Fotografisk breddgrad

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 12 juli 2021; kontroller kräver 4 redigeringar .

Fotografisk latitud  - det begränsande intervallet för ljusstyrka som det fotografiska materialet kan återge utan förvrängning [1] [2] . Fotografisk latitud anses vara en av de viktigaste sensitometriska egenskaperna hos fotografiskt material och uttrycks kvantitativt som ett intervall av exponeringslogaritmer , inom vilka en proportionell överföring av motivets ljusstyrka utan att ändra kontrasten tillhandahålls [3] . När det gäller elektroniska avbildningsmetoder kallas samma egenskap för dynamiskt omfång och beskriver kapaciteten hos vakuumtransmissionsrör eller halvledarfotomatriser . I det här fallet mäts latitud i decibel , vilket uttrycker intervallet mellan signalstyrka som motsvarar de mörkaste och ljusaste områdena i bilden. Inom digital fotografering kvantifieras latitud i exponeringssteg [4] .

Begränsningar

Den fotografiska latituden vid kemisk fotografering begränsas av den maximala optiska densiteten som det fotografiska materialet kan ge, och av dimnivån , under vilken förändringar i densitet är oberoende av den erhållna exponeringen. Matematiskt kan den fotografiska latituden beskrivas med uttrycket [2] :

var är den fotografiska breddgraden, - exponering.

Punkterna 1 och 2 motsvarar ändarna av den rätlinjiga sektionen av den karakteristiska kurvan , vilket begränsar området för korrekta exponeringar [5] . Bortom detta segment böjs kurvan, vilket minskar bildens kontrast . Detta leder till förvrängningar i visningen av halvtoner hos motivet och en försämring av bildkvaliteten [6] . Därför är den fotografiska latituden alltid mindre än det totala exponeringsintervallet som täcker segmentet mellan det fotografiska materialets minimala och maximala optiska täthet [7] .

Inom praktisk fotografering avgör fotografisk latitud möjligheten att få en högkvalitativ bild av scener med ett brett ljusområde, när detaljerna förblir synliga både i de ljusaste högdagrarna och i djupa skuggor . Förutom kvaliteten på bilden beror mängden fel som tillåts vid bestämning av exponeringen på latituden [3] [8] . Därför innehåller de vid produktion av negativa fotografiska material (både svartvitt och färg) den maximala möjliga fotografiska latituden, som kan nå ett värde av 2,0 [9] . Latituden för svartvita negativa fotografier och filmer tillåter fel på upp till 4 exponeringssteg: 3 i överexponeringsområdet och 1 i underexponeringsområdet. Färgnegativfilmer tillåter, på grund av sin komplexa struktur och känslighet för färgobalanser, endast ett steg av överexponering. På grund av den stora breddgraden för negativfilmer vid optisk utskrift är det möjligt att räkna ut detaljerna i enskilda delar av bilden genom att skugga dem eller dessutom "skriva ut" med masker [10] .

Fotografisk film för mottyper har också en bred latitud , för att bevara så mycket detaljer som möjligt under flerstegskopiering. Positiva fotografiska material med hög kontrast har tvärtom en begränsad latitud, vilket praktiskt taget undviker exponeringsfel [11] . Reversibla fotografiska material har en liknande känslighet för fel , vars fotografiska latitud är mindre än negativa [12] .

Funktioner för digital fotografering

Den största skillnaden mellan elektroniska metoder för att omvandla ljus från kemiska är de olika möjligheterna att visa ljusa och mörka områden i bilden. Om den största faran vid analog fotografering vid exponeringsfel är att få "tomma" skuggor av negativet när det underexponeras, så bör man inom digital fotografering vara försiktig med de så kallade "trasna" högdagrarna ( klippning ) på grund av överexponering. Anledningen ligger i "mättnadseffekten" av halvledarfotodetektormatriser, när någon ökning av exponeringen inte leder till en förändring i utsignalen. Med tanke på brusbegränsningen som liknar den för en fotografisk slöja, vilket gör det svårt att registrera halvtoner i skuggområdet, är den fotografiska latituden för digitalkameror i de flesta fall mindre än den för färg, och i ännu högre grad svartvita negativfilmer, men är jämförbar med den fotografiska latituden för en färgbild [ 13] .

