell'immagine perché cambi il rapporto tra il segnale dei fotoni che entrano e il rumore dovuto al segnale (che secondo te rimarrebbe lo stesso). In primo luogo il rumore introdotto dal sensore (read noise) se io dimezzo l'esposizione diminuisce anch'esso, mentre allungando le esposizione è note che aumenta il read noise anche in conseguenza del riscaldamento del sensore. Diminuendo l'esposizione peggiora il rapporto segnale/rumore proprio a causa dello shot noise, l'errore "intrinseco nella luce", se fai riferimento all'analogia dei bicchieri lo capisci facilmente e se rileggi l'intervento di Bubu sulla pioggia ed i bicchieri lo si intende chiaramente, lì di elettronica non ne esiste eppure lasciando fuori i bicchieri per la metà del tempo il rapporto segnale rumore peggiora.
In fotografia te ne accorgi facilmente nelle lunghe esposizioni notturne. In esse c'è un trade-off tra lo shot noise ed il read noise. In altri termini se l'esposizione è corta raccolgo poca luce ma il sensore si scalda poco è produce poco rumore elettronico e pochi hot pixel, se invece prolunghi l'esposizione (e di notte 1EV in più vuol dire magari 90 secondi in più) da una parte diminuisci il rumore intrinseco della luce, cioè lo shot-noise, cioè aumenti il rapporto tra il segnale raccolto e l'errore tra un sensel e l'altro nella raccolta dei fotoni, ma purtroppo prolungando l'esposizione aumenti anche la temperatura del sensore ed il rumore elettronico. Per mia esperienza empirica ti dico che, con i sensori di oggi, è meglio aumentare il tempo di esposizione anche di uno due minuti ed avere meno rumore intrinseco e più read noise elettronico che non il contrario. Cioè ho un'immagine meno rumorosa se espongo ad es. per 180 secondi (ottenendo un cielo chiarissimo che sembra quasi giorno) e poi in Lightroom abbasso exp di -1EV che non esponendo direttamente per soli 90 secondi. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 10:58
Ragazzi, non si può pretendere di comprendere pienamente questi concetti di meccanica quantistica. Questo non per ignoranza o per deficienza di capacità mentale, ma semplicemente perché la meccanica quantistica (come anche la teoria della relatività) si basa su concetti che sono totalmente contro-intuitivi per le nostra esperienza nel mondo macroscopico. Non a caso Einstein diceva che la sua teoria risultava più comprensibile ad un bambino (minori sovrastrutture mentali) che ad un adulto...
Noi stessi (chimici, fisici, ecc.), pur partendo da solide basi matematico-scientifiche, abbiamo dovuto sbattere la testa sui libri di chimica-fisica 2 per mesi interi per comprenderne il significato e la loro formalizzazione in termini matematici.
Ad esempio, per rispondere a Rebus su dove nasca il rumore della luce e cercare di fornire un ulteriore spunto di riflessione, vi parlo del Principio di Indeterminazione di Heisemberg. Questo principio che è alla base della meccanica quantistica ci dice in parole povere, che non è possibile conoscere esattamente e contemporaneamente la posizione e l'energia (quantità di moto) di una particella. Un importante corollario a questo enunciato è che quando un osservatore va a misurare una grandezza in un sistema, AUTOMATICAMENTE genera egli stesso un disturbo nel sistema stesso. Nel caso quindi del sensore, non appena noi scattiamo una foto (=misuriamo la quantità di fotoni) andiamo a creare un disturbo, che accoppiato alla distribuzione statistica di cui si parlava, va a generare il cosiddetto "rumore di lettura".
La cosa che deve essere chiara, in conclusione, è che i fotoni non portano intrinsecamente un loro "rumore": loro esistono in quanto tali (magari con qualche problema di identità dovuto alla loro natura duale onda-particella ): siamo noi che creiamo un disturbo (o un rumore) quando tentiamo di misurarli...e questo succederà sempre con qualsiasi sensore e qualsiasi pellicola.
 |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 11:10
“ Bon ora si che ho capito tutto sulla natura quantistica della luce.... „
Speedking, l'analogia di pioggia e bicchieri non credo possa far capire cos'è la meccanica quantistica, lo stesso Velgrassi del resto afferma con Feynman che la quantistica non è intuitiva e nessuno la capisce, vuoi che la capisca io che nemmeno l'ho studiata? Non lo pretendo, dico solo che l'esempio riportato anche da Bubu a me ha fatto capire la differenza tra shot noise e read noise.
Da quello son partito a fare delle prove nelle lunghe esposizioni notturne, confrontando diverse tecniche, allungando i tempi di esposizione, oppure usando esposizioni multiple e poi mediandole, oppure usando la LongExposureNoiseReduction direttamente in camera, usando dark frames e cercando di capire le basi tecniche e la possibile applicazione di quel tipo di tecniche usate soprattutto in astrofotografia. Questo molto semplicemente e senza la pretesa di capire la fisica dei quanti. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 11:26
No ma scherzi il discorso dei bicchieri va più che bene per gli "gnuranti" in materia come me.
