| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 16:52
"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."
Facciamo ordine.
Infatti mi riferivo al rapporto s/n elettrico del sensore, in quanto il sensore legge il rumore fotonico al pari del segnale e il rumore è una "costante" del sensore a un determinato valore iso.
Possiamo fare i calcoli e rivedere la proporzione s/n complessiva ed avere un gelido dato tra le mani. Serve? Per me no, è bene lasciare le due questioni separate: rumore di scatto (shot noise per gli esterofili) e rumore generato dall' elettronica (dark current).
Vero che in scene scarsamente illuminate (quasi tutto buio) il rumore generato dal sensore ha un peso enorme in quanto il segnale è basso. Come è vero che in buone condizioni di luce è quasi ininfluente in quanto il segnale è alto (ma è più alto anche il rumore fotonico).
Ora cerchiamo di mettere i piedi per terra e parlare di fotografia. Quanto influiscono entrambi? Che peso dare alle due cose?
La luce.
Innanzitutto è bene precisare che la LUCE che interessa a noi è il numero di fotoni che riusciamo a catturare, quindi conta quella della scena, quanto quella della lente, quanto il numero di fotoni che il nostro sensore è in grado di contenere e il tempo che abbiamo a disposizione per riempire i fotodiodi (tempi di scatto).
Cominciamo a pensare a una foto comune, generica. Mista. Fatta di luci e ombre.
Sappiamo che più apriamo il diaframma e più luce arriva al sensore, così come quanto più alziamo i tempi. Consideriamo un sensore iso invariant, per semplificare le cose.
Dobbiamo decidere l' esposizione. Il rumore del sensore è stabile a tutti i valori iso.
A questo punto possiamo decidere se mandare poca luce al sensore a 12600 iso o tanta a 100 iso. C' è qualche scellerato che ha dei dubbi? Spero di no. Il rumore del sensore è uguale. Il rumore fotonico è maggiore... quindi??? Conviene far arrivare meno luce a 12600 iso?????
Partiamo dalla sorgente. La luce e il rumore fotonico. Il rumore fotonico AUMENTA, arrivando più luce arriva anche più rumore ma il rapporto s/n aumenta in quanto il rumore è sotto radice quadrata.
@Bubu, hai considerato la sorgente (la luce) e il suo rumore a cui vorresti AGGIUNGERE il rumore generato dal sensore. Cioè, del segnale elettrico vorresti considerare il rumore sì e il segnale no???
Tra l' altro si cerca di tirare le somme tra due fenomeni completamente differenti.
Lo shot noise interessa le alte luci (semplicemente è da considerare per non rischiare di esporre troppo e perdere troppo dettaglio nelle luci), il dark noise è stabile su tutto lo spettro e quindi interessa le ombre (in quanto il segnale è basso).
Parlando di fotografia, che peso dovrei dare alla perdita di dettaglio sulle alte luci facendo arrivare più luce al sensore (bassi iso) e quale al rumore generato dal sensore?
|
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 16:54
“ " 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. „
e come mai allora il rumore è cromatico, principalmente? se prendi un raw come mamma l'ha fatto, è un fiorire di puntini colorati. Non di colore uniforme.
Inoltre, in alcune macchine è a fasce, il cosiddetto banding nel rumore. Impossibile che dia dovuto al rumore fotonico, in questo caso. |
user158139 | inviato il 21 Ottobre 2018 ore 17:05
"Rumore fotonico" mi sembra un'arma di Goldrake 
(ammazza quanto siete tecnici) |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 17:24
"@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). "
E chi lo avrebbe scritto? Rumore dovuto al segnale???
Al SENSORE sì. È stabile, allo stesso valore iso è stabile, qualità dell' elettronica permettendo e senza scaldare eccessivamente il sensore. Semplificando. Se poi vogliamo come sempre stare al microscopio a guardare una cellula cercando di capire a quale animale appartiene senza mai alzare la testa e vedere se è un coccodrillo o una gallina, facciamo pure...
|
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 17:44
Per avere un'idea del read noise dei moderni sensori su alcune camere si può guardare questo sito:
www.brendandaveyphotography.com/more/long-exposure-sensor-testing/
dove sono stati scattati dei dark frames a 3200 ISO con esposizioni di 1se., 30 sec e 300 sec visualizzando poi il risultato con +5EV; per ciascuna camera sono anche calcolate media, deviazione std e mediana di una porzione di 300x300 pixel del dark frame.
free photo hosting
Qualcuno in passato qui su Juza ha ironizzato sul fatto di sottoporre il dark frame ad un +5EV.
