На uCrazy 17 лет 7 месяцев
Для чего фотоаппарат кладут в холодильник?
Прихожу я как-то раз в гости к знакомому. Погода была жаркая. Спрашиваю:
– Попить холодненького нет у тебя ничего?
– Да в холодильник залезь, – говорит он мне.
Отправляюсь на кухню, открываю холодильник, а там...
...между кастрюлями и банками с газировкой лежит фотоаппарат! Да не просто лежит, а включенный, и слышно, фотографирует что-то... Но что?!
– Слушай, – это я своему знакомому, – а фотоаппарат тебе в холодильнике для чего? Портреты сосисок делать?
– Нет, – смеётся приятель, – это я «дарки» снимаю, темновые кадры.
– ???
И вот что он мне рассказал...
Наверное, у вас в семье есть цифровой фотоаппарат или смартфон с цифровой фотокамерой. Внутри такого фотоаппарата нет никакой плёнки, но как же тогда получается картинка? Для этого используется специальная микросхема – светочувствительная матрица, она же сенсор. Сенсор разбит на крохотные (в несколько тысячных долей миллиметра!) квадратики – пикселы. Из этих квадратиков (точек) в итоге и будет состоять полученная нами цифровая фотография.
Что происходит, когда мы нажимаем на спуск цифрового фотоаппарата? Каждый пиксел как бы «измеряет» яркость света, попавшего на него, и отправляет в центральный процессор (да-да, у вашего фотика, даже если он совсем недорогой, есть процессор!) три числа – яркость трёх цветовых каналов: красного, зелёного и синего. Смешивая эти основные цвета, в дальнейшем мы получим все остальные краски на фотографии.
Но что будет, если на пиксел матрицы свет вообще не попадает? По идее, он должен сообщить процессору три числа – ноль, ноль и ещё раз ноль. Полная чернота, тьма кромешная. Но это в теории! А вот на практике так не получается. Матрица фотоаппарата далеко не идеальна, по разным причинам (электропитание, чувствительность, температура окружающей среды и так далее), она постоянно немножко ошибается, «врёт». Скажем, вместо «трёх нулей» в какой то момент передаёт ноль, единицу и двойку. А в следующий – двойку, тройку и ноль. И так далее.
Что при этом происходит со снимком? Снимок портится – на нём появляется как бы разноцветная «рябь» из отдельных точек. Фотографы называют эту неприятную рябь «цифровым шумом» или просто «шумом». Если фотография снята в ярко освещённом помещении, шум обычно практически не заметен. А вот если помещение тёмное, скажем, в актовом зале во время концерта, шум видно очень хорошо. Ну а где его видно ну просто замечательно (точнее, отвратительно) – это съемки звёздного неба и далёких галактик на длинных выдержках. Вместо чёрного фона неба у нас будет «рябь» из разноцветных точек, совершенно на небо непохожая...
Однако человек умеет находить выход из самых сложных ситуаций! Да, матрица даёт нам изображение «с ошибками»; но что, если «вырезать» эти ошибки отдельно и попросту вычесть из данных кадра?
Представьте себе, что мы решаем примеры на уроке математики: 2 х 2 = 7, 3 х 3 = 12, 5 х 5 = 28, 6 х 8 = 51... «Неправильно!» – скажете вы. Да, неправильно. Однако обратите внимание: у всех результатов одна и та же ошибка, ровно на +3. Тогда если мы от неправильных результатов отнимем тройку, то получим правильные!
Пиксели матрицы фотоаппарата посылают на процессор в точности такие же числа, как в школьном учебнике. Значит, если мы измерим «ошибки» матрицы отдельно и вычтем их из кадра, то получим изображение намного лучшего качества, «исправим» его! Как?..
Закрываем крышку объектива фотоаппарата и фотографируем полную темноту – при тех же условиях съемки, при которых делался исходный снимок. На снимке останется только тот самый «шум», «коллекция ошибок». А потом с помощью специальных компьютерных программ шум темновых кадров вычитается из исходного изображения – и пожалуйста, исправленный чистый снимок готов!
Посмотрите на эти два кадра. Автор, астроном-любитель, снимал Млечный путь в окрестностях созвездия Южный Крест.
На первом снимке темновые кадры не использованы, и он выглядит довольно мутно и невыразительно, фон неба грязно-серый. На втором снимке использованы 20 темновых кадров для удаления шума – видите, насколько лучше стала картинка?
Астрономы используют и другие, более сложные методики для «чистки» фотографий – в итоге и получаются те шикарные красивые снимки объектов глубокого космоса, которые мы видим в научно-популярных книжках и телепередачах.
Итак, зачем класть фотоаппарат в холодильник? Да всё очень просто – если вы делали снимки на улице при температуре -2 градуса, то и темновые кадры нужно делать при температуре -2 градуса, с той же самой выдержкой и чувствительностью. А чтобы не терять драгоценное время, фотограф просто кладёт фотоаппарат в холодильник (а иногда даже в морозилку!) и делает темновые кадры там! Теперь понятно?
