| inviato il 13 Novembre 2018 ore 2:14
Purtroppo il discorso ha radici tecniche e teoriche molto complesse. E purtroppo i più teorici del forum fino a ieri hanno ignorato il read-noise e la gamma dinamica per le iso variant.
Ora uno ha ritenuto quei risultati "ininfluenti".
L' altro vive in un mondo in cui le situazioni di "buona luce" sono quelle che a iso 100 non hanno neri, tonalitá scure e ombre per cui reputa la dark current e il read noise ininfluente, in quanto lo shot noise è predominante "essendo condizioni di buona luce". Buone? Nelle ombre? Nelle tonalità scure?
A colpi di calcoli errati, di qualità dell' elettronica negli apparecchi consumer, di interpretazioni personali e di errori di valutazione, hanno anche definito il rumore in relazione al tempo di scatto ininfluente (se non dopo diversi secondi).
Entrambi non considerano il diverso campionamento dell' ADC quando il segnale elettrico che gli arriva è di ampiezza diversa.
Altri vivono in un mondo di "esposizione corretta" (solo per definire questo in digitale serve un libro) e non prevedono le possibilità che il digitale offre all' esposizione che dà i migliori risultati.
Tra l' altro sfuggono all' atto pratico ciò che è possibile ottenere (quanti stop ettr?In quali circostanze?), quanti stop è possibile guadagnare con gli iso? (e qui casca l' asino, se Valgrassi avesse tradotto "minor saturazione del pixel" ad iso più alti, ma non l' ha fatto! Hasinoff si riferiva al raw, che non è la saturazione del fotodiodo, è diverso!).
Tante piccole gocce che messe insieme sono il mare.
Avessi aperto la mente a chi ritente credibile in questo forum, sarei riuscito a condividere tutto le considerazioni da fare all' atto pratico, che sono tutt' altro che scontate e tutt' altro che ininfluenti.
Fin quando ho il bastone tra le ruote mi risulta difficile (anzi, impossibile) procedere con le considerazioni.
Tra l' altro qualcuno che ha afferrato finalmente i concetti sugli iso non riesce (spero non ancora) a capire come metterli in pratica e quali siano i vantaggi che ne possa ricavare.
Ho le mani legate.
Non scommetto un solo centesimo che questo 3d possa andare a buon fine, ma tifo per lo spirito con cui è stato aperto. Per ora è disastro e confusione, come sempre in questo forum.
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| inviato il 13 Novembre 2018 ore 5:00
@Paolo non ho ancora visto il tuo riassuntivo, scusa! Parlare di ISO nel digitale nel 2018 sembra una attimo anacronistico, almeno a me. Si impara a leggere un grafico alle superiori, non c'è di mezzo nessuna complicazione
@Alessandro aspetta che ti spieghi Hasinoff, poi tiri le tue conseguenze, è inutile che insisti, ti SEMBRA di avere capito. Resto sempre in attesa della spiegazione sulla frequenza di campionamento e soprattutto di foto tue che mostrino la rilevanza del readnoise |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 11:46
Questi grafici e le didascalie dicono tutto. Per quelli che li vedono per la prima volta sono commentati passo a passo.
dB(SNR)=dB(S/N)=20log(SNR)=20log(S/N)
S=Signal=Segnale N=Noise=Rumore SNR=Signal-to Noise-Ratio=rapporto segnale su rumore.
Secondo DxO una foto è accettabile quando SNR è 20 dB, quindi S/N=10:1.
Nell'articolo viene usata una Canon con acquisizione a 14 bit. I valori raw vanno da 0 a 2^14-1, ossia da 0 a 16383.
0 sarà nero, 16383 bianco. In JPEG: (0,0,0) e (255,255,255).
Dai due grafici si indovina che SNR max è dell'ordine di 42 dB, cioè 125.9:1.
125.9^2=15851. Tenuto conto che Canon applica un offset di 500: 15851+500 = =16351 ossia ~16383. Abbiamo così verificato che i valori digitali registrati possono essere usati per tutti i calcoli di SNR.
In ascissa troviamo log2(F/F(max)) in cui F(max) è l'illuminazione che satura un pixel. La scala va da 0 a -12, a tutti gli effetti si identifica con la dinamica del sensore. Ogni salto unitario fa perdere 1 Ev di dinamica.
Il grafico di sx ci conferma che:
- nelle ombre S/N è lineare col numero n dei fotoni raccolti
- da un certo punto in poi, S/N~sqrt(n). Tutte cose note.
A sx si vede che per avere SNR (max) basta usare l'ISO (supposto di base) più basso. Per esempio: a 100 ISO dB(SNRmax)~42 cioè ~125.9:1, a 3200 ISO dB(SNRmax)~23 cioè 14:1. Se prendiamo per buono il criterio DxO dB(SNR)=20, è chiaro che 3200 ISO va bene solo nelle alte luci, spostandoci a sx nell'istogramma 20 dB non sono alla portata. Tutto questo è in accordo con l'esperienza di qualsiasi fotografo e vale strettamente se si espone nominalmente ai vari ISO.
