В ссылке инфа о том что такое экспозиция, как читать гистограмму и как корректировать изображение. Это важный материал который необходимо усвоить не только для корректировки экспозиции, но и для обрабтки изображений.
http://photo-element.ru/book/exposition/exposition.html

Зависимость количества шума от плотности пикселей.

На просторах инета, в разных статьях, я встречаю много рассуждений о том как корректно сравнивать шумы с разных камер. Мнения самые разные – от отказа от подобных сравнений до изобретения мудреных формул типа ШИСО.
Я хочу рассказать как я делаю это сравнение. Как всегда здесь не будет никаких заумных слов и сложных расчетов. Обойдемся простой схемой и калькулятором.
Я выбрал три камеры – Nikon D700, Canon 7D и Panasonic FZ-38. Я считаю эти камеры лучшими среди ультразумов, кропов и ФФ. Разумеется у каждого может быть своя линейка приоритетов, но не в этом дело.

Для начала коснусь немного природы шумов. Все их видели, но мало кто знает от чего они возникают. Причин очень много, но основная - плотность пикселей на единицу площади. Причиной шума являются проводники, по которым предаются команды для ячеек. Как любой проводник он нагревается, а температура один из главных источников шума.
А теперь давайте считать.
Nikon D700. ФФ. Площадь матрицы 36х24мм = 864мм2. 12,9 МП. Значит на 1 мм2 имеем 14930 пикс.
Canon 7D. APS-C. Площадь матрицы 15,1х22,7 = 342,8 мм2. 18 МП. На 1 мм2 - 52509 пикс.
Panasonic FZ-38. 1/2,3. Площадь матрицы 6,16х4,62 = 28,5 мм2. 12 МП. На 1 мм2 – 421053 пикс.

Теперь прошу обратить внимание на схему.
Буфер обмена-6.jpg

Здесь очень упрощенно изображен пиксель матрицы ФФ (большой такой квадрат, S-это площадь) и пиксели матрицы меньшего размера (группа маленьких квадратов, с площадью каждого Si). Надеюсь тут все понятно. Так как пиксель матрицы ФФ значительно больше пикселя ультразума, то на той же площади их можно разместить значительно больше. Линия к квадратам – это та самая шина по которой пиксель управляется. Она же – основной источник шума.
Разница в качестве между снимками зеркалок и компактов происходит из-за разного соотношения сигнал-шум. Сигнал – это полезная информация которая считывается с ячейки после его засветки. А шум – это паразитный сигнал шины. Кто писал звук? Вспоминайте, наряду с источником звука всегда пишется фон. Это звук самой аппаратуры, какие-нибудь посторонние звуки и так далее. Причем, когда вы пишите звук вы этот фон вы как бы и не слышите – это ваш мозг сосредоточен на источнике звука. А вот аппаратура его пишет и при прослушивании записи вам его выдает.

Для простоты, предположим, что у нас две матрицы разного размера, зеркалки и компакта. И в результате расчетов получилось, что на одном пикселе зеркалки умещаются девять пикселей компакта (так мне проще рисовать).

Так вот, при равном полезном сигнале S со светочувствительных ячеек (S=9Si) шумовой сигнал различен, потому что проводников у компакта в девять раз больше. Имеем следующее отношение сигнал/шум. Для зеркалки оно S/N, а для компакта S/9N. То есть шумит эта матрица в девять раз сильнее.
Все это очень примитивно, но для наших целей сгодится.

А теперь перейдем к практическим занятиям. Для этого я предлагаю воспользоваться сайтом http://www.imaging-resource.com/IMCOMP/COMPS01.HTM

Итак, сравниваем Nikon D700 и Panasonic FZ-38
На одном пикселе D700 уместилось 28 пикселей FZ-38 (надеюсь, не надо пояснять как я это получил – просто разделил 421053 / 14930)
Это значит, матрица FZ-38 шумит в 28 раз сильнее матрицы D700. То есть, теоретически снимок FZ-38 на ISO100 должен иметь такую же шумовую картину как снимок D700 на ISO 2800. На исходном сайте снимка с таким ISO для D700 не нашлось, поэтому предлагаю взять кадр на ближайшему к расчетному ISO 3200. Не правда ли, идентичные кадры по шумовой картинке, сразу и не разберешь где чем снято.

Далее проделаем аналогичные эксперименты с 7D и FZ-38.
На одном пикселе 7D поместилось 8 пикселей FZ-38. Берем кадры на ISO100 для панаса и ISO800 для Canon. Тоже весьма похожие кадры.

Ну и напоследок сравним D700 и 7D
На одном пикселе D700 уместилось 3,5 (округлим до 4) пикселя 7D.
Значит сравниваем кадр 7D на ISO100 с кадром D700 на ISO400. Тоже рядом.

