Может ли цифровой зеркальный фотоаппарат сделать более качественную фотографию (менее размытую и менее шумную) произведений искусства, чем камера «Укажи и снимай» (Nikon B500)?

Question

Эти фотографии взяты с моей Nikon B500 . Смотрите оранжевые отметки здесь.

Область рядом с этими отметками не очень хорошо сфотографирована. Полагаю, вы не заметите большой разницы, но, поскольку у меня есть оригинальные рисунки, я знаю, что в этих местах пропущены детали, и они лучше фиксируются только с середины.

Во-вторых, всегда есть какой-то шум. Мои рисунки на бумаге немного лучше, чем они выглядят здесь на фотографиях.

Так что, если я нажму те же чертежи с цифровой зеркальной фотокамерой, как Canon 200D , в том же свете, используя тот же штатив и тот же самый низкий ISO, получу ли я лучшие фотографии?

EDIT:

Вот скриншот свойств текущей фотографии:

В этой камере я могу управлять только ISO.

Answer 1

Есть старая поговорка о фотографии:

Снаряжение не имеет значения.

Хотя это правда, это только часть полной истины:

Снаряжение не имеет значения ... пока оно не имеет значения.

Это означает, что лучшее снаряжение не сделает никого лучшим фотографом. Если фотограф не использует надлежащую технику, навыки и знания при использовании меньшего снаряжения, то лучшее снаряжение не улучшит плохие результаты, связанные с отсутствием навыков, знаний и правильной техники.

Давайте рассмотрим ваши примеры и сравним результаты, которые вы получили, используя Nikon B500, с вероятными результатами, которые можно получить, применяя те же навыки, знания и фотографическую технику, используя «лучшую» камеру, такую ​​как Canon EOS Rebel Sl2 /200D.

Шестерня

Nikon B500 оснащен 16-мегапиксельным 1 / 2,3-дюймовым датчиком размером примерно 6,2 x 4,6 мм. Это дает ему площадь около 29 мм². Каждая «пиксельная лунка» (более точно называемая фотосайтом) имеет ширину около 1,3 мкм.

1.6X APS-C Canon EOS Rebel SL2 / 200D имеет сенсор 24.2MP, который измеряет около 22,3 x 14,9 мм для площади около 330 мм². Каждый «пиксель» имеет ширину около 3,7 мкм.

Таким образом, у Canon 200D есть сенсор с чуть более чем 11-кратным увеличением площади Nikon B500. Каждый фотосайт на 200D составляет примерно 8,1х от площади каждого фотосайта B500. (Коэффициент преобразования несколько запутан из-за разного соотношения сторон двух камер - у B500 датчик в 1,3333 раза шире его высоты, датчик 200D в 1,5 раза шире его высоты.)

На бумаге датчик Canon EOS Rebel SL2 / 200D большего размера должен давать лучшие результаты, чем Nikon B500. Но на бумаге ваш Nikon B500 должен иметь лучшие результаты, чем то, что вы получаете.

Сравнение "Эквивалент"

Когда мы просматриваем изображения с обеих камер с одинаковым размером дисплея, мы должны увеличить изображение с B500 на линейный коэффициент примерно в 3,4 раза больше, чем изображение с 200D. Увеличенное увеличение увеличивает все изображение, включая шум и размытие. Это одна из причин, по которой более крупные датчики имеют преимущества перед более мелкими.

Предполагается, что мы снимаем с одной и той же позиции камеры, которая находится на одинаковом расстоянии от вашего плоского объекта, и что обе камеры правильно выровнены так, чтобы плоский объект был параллелен датчику камеры и перпендикулярен оптической оси объектива:

• Чтобы получить такой же угол обзора / поле зрения плоского объекта, нам понадобится объектив с увеличенным в 3,4 раза фокусным расстоянием на APS-C Canon Rebel SL2 / 200D, чем на Nikon B500.
• Чтобы получить одно и то же число f, чтобы иметь одинаковую экспозицию при одинаковых условиях освещения (измеряется с точки зрения плотности поля света на единицу площади), нам нужно использовать одну и ту же апертуру: f / 3 .