Ebbene comunque questo dà un'idea della bontà del sensore per fotografia notturna. In ogni caso qui sotto una prova di dark frames presi con la Sony A7RII a 3200ISO a differenti esposizioni
tratto da questo sito:
improvephotography.com/39895/long-exposure-noise/
intendiamoci non sono test scientifici condotti in laboratorio, è chiaro, ma servono a dare un'idea del rumore dei sensori nella fotografia notturna.
Per quello che è mia esperienza posso testimoniare che fotografando a temperature estive (28 gradi?) di notte con la Canon 5DmkIV già a 100ISO con tempi di esposizione di 2 minuti sviluppando il RAW con DPP (il software Canon) si vedono parecchi hotpixel, con trenta secondi quasi nessuno. Quindi in questo genere di foto il read noise non manca. |
user158139 | inviato il 21 Ottobre 2018 ore 18:26
Andrea, grazie per le informazioni e i link.
Mi interessa molto la questione del "rumore termico" nella 5D4: finora non ho riscontrato problemi ma ho fatto fotografie notturne a luoghi relativamente luminosi, quindi con tempi difficilmente superiori ai 90 secondi.
Prossimamente intendo fare foto notturne in luoghi con luminosità molto contenuta, allungando i tempi a 180-240 secondi. Ho letto della possibilità di fare image stacking, ad esempio scattando N foto ciascuna con tempo pari a 1/N rispetto a quello teorico. Ne sai qualcosa? Ritieni che sia un'alternativa valida?
Lo chiedo perché mi troverò sul posto solo per un paio di notti e vorrei arrivare preparato, usando la prima notte per le prove e la seconda per gli scatti "veri". |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 18:45
@Andrea fai tutte le prove che vuoi con le tue macchine mettendo davanti il tappo. In quel modo hai escluso i fotoni del tutto (attento ai raggi csmici!) e puoi dire che il rumore che vedi lo fa proprio il sensore.
Non guardarti i JPG perché sono meglio di niente, ma ti distorcono quello che tu vuoi controllare. Quindi o dcraw gratis (stile vecchio DOS) o RawDigger Research credo a 39$. Te lo passerei se non avessi una venerazione per Iliah Borg, gli ho preso anche FastRawViewer. Vale sempre l'analogia un po' tirata MP3/WAV. Oltre i 30" molti sensori surriscaldano.
@Alessandro read noise e shot noise non si sommano linearmente. Se in un triangolo rettangolo due cateti sono lunghi 3 e 4, pensi che la ipotenusa sia lunga 3+4=7 o applichi Pitagora e ottieni sqrt(3^2+4^2)=sqrt(25)=5?
Adesso immagina un numero m di rumori diversi di cui vuoi vedere la risultante totale, fai semplicemente Pitagora nello spazio a più dimensioni. L'operazione si chiama RSS (Root-Sum-of-the-Squares). E' così perché i vari rumori sono casuali. Una definizione operativa di rumore è che non sai dov'è e quant'è, se no lo toglieresti facilmente, ti pare?