Можете сами по вычислять с иными камерами, главное что года выпуска были одинаковыми, так как технологии тоже не надо сбрасывать со счетов. Абсолютного тождества в снимках конечно не будет. Все-таки применялись разные матрицы, разные алгоритмы обработки и настройки, да и камеры надо сравнивать, которые были выпущены примерно в одно и тоже время. Но все-таки это дает хоть какое-то представление о шумовых картинах камер различных типов без особых заморочек с кроп-факторами, диафрагмами, ISO и т.д.
Впрочем, я не настаиваю, и у вас может быть свое мнение.

Что такое «светлая полоса» на матрицах?

На рисунке 1 схематично изображена матрица. Квадраты – это пиксели, рядом с каждым столбцом пикселей идет дренаж.
Буфер обмена-7.jpg

Дренаж, это канал по которому сбрасывается лишний заряд.
Когда солнечный свет попадает на пиксель, то в нем начинают накапливаться электроны, которые и формируют заряд. Чем больше электронов, тем больше заряд, тем ярче будет пиксель. Но через какое-то время электронов становится так много, что пиксель уже не может их удержать и их излишек сбрасывается в дренаж. Это вроде перелива в ванной или умывальнике, куда утекает лишняя вода, если хозяин забудет вовремя выключить воду.

На рисунке пунктиром показан источник освещения в виде прямоугольника (к примеру люминесцентная лампа). Из него видно, что в данном случае работает два канала дренажа (тонкие стрелки обозначают сброс лишних электронов в дренаж). Но если источник света очень яркий и электронов образуется очень много, то и дренаж уже не может их все вместить и тогда эти электроны начинают растекаться в соседние пиксели (это такие жирные стрелки). В свою очередь уже в этих пикселях получается переизбыток электронов и мы наблюдаем яркостное искажение картинки в виде яркой полосы вдоль всей матрицы. А ширина этой полосы всегда равно ширине источника света или самой яркой его части.

А что будет если повернуть матрицу на 90 град?

Смотрим на рис.2.
Буфер обмена-8.jpg

Из это рисунка видно, что при таком расположении источника света работает уже пять каналов дренажей. Нагрузка на каждый из каналов снижается и светлая полоса может исчезнуть или ослабнуть. Но если источник света очень яркий, то и такой способ может не дать положительного эффекта.

И последний вопрос, почему эти полосы присутствуют только на видео, а на фото их нет?

Все дело в том, при съемке видео матрица открыта постоянно, экспозиция ограничена только диафрагмой. Строки с пересвеченными пикселями считываются с матрицы непрерывно и идут в запись на карту.
А на фото экспозиция учитывает эти яркие области и ставит достаточно короткую выдержку, чтобы не допустить пересвеченных областей. Матрица открыта долю секунды выдержки, затем она закрывается затвором, обрабатывается шумодавом и только потом происходит считывание зарядов. Поэтому полосы и не будет. Хотя иногда, когда свет очень контрастный и яркий, размытые остатки этой полосы можно наблюдать и на фото. Правда в этом случае, как правило, весь кадр оказывается пересвеченным. Это происходит из-за ошибки экспозиции или когда фотоаппарат не обладает достаточно короткой выдержкой, чтобы не допустить перебежки электронов в соседние пиксели. Поэтому, при съемке надо учитывать возможность возникновения таких нежелательных явлений и внимательно следить за тем, что попадает в кадр.
А то ведь не долго и выжечь матицу. ;-)

http://www.imaging-resource.com/IMCOMP/COMPS01.HTM

Неплохой сайт, где в окнах можно выбрать различные камеры и посмотреть тестовые снимки. Полезная инфа, для тех кто собрался купить фотокамеру и хочет оценить ее возжмоности.

Отличная статья о том как работает матрица. Немного устарела, но основные понятия все еще в силе.

Часть первая.
http://demoniks.wordpress.com/practice/ ... matrix-p1/
Часть вторая.
http://demoniks.wordpress.com/practice/ ... matrix-p2/

Читать обязательно. Понимать тоже.

Balhash, спасибо! Вспомнил, после института, как расшифровывается ПЗС - Приборы с зарядовой связью!

Пожалуйста. В принципе, главное понять сам принцип работы, в тонкости влезать совсем необязательно. Этот материал, на мой взгляд, помогает предсказать тот результат, который выдаст камера еще до съемки. Вот это умение предвидеть результат лежит в основе технического качества снимка.

У меня вопрос, возможно не совсем относящийся к фотопроцессу. Если направить объектив цифровика на солнце (и пытаться его сфотографировать), то может ли выгореть (возможно технически неправильно выражаюсь) матрица? Ну Вы понимаете о чем я...

Нет. Если только лазером мощным, подстветить...
В общем, это мифы.

Если долго смотреть на солнце то можно ослепнуть. В инструкции к фотоаппарату сказано, что не рекомендуется направлять объектив фотоаппарата на солнце на длительное время. Дело в том, что в ультразумах и компактах матрица работает постоянно, затвора там нет. А есть просто заслонка. которая закрывает матрицу непосредственно перед фотосъемкой, потом снова открывает. Это нужно для съемки темнового кадра - основа борьбы с шумом. А роль затвора играет просто время считывания сигнала с матрицы. Поэтому, если вы даже не делая фото, просто направили объектив на солнце, то вашу матрицу ничего не защищает, возникает сильный локальный перегрев, с которым система охлаждения может не справиться. Вспомните эксперимент с лупой, в детстве наверняка выжигали что-то, фокусируя солнечные лучи. Объектив такая же лупа, только более качественная. То есть, вести съемку солнца можно, но не долго.