Поскольку ваша информация EXIF ​​указывает фокусное расстояние 4 мм с B500, для 200D потребуется около 14 мм. Это соответствует «эквиваленту» 35 мм / FF 22 мм.

Ограничения ожидаемой "эквивалентности"

В этом и заключается первая проблема с нашим требованием «эквивалентности»: не существует действительно хороших 14-миллиметровых объективов для Canon EOS Rebel SL2 / 200D, оптимизированных для работы на ровном поле, что необходимо для высококачественного воспроизведения двух изображений. мерное искусство. Те немногие опции, которые были бы у нас при 14 мм и f / 3, также довольно дороги по сравнению со стандартным 18-55 мм объективом, который обычно поставляется в комплекте с EOS Rebel SL2 / 200D.

Одним из основных преимуществ использования камеры со сменными объективами является возможность использовать объективы, оптимизированные для конкретного случая использования. Установление ограничений, излишне исключающих линзы, которые были бы более подходящими для конкретной задачи, уменьшает преимущество возможности менять линзы для различных задач.

Если мы хотим выполнить резервное копирование примерно в 2,5 раза больше, объектив EF-S 35mm f / 2.8 Macro IS STM будет гораздо лучше использовать для таких целей. Это также относительно доступно по сравнению с большинством других макрообъективов, оптимизированных для работы на ровном поле на близких расстояниях. Даже если мы будем настаивать на использовании объектива EF-S 18-55 мм f / 3.5-5.6 IS STM"kit", он будет лучше на 35 мм, чем на 18 мм из-за меньшего геометрического искажения в середине его диапазон фокусных расстояний, чем на 18 мм.

Реальный способ улучшить результаты

В этом отношении вы, вероятно, получите лучшие результаты с вашим Nikon B500, если вы сделаете резервную копию примерно в 2,5 раза дальше и используете зум-объектив камеры на 10 мм вместо кратчайшего фокусного расстояния 4 мм. Вы также, вероятно, получите лучшие результаты, если будете останавливать объектив, а не широко открывать его при f / 3.

Большинство объективов, особенно более дешевые зум-объективы, острее, когда их закрывают примерно на две ступени, чем когда они используются при самой широкой диафрагме. Конечно, чтобы использовать диафрагму с двумя ступенями, вам нужно либо увеличить время экспозиции на две ступени, либо увеличить свет, падающий на объект, на две ступени. Повышение ISO на две ступени действительно не увеличит экспозиция, это только увеличит усиление более слабого сигнала, поступающего от датчика. Это также усилит шум.

Как и в случае со многими проблемами в фотографии, реальный ответ больше касается света, чем камер и объективов.

Прежде чем вы решите начать поиск улучшенных фотографий с помощью ГАЗ , научитесь использовать инструменты, которые у вас уже есть , в их полном объеме.

Answer 2

Это не столько сам корпус камеры (это просто сенсор), а скорее объектив (для фотографа также важно понимание задачи).

Главным образом то, что предлагает корпус DSLR-камеры ... это возможность менять объективы на что-то более оптимально подходящее для этой задачи.

Оптимизация кривизны поля

Объектив фокусируется на разные расстояния, и мы склонны думать об этом сфокусированном расстоянии как о плоской плоскости. На самом деле он слегка изогнут. Это означает, что, когда у вас наилучшая возможная фокусировка в центре, из-за кривизны поля, скорее всего, края будут немного меньше сфокусированы.

Истинный макрообъектив обычно оптически предназначен для лучшей работы по контролю плоскостности поля и может создавать хорошо скорректированное поле вплоть до углов.

Я упомянул знания фотографа в миксе, потому что наличие правильного объектива не обязательно достаточно.

Оптимизация выбора диафрагмы

Немногие объективы дадут наилучшие результаты, если диафрагма настроена на съемку «широко открыто» (минимально возможное фокусное отношение, которое может предложить объектив). Как правило, вы получите лучшие результаты, слегка остановив диафрагму объектива. Это зависит от объектива, но часто находится где-то в 2 f-ступенях от «широко открытого». (Проверьте это для вашего конкретного объектива, потому что он зависит от модели объектива.)

