ilyatv. Помехи на пленке

Шум на фото - Фотожурнал

Помехи, или шум в цифровых изображениях нередко сравниваются с зернистостью пленки в традиционной фотографии. Эти явления действительно очень похожи, однако их внешнее проявление и причины — совершенно разные. 

В пленке для фиксации изображения применяются светочувствительные частицы галогенида серебра. Именно они образуют зернистую структуру пленки. Такая структура играет решающую роль в способности пленки регистрировать снимаемую сцену, но придает изображению хорошо заметную текстуру. Подобный эффект иногда нежелателен, хотя он и способен создать определенное настроение в изображении.  Зернистость пленки с более высоким показателем ISO оказывается больше и поэтому становится заметной при увеличении изображения. 

Аналогичный недостаток в цифровых фотокамерах проявляется в связи с помехами . Однако помехи вызваны не особенностями физической конструкции датчика изображения, а электронными погрешностями и взаимными помехами. В частности, взаимные помехи в сигналах от соседних компонентов в фотокамере могут препятствовать регистрации света в виде уровней напряжения в каждом пикселе датчика изображения. При усилении сигнала (например, при фотографировании с большей светочувствительностью по стандарту ISO) также повышается вероятность появления помех в окончательном изображении. 

Нагрев датчика изображения также может стать причиной появления дополнительных помех.

 Во время съемки при использовании большой светочувствительности по стандарту ISO фотокамеру лучше держать в охлажденном состоянии, чтобы свести помехи к минимуму. Для этого рекомендуется выключать фотокамеру в промежутках между выполнением последовательных снимков, давая ей возможность остыть. Кроме того, для уменьшения помех не следует подвергать фотокамеру действию солнца или иного источника тепла. 

Как показывает опыт, помехи в цифровой фотокамере дают менее приятные эффекты, чем зернистость пленки, поэтому их следует всячески избегать. В частности. рекомендуется снимать при минимально возможной светочувствительности по стандарту ISO. 

Показатель светочувствительности по стандарту ISO (Международной организации по стандартизации) определяет светочувствительность пленки или датчика изображения. 

Фотографы привыкли мыслить категориями данного стандарта ISO, выбирая пленку для конкретного вида съемки. Одно из преимуществ цифровой фотографии состоит в возможности менять светочувствительность в промежутке между разными видами съемки. А в пленочной фотокамере для этого пришлось бы менять всю кассету с пленкой. 

Каждый тип датчика изображения обладает определенной чувствительностью к свету. Светочувствительность отдельных пикселей изменить непосредственно нельзя, и поэтому для повышения показателя ISO приходится усиливать сигналы, поступающие из отдельных пикселей датчика изображения. Такое электронное усиление сигнала, по существу, повышает светочувствительность пикселей при слабом освещении, усиливая их реакцию на слабый свет. Именно поэтому на более темных участках изображения заметны артефакты, обусловленные помехами. 

При усилении сигнала, поступающего из отдельного пикселя, существует вероятность значительного повышения уровня помех и ухудшения качества окончательного изображения. В некоторых моделях цифровых фотокамер применяются весьма эффективные средства снижения уровня помех при съемке с максимальными показателями ISO без ухудшения качества получаемого изображения. А в других моделях цифровых фотокамер имеются не столь эффективные средства снижения уровня помех, и поэтому даже при умеренных показателях ISO в получаемых изображениях могут присутствовать помехи недопустимого уровня. 

На левой части изображения приведён фрагмент фотографии снятой при неблагоприятных условиях (длинная выдержка, высокая чувствительность ISO), шум хорошо заметен. На правой части изображения — фрагмент фотографии снятой при благоприятных условиях. Шум практически незаметен

Когда следует менять светочувствительность по стандарту ISO

Для получения наиболее четкого изображения при минимальном уровне помех рекомендуется выбирать минимально возможный показатель ISO. В большинстве случаев он находится в пределах от 100 до 400 единиц ISO при малой светочувствительности и достигает 3200 единиц ISO при большой светочувствительности. Если же текущие условия освещения не позволяют выбрать достаточно малую выдержку, рекомендуется использовать штатив, установить меньшую диафрагму либо увеличить светочувствительность по стандарту ISO в качестве последнего средства для уменьшения выдержки. 

Так, для съемки вне помещения следует выбрать минимальный показатель ISO, а для съемки внутри помещения увеличить этот показатель, чтобы установить экспозицию, наиболее подходящую для имеющихся условий освещения. 