Hasinof voleva ottimizzare HDR: era giusto negli scatti multipli variare l'esposizione mantenendo ISO base? Il grafico di dx risponde a questa domanda, il pixel è saturato (a sx era saturato il registro, non il pixel) e gli alti ISO giocano fino ad un certo punto un ruolo positivo.
Più che nell'altro caso dobbiamo riferirci alle misure per trarre delle conclusioni.
ISO 3200 è vantaggioso da 2^14/2^12=4 a 2^14/2^5=512, nelle ombre, in pratica. Il vantaggio nelle ombre ha effetti collaterali? Sì, abbastanza pesanti.
A ISO 3200 db(SNRmax)~25 cioè ~18:1 accompagnati da una perdita di 5 Ev (stop) di gamma dinamica. ISO 3200 ottimizza tutto ciò che è < 512, perfetto per chi vuole aprire le ombre in HDR, un po' meno per chi fa scatti singoli. 5 stop sono tanti, li regge una scena con contrasto inesistente ovvero buia.
Quindi è vero che in certe condizioni alzare gli ISO porta a SNR migliore, ma il tutto è limitato a scatti particolari.
L'ammiraglia Canon era ISO-Variante. Tutte questi risultati si ridimensionano se si prendono in esame sensori quasi-ISO-Less. Un po' di carattere Variante è inevitabile anche nei sensori più aggiornati, non resta che fidarsi di Bill Claff che normalmente posta risultati affidabili
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| inviato il 13 Novembre 2018 ore 11:53
Ecco questa spiegazione dettagliata sotto il grafico aiuta moltissimo. E ci sono anche le conclusioni pratiche. Il doppio binario che vorrei portare avanti.
Grazie |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 14:20
I grafici di Hasinoff sono facilmente leggibili a colori:
drive.google.com/open?id=1A72WEekZu7uGSraay3SYs37AA_B_EEFS
Tempus fugit ed ecco dove è arrivato il brillante Post Doc Hasinoff dell'MIT:
drive.google.com/open?id=1Ox-KRRN-lBP4wLNkhZSMRClk_p5MO6AG
Siamo qui a scambiarci ovvietà sugli ISO, roba vecchia di anni, il futuro è Google e le ricerche AI.
Un paio di osservazioni su ISO e SNR.
Si è discusso qui a livello di raw primario, rumore di luminanza e crominanza sono figli a loro volta di estese manipolazioni del file raw, siamo già in terra TIFF e poi JPEG. Usando diversi SW si possono avere miglioramenti apprezzabili. Molti giurano su Capture One.
Per i NEF uso NX-D, non vedo chi conosca meglio di Nikon la struttura dei loro NEF.
Poi c'è il mare magnum dei denoiser. Anche se funziona solo su raw, per alti ISO è imbattibile PRIME di DxO.
Ultimamente Topaz ha impostato il marketing su AI, di Gigapixel parlano tutti bene, hanno appena introdotto un denoiser AI.
NIK Collection è stata un po' rivisitata da DxO, probabilmente vale i 69$ a cui la vendono, o meglio Silver Efex Pro 2 li può facilmente valere da solo. |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 16:14
“ Altri vivono in un mondo di "esposizione corretta" (solo per definire questo in digitale serve un libro) e non prevedono le possibilità che il digitale offre all' esposizione che dà i migliori risultati. „
Non c'è bisogno di un libro, l'ho scritto a inizio topic in cosa consiste l'esposizione corretta in digitale: massimizzare il SNR al momento dello scatto (aumentando il segnale rispetto allo shot noise che essendo la varianza di quest'ultimo cresce cresce sotto radice) usando il tempo più lungo possibile compatibilmente con la quantità di mosso che si vuole ottenere nell' immagine e il diaframma più aperto possibile compatibilmente con PDC desiderata ed eventuali aberrazioni della lente.
Con quelle impostazioni riesci a saturare il sensore agli ISO minimi? Se sì l'esposizione è giusta, altrimenti alzi gli ISO per ridurre il read noise finché non raggiungi (quasi) la saturazione o finché non raggiungi il punto in cui il sensore diventa ISOless ovvero (come ho scritto anche in altra sede) quando aumentare gli ISO non cambia più il SNR ma riduce solamente la gamma dinamica.
“ L' altro vive in un mondo in cui le situazioni di "buona luce" sono quelle che a iso 100 non hanno neri, tonalitá scure e ombre per cui reputa la dark current e il read noise ininfluente, in quanto lo shot noise è predominante "essendo condizioni di buona luce". Buone? Nelle ombre? Nelle tonalità scure?