Оптимизация выбора точки фокусировки

Если у вас все еще есть небольшая кривизна поля и вы хотите улучшить общую фокусировку, переместите точку фокусировки. Если центр находится в фокусе, а углы наиболее не в фокусе ... рассмотрите возможность выбора точки на расстоянии 1/3 от центра кадра. Это новая сфера наилучшего внимания. Центр кадра уже не лучший ... но он не далеко, поэтому фокус здесь все еще очень хорош. Но этот компромисс теперь означает, что углы кадра теперь намного ближе к оптимальной фокусировке, чем они были ранее. Общее качество фокусировки по всему полю улучшится.

Шум: (добавлен раздел)

Что такое шум?

Существует много типов шума, включая тепловой шум, горячие пиксели, свечение усилителя и даже квантовый шум ... но наиболее распространенным типом шума является шум чтения.

Краткий ответ о шуме заключается в том, что если вы видите значительный шум, то это обычно означает, что у вас не было адекватной экспозиции.

Очень важная концепция, о которой следует знать, это то, что шум технически не является частью воздействия (несмотря на то, что многие школы учат, что это так). Понимание этого поможет вам оцените, что способствует заметному шуму и как его минимизировать. Эта тема может быть немного длинной. Это требует некоторых деталей, но я постараюсь не вдаваться в подробности.

Цифровое изображение фактически начинается как аналоговое изображение. Свет путешествует через фотоны, форму энергии. Эти фотоны имеют длины волн. Чем короче длина волны, тем чаще волна повторяется на заданном расстоянии. Это означает, что волна несет больше энергии.

Светочувствительные пятна на вашем датчике (не технически пиксели, а фотосайты) могут быть миниатюрными солнечными панелями. Они поглощают фотон (который несет энергию) и преобразуют его в электронвольты. Это аналоговый процесс ... а не цифровой процесс.

Но поскольку это цифровая камера, ей нужен способ преобразования аналоговых электронвольт в цифровые значения. Эти блоки часто называют ADU ... аббревиатура от аналоговых цифровых блоков. Это ADU, который мы считаем цифровым выходом датчика.

Рассмотрим случай, когда вы оставляете крышку объектива на камере и устанавливаете камеру на базовый ISO (обычно ISO 100) и устанавливаете выдержку затвора на максимально короткую экспозицию (например, это 1/4000 для вашей камеры). Диафрагма не имеет значения, так как объектив закрыт ... свет не может попасть в камеру. Вы берете выстрел.

Камера считывает датчик с помощью того же процесса, что и всегда ... но в этом случае фактический свет не достиг камеры. Вы можете ожидать, что все «пиксели» (фотосайты) должны иметь значения ADU, равные 0, поскольку фактического освещения не было ... но это не то, что происходит.

Для работы датчика требуется некоторое питание. Простое действие по включению питания и выполнению считывания без выстрела на самом деле приведет к изображению, где каждый фото-сайт имеет некоторое ненулевое значение. Это уровень смещения вашего датчика.

Что еще более важно ... каждый фото-сайт не будет иметь точно такое же значение ADU ... они будут слегка отличаться. Это шум. Но эти уровни настолько низкие, что вы не сможете их увидеть. Изображение просто будет казаться черным.

Шум становится заметным, когда он усиливается. Если удвоить значение каждого ADU, то средняя разница между ними также удвоится. Если мы увеличим в четыре раза значение каждого ADU, различия также увеличатся в четыре раза. Чем больше мы это делаем, тем больше у нас пикселей, которые мы можем видеть ... и они не имеют одинаковый уровень освещенности, потому что теперь мы можем видеть различия. Это шум .

Если вы выполните этот процесс, вы поймете, что эти различия от фото-сайта к фото-сайту были всегда в данных изображения. Они были просто слишком малы, чтобы быть замеченными человеческим глазом. То, что сделало их заметными, было усиление.

