Georgian Bay - Ljetni krajolik
Promjena načina fotografiranja
Posljednjih su godina brojni proizvođači proizveli kamere koje su sposobne stvoriti slike veće rezolucije putem nečega što se naziva Sensor-Shift Technology. Ova je tehnologija omogućena pojavom stabilizacije slike tijela (IBIS). Dizajneri fotoaparata koristili su IBIS kao način za postizanje nevjerojatnog povećanja razlučivosti slike ili za poboljšanje podataka u boji za slike koje se snimaju.
Postoji niz naziva za ovu tehnologiju, uključujući način visoke razlučivosti, sustav razlučivosti s pomicanjem piksela, način višestrukog snimanja Pixel Shift ili više generičkih naziva pomicanje piksela / pomicanje senzora, ali na kraju su koncepti iza ove tehnologije svi isto. Više slika istog prikaza snima se na takav način da se slike slažu i kombiniraju kako bi se stvorila jedna, obično velika slika visoke rezolucije.
Postoje prednosti i slabosti ove nove tehnologije, a razumijevanje kako ona funkcionira može vam pomoći da sami napravite bolje slike ako imate kameru koja je u stanju to učiniti.
BILJEŠKA: Budući da web stranice koriste slike niže razlučivosti, slike korištene u ovom članku smanjene su i izmijenjene kako bi simulirale razlike između slika visoke rezolucije i standardnog izlaza s fotoaparata. Kad slike gledate u cijelosti, slike izgledaju slično, ali kad se približite detaljima na slikama, tada počinjete uočavati razlike.
Gerbera tratinčice u zatvorenom, redovite rezolucije (20 MP) Olympus OMD EM 1 Oznaka II
Gerbera tratinčice u zatvorenom, visoke rezolucije (50MP) Olympus OMD EM 1 Mark II
Mnogi pristupi slikama sa pomicanjem senzora
Snimanje slike pomicanjem senzora transformirano je iz skupih specijalnih fotoaparata u sve dostupniju značajku na novijim kamerama usmjerenim na rezoluciju. Danas, uz Hasselbladovo čudovište H6D-400c (slike od 400 megapiksela), postoje i ponude Olympusa, Pentaxa, Sonyja i Panasonica.
Ove verzije uglavnom koriste isti konceptualni pristup, ali po mnogo pristupačnijim cijenama.
Pomicanje pomicanja senzora
Tko koristi pomicanje senzora?
Bez obzira na proizvođača, osnovno djelovanje snimanja slike pomicanjem senzora ostaje isto. Snimite više slika, ali lagano pomaknite senzor fotoaparata za svaku sliku kako biste uhvatili više podataka o slici, a zatim je spojite.
Premještanjem senzora, podaci o boji slike poboljšavaju se, što omogućava rješavanje više detalja prevladavanjem problema koji su svojstveni foto-lokacijama specifičnim za boju. Zanemarujući Hasselblad, sustavi koji koriste ovu tehnologiju uključuju kamere poput Olympus OM-D E-M1 Mark II (Micro Four Thirds), Pentax K-1 Mark II DSLR, Sony a7R III i Panasonic Lumix DC-G9 (Micro Four Thirds) iako postoje i drugi od istih proizvođača.
Tri od ovih linija su kamere bez zrcala, a Pentax je DSLR senzor za usjeve. Zanimljivo je primijetiti da kamere Panasonic / Olympus imaju jedan pristup, a Pentax / Sony drugačiji pristup istim konceptima.
Olympus / Panasonic sustavi koriste pristup koji stvara vrlo velike slike visoke rezolucije, dok Pentax i Sony sustavi koriste pomicanje senzora za poboljšanje podataka o boji slika iste veličine. Oba sustava Pentax i Sony također omogućuju razdvajanje pojedinačnih slika pomaknutih senzorom, dok Olympus i Panasonic stapaju složene slike u jednu fotografiju.
Olympus OMD EM5 Mark II ima tehnologiju pomicanja senzora.
Kako funkcionira senzorska tehnologija?
Da biste razumjeli kako funkcionira tehnologija pomicanja senzora, morate razumjeti i kako senzor općenito radi u vrlo malom opsegu. U dobra stara vremena filmske fotografije, kamere su koristile film osjetljiv na svjetlost za snimanje slika. Digitalni fotoaparati koriste sasvim drugačiji pristup za snimanje svjetlosti.