A colpi di calcoli errati, di qualità dell' elettronica negli apparecchi consumer, di interpretazioni personali e di errori di valutazione, hanno anche definito il rumore in relazione al tempo di scatto ininfluente (se non dopo diversi secondi).Eeeek!!! „
Alessando, stai cominciando a capire come mettere assieme i concetti ma ti manca un' analisi quantitativa.
Primo, non ho mai considerato il read noise ininfluente, anzi ho scritto più volte come mai è importante alzare gli ISO nel caso non si riesca a riempire il sensore.
Nelle tonalità scure ovviamente c'è un rapporto SNR peggiore dato che c'è meno segnale (quindi si sentono di più sia lo shot noise che il read noise), ma perlomeno nello scatto singolo se hai già raggiunto il limite di capacità del sensore non puoi farci nulla perché altrimenti clipperesti pesantemente le alte luci. In ogni caso se hai saturato il sensore con l'esposizione significa che le parti che sono ancora in ombra sono veramente scurissime rispetto al resto dell' immagine, quindi il rumore sarò meno visibile.
Poi oh, uno è liberissimo di farlo e di fare un HDR, ma a questo punto valgono lo stesso le regole che ho già detto per l'esposizione singola, solo che il tuo punto di bianco al posto di corrispondere alle alte luci della scena corrisponde ad un punto arbitrario nel range tonale che scegli te.
Riguardo al rumore termico, un' immagine vale più di 1000 parole. Questi sono due crop al 100% di foto scattate con una D90 (sensore vecchio di 10 anni che a confronto di quelli moderni è un cesso a pedali) e sviluppate con +5EV e curve tiratissime in Camera Raw, roba che in un' immagine normale non vedresti MAI.
Ora, come stabilito in precedenza e da qualunque fonte rispettabile, la dark current cresce in maniera direttamente proporzionale al tempo di esposizione. Queste due esposizioni sono una scattata con un tempo di esposizione 50 volte maggiore dell' altra (rispettivamente 1/100s e 1/2s), quindi siccome dark noise = SQRT(dark current) l'immagine da 1/2s dovrebbe avere 7 volte più rumore termico di quella da 1/100s. Come mai allora sono così simili al punto da essere indistinguibili se messe fianco a fianco? Perché nonostante ci sia 7 volte più dark noise è comunque una quantità talmente piccola da essere ininfluente rispetto al read noise, che invece è identico nelle due foto.
E c'è un altra cosa da aggiungere, siccome la dark current cresce linearmente con il tempo di esposizione, esattamente come il segnale, il dark noise avrà sempre lo stesso contributo rispetto allo shot noise per il SNR finale, qualunque sia l'esposizione, quindi il succo della questione è che per chi scatta non ha senso preoccuparsene dato che non si può fare nulla per limitarlo, se non abbassare la temperatura del sensore. |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 16:17
Assolutamente non riesco a distinguere la linea di demarcazione.
Quindi confermo questo :
c) Dark noise: nei sensori moderni è sostanzialmente ininfluente, dipende delle cariche elettriche generate nel sensore a causa del calore. Ribadisco per l'ennesima volta che è talmente poco che nelle foto normali è sostanzialmente irrilevante rispetto alle altre fonti di rumore.
Ma allora forse devo eliminare anche questo capitolo ?(che è ancora da sviluppare)
7) Astrofotografia : tutto cambia quando i fotoni sono pochi
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| inviato il 13 Novembre 2018 ore 16:20
Per quanto riguarda le tipologie di rumore, non è stato citato il rumore a pattern fisso (FPN), dovuto sostanzialmente ad una risposta non uniforme dei pixel.
In una delle sue varianti si presenta come column/row FPN, che dà poi origine allo sgradevole banding di cui si discute frequentemente: è dovuto all'architettura del sensore, e alle componenti utilizzate sullo stesso (amplificatori associati ai pixel, altri circuiti relativi alle colonne/righe di pixel, che tra una unità e l'altra non hanno una risposta identica ecc.).
Tra l'altro, si è discusso principalmente di rumori di tipo spaziale, mentre anche quello temporale ha effetti spiacevoli: è senz'altro più critico nei video, ma nelle foto comporta il fatto di avere una variazione nel pattern del rumore, da scatto a scatto (a parità di scena, impostazioni di scatto ecc.).
www.imatest.com/2018/04/measuring-temporal-noise/
Per il resto, è da osservare che da molti anni esistono (o meglio, vengono implementati) circuiti per la riduzione del rumore all'interno dei sensori cmos. Sony, addirittura, ne ha aggiunti altri a valle dei convertitori a/d, sui sensori più recenti (che quindi operano una riduzione del rumore a livello digitale, come scrivono loro stessi).
www.sony-semicon.co.jp/products_en/IS/sensor2/technology/ist.html
Rimane sempre il dubbio di quanta informazione si perda, a seguito di tali manipolazioni, sia analogiche che digitali (soprattutto con queste ultime). A questo si aggiunge il fatto che ogni software per elaborare i file raw può applicare riduzione del rumore già in fase di demosaicizzazione, senza che si abbia alcun controllo sulla cosa. |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 17:17
@Hbd il fixed pattern è decisamente una brutta bestia, e stranamente sta tornando fuori con i sensori più moderni (vedere Z6 e Z7 ).
