Wikipedia sagt, dass der dynamische Bereich das "Verhältnis zwischen dem größten und dem kleinstmöglichen Wert einer veränderlichen Größe" ist. Ok, das verstehe ich. Ich nehme an, deshalb haben HDR-Fotos einen "hohen Dynamikbereich" in Bezug auf Licht.
Aber was steckt noch dahinter? Was ist der Dynamikumfang einer Kamera? Erzähl mir einfach alles, was daran wichtig ist :-).
Antworten:
Okay, das ist vielleicht sehr unmaßstäblich, aber es ist meine beste Vermutung als einfache Demonstration der Lichtintensitäten. Die Fähigkeiten der Sensoren können auch geringer oder höher sein. Aber Sie werden auf die Idee kommen.
Der Grund, warum der dynamische Bereich so wichtig ist, besteht darin, dass er genau definiert, wie viel von einer Szene tatsächlich innerhalb der Grenzen von "Schwarz" und "Weiß" des Bildes dargestellt werden kann. Das obige Bild zeigt eine sehr grobe Skala, wie hell typische Objekte in einer Szene sind, während die „Klammern“ rechts einen groben Hinweis darauf geben, wie viel dieser Intensitäten bei einer bestimmten Belichtung im Detail sichtbar sind. Je kürzer die Belichtung ist, desto höher ist Ihre Belichtungsreihe (geringe Belichtung bei hellen Wolken), desto länger ist die Belichtung, desto geringer ist sie (länger für Schatten- / Nachtszenen).
Natürlich gibt es im wirklichen Leben kein Schwarz-Weiß. Schwarz wäre die völlige Abwesenheit von Licht und Weiß wäre eine unendlich große Menge weißen Lichts in allen Frequenzen. Aber wenn es ums Fotografieren und Sehen geht, arbeitet man nicht mit einem so hohen Dynamikumfang.
Der Unterschied? Wenn Sie einen Punkt belichten und eine Aufnahme mit demselben weißen Schnittpunkt innerhalb der Lichtintensität der Szene machen, ist der Punkt, an dem Schwarz auftritt, möglicherweise heller als die Schwarztöne im Bild einer digitalen Spiegelreflexkamera. Dies liegt daran, dass der viel größere Sensor eine größere Variation der Lichtintensität erfassen kann. Der weiße Punkt ist heller und der schwarze Punkt ist dunkler als der Punkt und die Aufnahme. Es klingt, als ob Sie diesen Teil verstehen.
Warum ist es wichtig? Was passiert, wenn Sie sowohl die hellen Wolken in einer Szene als auch die dunklen Schattenbereiche im Inneren des Hauses durch die Hintertür sehen möchten? In den meisten Fällen werden entweder die Wolken strahlend weiß und Sie können keine Details erkennen, oder das Innere des Hauses ist einfach schwarz (oder sehr dicht). Für die Kamera fällt sie aus dem aktuellen Intensitätsbereich heraus, für den Sie belichten.
Dies ist einer der Nachteile der Fotografie in Bezug auf die Leistung des Auges. Das menschliche Auge kann typischerweise einen viel größeren Intensitätsbereich als eine Kamera sehen, typischerweise etwa 18 bis 20 Stufen der Intensitätsänderung. Wir können im Haus und in den hellen Wolken sehen, aber die Kamera kann nur für das eine oder andere belichten. Die meisten DSLR-Sensoren können etwa 10-13 Stufen des Dynamikbereichs erfassen.
Darüber hinaus kann das Format, in dem das Bild aufgenommen wird (für die digitale Fotografie), es ermöglichen, dass ein erheblicher Teil des Dynamikbereichs beibehalten wird, wenn das Bild in ein verwendbares JPEG-Format konvertiert wird, da dies das häufigste "endgültige" Format ist, in dem ein Foto aufgenommen wird im.
Mit einem JPEG, dem Format, das ein Punkt und eine Aufnahme normalerweise für Sie erzeugen , kann jede Komponente aus Rot, Grün und Blau nur 8 Bit Genauigkeit speichern. Schwarz ist 0, Weiß ist 255. Dies bedeutet, dass zwischen Schwarz und Weiß 256 "Schritte" liegen. Umgekehrt erfassen diese bei einer Rohdatenerfassung mit hoher Genauigkeit in der Regel 12 bis 14 Bit an Informationen. Bei 12-Bit-Raw ist Schwarz immer noch 0, während Weiß 4.096 ist. Bei der 14-Bit-Erfassung beträgt der Weißpunkt 16.384. Dies bedeutet, dass die Intensitätsschwankungen um Größenordnungen genauer erfasst werden . Es gibt jetzt bis zu 16.384 "Schritte" zwischen den schwarzen und weißen Punkten des Bildes.
Obwohl Sie in der Regel in dieses 8-Bit-JPEG-Format exportieren, kann der Fotograf auf diese Weise die Belichtung anpassen, das Licht ausfüllen und geblasene Glanzlichter viel genauer wiederherstellen, als dies beim endgültigen JPEG-Bild der Fall war. Auf diese Weise können Sie nicht nur Fotos aus dem Papierkorb "speichern", sondern auch das Ergebnis von gut aufgenommenen Fotos erheblich verbessern. Eine Technik, die dies ausnutzt, ist Expose to the Right .