При слабом освещении более высокий показатель ISO позволяет получить снимок, который просто невозможно сделать иначе, но при этом повышается вероятность появления помех в изображении. 

Малый показатель ISO может быть использован при достаточном освещении, и поэтому он более предпочтителен для получения изображения наилучшего качества.

dphotoworld.net

Имитация плёночного шума на цифровом снимке

Что такое пленочное зерно?

Для многих эта часть окажется выступлением капитана-очевидности, но лучше начать именно с нее. Черно-белая пленка представляет собою основу с нанесенным на нее слоем фотоэмульсии — фотографической желатины, содержащей кристаллы (зерна) галогенида серебра.

При попадании на пленку света часть кристаллов активируется. Чем больше света попало на некоторую область пленки, тем больше на ней будет активированных кристаллов. Таким образом, в пленке возникает скрытое (латентное) изображение. В процессе проявки активированные кристаллы восстанавливаются до металлического серебра, эмульсия чернеет, скрытое изображение проявляется.

В цветной пленке идет аналогичный процесс, только слоев эмульсии в этом случае три, а после восстановления серебра вокруг его кристаллов происходит образование красителей. Для избавления пленки от серебра добавляется еще одна процедура — отбеливание.

То есть, изображение на пленке (фотобумаге) состоит из случайным образом разбросанных кристаллов. Разной формы, разного размера, расположенных не в один слой, а занимающих всю толщу фотоэмульсии. Если сравнить изображение со стеной, то пленочное изображение будет похоже не на кирпичную стену, а на стену храмов майя, сложенную из камней разной формы и размера.

Сами по себе кристаллы достаточно малы, поэтому глаз не различает кристаллы создающие изображение в фотобумаге. Но при печати с негатива картинка многократно увеличивается, и на фото мы начинаем замечать изображения кристаллов фотопленки. Вот это и есть пленочное зерно.

Строго говоря, видимое зерно — это косяк изготовителей фотопленки. Пошлите на печать картинку с разрешением (в размере печати) 36 ppi и на оттиске будет видна пиксельная сетка — «зерно» цифрового века, брак печати. Позже я еще скажу про пиксели и цифру, а сейчас давайте закончим с пленкой.

Почему же производители не сделали пленку с таким маленьким зерном, чтобы его невозможно было различить? А потому что это невозможно. Чем меньше зерно, тем меньше фотонов оно сможет получить, тем меньше шанс, что оно активируется при тех же параметрах экспозиции, тем ниже чувствительность пленки. После некоторого предела уменьшать кристаллы просто не имеет смысла.

Народная мудрость учит: если насилие неизбежно, надо расслабиться и получить удовольствие. Так произошло и с пленочным зерном: люди смирились с ним, а некоторые даже стали получать от него удовольствие. Баг превратился в фичу. И сейчас, в век просветленной оптики, высокочувствительных сенсоров и программ-шумодавов, многие грустят о пленочном зерне, как меломаны о потрескивании и шуршании винила.

Как внести зерно на цифровое фото?

Собственно, зерно — это шум. Правда, шум очень специфический. Выше я уже писал, что изображение на пленке состоит из зерна, а у нас в компьютере картинка состоит из пикселей. Причем пиксели эти квадратные и выстроены в четкую сетку. Одним словом — кирпичная стена.

Чтобы повторить «случайную кладку» наши кирпичи должны быть значительно мельче «камней майя». Другими словами, разрешение сканирования должно быть достаточно большим, чтобы пиксель был прилично мельче зерна. Я уже давно не работаю с пленочными сканами, но со старых времен хорошо помню: слайд 35 мм можно достаточно безболезненно отсканировать вплоть до формата А3 при разрешении 300 ppi.

Дальше разрешение сканирования увеличивать бесполезно, поскольку детализации не прибавится, просто более подробно отсканируется зерно. То есть, зерно начинает вылезать, когда оптическое разрешение сканера переваливает за 3500 ppi, а более-менее четко просматривается при разрешении сканирования 5000 ppi и выше. Конечно, это средняя температура по больнице, разные пленки — разная зернистость. Но оценить порядок чисел можно.

Отсюда вытекает два вывода. Во-первых, сканировать пленку для получения зерна надо с высоким разрешением. Во-вторых, чтобы зерно адекватно смотрелось на изображении оно должно иметь достаточно большой размер. Но давайте вернемся к вопросу: как внести зерно на изображение, которое его не содержит?