Да, вспомните... где "сходятся лучи" линз объектива?

ЛИТМО?

О параметрах съемки в Jpeg на компактах.
Основная масса людей снимает компактами в Jpeg. В настройках камеры есть разные опции обработки, как правило это: резкость, контраст, насыщенность, шумоподавление.
Лично у меня все эти настройки всегда на минимуме. Объясню почему.
Все вышеперечисленные настройки - это команды которые вы задаете процессору камеры для работы с данными, которые были получены с матрицы. Т.е. резкость - это настройка обработки сигнала. Меняя резкость вы не сделаете объектив более резким, вы просто даете команду обработать снимок с более жесткими условиями. Тоже самое касается и всего остального. Меняя настройки контраста или насыщенности вы не меняете хар-ки матрицы или объектива, вы меняете настройки обработки.
Это все лучше сделать вручную, на домашнем компьютере. Результаты всегда будут лучше, так как в вашем распоряжении уже окажутся и спец. программы и ресурсы всей вашей машины, которые гораздо выше того, чем располагает фотоаппарат. И наборот, если вы начинаете завышать настройки фотоаппарата, то вы сильно усложните себе жизнь при обработке снимка в ФШ. Завышая контраст в фотоаппарате вы снижаете динамич. диапазон, завышая насыщенность - вы уничтожаете полутона, завышая резкость и шумаподавление, вы увеличиваете кол-во артефактов резкости и снижаете детализацию.
Разница между ручной обработкой снимка и тем что делает фотоаппарат может быть очень большой, даже при съемке в Jpeg.

Совсем другое дело с параметром Балланс белого (ББ). Его почти нельзя исправить в ФШ, точнее, он поддается корректировке только в очень узких пределах. Поэтому его надо сразу задать правильно. Если съемка проходит на улице, то достаточно выбрать подходящий параметр в самой камере, "солнечно", "пасмурно", "тень" и т.д. На улице автоматика ведет себя достаточно грамотно. В помещении все наоборот. И причина не в том, что фотоаппарат "кривой", а в том, что в помещении используются самые разнообразные источники света с различной цветовой температурой. К примеру, в настройках ББ есть "люминесцентные лампы", но цветовая температура этих ламп различная и зависит от того, кто эту лампу призвел. Тоже самое касается и ламп накаливания. Т.е. производитель фотопапарата делал создание пресета по тем лампам, которые были в его распоряжени, а не по тем, которые висят у вас дома. Поэтому, обычно, на снимках с люминесцентными лампами все приобретает синий оттенок, на снимках с лампами накаливания - желтый. Выход один, использовать ручную настройку ББ по белому листу или серой карте. Я еще не встречал компакта, в котором этой настройки бы не было. Сделать настройку - минутное дело, а польза от этого очень большая.
Бывает, что и настройка по белому листу не помогает. В этом случае внимательно изучаем снимок и выясняем в какую строну ушел цвет. Если в желтый, то для настройки берем уже не белый лист бумаги, а желтый. Если ББ свалился в синий, то берем голубой лист.

ISO.
Iso - это параметр показывающий чуствительнность матрицы к свету. В любой камере их несколько значений. Но на самом деле ISO только одно, самое первое. Все остальные ISO -это только степень усиления сигнала с матрицы, что-то вроде громкости в проигрывателях. Если тихо, то покрутим ручку и сделаем громче.
При увеличении ISO картинка всегда становится хуже, растет уровень шума. Причина в следующем. Матрица регистирует все, что на нее попадает, и полезный сигнал из которого формируется изображение и шумовой. Для формирования полезного сигнала нужен свет, а для шумового ничего не нужно. Шум присутствует всегда. Для аналогии можно включить телевизор и приложить ухо к динамику - помимо нужных звуков мы всегда услышим и "ненужные", гудение траснформатора или писк электроники.
Если света мало мы повышаем ISO, по сути просто усиливаем сигнал идущий с матрицы. Но от того что мы подняли ISO, света больше не стало, а вот шум усилился. Чтобы это лучше понять, предлагаю снова провести аналогию. Предположим нам надо записать звук, речь человека. Кроме самих слов мы неприменно запишем и какие-то посторонние звуки, это фон, шумовой сигнал. Далее, если человек отойдет от микрофона на какое-то расстояние, то для записи нам надо будет увеличить чуствительность микрофона, так-как голос человека будет уже слышен хуже. А фон ведь остался тем же. Вот и на записи он, по отношению к человеческому голосу, будет уже звучать громче. То же самое и матрицей. Всякий раз повышая ISO мы увеличиваем шумовой сигнал ровно настолько, насколько подняли ISO. Для подавления шума приходится применять все более жесткие фильтры, при этом будет страдать и сама картинка.