Digitalni fotoaparati koriste svjetlosno osjetljive fotodiode za snimanje svjetlosti koja udara u senzor. U većini digitalnih fotoaparata svaka fotodioda ima određeni filtar u boji (crvenu, zelenu ili plavu) koji tvori fotosite. Ovi su fotoaparati postavljeni tako da omogućuju miješanje svjetlosti kako bi se vidjela boja sa slike koja dolazi na senzor.
Crvena, zelena i plava foto-lokacija na senzoru obično su poredane u određenom uzorku poznatom kao Bayer-ov niz (poznat kao Bayer-ova matrica, filter). Postoje i druge konfiguracije poput Fuji X-Trans senzora (koristi se na nekoliko njihovih modela fotoaparata) ili Sigme koji koristi Foveon senzor.
S Bayerovim aranžmanom, dvostruko je više zelenih foto-lokacija nego crvenih ili plavih, jer je ljudski vid najviše prilagođen rješavanju detalja u zelenoj boji. Ovaj aranžman općenito dobro funkcionira, ali ako malo razmislite, na slici se stvara piksel u boji spajanjem ovih foto-stranica.
Senzor ne zna koliko ima crvene boje na zelenom ili plavom mjestu senzora, pa je potrebna interpolacija. To može stvoriti neke artefakte na fotografijama ako pažljivo pogledate i obično znači da RAW slike imaju uvijek tako malo mekan fokus. Sve RAW slike trebaju malo izoštravanja u naknadnoj obradi (zelena, crvena i plava za piksel kombiniraju se zajedno).
Bayerov uzorak fotositeja
Statički senzori
U uobičajenom fotoaparatu bez IBIS-a, svako foto-mjesto bilježi samo svjetlost iz jedne boje na tom jednom mjestu, tako da su podaci koje bilježi tehnički nepotpuni. To je poput kante koja sakuplja svjetlost samo određene boje. Skup svjetlosnih kašika u Bayerovom uzorku koristi se za stvaranje jednog piksela u digitalnoj slici, ali unutar tog piksela postoje dvije zelene kante, jedna plava i jedna crvena.
Da bi se slika spojila i stavila jedna boja u taj jedan piksel, signali iz nakupine fotodioda zajedno se rješavaju. Prikupljeni podaci interpoliraju se pomoću algoritma za uklanjanje mozaika bilo u fotoaparatu (jpeg.webp) ili na računalu (iz RAW slike), postupkom koji dodjeljuje vrijednosti za sve tri boje za svako fotosite, na temelju zbirnih vrijednosti koje registriraju susjedne fotosites. .
Rezultirajuće boje se zatim iznose kao mreža piksela i stvara se digitalna fotografija. To je djelomično razlog zašto RAW slike imaju malo mekši fokus i moraju ih izoštriti u tijeku postprodukcije.
Senzori za pomicanje
IBIS znači da se senzori sada pomalo pomiču kako bi se prilagodili suptilnim pokretima fotoaparata kako bi slika ostala stabilna. Neki proizvođači tvrde da njihovi sustavi mogu stabilizirati kombinaciju senzora i / ili leće za ekvivalent od 6,5 stupnjeva.
Premještanje senzora omogućuje svim lokacijama u boji da bilježe podatke za svako mjesto na senzoru.
Ova se stabilizacija postiže mikro prilagodbama položaja senzora. Za slike sa pomicanjem senzora, te iste mikro prilagodbe koriste se kako bi se svako foto-mjesto izložilo svjetlu snimanja pojedinačne slike. U osnovi se senzor pomiče da se ne prilagodi vanjskim smetnjama, već da svaki dio slike sadrži informacije u boji.
Photosites umjesto piksela
Možda ste primijetili izraz photoites umjesto piksela. Kamere često ocijenjuju svojim megapikselima kao mjerilom njihove razlučive snage, ali to je zbunjujuće jer kamere zapravo nemaju piksele samo web-mjesta.
Pikseli se nalaze na slici koja se stvara kada se obrađuju podaci sa senzora. Čak i izraz "pomak piksela" koji se ponekad koristi zavarava. Pikseli se ne miču, miču se senzori koji na sebi imaju foto-stranice.
Prilikom snimanja pojedinačne slike, svako foto-mjesto bilježi podatke za crveno, zeleno ili plavo svjetlo. Te podatke računalo interpolira tako da svaki piksel na rezultirajućoj digitalnoj fotografiji ima vrijednost za sve tri boje.
Senzori za pomicanje
Kamere sa pomicanjem senzora pokušavaju smanjiti oslanjanje na interpolaciju hvatanjem podataka u boji za crvenu, zelenu i plavu za svaki rezultirajući piksel fizičkim pomicanjem senzora kamere. Uzmimo u obzir kvadrat veličine 2 × 2 piksela snimljen s digitalne fotografije.