Почему ISO не является частью экспозиции

Когда вы меняете ISO, датчик фактически не меняется. Он не становится более чувствительным к свету. Датчик такой, какой он есть. ISO - это фотографический термин, изобретенный фотографами для описания чувствительности пленки. В цифровом мире такого нет (мы физически не меняем датчик), но мы сохраняем маркировку, потому что это концепция, которую понимают фотографы.

Концепция, которую мы называем ISO (в цифровом мире), на самом деле более точно называется прикладной коэффициент усиления . Существует много методов применения коэффициента усиления ... как аналоговых методов до аналогово-цифрового разговора (АЦП), так и математических приложений для значений ADU после того, как данные проходят через АЦП. Поскольку этот процесс был разработан производителем камеры, алгоритм, который они используют, может варьироваться (возможно, они не применяют линейное усиление ..., но используют некоторый нелинейный процесс, чтобы усилить тени сильнее, чем они усиливают блики (например, highlight-tone-priority.) Это создает иллюзию более динамического диапазона.

Независимо от того, какой метод используется для применения усиления ... он никогда не применяется, пока затвор камеры не закроется и экспозиция не закончится. Усиление применяется в качестве процесса после воздействия. Но так как это процесс после воздействия ... не имеет значения, применяете ли вы этот процесс через доли секунды после окончания воздействия ... или спустя 10 дней. Позже, позже ... ключевой вывод заключается в том, что этого не произошло во время воздействия, и поэтому ISO фактически не является частью воздействия .

Уведомление о шуме или соотношении сигнал / шум

Отношение сигнал / шум (или SNR) - это способ думать о ADU для каждого фотосайта в вашей камере.

Рассмотрим два случая ... в одном случае мы будем недоэкспонировать на 6 ступеней экспозиции, но применим цифровое усиление. В другом случае мы примем правильную выдержку.

Я буду использовать выдуманное значение и сообщу, что для одного конкретного фото-сайта уровень смещения показывает ADU '4'.

Для моего примера я возьму объектив f / 2.8, но мы хотели бы снять 2 ступени вниз для более резких результатов ... поэтому мы будем использовать f / 5.6.

Мы используем экспонометр, и он предполагает, что при ISO 100 мы должны выдержать 1/2 секунды. Но у нас нет штатива (позор нам), и нам нужно держать выстрел рукой. Мы никогда не получим хороший ручной выстрел в 1/2 секунды. Мы быстро разбираемся в наших головах и понимаем, что, если мы увеличим это на 5 ступеней (ISO 6400), мы можем принять это как 1/125, и мы думаем, что можем удерживать выстрел с этой скоростью вручную.

У нас есть некоторые темные области на нашем изображении, которые, если правильно выставлены, должны иметь значение ADU около 1024 (опять же ... я составляю цифры, но я выбрал это особое значение, так как это степень 2, так что это облегчит пример).

В случае, когда мы берем правильную экспозицию (ISO 100 и 1/2 секунды), мы получаем:

Уровень сигнала 1024 Уровень смещения 4

Так как ISO 100 является базовым ISO для камеры, применяемое усиление отсутствует, поэтому SNR остается неизменным.

Это дает нам SNR 1024: 4 ... это неплохо. Мы не заметим шум на этом изображении.

Но теперь предположим, что мы делаем тот же снимок, но мы используем 1/125 при ISO 6400. Это дает нам:

Уровень сигнала 16 Уровень шума 4

Мы применяем усиление (6 ступеней) и получаем: Уровень сигнала 1024 Уровень шума 256

16: 4 не велик ... это означает, что уровни шума составляют 1/4 от значения сигнала ... что ужасно, и мы обязательно заметим этот шум.

Еще один способ думать о том, что если вы увеличиваете ISO на 6 ступеней, вы увеличиваете шум на 2 ^ 6 или ... вы увеличиваете шум в 64 раза !!!

Не совсем точно сказать, что шум вызван стрельбой при высоком ISO. Шум всегда здесь. Разница в том, что когда вы заводите ISO, вы ухудшаете отношение сигнал / шум на то же количество остановок, что и усиление ISO.

Это более низкое отношение сигнал / шум, которое делает шум заметным.

Если вас беспокоит шум, вы можете частично переэкспонировать изображение (просто убедитесь, что вы не переэкспонируете так сильно, что это приводит к обрезанию), и это повысит SNR еще выше.