In ogni caso è sempre parte del read noise, solamente che ha una componente spaziale non casuale e quindi risalta molto di più all' occhio.
La cosa buona è che se non altro avendo una componente casuale se uno proprio vuole può mapparlo (tramite bias frame in astrofotografia) ed usare il dithering che rende meno influente la componente non casuale.
Riguardo alle tecnologie che usano per ridurre il read noise preferisco non addentrarmi, quella è roba da specialisti del settore, meglio evitare di dare troppa retta alle infografiche
Purtroppo senza analisi fatte come dio comanda è impossibile sapere se tali riduzioni del rumore vengono fatte a scapito dell' integrità del segnale (tipo il famoso star eater sulle Sony) solamente per diminuire il rumore percepito ma smarmellando i dettagli.
“ Ma allora forse devo eliminare anche questo capitolo ?(che è ancora da sviluppare)
7) Astrofotografia : tutto cambia quando i fotoni sono pochi „
L'unica cosa che cambia è che in astrofotografia lavori con poca luce e quindi saltano fuori molto di più tutte le magagne che normalmente sono sommerse dallo shot noise |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 17:30
... e quindi capire come agisce il rumore è ancora più importante.
p.s grazie a tutti coloro che con pazienza mi hanno chiarito il valore ottimale per la mia a6000 per la via lattea. |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 17:35
L'unica cosa che cambia è che in astrofotografia lavori con poca luce e quindi saltano fuori molto di più tutte le magagne che normalmente sono sommerse dallo shot noise ;-)
Ok, ma siccome l'intento mio era di arrivare ad un vademecum pratico di consigli per i fotografi poco tecnici, una volta che si è finito di parlare delle foto "normali" c'è bisogno di un capitolo a parte sull'argomento ISO/rumore per astrofotografia (pensavo ad una differente gestione del Dark noise) oppure visto che anche in quel campo lo possiamo trascurare non serve un capitolo a parte ? |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 17:45
ci sarebbero le tecniche di riduzione del rumore, come lo stacking, il dark frame per il rumore termico etc etc. |
user151242 | inviato il 13 Novembre 2018 ore 18:11
lo shot noise da corrente di buio la fa da padrone sul photon shot noise a causa dell'innalzamento della temperatura del sensore; quindi la corrente di buio cresce linearmente con il tempo d'esposizione ma le fluttuazioni statistiche dei portatori di carica ad essa associati non aumentano linearmente con la temperatura...il risultato è che lo shot noise da corrente di buio domina, in regime d'integrazione, sul photon shot noise. |
user151242 | inviato il 13 Novembre 2018 ore 18:53
anzi, a pensarci bene, avrei le mie riserve anche sul fatto che la dark current cresca linearmente col tempo di esposizione, dal momento che, come avevo detto nell'altro 3D, la resistenza nei semiconduttori cresce esponenzialmente con la temperatura. Una cosa cmq è certa...all'aumentare della temperatura, lo shot noise da corrente di buio è dominante. |
| inviato il 13 Novembre 2018 ore 20:34
Come sempre, tante parole, nessun esempio.
La Nikon 1 J5 è quasi ISO-Less, quindi poco adatta a controllare il readnoise, le differenze potrebbero essere troppo piccole.
Quindi Nikon 1 V2, nominalmente ISO-Variante, partendo da ISO 200 (non è chiaro se sia ISO base, c'è anche ISO 160, potrebbe essere il solito ETTR mascherato).
Stanza buia, f/5.6, 5s sia per 200 che per 1600 ISO. Portate in pari con + 3 Ev.
Ev=2.68 Brightness Bv=-6.321 (buio).
Pensare che domini lo shot noise non ci sta, siamo nella zona lineare, comanda "readnoise" (onnicomprensivo, non si possono fare distinzioni fra i rumori del sensore, che misure abbiamo?)
Aver fatto ETTR a 1600 ISO dovrebbe mostrare il leggero vantaggio che una ISO-Variante ha ad ISO alti.
massacrate da postimage e Juza, questi sono i crop JPG originali: drive.google.com/open?id=1C1VwGwIwHJCt6aQya-62oSTdinEGHHQo
Secondo le aspettative, il vantaggio "readnoise" non è evidente, cmq confronti a questo livello si fanno dal 100% in su, inutile usare interpolanti tipo Adobe |
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