Uobičajeno digitalno snimanje pomoću Bayerovog niza zabilježit će podatke s četiri fotografije: dvije zelene, jedna plava i jedna crvena. Tehnički to znači da nedostaju podaci za plavo i crveno svjetlo na zelenim foto-lokacijama, zeleno i crveno na plavim foto-lokacijama i plavo-zeleno na crvenim foto-lokacijama. Da bi se riješio ovaj problem, vrijednosti boja koje nedostaju za svako mjesto odredit će se tijekom postupka interpolacije.
Ali što ako niste morali pogađati? Što ako možete imati stvarnu boju (crvenu, plavu i zelenu) za svako fotosite? Ovo je koncept iza tehnologije pomicanja senzora.
Slika normalne razlučivosti.
Ronjenje dublje
Razmotrite kvadrat veličine 2 × 2 piksela na digitalnoj fotografiji koja je stvorena pomoću tehnologije pomicanja piksela. Prva fotografija započinje kao i obično s podacima snimljenim s četiri mjesta s fotografijama. Međutim, sada kamera pomiče senzor da pomiče mjesta s fotografijama i ponovno snima istu fotografiju, ali s drugom stranicom.
Ponovite ovaj postupak tako da sva mjesta s fotografijama imaju svu svjetlost za svako točno mjesto na senzoru. Tijekom ovog postupka pribavljeni su svjetlosni podaci s četiri fotolokacije (dvije zelene, jedna crvena, jedna plava) za svaki piksel, što je rezultiralo boljim vrijednostima boja za svako mjesto i manjom potrebom za interpolacijom (obrazovano nagađanje).
Slika visoke razlučivosti s istim ISO, otvorom blende i brzinom zatvarača.
Pristup Sonyja i Pentaxa
Sonyjev način višestrukog snimanja Pixel Shift i Pentaxov sustav razlučivosti pomicanja piksela djeluju na ovaj način. Važno je napomenuti da upotreba ovih načina ne povećava ukupan broj piksela na vašoj konačnoj slici. Dimenzije rezultirajućih datoteka ostaju iste, ali poboljšavaju se preciznost boja i detalji.
Sony i Pentax snimaju po četiri slike premještene po jedno cjelovito mjesto s fotografijama po slici da bi stvorili jednu sliku. To je jednostavno poboljšanje podataka o boji na slici.
Pristup Olympusa i Panasonica
Način visoke razlučivosti fotoaparata Panasonic i Olympus, koji obje koriste senzore Micro Four Thirds, ima malo nijansiraniji pristup, kombinirajući osam ekspozicija snimljenih ½ piksela jedna od druge. Za razliku od Sonyja i Pentaxa, ovo značajno povećava broj piksela na rezultirajućoj slici.
Iz senzora od 20 megapiksela dobivate RAW sliku od 50 do 80 megapiksela. Postoji samo jedna slika bez mogućnosti pristupa pojedinačnim slikama niza.
Koje su prednosti upotrebe pomicanja senzora?
Korištenje tehnologije pomicanja senzora ima nekoliko prednosti. Snimanjem više slika, znanjem podataka o boji za svako mjesto na foto-mjestu i povećanjem razlučivosti postižete tri glavne stvari. Smanjite buku, smanjite moire i povećajte ukupnu razlučivost slika.
Buka i poboljšana razlučivost
Snimanjem više slika uz suptilnu promjenu položaja senzora, razlučivost slike raste, ali isto tako i podaci o boji na slikama. To omogućava sličnim slikama da omoguće veće uvrtanje u sliku glatkijim bojama, manje šuma i boljim detaljima.
Slika normalne razlučivosti.
Slika visoke rezolucije.
Izrezana u uskoj slici normalne razlučivosti, počinjete vidjeti šum koji se prikazuje poput zrnatosti i varijacije boje.
Ovdje je isti usjev u verziji visoke rezolucije, boja i detalji bolji su uz manje šuma.
Manje Moire
Moire je pojava šuma ili uzoraka artefakata koji se pojavljuju na slikama s uskim pravilnim uzorcima. Noviji senzori imaju problema s Moireom manje nego u prošlosti, ali i dalje će se pojavljivati na nekim slikama.
Uzrok moirea uglavnom je povezan s čvrstim uzorcima koji se snimaju i kamera ima problema s rješavanjem uzorka jer ima problema sa uzorcima fotosjekata senzora. Informacije o bojama za crvene, zelene i plave foto-stranice imaju problema s rubovima u ovim uskim uzorcima, jer nije zabilježena sva boja na jednom mjestu.