Alcuni rumori non sono veramente casuali e allora significa che l'elettronica del sensore non è al top (banding, per esempio). |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 19:02
@Boustrophedon: raramente mi sono spinto oltre i 3 minuti di esposizione, ti posso dire che con la 5DmkiV sviluppando il file in Adobe LR di hot pixel (a 3 minuti di exp) non se ne vedono, si vedono invece se sviluppi in DPP, credo dunque che LR li elimini con l'algoritmo di demosaicizzazione. Usando diverse esposizioni e poi mediandole sovrapponendole con i livelli in photoshop è una tecnica che ho usato molto quando fotografavo di notte con la Canon 60D ed è una tecnica che effettivamente riduce il disturbo, ma in qualche modo il file ottenuto è anche leggermente meno nitido. In linea teorica fare due scatti da 90 secondi riduce lo shot noise e limita il thermal noise se lasci raffreddare un pelo il sensore tra uno scatto e l'altro, se non la lasci raffreddare alla fine mediando le immagini ti ritrovi comunque il disturbo termico negli stessi pixel e dunque la media gli fa un baffo, ti rimangono, ed a quel punto tanto vale fare uno scatto lungo il doppio che hai meno sbatti dopo. Altro modo per ridurre il thermal noise è fare un'esposizione con il LENR su ON il che significa che la tua exp da 180 sec durerà il doppio perchè dopo i primi 180 la camera effettuerà un'altra esposizione della stessa durata ma con otturatore chiuso. Il LENR lo ho usato spesso con Canon 60D poi una volta ho fatto una prova con e senza (forse era un esposizione di 120 secondi) e mi sembrava di non vedere differenze eclatanti, ho smesso di usare la LENR che su 5D non ho mai nemmeno provato. Avevo provato anche la tecnica di effettuare molte esposizioni lunghe ed, a fine sessione, scattare 5 o 7 dark frames per poi sottrarli in Photoshop: un procedimento lunghissimo al termine del quale non ho visto alcun miglioramento, forse perchè fino a quei due 3 minuti non è così forte il rumore o forse perché in teoria i dark frames e bias frame andrebbero sottratti dai file prima di demosaicizzare e non dopo (come fatto con Photoshop). Morale della favola oggi per, scatti fino ai tre minuti, con la 5D faccio uno solo o massimo due scatti senza LENR, e poi, tendenzialmente, preferisco ad esempio fare un solo scatto da 120 secondi che non due da 60 e poi dovere passare in photoshop. per mediarli. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 19:35
@Valgrassi, infatti non mi sogno neanche nè di sommare, nè di applicare Pitagora per due fenomeni completamente diversi.  |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 19:44
AAAH state facendo un minestrone tremendo, più tardi faccio un riassunto che altrimenti deragliamo, ora però è pronta la pziza
“ e come mai allora il rumore è cromatico, principalmente? se prendi un raw come mamma l'ha fatto, è un fiorire di puntini colorati. Non di colore uniforme.
Inoltre, in alcune macchine è a fasce, il cosiddetto banding nel rumore. Impossibile che dia dovuto al rumore fotonico, in questo caso. „
Scattando con il tappo chiuso hai una combinazione principalmente di due fonti di rumore: il read noise del sensore (che genera letture positive e negative anche quando non c'è segnale) e il dark noise, quello dovuto alla dark current che è dovuta al tempo di esposizione e alla temperatura del sensore, più eventuali hot pixel.
I pixel sono tutti uguali, non c'entrano i colori. Quelli dipendono semplicemente dal debayer dall' algoritmo di debayer che ricostruisce l'immagine. Se un hot pixel corrisponde a quello che per la macchina è un pixel blu allora la macchina lo interpreterà come blu, tutto lì
|
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 20:00
“ I pixel sono tutti uguali, non c'entrano i colori. Quelli dipendono semplicemente dal debayer dall' algoritmo di debayer che ricostruisce l'immagine. Se un hot pixel corrisponde a quello che per la macchina è un pixel blu allora la macchina lo interpreterà come blu, tutto lì „
non sto parlando di hot pixel, sto parlando di rumore: prendi un raw ad alti iso in Lr (o in ACR), e metti a zero la color noise reduction (che di solito è 25).
E' un fiorire di rumore cromatico. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 21:17
Il rumore cromatico non esiste, è solo "normale" rumore di ciascun pixel a cui la macchina assegna il corrispettivo colore.
Cmq ho finito di cenare e riassumo giusto perché altrimenti la deriva diventa inarrestabile
NB: rumore è diverso da rapporto segnale/rumore. Un phon a pochi metri da me produce la stessa quantità di rumore, ma è molto più fastidioso durante una conversazione che durante un concerto rock, perché il rapporto segnale/rumore cambia.