Sarebbe bello capire compiutamente come stanno le cose, anche se ha poco a che fare con la fotografia.
|
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 12:12
@Boustro
RM=ricevitori radio ultrasensibli con campi magnetici iperstabili per inchiodare il debole segnale e mediarlo
Ecografia=ultrasuoni non tipo i cani a 50kHz, si arriva anche a decine di Mhz, in senso lato sono microfoni;
TAC (CAT): rivelatori raggi-X molto sensibili, ma la maggior parte del lavoro la fanno SW e FT
Raggi-X: va bene qualsiasi sensore perché i raggi-X sono ad alta energia ossia hf alta rispetto al visibile, il problema è tenere basso il dosaggio. Una TAC corrrisponde a 50 toraciche
PET: lo Zen della fisica. Si liberano positroni che sono identici agli elettroni con la carica inversa (Dirac li aveva previsti da un'equazione, Dirac un gigante! e li hanno scoperti sperimentalmente quattro anni dopo). Il positrone sopravvive pochissimo perché è circondato da elettroni di carica opposta, elettrone+positrone emettono raggi gamma, non so cos'è il rivelatore (non mi sono mai occupato di medicali). Il radiologo va a vedere i punti luminosi, lì ci stanno le cellule cancerose. Purtroppo la risoluzioe lineare è solo fra mezzo e un centimetro.
Tutte queste tecniche non riescono a farti vedere una sola cellula malata, altrimenti il cancro sarebbe debellato all'origine.
Il Medical Imaging è un campo in rapida espansione. In generale i SW sono più avanzati di quelli per i fotografi, alla fine stai decidendo della vita o della morte di un paziente. Pietra angolare è la Trasformata di Fourier (FT). |
user158139 | inviato il 21 Ottobre 2018 ore 12:46
Grazie, Valgrassi.
La mia domanda era però di natura economico-finanziaria e non tecnica: volevo capire se qualcuno dei produttori di sensori per fotografia (es. Sony e Canon) è anche molto attivo nel settore medicale, che mi sembra in crescita.
Lo chiedevo in particolare con riferimento alla Sony, che è predominante nei sensori per smartphone (settore in stasi) e in quello delle macchine fotografiche (settore complessivamente in contrazione). Una presenza significativa in un mercato in crescita consente di sostenere investimenti che poi possono essere utilizzati anche nei segmenti in contrazione. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 13:34
“ Per la sottoesposizione il concetto per il digitale è molto più semplice: dimezzo la luce (il segnale, anche se affetto da rumore fotonico, per il sensore quello è solo segnale), il rumore dovuto all' elettronica resta invariato agli stessi iso (circa), quindi il rapporto s/n si dimezza. „
Se dimezzi la quantità di luce:
- Il segnale si dimezza
- Il rumore fotonico (quello associato alla luce) non si dimezza, diminuisce di 1,4 volte.
- Il rumore di lettura non cambia.
Il SNR non si dimezza, diminuisce di 1,4 volte più read noise.
“ Ma non pesa di più il rumore dovuto al calore dell'elettronica del sensore? „
Nope, specialmente per le fotocamere uscite negli ultimi... 10 anni minimo (?), il rumore fotonico è di gran lunga la maggior fonte di rumore complessiva, e per dimostrarlo basta vedere la differenza minima che si ha a livello di rumore variando gli ISO e lasciando i tempi uguali (più alti sono gli ISO più si abbassa il rumore di lettura del sensore) mentre invece variando l'esposizione di uno stop le differenze sono immediatamente visibili.
“ P.S. certo i bicchieri possono essere fatti male ed ognuno avere un'imboccatura diversa dall'altro e questo si potrebbe considerare l'errore dei bicchieri MrGreen, forse tuttavia è trascurabile rispetto agli altri errori, almeno fino ad una certa dimensione dei bicchieri non troppo piccola, immagino „
Mmm non proprio. Quello sarebbe più assimilabile a quello che nei sensori è definito PRNU (pixel respone non uniformity o simile, non mi ricordo se l'acronimo è quello), ovvero al fatto che i pixel non sono tutti uguali e possono quindi avere una risposta diversa a parità di segnale che gli arriva.
Il read noise nell' esempio dei bicchieri è visualizzabile come la precisione del righello che usi per misurare quanta acqua hai raccolto.
“ La mia domanda era però di natura economico-finanziaria e non tecnica: volevo capire se qualcuno dei produttori di sensori per fotografia (es. Sony e Canon) è anche molto attivo nel settore medicale, che mi sembra in crescita. „
Posso dirti che quando mi informavo sull' argomento sono finito spesso su siti che parlano di sensori per utilizzi in scienza, biologia, astrofotografia etc che dove bisogna tenere sotto controllo tutti questi valori perché li si sta usando esclusivamente come strumenti di misura, e in quei campi lo stato dell' arte sono ancora i CCD, ma sono robe decisamente più avanzate di quelli che c'erano sulle fotocamere un po' di anni fa.