Uz pomicanje senzora, postoji sva boja za svako mjesto, tako da moire obično nestaje.
Slika normalne razlučivosti.
Slika visoke razlučivosti s istaknutim područjem obrezivanja
Izrezano područje na slici standardne razlučivosti - počeo se pojavljivati šum (ogrebotine na papiru bile su i prije).
Slika veće rezolucije ima manje šuma i više detalja.
Pa zašto to ne koristiti za svaku sliku?
Pa, glavni razlog je taj što morate snimiti više slika jedne scene. To znači da ovo stvarno ne funkcionira dobro za pokretne predmete. Postupak zahtijeva najmanje četiri puta veće vrijeme ekspozicije od jednog snimanja slike. To prevodi u četiri mogućnosti da se dio vaše kompozicije i / ili fotoaparata pomiče tijekom snimanja slike, pogoršavajući kvalitetu slike.
Takva ograničenja ograničavaju primjenu tehnologije na mrtvu prirodu i (statičku) pejzažnu fotografiju. Svako kretanje u sceni koja se snima stvorit će mutno ili pikselizirano područje. To je problem za pejzažne fotografije ako postoje biljke ili oblaci koji se kreću vjetrom, kao i područja na kojima je prisutna tekuća voda.
To također znači da obično morate biti vrlo stabilni i koristiti stativ, iako postoje neke jasne namjere proizvođača da stave na raspolaganje verzije koje će omogućiti ručno snimanje fotoaparata (Pentax ima ovu značajku).
Slika visoke rezolucije snimljena na stativu.
Artefakti pokreta vidljivi su ako se pažljivije promatraju.
Otkačenosti nekih sustava
Kako se tehnologija pomicanja senzora provodi na različite načine i ovisno o sustavu koji se koristi, problemi su malo drugačiji. Glavna je neobičnost to što vam općenito treba stativ, tako da nema trčanja i pištolja.
Sony sustav ima i druga ograničenja da sliku ne možete vidjeti dok četiri zasebne slike ne obradite zajedno. To znači da ne možete pregledati razriješenu sliku na kameri. Uz to, zbog velikog broja piksela na oznaci A7R III, svako suptilno kretanje stativa posebno je primjetno na rezultirajućoj slici. Da biste uredili slike, također morate upotrijebiti vlastiti Sony softver za spajanje slika.
Pentax ima nekoliko zanimljivih karakteristika. Korištenje softverske aplikacije koja dolazi s kamerom omogućuje rješavanje pokreta pomoću algoritma unutar softvera za uklanjanje artefakata pokreta. To djeluje bolje od softvera koji se obično koristi za manipulaciju slikama, poput Adobea.
Olympusov sustav postoji već neko vrijeme i u najnovijoj iteraciji na Olympusu OMD EM1 Mark II, svaki otkriveni pokret zamijenit će zahvaćene piksele dijelovima jedne od pojedinačnih slika redovne rezolucije u područjima kretanja. To stvara neravnomjernu razlučivost, ali čini sliku boljom za stvari poput vjetra. To također ima ograničenja, posebno ako se puno kreće. Slike često izgledaju pomalo pikselirano.
Slika stabla u standardnoj razlučivosti - sve je oštro.
Slika istog stabla u visokoj rezoluciji, ali bilo je vjetrovito … Obrezano područje prikazano je u žutom okviru.
Izrezano područje se proširilo - kretanje vjetra stvorilo je neke artefakte na slici.
Ograničenja
Najveći izazov s kojim se suočava snimanje slike pomicanjem senzora su pokretni objekti. Osim toga, pokušaj uparivanja stroba s kamerom pomoću snimanja slike s pomakom piksela može se zakomplicirati brzinom snimanja slike, ograničenjima recikliranja bljeskalice i općim problemima s kompatibilnošću. Proizvođači su svjesni ovih problema i rade na njihovom rješavanju.
Sveukupno tehnologija postaje samo bolja
Sve više i više sustava koristi algoritme za stvaranje ovih slika veće rezolucije. Kako tehnologija sazrijeva, implementacije će dobivati sve bolje i bolje rezultate, potencijalno sposobne za rješavanje pokreta i ručnih uvjeta.
Prednost proizvođača je što se proizvode kvalitetnije slike bez potrebe za stvarno skupim senzorima visoke gustoće piksela (jeftiniji). Prednosti za korisnika su što slike mogu imati bolje informacije o šumu i bojama za bolje konačne rezultate.
Sretan lov na tu savršenu sliku visoke rezolucije!