Existe um dispositivo de redução de faixa dinâmica (de preferência passivo, óptico)?

Ao processar o som, pode-se usar um compressor para reduzir a faixa dinâmica (DR) do sinal. Na fotografia, geralmente encontramos o problema de cenas com DR maior que a capacidade de captura do sensor. Por exemplo, fotografar uma pessoa em um fundo branco de neve. Isso leva a que o objeto fique subexposto, a neve esteja superexposta ou ambos.

Um filtro de densidade neutra é usado para reduzir a quantidade de luz recebida pelo sensor. No entanto, um filtro uniforme não reduz (teoricamente) o DR da cena. O filtro ND graduado pode ser útil em alguns casos, mas o uso é muito específico.

Existe um dispositivo (material) que pode reduzir o DR recebido? De preferência, um dispositivo passivo (como um filtro de lente)?

Obviamente, no exemplo do compressor de som acima, o DR da cadeia de sinal deve ser capaz de acomodar o DR original, a fim de evitar distorção e recorte indesejados. Na Fotografia Digital, isso é equivalente a um sensor de DR alto, e a própria compressão é equivalente ao mapeamento de tom HDR.

dynamic-range

— ysap
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engadget.com/2011/06/25/… : D

— Dreamager

Um filtro não seria capaz de fazê-lo, pois toda a luz da imagem passa por todo o filtro. O dispositivo teria que se parecer com uma "máscara afiada"; algo que adiciona uma densidade neutra variável a uma imagem focada logo à frente do sensor. Suponho que se possa imaginar um sistema que focalize a imagem em um elemento de máscara (passivo, como óculos de sol variáveis ou ativo) em que você filmaria, mas a lente primária teria que ser montada naquele dispositivo e um secundário seria necessária uma lente entre a câmera e o dispositivo. Parece dinheiro e peso para mim.

Para referência, esta pergunta photo.stackexchange.com/questions/15363/… trata do motivo pelo qual um filtro de densidade neutra não reduz a DR.

— Sean

@Dreamager - obrigado por me lembrar por que eu odeio HDR ...

— ysap

@ysap Sem brincadeira - o vídeo começa mostrando como é a "exposição adequada" para as áreas escuras e claras. Não, "exposto adequadamente" significa que preto é preto e branco é branco, não cinza médio!

— precisa saber é o seguinte

Respostas:

A Tiffen possui uma linha de filtros modificadores de contraste que foram desenvolvidos para essa finalidade. Em 1992, eles receberam um Prêmio de Realização Técnica da Academia de Artes e Ciências Cinematográficas pelo desenvolvimento dos filtros.

— Staale S
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Alguns exemplos de imagens que eu encontrei: forums.dpreview.com/forums/...

— Sean

Uau, isso é inesperado e liso! Eu me pergunto se, devido à alegação de que funciona "espalhando a luz ambiente por toda a cena para iluminar todas as áreas de sombra", não há efeito de suavização da imagem (apesar da alegação). Infelizmente, não consegui encontrar no site deles exemplos mais detalhados, mas obrigado @Sean pelo link do fórum.

— ysap 15/09/11

Portanto, examinando melhor as imagens de amostra, parece que definitivamente não se deseja usá-las, caso a cena não seja problemática em primeiro lugar (como a 1ª imagem). Então, usando o filtro, grandes partes da imagem incluem objetos não problemáticos (como a segunda imagem) também não são bons (embora alguns detalhes no céu sejam recuperados, toda a imagem é degradada. A última imagem é uma bagunça total.

— usar o seguinte comando

Dito isto, pode permitir recuperar mais detalhes no pós-processamento, onde jogar com a curva de tons e / ou adicionar contraste local fará com que as imagens pareçam mais agradáveis.

— ysap 15/09/11

Você provavelmente poderia obter o mesmo efeito por muito mais barato se comprasse o filtro UV / NC mais barato possível. Como alternativa, respire um pouco as lentes.