Шумоподавление после обработки

На данный момент вам следует учитывать, что при достаточном количестве света (при правильной истинной экспозиции) большинство камер будут давать отличные результаты, и шум будет трудно заметить.

Но что, если вы заметите шум? Шум чаще всего проявляется в тени, а не в светлых местах.

Второе соображение заключается в том, что человеческий глаз имеет тенденцию обнаруживать шум легче в плоских областях, которые предлагают небольшую сложность или контраст. Другими словами, если я покраслю стену полностью плоской, но нанесу на нее крошечное пятно белой краски, это место будет легко заметить. Если я покраслю стену почти в белый цвет и наложу на нее крошечное белое пятно, это пятно может быть замеченным ... но оно может остаться незамеченным. А потом есть "Где Уолдо?" случай ... где у меня очень сложное изображение на стене ... множество сложностей и сильных контрастов ... и я прячу крошечное белое пятно (такого же размера, как и другие), и это пятно почти наверняка чтобы избежать уведомления от всех, кроме самых решительных инспекторов.

Техника подавления шума при постобработке включает в себя создание маски обнаружения краев и маскировку областей высокой сложности, так что вы просто остаетесь с низкоконтрастными (плоскими) областями ... и просто шум те. Вы также можете быть более агрессивными в отношении устранения шумов в тенях и менее агрессивными в отношении устранения шумов в бликах.

(После долгих лет изучения того, что такое шум на самом деле и как с ним бороться ... Я больше не боюсь шума на своих изображениях и считаю, что это не имеет большого значения.)

Почему в более современных камерах меньше шума?

Две причины:
- Технология немного продвинулась (но только немного) - Они стали лучше с алгоритмами, которые готовят шум из изображения.

Многие современные камеры больше не воспроизводят настоящие RAW-файлы. Они создают готовые RAW-файлы, в которых внутренние алгоритмы пытались снизить уровень шума перед сохранением файла. Это немного обмануть. Большую часть времени это работает в вашу пользу ... иногда это не так (астрофотография - это приложение, в котором приготовленные РАО наносят вред фотографу.)

Некоторые выводы по шуму

• Шум всегда присутствует и его невозможно устранить (существуют методы для его снижения).
• Шум на самом деле не является частью воздействия .
• Шум более заметен, когда у вас плохое отношение сигнал / шум. Это менее заметно при высоком отношении сигнал / шум.
• Съемка с высоким ISO ухудшает отношение сигнал / шум и делает шум более заметным.
• Чтобы уменьшить заметный шум, снимайте при базовом значении ISO и собирайте достаточное количество фотонов, чтобы создать отличное соотношение сигнал / шум. Это исключает (или существенно уменьшает) любое примененное усиление, которое необходимо добавить к изображению, и защищает ваше SNR.
• Немного переэкспонирован (но убедитесь, что вы не обрезаете гистограмму) для улучшения SNR
• Узнайте, как обнаружить и уменьшить шум с помощью инструментов постобработки (эти приемы вы, вероятно, захотите изучить в любом случае независимо от того, насколько хороша камера.)

Answer 3

Образцы изображений не могут быть оценены на предмет фокусировки или шума, потому что они были изменены до примерно 10% от оригинала. Остальная часть моего ответа основана на вашем текстовом описании.

... в этих местах пропущены детали, и он лучше захватывает только с середины.

Я согласен с Тимом Кэмпбеллом , вам бы пригодился макрообъектив, чтобы минимизировать кривизну поля, и технику, позволяющую максимально увеличить глубину резкости.

... всегда есть некоторый шум ... Так что, если я нажму на те же рисунки с помощью цифровой зеркальной фотокамеры, например Canon 200D, в том же свете, используя тот же штатив и тот же самый низкий ISO, получу ли я лучшие фотографии?

* - это зеркальных фотокамер, которые будут захватывать очень чистые изображения. Есть также DSLR, которые снимают очень шумные изображения. EOS 200D - модель более низкого уровня, поэтому она может или не может быть лучше, чем у вас.