Außerdem # 2 : Ich denke, das größte Problem im Zusammenhang mit dem digitalen Dynamikbereich ist, dass bei einer bestimmten ISO-Einstellung das SNR in einem Vollbildsensor weit über einem Punkt und einer Aufnahme liegt. Bei gleicher Belichtung ermöglichen die "Big Bucket" -Fotoseiten in einem Vollbildsensor, dass mehr Licht in die Reichweite des Sensors passt. So wird immer noch +13 EV registriert, wohingegen es sich bei einem Punkt und einer Aufnahme zum Beispiel einfach nur um reines Weiß handelt.
Es ist, als hätte man eine 1-l-Dose, um Wasser zu fangen, anstatt eine 500-ml-Dose in einem Punkt und zu schießen.
Außerdem # 3 (mit hinzugefügten Fotos) : Hier ist ein Beispiel dafür, wie begrenzt einige Sensoren sein können.
Das hat mein iPhone produziert. Das erste, das ich für den dunklen Bereich unten auf der Straße belichtet habe. Die zweite ist für die hellen Gebäude belichtet und die dritte ist ein "HDR" -Bild, das vom iPhone erzeugt wird. Mit einigen Optimierungen kann der Schattenbereich so eingestellt werden, dass er ungefähr dem Dynamikbereich entspricht, den ich tatsächlich gesehen habe, obwohl er immer noch begrenzt ist.
Offensichtlich ist der Dynamikbereich im iPhone zu begrenzt, um alle benötigten Informationen gleichzeitig zu erfassen. An einem Ende blasen die Weißen einfach vollständig aus und am anderen Ende sind die Schatten fast vollständig schwarz.
In der Fotografie sind zwei wichtige Dynamikbereiche zu beachten. Der erste ist der dynamische Bereich der Szene, die Sie betrachten. Der dynamische Bereich der Szene und der Ihrer Kamera. Lassen Sie mich sie in dieser Reihenfolge erklären.
Der Dynamikbereich einer Szene ist der Bereich vom hellsten Objekt bis zum dunkelsten Objekt in dieser Szene. Typischerweise würde dies als Verhältnis der Intensitäten gemessen. Wenn Sie ein gleichmäßig beleuchtetes weißes Blatt Papier fotografieren, ist dieser Bereich gering. Wenn Sie einen Sonnenuntergang fotografieren, ist dieser Bereich ziemlich hoch.
Der zweite ist der Ihrer Kamera. Ich werde dies mit einer Digitalkamera erklären, weil es ein bisschen einfacher zu verstehen ist, aber die gleichen Konzepte gelten für Filmkameras.
Lassen Sie mich zunächst etwas über Digitalkameras erklären. Digitalkameras zeichnen Informationen als Zahl auf. Die meisten Kameras erfassen diese Informationen in einem Bereich von 0 bis 255, sodass die Nummer in einem Byte (8 Bit) gespeichert werden kann. High-End-Kameras werden 10, 12, 14 oder sogar 16 Bit haben, und es gibt Gerüchte über einige großartige Kameras mit 24 Bit pro Farbkanal. Der dynamische Bereich ist dann der Bereich vom dunkelsten Wert ungleich Null bis zum höchsten nicht gesättigten Wert oder bei einer 8-Bit-Kamera 1-254. (Ich sollte hinzufügen, dass der Dynamikbereich technisch gesehen der Wert der maximalen nicht gesättigten Intensität über der niedrigsten nachweisbaren Intensität ist. Dies spielt mehr eine Rolle, wenn der Sensor nicht linear ist, was passieren kann.)
Warum ist das alles so wichtig? Ein gutes Foto passt zum Dynamikumfang der Szene und der Kamera. Es gibt etwas Raum für Kreativität, aber es gibt immer noch diese Faustregel. Ein paar zusätzliche Punkte zu beachten.
Um dies zu veranschaulichen, füge ich ein paar Bilder hinzu.
Dieses Bild hat einen niedrigen Dynamikumfang. Die meisten Objekte haben ungefähr die gleiche Helligkeit, und sie sehen in der Regel langweilig aus.
Dieses Foto hat einen besseren Dynamikumfang. Im Schatten sind noch einige Details sichtbar, es werden jedoch keine Glanzlichter abgeschnitten.
Dieses Bild hat einen so großen Dynamikbereich, dass es schwierig ist, die gesamte Szene mit meiner 8-Bit-Kamera aufzunehmen. Beachten Sie, dass der Boden überhaupt nicht hell ist und es sehr schwer ist, Details im Kaktus zu erkennen. Es ist schwer zu sagen, aber der rote Kanal ist hier tatsächlich gesättigt, und in den Schattenregionen gibt es wenig bis gar keine Details. Trotzdem habe ich meine künstlerische Entscheidung getroffen, um den Himmel in der Reichweite der Kamera zu halten und den Kaktus mehr als Silhouette erscheinen zu lassen.