Nei sensori moderni per utilizzi normali ci sono sostanzialmente solo DUE tipi di rumore che impattano in modo sensibile la qualità di immagine:
- SHOT NOISE / RUMORE FOTONICO: il più importante, deriva dalla natura particellare della luce stessa (esempio della pioggia) che non è un flusso uniforme. Equivale alla radice quadrata del segnale luminoso. Più aumenta il segnale più aumenta il rumore, ma aumentando sotto radice quando il segnale aumenta linearmente significa che migliora il rapporto segnale/rumore (quindi la pulizia di immagine complessiva). Per vederlo in azione basta scattare due foto identiche cambiando solo il tempo di esposizione: quella sottoesposta avrà un rapporto segnale/rumore peggiore.
È quello che fa sì che a parità di rapporto focale e scena inquadrata un sensore più grande abbia prestazioni migliori, non è influenzato dal numero dei pixel.
- READ NOISE / RUMORE DI LETTURA: il rumore generato durante la conversione del segnale analogico in valori digitali, dipende dall' elettronica del sensore. Diminuisce (fino ad un certo punto) con l'aumentare degli ISO, ed è il motivo per cui con poca luce si scatta ad ISO alti e non ad ISO bassi. A parità di impostazioni una foto ad ISO alti è MENO rumorosa di una foto ad ISO bassi, ma si scatta preferibilmente ad ISO bassi perché il contributo dello shot noise è MOLTO più grande del read, quindi avere più luce compensa ampiamente l'avere un read leggermente più alto.
NON È quello che si vede su www.brendandaveyphotography.com/more/long-exposure-sensor-testing/ o meglio, quelle immagini sono (come tutte) influenzate dal read noise ma il read noise è indipendente dal tempo di esposizione, l'unica cosa che lo cambia sono gli ISO.
Il numero di pixel influenza il read noise, ma un sensore con un read noise estremamente basso può essere più performante di un sensore con meno mpx ma read più alto (es D800 vs D700).
Come detto prima, per la stragrande maggioranza delle situazioni quelli sono le uniche fonti di rumore che vale la pena considerare.
Nel caso si pratichino genere di fotografia più estremi diventano degni di nota anche altri tipi di rumore.
- DARK NOISE / RUMORE TERMICO: genera un sacco di confusione. È generato (in soldoni) dal fatto che più la temperatura è alta più aumenta il movimento degli elettroni liberi può portare all' accumulo di cariche all' interno dei pixel.
Dipenda da 3 fattori: temperatura, tempo di esposizione e tecnologia del sensore.
Il rumore termico è casuale e non si può eliminare con i dark frame , eventuali pattern o hot pixel dipendono da altri fattori.
È quello che si vede su www.brendandaveyphotography.com/more/long-exposure-sensor-testing/, non è read noise, è il rumore termico.
I sensori moderni utilizzano tecnologie in grado di minimizzarlo enormemente e per questo non è un problema durante le esposizioni normali e sinceramente ormai non lo è più nemmeno in astrofotografia a meno di non lavorare davvero con segnali bassissimi.
- PATTERN E HOT PIXEL: categoria mista in cui ci metto un po' di tutto. I pattern dipendono da pixel con diversa responsività o possono essere causati da come vengono letti i pixel (una lettura non uniforme ad esempio causa il famigerato banding).
Gli hot pixel invece sono pixel che rispondono in maniera errata e generano valori sballati.
Un altra causa di pattern è il cosiddetto "amp glow", ovvero aloni generati da componenti elettroniche che si scaldano e quindi generano dark noise aggiuntivo solo in alcune zone.
@Alessandro Spagnuolo spero di aver risposto alla tua domanda nel papiro
|
user158139 | inviato il 21 Ottobre 2018 ore 22:58
Bubu, hai una grande capacità di sintetizzare in modo efficace le informazioni, complimenti. |
| inviato il 21 Ottobre 2018 ore 23:11
Bubu e Valgrassi, grazie, secondo me avete fatto chiarezza sull'argomento. |
|
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.
l'unico problema è che la mia curiosità sarebbe pienamente soddisfatta se avessi quelle 3 o quattro macchine da potere testare ad es. la Nikon 850 o la Sony a7RIII o anche la Fuji GFX 50r (non pretendo la PhaseOne 
