Krzywe log najpopularniejszych kamer, charakterystyka gęstości negatywu i porównanie tego, co dzieje się dwie przysłony nad bielą.
Zakres dynamiczny to stosunek największego rejestrowalnego sygnału do najmniejszego odróżnialnego od szumu. Wyrażony w działkach jest logarytmem dwójkowym tego stosunku:
Rachunek jest prosty, ale kryje się w nim pułapka, przez którą liczby producentów bywają nieporównywalne: dolną granicę wyznacza przyjęte kryterium, a nie fizyka. Jeśli za granicę uznać sygnał równy szumowi (stosunek 1:1), zakres wyjdzie o dwie do trzech działek większy niż przy kryterium użytecznym w praktyce, czyli stosunku około 5:1.
| Studnia | σ = 2 e⁻ | σ = 4 e⁻ | σ = 8 e⁻ |
|---|---|---|---|
| 20 000 e⁻ | 13,3 dz | 12,3 dz | 11,3 dz |
| 40 000 e⁻ | 14,3 dz | 13,3 dz | 12,3 dz |
| 80 000 e⁻ | 15,3 dz | 14,3 dz | 13,3 dz |
| 150 000 e⁻ | 16,2 dz | 15,2 dz | 14,2 dz |
Zakres przy kryterium 1:1. Dla kryterium użytecznego (5:1) odejmij 2,3 działki od każdej wartości.
Z tabeli widać dwie rzeczy. Po pierwsze, zakres rośnie z pojemnością studni, a ta rośnie z polem piksela — czyli z powierzchnią matrycy przy tej samej rozdzielczości. Jest to ten sam argument, który w Dodatku N daje przewagę większego formatu w szumie; obie korzyści mają jedną przyczynę.
Po drugie, podwojenie czegokolwiek zmienia wynik o jedną działkę — a różnica między dobrą a przeciętną matrycą to zwykle dwie działki, czyli czynnik cztery. Deklaracje różniące się o pół działki są w praktyce deklaracjami o wyborze kryterium.
Przy zapisie liniowym na b bitów całkowita liczba poziomów wynosi 2b, a działka położona k działek poniżej maksimum dostaje ich:
Przy zapisie logarytmicznym podział jest równy: każda z D działek zakresu dostaje 2b/D poziomów, niezależnie od położenia.
| Działka | 10 bitów liniowo | 10 bitów w log (14 dz) | Stosunek |
|---|---|---|---|
| najwyższa | 512 | 73 | 0,14× |
| −2 dz | 128 | 73 | 0,57× |
| −3 dz | 64 | 73 | 1,14× |
| −5 dz | 16 | 73 | 4,6× |
| −8 dz | 2 | 73 | 36× |
| −10 dz | <1 | 73 | — |
Liczba poziomów kodowych przypadająca na jedną działkę. Punkt zrównania leży około trzeciej działki poniżej maksimum; poniżej niego log wygrywa, powyżej traci.
Tabela mówi trzy rzeczy naraz. Log nie jest darmowy — górne działki tracą rozdzielczość, i to znacznie. Log jest opłacalny, bo górne działki i tak mają najwięcej fotonów, a więc najlepszy stosunek sygnału do szumu; poziomów potrzebują tam najmniej. I wreszcie: poniżej ósmej działki zapis liniowy na dziesięciu bitach po prostu przestaje działać, bo dwa poziomy na działkę to widoczne pasy.
Stąd też wynika, dlaczego szesnaście bitów zmiennoprzecinkowych rozwiązuje problem inaczej i lepiej: wykładnik przechowuje działkę, a mantysa — położenie w niej. Jest to w istocie zapis logarytmiczny z liniowym doprecyzowaniem, i dlatego materiał zmiennoprzecinkowy można trzymać liniowo bez strat.
Zakończenie dokłada się funkcją, która dla małych wartości jest bliska tożsamości, a dla dużych dąży do jedynki. Trzy używane kandydatki różnią się tym, jak długo trwa przejście.
Trzecia jest tą, która zachowuje się jak taśma, i z jednego konkretnego powodu: taśma ma odcinek prostoliniowy. Charakterystyka negatywu biegnie prosto przez większość zakresu i wygina się dopiero na końcu — dwie pierwsze funkcje wyginają się od samego początku, przez co obniżają kontrast półtonów, czego prawdziwy nośnik nie robi.
Wartości progu warte zapamiętania: p = 0,7 daje przejście trwające półtorej do dwóch działek, co odpowiada typowemu negatywowi. p = 0,9 daje przejście poniżej działki, czytane raczej jako miękkie obcięcie niż jako materiał. p = 0,4 rozciąga bark na blisko trzy działki, co wygląda jak film archiwalny albo jak kompresja — zależnie od reszty obrazu.
Rozdział 31 pokazuje, że kanały nasycają się kolejno i że między pierwszym a ostatnim progiem barwa przepalenia dryfuje. Szerokość tej strefy da się policzyć z barwy światła.
Niech kanały mają względne odpowiedzi r, g, b na dane światło (po zbalansowaniu bieli, więc dla światła neutralnego wszystkie równe). Kanał najsilniejszy nasyca się pierwszy; najsłabszy ostatni. Szerokość strefy w działkach to:
| Źródło | Δ | Barwa w strefie dryfu |
|---|---|---|
| niebo zachmurzone | 0,6 dz | ku cyjanowi — czerwony nasyca się ostatni |
| żarówka 2700 K | 1,9 dz | ku żółci, potem ku pomarańczy |
| sodowa uliczna | 3,4 dz | bursztyn utrzymuje się długo |
| biel referencyjna | 0 dz | brak — bieleje od razu |
Wartości orientacyjne, przy balansie ustawionym na światło dzienne. Δ zależy od balansu: przy balansie na żarówkę jej Δ spada niemal do zera, a niebo zyskuje.
Praktyczny wniosek dla compu jest jeden i wart zapisania: strefa dryfu zależy od balansu bieli, a nie tylko od źródła. Ten sam praktikabl przepala się inaczej w ujęciu zbalansowanym na dzień i na wnętrze — a element CG dopasowany do jednego z nich nie pasuje do drugiego. Wartość Δ dla konkretnego ujęcia najłatwiej odczytać wprost z plate'u, mierząc, ile działek dzieli moment nasycenia pierwszego kanału od momentu, w którym wszystkie trzy siedzą na maksimum.
Metoda pomiaru jest ta sama, co w Dodatku P: kilka klatek tej samej rzeczy przy różnych ekspozycjach, odczyt trzech kanałów, porównanie. Kwadrans pracy zamiast zgadywania.