En ytterligare begränsare är egenskaperna hos analog-till-digital-omvandlare som begränsar antalet ljusstyrkekvantiseringsnivåer som visas för var och en av färgkanalerna. JPEG -formatfiler , som erhålls vid utgången av en digitalkamera, begränsas av själva formatstandarden, som inte tillåter annat färgdjup än 8-bitars , medan det maximala antalet visade halvtoner inte överstiger var och en av de tre färgseparationskanalerna . Professionella och semiprofessionella kameror använder mer avancerade ADC:er som kodar RAW - filer med en 12-bitars och till och med 14-bitars algoritm [4] . I det här fallet registreras betydligt fler halvtoner, i det senare fallet - halvtoner i var och en av färgkanalerna. Därför, när du konverterar dessa filer på en extern dator till JPEG-filformatet, är det möjligt att visa områden i bildens slutliga 8-bitars JPEG-format som saknar detaljer under automatisk konvertering i kameran [14] [15] .

Öka fotografisk latitud

Otillräcklig fotografisk latitud kan också ökas på konstgjord väg med hjälp av speciell teknik. Den mest kända processen kallas HDR [4] .

HDR-teknik

Det är möjligt att ta bilder av objekt med ett större ljusområde än den fotografiska latituden för ett visst ljuskänsligt material genom att upprepade gånger fotografera ett objekt med olika exponeringsvärden . Bilderna som erhålls på detta sätt visar olika delar av gråskalan och fångar, förutom medelstora mellantoner, djupa skuggor och ljusa högdagrar. I praxis för amatörfotografering används termen exponeringsfäste för sådan fotografering , eller "bracketing" - spårpapper från motsvarande engelska term .  bracketing . Efter att ha tagit emot två eller flera bilder tagna under samma förhållanden med olika exponeringar, kombineras dessa bilder till en gemensam bild, som visar hela den erforderliga gråskalan [16] . I vissa digitalkameror och till och med kameratelefoner kan denna process utföras automatiskt av kameran själv. Nackdelen med tekniken ligger i dess olämplighet för att fotografera rörliga föremål.

Matriser SuperCCD

I dessa matriser, för att öka den fotografiska latituden, används närvaron på samma matris av element av olika områden och olika effektiv ljuskänslighet. Överföringen av låga ljusstyrkanivåer tillhandahålls av element med hög känslighet, och höga ljusstyrkanivåer tillhandahålls av låga [17] .

SIMD-matris

Digital SIMD-matris (förkortad från engelska.  Single instruction, Multiple data ) används i CCTV-kameror . I sådana matriser är det möjligt att ställa in den optimala lästiden för varje pixel, beroende på belysningsnivån i ett givet område av ramen. För dessa teknologier används för närvarande termen "Wide Dynamic Range " .  [18] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Fotografiteknik, 1973 , sid. 79.
  2. ↑ 1 2 Cameraman's Handbook, 1979 , sid. 366.
  3. ↑ 1 2 Photokinotechnics, 1981 , sid. 362.
  4. ↑ 1 2 3 Dynamiskt omfång i digital fotografering (länk ej tillgänglig) . Cambridge i färg. Hämtad 30 december 2018. Arkiverad från originalet 30 december 2018. 
  5. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 94.
  6. ↑ En kort guide för amatörfotografer, 1985 , sid. 97.
  7. ↑ Grundläggande om svartvitt och färgfotoprocesser, 1990 , sid. 97.
  8. ↑ Allmän fotografikurs, 1987 , sid. 125.
  9. ↑ Cameraman's Handbook, 1979 , sid. 371.
  10. ↑ Bearbetning av fotografiskt material, 1975 , sid. 118.
  11. ↑ Fotografiteknik, 1973 , sid. 80.
  12. ↑ Cameraman's Handbook, 1979 , sid. 370.
  13. ↑ Johnson, 2007 , sid. 151.
  14. ↑ Foto&video, 2007 , sid. 74.
  15. ↑ JPEG ELLER RAW VILKEN ÄR BÄST ATT FOTA? (inte tillgänglig länk) . Författarprojekt av Vladimir Sobolev (26 november 2011). Hämtad 10 juli 2017. Arkiverad från originalet 14 juli 2017. 
  16. ↑ program för att göra HDR-bilder . Datum för åtkomst: 20 mars 2008. Arkiverad från originalet den 25 februari 2009.
  17. ↑ Beskrivning av Super-CCD-matrisen med bilder . Hämtad 20 mars 2008. Arkiverad från originalet 28 februari 2021.
  18. ↑ Pelco CCC5000 Pixim WDR kamerabeskrivning . Hämtad 22 mars 2008. Arkiverad från originalet 1 november 2011.

Litteratur

Länkar

 exponeringsmätning
Exponeringsmätningsvillkor
Manuell exponeringskontroll
Automatisk exponeringskontroll
Blixtmätningsstandarder