다이내믹 레인지는 무엇이며 사진에서 어떻게 중요합니까?

Wikipedia에 따르면 동적 범위는 "가변 수량의 최대 값과 최소값 사이의 비율"이라고합니다. 알았어. 이것이 HDR 사진이 빛과 관련하여 "높은 다이나믹 레인지"를 갖는 이유라고 생각합니다.

그러나 거기에 또 무엇이 있습니까? 카메라의 다이나믹 레인지는 무엇입니까? 그것에 대해 중요한 모든 것을 알려주십시오 :-).

자, 이것은 규모가 매우 맞지 않을 수 있지만, 빛의 강도에 대한 간단한 설명으로 가장 좋은 추측입니다. 또한 센서의 기능이 적거나 적을 수 있습니다. 그러나 당신은 아이디어를 얻을 것입니다.

다이나믹 레인지가 중요한 이유는 이미지의 "검은 색"과 "백색"의 경계 내에서 실제로 얼마나 많은 장면이 표현 될 수 있는지를 정확하게 정의하기 때문입니다. 위의 이미지는 장면의 전형적인 항목이 얼마나 밝은지를 나타내는 대략적인 척도를 나타내며, 오른쪽의 '브래킷'은 주어진 노출에서 이러한 강도를 얼마나 상세하게 볼 수 있는지 대략적으로 나타냅니다. 노출이 짧을수록 브라켓이 높을수록 (밝은 구름의 경우 작은 노출) 노출이 길어질수록 낮습니다 (그림자 / 야간 장면의 경우 더 길어짐).

물론 실제 생활에는 실제로 흑백이 없습니다. 검정은 빛이 전혀없는 상태이고 흰색은 모든 주파수에서 무한히 많은 양의 흰색 빛이됩니다. 그러나 사진 및 비전과 관련하여, 당신은 그런 높은 다이나믹 레인지로 작업하지 않습니다.

차이점? 포인트를 노출하고 장면의 광도 내에서 동일한 흰색 클리핑 포인트를 갖도록 촬영하면 디지털 SLR 이미지의 블랙보다 블랙이 발생하는 포인트가 더 밝을 수 있습니다. 센서가 클수록 광량의 변화를 더 많이 포착 할 수 있기 때문입니다. 흰색 점이 밝고 검은 점이 점보다 어둡고 촬영합니다. 이 부분을 이해 한 것처럼 들립니다.

왜 중요 함? 장면의 밝은 구름과 뒷문을 통해 집안의 어두운 그림자 영역을 모두 보려고하면 어떻게됩니까? 대부분의 경우 구름이 밝은 흰색으로 변하고 세부 사항을 볼 수 없거나 집안이 단순히 검은 색이거나 매우 가깝습니다. 카메라의 경우 노출하려는 현재 강도 범위를 벗어납니다.

이것은 눈의 성능과 관련하여 사진의 단점 중 하나입니다. 사람의 눈은 일반적으로 카메라보다 훨씬 더 큰 범위의 강도, 일반적으로 약 18-20 스탑의 강도 변화를 볼 수 있습니다. 우리는 집과 밝은 구름에서 볼 수 있지만 카메라는 둘 중 하나만 노출시킬 수 있습니다. 대부분의 DSLR 센서는 약 10-13 개의 다이나믹 레인지 정지를 캡처 할 수 있습니다.

또한 (디지털 사진의 경우) 이미지를 캡처 한 형식은 이미지를 사용 가능한 JPEG로 변환 할 때 상당한 양의 다이나믹 레인지를 유지할 수 있습니다. 이는 사진이 끝나는 가장 일반적인 "최종"형식이므로 에서.

은 JPEG로, 포인트 및 촬영은 일반적으로 생성하는 형식 에 대한 당신, 적색, 녹색, 청색 캔의 각 구성 요소는 정확성의 8 비트를 저장합니다. 검은 색은 0, 흰색은 255입니다. 이는 검은 색과 흰색 사이에 256 개의 "단계"가 있음을 의미합니다. 반대로, 고정밀 원시 캡처에서는 일반적으로 12 ~ 14 비트의 정보를 캡처합니다. 12 비트 원시의 경우 검은 색은 여전히 ​​0이지만 흰색은 4,096입니다. 14 비트 캡처에서 화이트 포인트는 16,384입니다. 이것이 의미하는 바는 강도의 변화가 훨씬 더 정확하게 측정 된다는 것입니다 . 이제 이미지의 검은 점과 흰색 점 사이에 최대 16,384 개의 "단계"가 있습니다.

일반적으로이 8 비트 JPEG 형식으로 내보내더라도 최종 JPEG 이미지로 시도한 것보다 손으로 사진 작가가 노출을 조정하고 빛을 채우고 날려 진 하이라이트를 훨씬 정확하게 복구 할 수 있습니다. 이렇게하면 휴지통에서 사진을 "저장"할 수있을뿐만 아니라 잘 캡처 된 사진에서 얻은 결과를 크게 향상시킬 수 있습니다. 이를 활용하는 기술 중 하나가 바로 노출 입니다.