Если честно, то никак. Во всяком случае, средствами фотошопа. Как я уже писал выше, настоящее пленочное изображение состоит из зерна. Сгенерировать новую мозаику, состоящую из элементов случайной формы и повторяющую имеющуюся картинку фотошоп не сможет. К счастью, такой скурпулезности и не нужно. Чтобы обмануть человеческий глаз и заставить его «разглядеть» зерно достаточно добавить в исходное изображение затемнения и осветления (шум) соответствующие структуре зерна.

Визуально зерно по-разному проявляется в светах, средних тонах и тенях. А у цветной пленки еще и в разных каналах. С каналами все просто: патерн имитирующий зерно цветной пленки должен содержать в каналах разные изображения, аналогичные структуре зерна в соответствующем слое эмульсии.

С разбивкой по тонам сложнее. Нужен способ, позволяющий отдельно управлять внесением зерна в света/полутона/тени. В идеале и патерны для разных диапазонов должны быть разные. Но только очень замороченные люди будут доходить до такого. Остальные посмотрят на два абзаца выше и удовлетворятся одним «универсальным» патерном для всех тонов.

Для наименее требовательных пользователей существует самый простой вариант. Зерно в наибольшей степени должно проявляться в средних тонах. Во-первых, из-за наилучшей для рассмотрения плотности — кристаллов уже достаточно много чтобы их разглядеть, но не настолько много, чтобы они начали сливаться друг с другом. Во-вторых, из-за особенностей нашего восприятия — средние тона наиболее информативны для человеческого зрения.

Как должен выглядеть образец зерна и где его взять?

Как должен выглядеть патерн зерна следует из использования Overlay. Это средне-серая плашка, несущая на себе шум, аналогичный по форме и контрасту пленочному зерну. Где его взять? Сгенерить или отсканировать реальное зерно.

Сгенерировать можно с помощью плагинов или стандартными средствами фотошопа. И не надо сразу презрительно ухмыляться на такое предложение. Вот девять образцов шума, заметьте, не зашумленной картинки, а чистого шума на средне-сером фоне. Ситуация тепличная. Угадайте, где скан реального зерна, а где «подделка»?

Мы так долго разбирали механику внесения в картинку дополнительного шума, что самое время задать вопрос: а чем не устраивает уже существующий шум? А тем, что он некрасивый.

Почему цифровой шум выглядит некрасиво?

Прежде всего, потому что он четко структурирован. Каждый пиксель шумит случайно, но все они уже выстроены в сетку. Кроме того, пиксель на экране монитора гораздо меньше пленочного зерна на фотографии. Поэтому пиксельный шум не добавляет изображению фактуры, а смотрится мелкодисперсной грязью. Как будто очень мелкий песочек насыпали, а он лег слегка неровно и создал неприятную пятнистость.

С другой стороны, пиксели монитора (планшетника, смартфона и т.п.) еще не достаточно малы, чтобы мы перестали воспринимать их по отдельности и смогли сложить из них более крупные пленочные зерна.

Если хотите, можно провести аналогию со звуком. При равном уровне шума ламповый усилитель будет звучать приятнее, чем полупроводниковый. Потому что у него другой спектр шумов, они не так сильно «режут ухо». Вот и пленочный шум не так сильно режет глаз, как цифровой.

Кстати, в тех технологиях цветовоспроизведения, где отдельный пиксель неразличим (например, офсетная печать), вопрос «некрасивого» цифрового шума не стоит в принципе. Конечно, если фото не подвергается сильному увеличению.

А стоит ли вообще вносить зерно?

Если вы собираетесь печатать фотографию, вопросов нет. Оптическое разрешение Noritsu — 300 dpi, Durst Theta — 254 dpi. Плюс работает эффект смягчения точки из-за рассеяния света лазера в слое эмульсии. В общем, отдельный пиксель не разглядеть, а из маленьких кирпичей можно будет собрать «камни майя». При сильном увеличении оригинала «зерно» до некоторой степени замаскирует возникшую из-за увеличения нерезкость. 

А если вы показываете картинку на мониторе? Разрешение современных мониторов около 100 dpi, размеры картинок порядка 900х600 px и даже меньше. Как ни крути, а пиксель слишком велик и шум будет выглядеть цифровым, каким бы способом его ни вносили.

Вернемся к началу.

А началось все с комплекта из 23 сканов настоящего пленочного зерна.

