Co je omezení šumu v digitálních obrázcích?
"Beautygate", nejnovější iPhone-gate, který může vypadat, že obrazy lidí jsou příliš vyhlazené, je výsledkem dvou věcí: nové funkce Smart HDR a agresivní redukce šumu. Ale co je digitální redukce šumu a proč je tak důležité? Pojďme to zjistit.
Jak fungují snímače kamery
Digitální čidlo v telefonu nebo fotoaparátu je vyrobeno z milionů malých fotografií. Každý photosite odpovídá jednomu pixelu v závěrečném obrázku. Když světlo zasáhne photosit, vytváří elektrický náboj. Čím více světla zasáhne photosite, tím silnější je náboj vytvořený a jasnější pixel v konečném snímku.
Stejně jako náboj vytvořený světlem, který zasáhl snímač, existuje také malé množství náhodného pozadí, které vytváří digitální šum. Zde začíná problém.
Vzhledem k tomu, že náboj vytvořený na každém fotografickém snímku je lineárně úměrný množství světla, které ho zasáhne, matematika vyvozuje, že jasnější oblasti obrazu mají podstatně větší množství dat než stínové oblasti. To znamená, že poměr signálu k šumu je nižší v tmavých oblastech obrazu, a proto jsou stínové oblasti obrazu více náchylné k viditelnému hluku.
Dalším faktorem je velikost snímače. Větší senzory sbírají více světla jednoduše proto, že jsou větší. V důsledku toho jsou méně náchylné k digitálnímu šumu, protože poměr signálu k šumu je vyšší. Kamery smartphonů - protože mají takové malé snímače - jsou obzvláště náchylné k hluku.
Převod dat na obrázky
Když fotografujete, pokud fotografujete v RAW, fotoaparát převede obrazová data do souboru s obrázkem JPG. Dělá to s některými velmi složitými matematickými operacemi, které nakonec vyhodí velké množství dat, aby získali použitelný soubor.
Většina fotoaparátů také zpracovává výsledný obrázek trochu, aby vypadal lépe. Dělají věci jako zvýšení kontrastu a sytosti, ale také používají algoritmy pro redukci šumu. Na následujícím obrázku můžete vidět pohled vedle sebe na soubor JPEG a nezpracovaný soubor RAW zachycený současně s mým zařízením iPhone 7 Plus. Zjistěte, kolik hluku je v obrazu RAW.
Obecně je to dobrá věc. Digitální šum je ošklivý a algoritmy redukce šumu jsou docela dobře pochopeny; pracují zprůměrováním malých variací mezi pixely. Vidíte to, zvláště ve světlech, v detailech z výše uvedených obrázků.
Většina obrázků vypadá lépe, jakmile se uplatní snížení hluku. Je to důležitá součást následného zpracování libovolného digitálního obrazu. Záběr JPEG je nepochybně hezčí obraz než hrubý RAW. Stává se problémem pouze tehdy, jsou-li algoritmy pro daný subjekt příliš agresivní, jak tomu je u beautygate. Když k tomu dojde, přirozené změny, jako jsou tóny pleti, se vyhlazují stejně jako jakékoli digitální šum. Na obrázku níže jsem vzal věci příliš daleko.
A protože původní údaje jsou vyhodeny, není po tom fakt moc práce.
Zabraňte agresivní redukci šumu na telefonu
Nejjednodušším způsobem, jak zabránit tomu, aby váš telefon nebo kamera používali příliš agresivní algoritmy redukce šumu, je zabránit tomu, aby vůbec použili automatické snížení hluku. Chcete-li to provést, stačí střílet v RAW.
S obrázky RAW jsou v souboru uloženy všechny obrazové údaje a šum. Poskytuje vám větší volnost, pokud jde o postprodukci, a umožňuje vám řídit, kolik snížení hluku je použito.
V zařízení iPhone budete potřebovat aplikaci fotoaparátu třetí strany. Jsem obrovský fanoušek Halide. V systému Android může aplikace fotoaparátu v telefonu umožňovat střílet RAW; Pokud ne, VSCO je skvělá volná volba. Ve výchozím nastavení by vaše digitální zrcadlovka nebo zrcadlový fotoaparát měly pořizovat snímky RAW. Pokud není ve fotoaparátu výchozí, nastavení v nabídce změní formát, do kterého jsou snímky uloženy.
Snižování hluku není špatná věc, ale když se fotoaparát nebo smartphone automaticky příliš hodí, věci mohou vypadat divně. Nejlepší je udělat RAW a převzít kontrolu.