또한 # 2 : 디지털 다이나믹 레인지와 관련하여 가장 주목할 점은 주어진 ISO 설정에 대해 풀 프레임 센서의 SNR이 포인트 앤 촬영보다 훨씬 크다는 것입니다. 동일한 노출에서 풀 프레임 센서의 "큰 버킷"사진 사이트는 더 많은 빛이 센서 범위에 여전히 맞도록합니다. 예를 들어 +13 EV는 여전히 등록 된 상태이며, 예를 들어 순백색이됩니다.

그것은 1L 깡통이 500mL 깡통 대신 물을 포획하여 쏘는 것과 같습니다.

또한 # 3 (사진 추가) : 다음은 일부 센서가 얼마나 제한 될 수 있는지에 대한 예입니다.

이것이 내 아이폰이 만든 것입니다. 길거리에서 어두운 곳을 처음 노출했습니다. 두 번째는 밝은 건물에 노출되고 세 번째는 iPhone에서 생성 된 "HDR"이미지입니다. 약간의 조정으로 그림자 영역은 실제로 본 것의 동적 범위에 가깝게 만들 수 있지만 여전히 제한적입니다.

iPhone에서 동적 범위가 너무 제한되어있어 필요한 모든 정보를 한 번에 캡처 할 수는 없습니다. 한쪽 끝에는 흰색이 완전히 날리고 다른쪽에는 그림자가 거의 완전히 검은 색입니다.

사진에서 고려해야 할 두 가지 중요한 다이나믹 레인지가 있습니다. 첫 번째는보고있는 장면의 동적 범위입니다. 장면의 동적 범위와 카메라의 동적 범위 순서대로 설명하겠습니다.

장면의 동적 범위는 해당 장면에서 가장 밝은 물체부터 가장 어두운 물체까지의 범위입니다. 일반적으로 이것은 강도 비율로 측정됩니다. 균일하게 조명 된 백지를 촬영하는 경우이 범위가 낮습니다. 일몰을 촬영하는 경우이 범위가 상당히 높습니다.

두 번째는 카메라의 것입니다. 좀 더 이해하기 쉽기 때문에 디지털 카메라의 관점에서 이것을 설명하려고하지만 필름 카메라에도 같은 개념이 적용됩니다.

설명하기 위해 먼저 디지털 카메라에 대해 설명하겠습니다. 디지털 카메라는 정보를 숫자로 기록합니다. 대부분의 카메라는이 정보를 0-255의 숫자로 캡처하여 숫자를 바이트 (8 비트)로 저장할 수 있습니다. 고급 카메라에는 10, 12, 14 또는 16 비트가 있으며 컬러 채널당 24 비트의 일부 멋진 카메라에 대한 소문이 있습니다. 동적 범위는 0이 아닌 가장 어두운 값에서 포화되지 않은 가장 높은 값까지 또는 8 비트 카메라 인 1-254의 범위입니다. (기술적으로 동적 범위는 감지 할 수있는 가장 낮은 강도에 대한 최대 비 포화 강도 값입니다. 센서가 비선형 일 경우 더 많이 발생합니다.

이 모든 것이 왜 중요한가? 좋은 사진은 장면과 카메라의 다이나믹 레인지와 일치합니다. 창의성을위한 여지가 있지만 여전히 이러한 경험의 규칙이 있습니다. 명심해야 할 몇 가지 추가 사항.

1. 사람의 눈에는 환상적인 다이나믹 레인지가 있으며, 이는 최고의 카메라보다 훨씬 뛰어납니다.
2. HDR 또는 High Dynamic Range 라고하는 기술을 통해 유효 동적 범위를 늘릴 수 있습니다 .
3. 일몰은 아마도 모든 자연 장면에서 가장 높은 다이나믹 레인지 일 것입니다.

이를 설명하기 위해 몇 가지 그림을 포함하겠습니다.

이 사진은 다이나믹 레인지가 낮습니다. 대부분의 물체는 거의 같은 밝기이며 흐릿하게 보입니다.

이 사진의 다이나믹 레인지가 더 좋습니다. 그림자에는 여전히 디테일이 있지만 하이라이트가 잘리지 않습니다.

이 이미지에는 동적 범위가 매우 커서 8 비트 카메라로 전체 장면을 캡처하기가 어렵습니다. 땅은 전혀 빛나지 않으며 선인장의 세부 사항을보기가 정말로 어렵습니다. 말하기는 어렵지만, 여기서 빨간 채널은 실제로 포화 상태이며 그림자 영역에는 세부 사항이 거의 또는 전혀 없습니다. 그래도 나는 예술적으로 선택한 것을 사용하여 하늘을 카메라 범위 내에서 유지하고 선인장을 더 실루엣으로 만들었습니다.

와우, 오히려 개방 종료 ...

위키에서 언급 한 동적 범위는 캡처 할 수있는 값의 범위이며 모든 카메라에서 고정 된 값이 아닙니다. DxOMark 는 무엇보다도 다양한 카메라 센서의 다이나믹 레인지를 측정하는 조직으로 다음과 같이 정의합니다. 사이트에서 볼 수 있듯이 카메라의 범위는 저가에서 고가까지 상당히 넓습니다.

이는 사진의 관점에서 볼 때 카메라의 동적 범위가 클수록 특히 이미지를 통해 색상 및 색조 범위가 전환 될 때 더 많은 정보를 캡처 할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 한 카메라는 미묘한 빨간색 음영을 그리워하고 다른 카메라는이를 포착하여 놓칠 수있는 정보를 제공 할 수 있습니다. 따라서 후 처리 후 JPEG로 변환 할 수있는 유연성이 뛰어나고 범위를 처리 할 수있는 소프트웨어 및 프린터로 작업하는 경우 잠재적으로 개선 된 인쇄물을 얻을 수 있습니다.

또한 노출 처리에 실질적인 영향을 미칩니다. 필자는 이전에 Pentax K-5 노출 범위 에 기사를 게시 했지만 질문과 관련이 있고 K-5가 현재 동적 범위 크라운을 보유하고 있기 때문에 다시 연결합니다. 이것은 실제로 이미지에있을 수있는 디테일에 대한 감각을 제공합니다.

어쨌든, 이것은 논문 일 수 있고, 큰 주제이지만, 간단히 말해서 다루어집니다. :)

여기에 이미 좋은 기술적 답변이 있습니다. 그러나 사진에 대한 영향 측면에서 간단한 대답은 다이내믹 레인지가 노출이 존재하는 이유입니다.

즉, 노출은 사진 작가 가 다이내믹 레인지 슬라이스 를 표시하는 방식 이므로 구성에서 이미지에 포함하거나 제외 할 항목을 선택할 수있는 것처럼 사진에 중요한 밝기 값 범위를 선택하는 것이 좋습니다.

사진에서 다이나믹 레인지 는 단일 사진으로 캡처 할 수있는 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분의 명도 차이입니다.

• 작은 다이나믹 레인지를 사용하면 어두운 부분의 디테일이 덜 유지되고 매우 밝은 부분이 잘릴 가능성이 높습니다 (흰색이 될수록 가까워짐). 어쨌든 대조적 인 이미지 곡선을 원한다면 좋습니다.

• 다이내믹 레인지가 클수록 명암이 적은 이미지를 만족스럽게 얻을 수 있거나 후 처리에서 특정 영역을 선택적으로 밝게 / 어둡게 할 수 있습니다.

다이내믹 레인지가 500 : 1과 같이 (크게 의미가없는) 비율로 표시되는 LCD 화면과 달리 사진에서는 정지로 표시되며 각 스톱은 원래 (감마 보정 된) 원래 광 강도의 배가를 나타냅니다.

대부분의 디지털 센서는 최소 8EV (8 스톱)의 다이내믹 레인지를 가지고 있으며 슬라이드 필름과 거의 동일합니다. 요즘 카메라를 비교할 때 동적 범위에 집착하는 것은 가치가 없습니다. 다이나믹 레인지는 기술적 인 측정이지만 사전 감마 보정 된 값을 측정하기 때문에 이미지에 미칠 수있는 가시적 인 효과로 인해 오도 될 수 있습니다. 특정 지점을 넘어 서면 모니터 / 프린터가 재생할 수있는 가장 어두운 값 (또는 하이라이트 압축, 가장 밝은 값)에서 더 이상의 범위가 없어 지므로 차이가 전혀 없습니다. 그러나 실제로 보이지 않는 추가 범위는 영역의 밝기를 선택적으로 높이거나 자르거나 (굽거나 피하거나) 과다 / 과다 노출 부족에서 복구하려는 경우에 유용 할 수 있습니다.

다른 카메라 리뷰 장소는 다이나믹 레인지를 다르게 측정합니다. DxOMark의 측정을 전혀 신뢰하지 않습니다. 결함이있는 방법을 사용했다고 생각합니다. 기술적으로 동적 범위는 노이즈에 의해 가려지지 않는 가장 낮은 값으로 표현할 수있는 가장 높은 값에서 측정해야합니다. 소음이 중요합니다 :

• ISO를 높이면 다이나믹 레인지가 사라집니다. 노이즈 레벨이 높아져 그림자 범위가 줄어들 기 때문입니다.
• ISO를 줄이면 카메라 센서의 기본 ISO까지만 다이나믹 레인지를 얻을 수 있습니다. 그보다 아래로 가면 (일부 최신 카메라에서 할 수 있음) 하이라이트에서 범위를 잃기 시작합니다.