Внутри архива содержится картинка с краткой инструкцией по применению. Остается загадкой, почему рецепт внесения зерна разбирается на примере цветной картинки, а зерно накладывается от черно-белой пленки (образец №7 — Ilford Delta 400). Но это так, просто любопытный факт.

Совершенно верно подмечено, что использовать режим Normal с уменьшеной непрозрачностью неправильно. И предложено воспользоваться Overlay. Это незатейливый, но честный способ. Вот только отметка о «неправильности» наложения с непрозрачностью 100% неверна.

Для режима Overlay уменьшение непрозрачности равносильно простому ослаблению воздействия, то есть, понижению контраста зерна. Уменьшение непрозрачности можно использовать для ослабления эффекта до наиболее подходящего вам вида, но утверждать, что 30% — правильно, а 100% — нет, можно только в одном случае. Если патерн зерна сделан криво.

1. Fuji_Provia_120_cc.png

2. Fuji_Provia_120.png

3. Fuji_Velvia_100_cc.png

4. Fuji_Velvia_100.png

5. Fuji_Velvia_120_cc.png

6. Fuji_Velvia_120.png

7. Ilford_Delta_400.png

8. Ilford_Delta_400PRO.png

9. Ilford_delta_3200.png

10. Ilford_FP4_400.png

11. Ilford_FP4_PLUS_125_cc.png

12. Ilford_FP4_PLUS_125.png

13. Kodak_160_VC_cc.png

14. Kodak_160_VC.png

15. Kodak_160VC_cc.png

16. Kodak_160VC.png

17. Kodak_400VC_cc.png

18. Kodak_400VC.png

19. Kodak_Ektar_100_cc.png

20. Kodak_Ektar_100.png

21. Lucky_SHD100_120_cc.png

22. Lucky_SHD100_120.png

23. Svema_64.png

Первое, что можно заметить, — это относительно невысокое разрешение сканирования. Практически, оно сделано по нижнему пределу, когда зерно только начинает различаться. Но для интернета и небольших форматов печати этого будет вполне достаточно.

Второе — это многоцветие и различная яркость патернов. Они замечательно смотрятся вместе, но в таком виде совершенно не пригодны для применения. Чтобы Overlay корректно внес шумы, не поменяв цвет и яркость исходного изображения, усредненный цвет патерна должен быть средне-серым.

Вероятно, для сглаживания возникающих после наложения паразитных изменений цвета и яркости и уменьшается непрозрачность. Я не буду сейчас обсуждать, откуда появилось все это многоцветие. Для практического использования гораздо актуальнее вопрос: как от него избавиться?

На картинке выше был применен High Pass с радиусом 250 пикселей. Это по-прежнему стопроцентный кроп центрального участка. Можете сдернуть его к себе, открыть в фотошопе и порассматривать поближе.

При ближайшем рассмотрении становится очевидно, что образцы: 2, 12, 14 и 22 можно просто и безболезненно выкинуть. Если помедитировать подольше, удастся выкинуть еще несколько, не столь явно, но, все-таки, достаточно похожих. И, наконец, сравните их с искуственно сделанным зерном с третьей картинки. Масштабы различаются, но определенное сходство с некоторыми образцами на лицо.

Самое интересное — это поведение патернов в разных каналах. Теперь все каналы средне-серые и их легко сравнивать. Сдерните картинку на свой компьютер, откройте в фотошопе и попереключайте каналы. Именно в этом кроется основная хитрость цветной пленки — каждый канал шумит по-своему.

Выводы.

Данные патерны можно применять для имитации зерна на изображениях web размера и небольшого печатного размера.

Overlay-наложение можно использовать с любой удобной для вас непрозрачностью.

Перед наложением к патерну необходимо применить фильтр High Pass («Цветовой контраст» в русской версии, да нашлют боги вечную икоту на локализаторов).

Значение радиуса подбирается в зависимости от желания сохранить или убрать крупные неровномерности.

Работая со сканом негативной пленки не забудьте перед наложением инвертировать его. Увеличенные белые волоски и соринки на фото смотрятся странно.

Имитация зерна на изображениях, расчитанных на демонстрацию на экране монитора, всегда будет тяготеть к цифровому шуму.

© Андрей Журавлев (aka zhur74), март 2012 г.

ilyatv.livejournal.com

Почему помехи на фотографии называют шум? Ведь это не акустика.

часто помехи или шум на цифровых фотографиях ассоциируют с зернистостью пленки в традиционной фотографии, но на самом деле причины их возникновения и внешнее проявление — различны. Так, в пленке зернистая структура и заметная текстура объясняются использованием светочувствительных частиц галогенида серебра для фиксации изображения. Негативный эффект проявляется в том случае, когда зернистость пленки с высоким показателем ISO оказывается больше, а поэтому заметна при увеличении фотоснимка. Что касается цифровых фотографий, то аналогичный недостаток проявляется в форме помех, которые возникают вследствие электронных погрешностей и взаимных помех в сигналах от соседних элементов фотокамеры, которые могут помешать регистрации света в виде уровней напряжения в каждом пикселе датчика изображения. Кроме того, вероятность появления помех в изображении значительно увеличивается во время усиления сигнала, например, в процессе съемки с большей светочувствительностью по стандарту ISO.

Потому что это шум, именно шум, вызываемый паразитными засветками и квантовыми эффектами - смотрите не историю понятия а спектральный состав и происхождение самого шума.

.. предложите более точное, понятное всем и самое главное - короткое название этому эффекту.

Из педивикии "Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры". Очевидно что суть шума, что в акустике, что в оптике одна - помехи полезному сигналу.

Люди ДУМАЮТ над смыслом употребляемого слова. Слово "шум" в физике имеет свое значение, и к фотоаппаратам оно применено обоснованно и корректно. Если ваши личные ассоциации неразрывны с акустикой, то при чем тут мы? И почему это, остальные люди должны думать так же?

В доцифровую эру подобные помехи называли "зерном" вовсе не имея в виду пшеницу. Термин "шум" в радиотехнике (noise) всегда и означал случайные сигналы, наводки, помехи. С массовым проходом цифры и возникло смешение обывательского "акустического" шума и "электронного".

Потому что это шум. Он возникает сам по себе. А помехи возникают от различных внешних (!) наводок, которые в фотоаппарате практически не встречаются. Я доступно излагаю?

Цифровой шум - отклонения цветовых, яркостных характеристик пикселей от воспринимаемых ПЗС-матрицей значений. Т. е. случайные разноцветные пиксели на фотографии записываемые на матрицу некорректным образом. По визуальному характеру цифровой шум можно сравнить с зернистостью в аналоговом методе фотографирования, тем более что он и ведет себя так же: чем выше чувствительность элемента (будь то матрица или пленка) , тем больше шума. Зрительно он воспринимается как зернистость, пятна, расплывчатость границ. В основе шума чаще всего лежат технические особенности конструкции фотоаппарата и недостатков технологии цифровой фотографии. В большинстве случаев разноцветные пиксели появляются из-за того, что некоторые из них записываются в файл иначе, чем они должны восприниматься матрицей. Уровень шума напрямую зависит от чувствительности. При увеличении чувствительности возрастает и напряжение на сенсоре, а вместе с увеличением напряжения увеличивается и количество неправильно записанных пикселей. Это происходит оттого, что сенсор нагревается. Чем больше температура сенсора от увеличения напряжения, тем больше шумов. Из статьи Сергея Лопатина. Еще одно определение цифрового шума: Шум (Цифровой шум) - неравномерная (нелинейная) структура изображения, состоящая из мелких элементов, имеющих различия в яркости или цветовом оттенке. Цифровой шум изначально возникает при считывании данных с сенсора фотокамеры ввиду неравномерного заряда светочувствительных элементов. На появление цифрового шума непосредственно влияют такие факторы как характеристики сенсора, температура сенсора, время экспонирования, и косвенно - алгоритм обработки изображения, получаемого с cенсора. Шум может быть как яркостным (Luminance noise), так и хроматическим (Cromatic noise). Обычно фотографии с избыточным шумом выглядят неестественно, являются низкокачественными. Часто Цифровой шум путают с зерном. Понятие Зерно применимо только к фотоплёнке.

фотографы ещеь те личности

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).

Э.. . Почему не задумываются, спрашиваете?... Мне вспоминается притча о сороконожке, которая задумалась, с какой ноги ей идти, да упала!

touch.otvet.mail.ru

• 
  Перфорированная пленка бопп
• 
  Пленка сша тонировочная
• 
  Инфракрасная корейская пленка
• 
  Сертификат пленка пэком
• 
  Тонирование стеклопакетов пленкой
• 
  Коллагеновая пищевая пленка
• 
  Пленка капучино глянец
• 
  Пищевая коллагеновая пленка
• 
  Инфракрасная пленка калео
• 
  Рынок полиэтиленовой пленки
• 
  Тонировочная пленка ndfos