육안과 같이 높은 다이나믹 레인지를 가진 센서를 구축하는 데 따르는 기술적 어려움은 무엇입니까?

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왜 사진의 모든 부분에 올바른 노출을 갖는 높은 동적 범위 센서가 없는가?

hdr dynamic-range

— 안드레아스 하트만
소스

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실제로 대답 후 나는 이것이 이미 여기 에서 논의되는 것을 보았다 . 그래도 문제가 해결되지 않으면 자세한 내용으로 질문을 확장 해보십시오.

— mivilar December

BlackMagic (풀 HD 비디오) 카메라는 EV가 14이고, 현대 전문 비디오 카메라 (4K)는 18 EV가 있습니다. 그래서 우리는이 센서들을 가지고 있습니다.

— TFuto

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DR은 사람의 눈보다 크고 즉시, 전체적으로 이미 카메라가 있습니다. 인간의 눈의 다이나믹 레인지는 대부분의 사람들이 생각하는 것만 큼 크지 않습니다. 내가 기억 하듯이, 그것은 12 ~ 16 EV 정도이며 현대 DSLR 수준에 가깝습니다.

주요 차이점은 이미지의 다른 부분에 맞게 조정되는 매우 자연스러운 조리개 제어 기능이 있다는 것입니다. 효과적으로, 우리의 뇌는 자동으로 이미지 스태킹을합니다. 장면의 밝은 부분을 보면 동공이 줄어들고 밝은 부분의 세부 사항을 볼 수 있습니다. 우리가 어두운 부분으로 초점을 이동하면, 우리 학생들은 빠르게 열리고 어두운 부분의 세부 사항을 볼 수 있습니다. 우리의 뇌는 이전 부분의 모습을 알고 있으므로 주변 시력의 변화를 눈치 채지 못하지만 실제로 더 이상 초점을 맞추지 않은 부분을 실제로 자세히 보지 못합니다.

마찬가지로, 인간 비전의 전체 범위에도 불구하고 우리보다 훨씬 어둡고 여전히 볼 수있는 특수 카메라가 있습니다. 특히 색상은 매우 고품질의 재료와 구조가 필요하기 때문에 일반 대중에게 생산하기에는 너무 비쌉니다. 노이즈 플로어를 매우 낮게 설정하십시오. 사람들이보기에는 매우 고통스러운 매우 밝은 물체를 볼 수있는 센서도 있습니다.

— AJ 헨더슨
소스

AJ, DSLR은 눈과 동일한 동적 범위를 갖지 않습니다. DSLR 위해 인간의 눈에 대해, (14)의 전원은 2 (14)의 전원 (10) 인

— 로미오 Ninov

@RomeoNinov-즉각적인 DR이 아니라 명백한 것입니다. 당신은 당신의 주장에 대한 소스가 있습니까? 내 소스는 이곳 이 우리의 눈을 조정시키는, 장면 내 한 지역에서보고 유사 할 것입니다. 우리는 대신에 우리의 눈의 순간 동적 범위 (우리 공개방이 변경되지 않습니다 경우), 다음 카메라는 훨씬 더 운임을 고려했다 F ", 및 이 경우, 우리의 눈은 다이나믹 레인지의 10-14 f- 스톱에서 아무 곳이나 볼 수 있다고 추정합니다. "

— AJ Henderson

@RomeoNinov- 약간 더 나은 리소스 . 따라서 카메라가 열악한 곳에서는 눈이 좋아지고 카메라가 잘되는 곳에서는 눈이 나빠집니다. 그림자에는 카메라가 EV를 줄인 20EV가 있습니다. 밝기는 약 10EV이지만 카메라는 12 ~ 14EV입니다. 10 ^ 14는 한 번에 보는 것이 아니라 눈이 조정될 때 볼 수있는 총 범위입니다. 그리고 이와 관련하여 카메라도 2 ^ 14로 제한되지 않습니다.

— AJ Henderson

예, 카메라는 원본 이미지의 비트 심도로 제한됩니다. 이미지에서 더 많은 정보를 얻을 수 없습니다. 나는 이미지 뇌 "본다"는 눈에서 하나의 스냅 샷 만이 아니라, 두 개의 눈을 사용하는데, 이는 뇌의 이미지에 더 많은 정보를 추가한다는 데 동의합니다. 그리고 두 번째 주석에서 언급 한 자료에서 10의 제곱으로 눈의 동적 범위가 표시됩니다. 내 말만 확인하십시오. DR이 12 EV에 불과하더라도 10 ^ 12는 milion

— milions

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그러나 한 번에 6 개의 정지 DR 로 심각하게 제한된 센서조차도 Tv 및 Av를 변경하여 연속적인 프레임에서 매우 어두운 값에서 매우 밝은 값까지 디테일을 측정하는 데 사용할 수 있습니다! 눈 / 뇌 시스템이하는 조리개와 관련하여.