Wow, eher offen ...
Der Dynamikbereich ist, wie im Wiki angegeben, der Wertebereich, der erfasst werden kann, und dies ist kein fester Wert für alle Kameras. DxOMark ist eine Organisation, die unter anderem den Dynamikbereich verschiedener Kamerasensoren misst und definiert als: "Ein numerischer Wert, der das Verhältnis zwischen den höchsten und niedrigsten Luminanzwerten beschreibt, die auf einem Sensor genau gemessen werden können." Wie Sie auf der Website sehen können, ist der Bereich für Kameras vom unteren bis zum oberen Ende recht breit.
Aus fotografischer Sicht bedeutet dies, dass Sie umso mehr Informationen erfassen können, je größer der Dynamikbereich der Kamera ist, insbesondere wenn Farb- und Tonwertbereiche durch das Bild wechseln. Dies hat zum Beispiel zur Folge, dass eine Kamera möglicherweise subtile Rottöne verfehlt, während eine andere diese einfängt und Informationen liefert, die sonst verfehlt würden. Das gibt Ihnen viel Flexibilität bei der Konvertierung nach der Produktion in JPEG oder, noch besser, potenziell verbesserten Ausdrucken, wenn Sie mit Software und einem Drucker arbeiten, der diesen Bereich bewältigt.
Es hat auch praktische Auswirkungen auf den Umgang mit Exposition. Ich habe meinen Artikel über den Pentax K-5- Belichtungsbereich bereits veröffentlicht , werde ihn jedoch erneut verknüpfen, da er für die Frage relevant ist und der K-5 derzeit die Dynamikbereichskrone besitzt. Auf diese Weise erhalten Sie einen Eindruck von den Details, die möglicherweise tatsächlich im Bild enthalten sind.
Wie auch immer, dies könnte eine Abhandlung sein, es ist ein großes Thema, aber die Nussschalen sind verdeckt. :)
Hier gibt es bereits einige gute technische Antworten. In Bezug auf die Auswirkungen auf die Fotografie lautet die einfache Antwort, dass der dynamische Bereich der Grund für die Belichtung ist.
Das heißt, die Exposition des Fotografen ist eine Art und Weise zu zeigen , Scheibe des dynamischen Bereichs und damit zu wählen , die Helligkeitswerte liegen ist wichtig zu sein Foto, wie Zusammensetzung kann Sie auswählen , was in einem Bild enthalten und ausschließen.
In der Fotografie ist der dynamische Bereich der relative Helligkeitsunterschied zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Detail, der in einem einzelnen Foto erfasst werden kann.
Wenn Sie einen kleinen Dynamikbereich haben, bleiben die dunklen Teile weniger detailliert und die sehr hellen Teile werden mit größerer Wahrscheinlichkeit abgeschnitten (so weiß wie möglich). Gut, wenn Sie trotzdem eine kontrastreiche Bildkurve haben wollen.
Ein größerer dynamischer Bereich bedeutet, dass Sie zufriedenstellend ein kontrastärmeres Bild erzielen oder bestimmte Bereiche in der Nachbearbeitung selektiv aufhellen / abdunkeln können.
Im Gegensatz zu LCD-Bildschirmen, bei denen der dynamische Bereich als (zunehmend bedeutungsloses) Verhältnis wie 500: 1 ausgedrückt wird, wird er in der Fotografie in Blenden ausgedrückt, wobei jede Blende eine Verdoppelung der ursprünglichen (vor dem Gamma korrigierten) Lichtintensität darstellt.
Die meisten digitalen Sensoren verfügen über einen Dynamikbereich von mindestens 8 EV (8 Blenden), der ausreichend ist und in etwa dem von Diafilmen entspricht. Meist lohnt es sich heutzutage nicht, den Dynamikumfang zu überschätzen, wenn man Kameras vergleicht. Der dynamische Bereich ist ein technisches Maß, aber da er die vor dem Gamma korrigierten Werte misst, kann es irreführend sein, welchen sichtbaren Effekt er auf Ihr Bild hat. Ab einem bestimmten Punkt sehen Sie einfach keinen Unterschied mehr, da bei den dunkelsten (oder bei der Spitzenkomprimierung hellsten) Werten, die Ihr Monitor / Drucker reproduzieren kann, ein weiterer Bereich verloren geht. Dieser zusätzliche, praktisch unsichtbare Bereich kann jedoch nützlich sein, wenn Sie die Helligkeit in Bereichen selektiv erhöhen oder verringern (brennen / ausweichen) oder sich von starker Über- / Unterbelichtung erholen möchten.
Beachten Sie, dass verschiedene Testplätze für Kameras den Dynamikbereich unterschiedlich messen - und ich glaube überhaupt nicht, dass DxOMarks Messungen fehlerhafte Methoden verwenden (interessanterweise spiegeln die Messungen von DPreview die Realität besser wider). Technisch gesehen sollte der dynamische Bereich von den höchsten Werten, die dargestellt werden können, bis zu den niedrigsten Werten gemessen werden, die nicht durch Rauschen verdeckt werden. Der Lärm ist wichtig: