Μια και το βρήκα, που το είχα χαμένο 3,5 χρόνια τώρα, να το άρθρο που είχα γράψει όταν όλοι πίστευαν στον μύθο της αναλογίας θορύβου και mpix. Copy paste απο το αρχικό που δημοσιεύτηκε στο νήμα
http://www.dpgr.gr/forum/index.php?topic=33669.0 "Ποιος είναι ο καλύτερος αισθητήρας?"
__________________________________________________________________________________
Ο μύθος των Mpix σε νέες περιπέτειες
Ξεκινώντας να αναπτύξω το σκεπτικό για τον θόρυβο σε σχέση με την ανάλυση, σκέφτηκα ότι είναι καλύτερα να το κάνω σε 2 ή 3 βήματα. Κάθε βήμα θα είναι αυτόνομο και η κατανόησή του θα διευκολύνει την συνέχιση και την ανάπτυξη του θέματος. Αυτά που θα πούμε εδώ θα φανούν ριζοσπαστικά σε πολλούς και δεν θέλω να ανοίξω πολλά μέτωπα αντιρρήσεων μαζεμένα που θα δυσκολευόμουν να διαχειριστώ και να απαντήσω όπως πρέπει. Γι αυτό αν έχετε απορίες για διευκρινήσεις σε αυτά που θα πω τώρα, εκφράστε τις. Αν έχετε ενστάσεις και αντιρρήσεις κρατήστε τις καλύτερα αφού τελειώσω ώστε να έχετε ολοκληρωμένη εικόνα.
Το πρώτο θέμα ξεκινάει με ένα ρητορικό προβληματισμό πάνω σε ένα πραγματικό παράδειγμα:
Στη D700 και στη D3 υπάρχει ένα DX mode, όπου αυτόματα ή κατ επιλογήν, αν βάλουμε φακό DX, η μηχανή κροπάρει την εικόνα στα 5 Mpix ώστε να πάρει μόνο το μέρος του ειδώλου που θα καταγραφόταν σε μια κανονική DX μηχανή.
Τραβάμε 2 φωτογραφίες του ίδιου θέματος με τις ίδιες συνθήκες φωτισμού, την μία με φακό εστιακού μήκους 70mm σε FX format στα 12 Mpix και μία με φακό εστιακού μήκους 46,7mm σε DX format στα 5 Mpix. Και οι 2 φωτογραφίες λαμβάνονται στα 25.600 ISO ώστε ο θόρυβος να είναι εμφανής.
Το ερώτημα:
Πέρα από την διαφορά στην ανάλυση, θα υπάρξει καμία διαφοροποίηση στον θόρυβο της φωτογραφίας; Θα υπάρξει διαφοροποίηση στο SNR (σήμα προς θόρυβο);
Ο αισθητήρας είναι ο ίδιος και στις 2 περιπτώσεις απλώς χρησιμοποιούμε το 45% της επιφανείας του, αλλα κάθε εικονοστοιχείο είναι ακριβώς το ίδιο και παράγει τον ίδιο θόρυβο και στις 2 περιπτώσεις. Το σήμα προς θόρυβο (SNR) καθορίζεται από την περιοχή ISO, τον θόρυβο που παράγει το εικονοστοιχείο και την δυναμική περιοχή που καλύπτει το εικονοστοιχείο. Όλα αυτά είναι όμοια αφού αισθητήρας και ISO είναι ίδια, τότε και το SNR θα είναι ίδιο.
Εχουμε λοιπόν 2 φωτογραφίες που δείχνουν το ίδιο θέμα, στην ίδια φωτεινότητα και έχουν το ίδιο SNR. Αν τυπώσουμε 2 φωτογραφίες σε ίδιο μέγεθος, όχι τόσο μεγάλες ώστε να να ενοχλεί η διαφορά της ανάλυσης και τις παρατηρήσουμε, θα έχουν τον ίδιο θόρυβο;
Αν δεν έκανα όλη αυτή την εισαγωγή να σας ψυλλιάσω, είμαι σίγουρος ότι οι 7 στους 10 θα λέγατε ότι και οι δύο θα είχαν τον ίδιο θόρυβο. Τι στο καλό; Ιδιος αισθητήρας, ίδιο pixel, ίδια κυκλωματα ίδια όποια επεξεργασία θορύβου, ίδιο σήμα προς θόρυβο, γιατί οι 2 να διαφέρουν στο θόρυβο.