Anche in questi campi comunque i CMOS stanno prendendo il sopravvento, e i sensori usati sono abbastanza simili a quelli delle fotocamere e sono prodotti dai "normali" produttori, quello che cambia è tutta l'elettronica e l'hardware che c'è attorno.
“ Un importante corollario a questo enunciato è che quando un osservatore va a misurare una grandezza in un sistema, AUTOMATICAMENTE genera egli stesso un disturbo nel sistema stesso. Nel caso quindi del sensore, non appena noi scattiamo una foto (=misuriamo la quantità di fotoni) andiamo a creare un disturbo, che accoppiato alla distribuzione statistica di cui si parlava, va a generare il cosiddetto "rumore di lettura".
La cosa che deve essere chiara, in conclusione, è che i fotoni non portano intrinsecamente un loro "rumore": loro esistono in quanto tali (magari con qualche problema di identità dovuto alla loro natura duale onda-particella MrGreen): siamo noi che creiamo un disturbo (o un rumore) quando tentiamo di misurarli...e questo succederà sempre con qualsiasi sensore e qualsiasi pellicola. „
No no no, calma. Non mescoliamo le cose.
Il read noise non ha nulla a che fare con Heisenberg e specialmente non ha NULLA a che fare con la variazione statistica che invece è il rumore associato al flusso luminoso che NON È COSTANTE, e qui rimando all' esempio della pioggia.
I fotoni non hanno un rumore intrinseco, il FLUSSO di fotoni ha un rumore dovuto al fatto che sono emessi in maniera casuale. Se vuoi stimare quanto piove puoi anche catturare ogni singola goccia (fotone) ma due bicchieri ti daranno comunque una lettura diversa solo perché casualmente in uno dei due sono cadute più gocce che nell' altro, e più il tempo è breve più la differenza è grande.
Il read noise è semplicemente elettronica, anche se si riuscisse a creare un sensore perfetto in grado di leggere perfettamente la quantità di fotoni che gli arriva addosso (e per certi sensori CCD particolari siamo praticamente arrivati a quel livello) resterebbe comunque il rumore fotonico che è di gran lunga il più grosso fattore che determina l'immagine finale.
„ |
user158139 | inviato il 21 Ottobre 2018 ore 14:05
“ i sensori usati sono abbastanza simili a quelli delle fotocamere e sono prodotti dai "normali" produttori „
Immaginavo che fosse così perché (per esempio) Canon ha una linea di business dedicata il cui fatturato è in crescita. Mi chiedevo se Sony abbia una posizione in questo segmento analoga a quella che ha acquisito altrove.
Ho trovato questo, secondo il quale Canon e Sony sono concentrate in ambiti diversi:
2.bp.blogspot.com/-iT6I_pRUND0/WnRIFNFWg1I/AAAAAAAAUzI/MUA8z6fy4r4gycH |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 14:31
"No ma scherzi il discorso dei bicchieri va più che bene per gli "gnuranti" in materia come me.
Sarebbe bello capire compiutamente come stanno le cose, anche se ha poco a che fare con la fotografia"
E questo è il fallimento del forum. Si scrivono fiumi di OT per confondere, fiumi di nozioni scientifiche per poi trarre conclusioni che arrivano fino a un certo punto, senza mai arrivare in fondo alla questione.
La catena è questa:
Luce della scena-lente-parametri di scatto-luce sul supporto sensibile-segnale elettrico-campionamento digitale-raw-jpeg... e infine confronto dei file alla STESSA RISOLUZIONE alla stessa dimensione di visualizzazione.
Ci si perde sempre per strada, rendendo qualsiasi considerazione inutile alla pratica fotografica. Perchè il fine è quello di visualizzare una foto a schermo intero (2mpx full hd, 8 mpx 4k), stampare 20x30 (8mpx a 300dpi) o per stampe maggiori in cui servono più mpx.
|
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 16:10
“ @Paolostok
Confermano cosa?... che usando una macchina fotografica, avente sensore cosiddetto digitale o il cui supporto per intercettare/registrare la luce è una pellicola/film, uno degli effetti che si verificano in determinate circostanze è quello che viene chiamato "rumore"?... è questa la prova di quanto ha affermato Valgrassi, e cioè che il rumore è "nella" luce?
P . S .: Siccome tu non capisci cosa io stia contestando (...per adoperare il verbo che hai scelto), io dovrei desistere?... logica ed atteggiamento interessante. „
Rebus... io sto "leggendo" chi ne sa più di me.... lo dovresti fare anche tu.
P.S. Comunque devo riconoscere che almeno adesso disquisisci sull'argomento del 3D,e questo è molto positivo |
|
Metti la tua pubblicità su JuzaPhoto (info) |
JuzaPhoto contiene link affiliati Amazon ed Ebay e riceve una commissione in caso di acquisto attraverso link affiliati.
Bon ora si che ho capito tutto sulla natura quantistica della luce.... 