— precisa saber é o seguinte

Um filtro polarizador faz isso de uma maneira muito limitada. Se a luz forte (realces) estiver fortemente polarizada, o filtro polarizador poderá reduzir a faixa dinâmica.

— kiwidamien
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+1, no entanto, acho que é verdade apenas para situações específicas. Eu posso imaginar o oposto, onde as sombras são polarizadas e, assim, aumentando a DR.

— ysap 15/09

Na verdade, isso pode não ser um problema, ysap. Se as sombras estiverem polarizadas, ajuste o filtro pola para deixá-los transparentes, com mínima perda de luz no filtro. Os destaques não polarizados são cortados em aproximadamente 2 pontos pela pola. Redução instantânea de DR. (Eu sei que eles fazer algo assim para enfatizar reflexões às vezes)

— Staale S

@Staale S - você está dizendo que os 2 pontos cortados nos destaques não afetarão as sombras? Os polarizadores cortam a intensidade da luz da imagem, mas o AFAIK é feito de maneira uniforme em todo o espectro de intensidade. A filtragem de polarização está no topo da perda de luz regular.

— ysap 15/09/11

É exatamente isso que estou dizendo, ysap. Os polarizadores são como persianas, em essência, e cortam a luz que não está alinhada com as ripas do filtro. Normalmente, isso é usado para cortar reflexões, girando o filtro para que as ripas não correspondam à polarização das reflexões. A maioria das luzes "normais" também não corresponde às ripas, o que leva à perda de luz em 2 pontos. Mas se as reflexões combinam com as ripas ... elas são deixadas passar quase desimpedidas. E as não reflexões ainda são cortadas em 2 pontos.

— Staale S

@ Staale S - OK, entendo o que você quer dizer. Faz sentido, mas eu preciso entender isso ...

— ysap 16/09

Nada disso foi inventado ainda.

Embora a Fuji tenha feito várias tentativas para resolver esse problema, incluindo o famoso SuperCCD SR usado no S5 Pro. A versão de quarta geração coloca pequenos photosites de baixa sensibilidade entre os de sensibilidade padrão, capturando essencialmente exposições simultaneamente. Em seguida, o software da câmera combina esses dois em um.

Depois disso, eles introduziram o SuperCCD EXR, que possui uma matriz uniforme de pixels em forma de diamante e pode ler metade deles durante a exposição para capturá-los antes que saturem. A segunda metade dos pixels é lida no final da exposição e combinada com a primeira metade para produzir uma imagem de faixa dinâmica estendida. Como você pode criar imagens dessa versão, embora seja mais fácil de fabricar, impõe muitas restrições à sensibilidade e ao uso do flash.

— Itai
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A menos que eu esteja enganado, parece que os dispositivos da Fuji estão tentando estender o DR capturável - e não reduzir a entrada. Qual é a melhor solução para o mesmo problema, mas não é realmente um 'dispositivo de redução', certo?

— Rfusca 14/09

Bem, depende da maneira como você olha para isso. Ele captura mais DR para compactá-lo, como no exemplo do compressor de som, você precisa de um componente que possa acomodar toda a faixa em primeiro lugar.

— Itai

+1 Provavelmente, o outro lado da moeda, mas minha pergunta realmente apontou para uma solução do tipo filtro, que surpreendentemente existe.

— ysap 15/09/11

Os filtros de redução de contraste fazem isso espalhando uma parte da luz de fontes especulares ou brilhantes. Isso clareia as áreas escuras da imagem. No entanto, isso introduz ruído, uma vez que o ruído do fóton (foto) é adicionado. Isso difere, por exemplo, do ajuste de curvas no Photoshop para elevar as partes mais escuras da imagem. Este último não apresenta ruído de foto e, portanto, produz menos ruído nas partes mais escuras da imagem. O processamento no Post produz melhores resultados, a menos que você queira adicionar ruído e essa sempre é uma opção no Post.

— doug