Ωραία λοιπόν, πάρτε τις 2 φωτογραφίες και δείτε τις μόνοι σας:
------------ FX--------------------------DX crop--------
Δεν υπάρχει κανένα τρυκ, όντως η δεύτερη έχει πολύ περισσότερο θόρυβο. Στην πρώτη που έχει μεγαλύτερη ανάλυση, ο θόρυβος αν και ίδιος «συμπιέζεται» στο μάτι καθώς έχει λεπτότερο κόκκο. Οι μετρήσεις και οι συγκρίσεις των reviewers και των περιοδικών δεν έχω δει να λαμβάνουν υπ όψιν τους καθόλου την παράμετρο αυτή και κάνουν το χονδροειδές λάθος να συγκρίνουν ανόμοια μεγέθη, δηλ παραθέτουν crop 1:1 από σένσορα 24 Mpix και από 12 Mpix. Συγκρίνουν νάνο με μωρό και λένε ότι ο νάνος είναι ψηλός.
Προσπαθήστε να κάνετε οικεία και κατανοητή την πιο πάνω αλήθεια και θα είμαστε έτοιμοι να προχωρήσουμε στο δεύτερο βήμα. Που θα είναι να δούμε ότι η αύξηση της ανάλυσης (των Mpix) στο ίδιο μέγεθος αισθητήρα δεν συνεπάγεται αύξηση του θορύβου. Επειδή όμως ήδη ακούω ήχο από σκίσιμο ρούχων, διευκρινίζω ότι διαφοροποίηση υπάρχει από μια ευαισθησία και πάνω. Όπως και νά’ναι πάντως, ο μύθος ότι οι μεγάλες αναλύσεις συνεπάγονται θόρυβο, αν και είχε και έχει κάποια βάση, δεν ισχύει «έτσι ακριβώς» όπως είναι κοινώς αποδεκτός. Την άλλη φορά θα προσπαθήσω με λίγη θεωρία και περισσότερο πρακτικό τρόπο να σας δείξω γιατί συνήθως η ανάλυση δεν επηρεάζει δυσμενώς την ποιότητα της φωτογραφίας όσον αφορά τον θόρυβο
Το μόνο ξεκάθαρο συμπέρασμα από το concept αυτό (το πρώτο αυτό μέρος) είναι κάτι που δεν θα χρειαζόταν πάνω από τρεις γραμμές να εκφραστεί και 1 δευτερόλεπτο να γίνει αντιληπτό και παραδεκτό με μόνη βοήθεια τη λογική και οι φωτογραφίες και τα παραδείγματα θα ήταν τελείως περιττά. Το «παράδοξο» που μας μπλοκάρει και δεν μας αφήνει να δούμε αμέσως την απλή αλήθεια είναι η πλύση εγκεφάλου που έχουμε υποστεί μέχρι τώρα.
Να το πω; Το συμπέρασμα/θεώρημα σε τρεις γραμμές; Ας το πω:
«Όταν πάρουμε crop το 50% της επιφάνειας μιας φωτογραφίας και το μεγεθύνουμε στο μέγεθος της αρχικής φωτογραφίας, ο υπάρχων θόρυβος θα ενισχυθεί οπτικά κατά 3 db»
Όπα, λάθος, 1,5 γραμμή πήρε, όχι 3 ;D . Για να προσπαθήσω ξανά:
«Ο ορατός θόρυβος σε μια φωτογραφία χειροτερεύει κατά 3 db κάθε φορά που μεγεθύνεται στο διπλάσιο κατά επιφάνεια»
Ασε, χειρότερα! Τώρα είναι μόνο λίγο πάνω από μια γραμμή
.
Ας το προσπαθήσω χωρίς μαθηματικές αντιστοιχίες αλλα με απλές αναλογίες:
«Ο ορατός θόρυβος γίνεται χειρότερος όσο μεγαλώνουμε μια φωτογραφία»
Τώρα πέσαμε κάτω από τη μία γραμμή. Αλλα δεν ακούγεται καθόλου παράδοξο ε; Μάλλον αυτονόητο είναι. Μόνο αυτονόητο θα πούμε; Μα δεν είπαμε ποτέ κάτι το αντίθετο, θα πούμε πάλι. – Αλήθεια; Δεν είπαμε; Για να σκεφτούμε: Τι συγκρίναμε και βγάζαμε κακή στο θόρυβο μια μηχανή 24 Mpix σε σύγκριση με μια 12 Mpix; Μια μεγέθυνση με μια κανονική συγκρίναμε, δεν είναι έτσι;
Αν φτάσουμε να κατανοήσουμε αυτή την τόσο απλή που είναι αυταπόδεικτη πραγματικότητα, μπορούμε να καταλάβουμε γιατί είναι τόσο πολύ λανθασμένο να συγκρίνουμε 2 φωτογραφίες διαφορετικής ανάλυσης σε 1:1. Γιατί τότε η φωτογραφία της μεγαλύτερης ανάλυσης έχει στην πραγματικότητα σχέση μεγέθυνσης ως προς την άλλη.
Αν συγκρίνουμε τις 2 φωτογραφίες που δημοσίευσα στο τεστ στην αρχική τους ανάλυση σε 1:1 έχουν ακριβώς τον ίδιο θόρυβο.