— Michael C

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보는 것은 적극적인 과정입니다

큰 문제는 눈으로 보는 것이 이미지를 캡처하는 것과는 다르다는 것입니다. 이미지에는 보는 사람 이 볼 수 있는 모든 정보가 포함되어야 하지만 정상적인 시력은 눈의 움직임, 초점 변경 및 동공의 팽창을 포함하는 적극적인 과정입니다. 우리가보고있는 물체에 따라서 "눈으로 보는 것"을 캡처하려면 본질적으로 눈이 사용할 수있는 모든 설정을 시점에서 캡처하십시오 .

귀하의 질문은 다이나믹 레인지에 관한 것이지만 동일한 문제가 시각적 세부 사항과 초점으로 나타납니다. '실시간 동등'이미지는 눈 해상도가 매우 다르고 고해상도 망막 중간의 작은 지점 만 바라보고 있기 때문에 실제로 캡처 할 수있는 것보다 훨씬 많은 픽셀이 필요합니다. 눈을 움직일 수 있기 때문에 더 자세한 정보를 얻을 수 있습니다. 영화는 단일 초점을 선택해야하는 반면, 사람은 눈의 초점을 신속하게 다시 초점을 맞추거나 다른 의도 된 범위 (예 : 창문 표면을 보거나 그것을 통해)에서 적절한 양안 시력을 위해 움직여보다 깊이있는 '단일 이미지'를 볼 수 있습니다. ) 등

해결책의 일부는 정확히 하나의 카메라를 여러 번 빠르게 (또는 여러 대의 카메라) 사용하여 다양한 설정에서 다양한 이미지를 캡처하고 나중에 병합하는 것입니다. HDR은 가장 눈에 띄는 예입니다. 우리의 눈과 마찬가지로 적극적으로 보입니다. 서로 다른 "설정"을 가진 다양한 장소에서 뇌가 일관된 그림이나 영화로 병합됩니다. 우리의 눈으로 찍은 실제 "이미지"는 이미 좋은 카메라보다 나쁩니다. 단순히 그들의 정신적 인 조합이 좋습니다.

— 피터리스
소스

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영화 초점에 대한 +1 이것은 또한 많은 사람들이 3D 영화를 볼 때 두통을 느끼는 주된 이유 중 하나와 관련이 있습니다. 눈은 물리적으로 화면에 초점을 맞춰야하지만 입체 이미지는 뇌가 화면의 일부가 실제보다 더 가깝거나 더 멀어 지도록 생각하도록 속이고, 직접 보려고하면 눈이 피로 해집니다. 스튜디오는 장면의 초점을 왼쪽과 오른쪽 이미지의 동일한 위치에 표시하여이를 최소화하려고합니다. 따라서 배경 세부 사항을 둘러보고 싶다면 이부프로펜을 잊지 마십시오!

— bcrist

보는 것이 활발한 과정이라는 사실은 훌륭한 예술가들이 단순한 사진보다보기 좋은 그림을 만들 수있는 이유 중 하나입니다. 간단한 사진은 동일한 시점, 초점, 노출 및 화이트 밸런스 특성으로 장면의 모든 부분을 캡처하지만 실제로 장면을보고있는 사람의 눈은 다른 부분을 보면서 지속적으로 조정될 수 있습니다. 카메라와는 달리 화가는 장면의 각 부분이 실제로 해당 위치에있는 사람에게 보이는 것처럼 보이는 각 부분의 이미지를 만들 수 있습니다.

— supercat

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당신의 정신 이미지는 망막뿐만 아니라 시력에 관여하는 다른 모든 구성 요소, 즉 눈동자와 물론 뇌의 상호 작용의 산물입니다. '하나의 사진'으로 보이는 것은 사실 단일 조정이 아닌 고속 조정 및 정보 처리의 결과입니다.

이 주제에 대한 자세한 정보는 여기를 참조하십시오 .

— 사소한
소스

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대수 특성을 가진 광 센서를 만드는 것은 전적으로 가능합니다. 이러한 센서는 특정 노출에 대한 해상도가 제한되면서 놀라운 동적 범위를 갖습니다. 두 가지 모두를 얻으려면 고해상도 ADC가 필요합니다. CT 이미징의 경우 일반적으로 24 비트의 선형이 사용되며 오프셋 조정 후 CT 이미지를 생성하기 위해 로그가 사용됩니다.

노출 제어 (통합 시간-셔터 속도 생각)를 모두 수행하는 센서가 더 효과적 일 수 있으며, 집광 효율 (f 숫자 생각)의 변경을 허용하면 훨씬 더 큰 유연성을 얻을 수 있습니다.

궁극적 인 다이내믹 레인지는 일반적으로 판독 노이즈에 의해 제한됩니다. 누적 된 전하를 읽을 때 전자가 지원할 수있는 가장 큰 신호에 비해 약간의 오류가 있습니다. 내가 말했듯이-24 비트는 의료 영상에서 일반적이며 1000 만에서 1 부분보다 낫습니다. 주어진 노출에 대한 망막보다 훨씬 높은 동적 범위입니다. 그러나 눈은 이미지의 세부 사항을 이해할 수 없으므로 해상도가 속도를 희생하기 때문에 기존 카메라에서는 일반적으로 사용되지 않습니다.

— 플로리스
소스