– Слушай, – это я своему знакомому, – а фотоаппарат тебе в холодильнике для чего? Портреты сосисок делать?
– Нет, – смеётся приятель, – это я «дарки» снимаю, темновые кадры.
– ???
И вот что он мне рассказал...
Наверное, у вас в семье есть цифровой фотоаппарат или смартфон с цифровой фотокамерой. Внутри такого фотоаппарата нет никакой плёнки, но как же тогда получается картинка? Для этого используется специальная микросхема – светочувствительная матрица, она же сенсор. Сенсор разбит на крохотные (в несколько тысячных долей миллиметра!) квадратики – пикселы. Из этих квадратиков (точек) в итоге и будет состоять полученная нами цифровая фотография.
Что происходит, когда мы нажимаем на спуск цифрового фотоаппарата? Каждый пиксел как бы «измеряет» яркость света, попавшего на него, и отправляет в центральный процессор (да-да, у вашего фотика, даже если он совсем недорогой, есть процессор!) три числа – яркость трёх цветовых каналов: красного, зелёного и синего. Смешивая эти основные цвета, в дальнейшем мы получим все остальные краски на фотографии.
Но что будет, если на пиксел матрицы свет вообще не попадает? По идее, он должен сообщить процессору три числа – ноль, ноль и ещё раз ноль. Полная чернота, тьма кромешная. Но это в теории! А вот на практике так не получается. Матрица фотоаппарата далеко не идеальна, по разным причинам (электропитание, чувствительность, температура окружающей среды и так далее), она постоянно немножко ошибается, «врёт». Скажем, вместо «трёх нулей» в какой то момент передаёт ноль, единицу и двойку. А в следующий – двойку, тройку и ноль. И так далее.
Что при этом происходит со снимком? Снимок портится – на нём появляется как бы разноцветная «рябь» из отдельных точек. Фотографы называют эту неприятную рябь «цифровым шумом» или просто «шумом». Если фотография снята в ярко освещённом помещении, шум обычно практически не заметен. А вот если помещение тёмное, скажем, в актовом зале во время концерта, шум видно очень хорошо. Ну а где его видно ну просто замечательно (точнее, отвратительно) – это съемки звёздного неба и далёких галактик на длинных выдержках. Вместо чёрного фона неба у нас будет «рябь» из разноцветных точек, совершенно на небо непохожая...
Цифровой шум на снимке ночного неба (сильно увеличено)
Однако человек умеет находить выход из самых сложных ситуаций! Да, матрица даёт нам изображение «с ошибками»; но что, если «вырезать» эти ошибки отдельно и попросту вычесть из данных кадра?
Представьте себе, что мы решаем примеры на уроке математики: 2 х 2 = 7, 3 х 3 = 12, 5 х 5 = 28, 6 х 8 = 51... «Неправильно!» – скажете вы. Да, неправильно. Однако обратите внимание: у всех результатов одна и та же ошибка, ровно на +3. Тогда если мы от неправильных результатов отнимем тройку, то получим правильные!
Пиксели матрицы фотоаппарата посылают на процессор в точности такие же числа, как в школьном учебнике. Значит, если мы измерим «ошибки» матрицы отдельно и вычтем их из кадра, то получим изображение намного лучшего качества, «исправим» его! Как?..
Так выглядит "темновой" кадр
Закрываем крышку объектива фотоаппарата и фотографируем полную темноту – при тех же условиях съемки, при которых делался исходный снимок. На снимке останется только тот самый «шум», «коллекция ошибок». А потом с помощью специальных компьютерных программ шум темновых кадров вычитается из исходного изображения – и пожалуйста, исправленный чистый снимок готов!
Посмотрите на эти два кадра. Автор, астроном-любитель, снимал Млечный путь в окрестностях созвездия Южный Крест.
Снимок Млечного пути в районе созвездия Южного Креста без уборки цифрового шума
На первом снимке темновые кадры не использованы, и он выглядит довольно мутно и невыразительно, фон неба грязно-серый. На втором снимке использованы 20 темновых кадров для удаления шума – видите, насколько лучше стала картинка?
Тот же снимок после уборки цифрового шума
Астрономы используют и другие, более сложные методики для «чистки» фотографий – в итоге и получаются те шикарные красивые снимки объектов глубокого космоса, которые мы видим в научно-популярных книжках и телепередачах.
Туманность Конская голова в созвездии Ориона. Постепенно убирая шумы, получаем чистый снимок
Итак, зачем класть фотоаппарат в холодильник? Да всё очень просто – если вы делали снимки на улице при температуре -2 градуса, то и темновые кадры нужно делать при температуре -2 градуса, с той же самой выдержкой и чувствительностью. А чтобы не терять драгоценное время, фотограф просто кладёт фотоаппарат в холодильник (а иногда даже в морозилку!) и делает темновые кадры там! Теперь понятно?
Комментарии1
