Nezařazené

Šum – mýty a realita

Ptá se náš čtenář, zdali je pravda, že při nastaveném nižším rozlišení je šum menší. Odpověď je složitě jednoduchá, ano a ne, jak kdy. Pojďme se na ten problém podívat blíže.

Šum není nic jiného, než obrazový projev elektrického náboje, který vzniká na čipu v jeho fotodiodách nikoli jako následek dopadu fotonů, nýbrž je vyvolán jinými vlivy, především teplem a elektromagnetickým vlněním. Šum je tím víc vidět, čím je ISO vyšší – z toho důvodu, že vysoké ISO není nic jiného, než vyšší stupeň zesílení elektrického náboje. Při nízkých hodnotách ISO a při dobrém světle je poměr žádoucího a nežádoucího elektrického náboje velký, čím horší světlo, čím delší doba osvitu a čím vyšší ISO, tím je poměr náboj:šum menší (hovoříme o odstupu), až dosahuje hodnot 1:1 a to pak je zle.

Kompakty mají malé snímače a při daném počtu megapixelů se u nich šum projevuje víc, enž v zrcadlovkách, jež mají řádově 10x větší čipy, nemluvě o full frame zrcadlovkách. Výrobci se snaží o dva nesmysly najednou:
a) navyšovat počet megapixelů -> tudíž na ploše čipu je víc, leč menších fotodiod-> náboj z menších fotodiod se musí víc zesilovat -> roste šum
b) navyšovat hodnotu ISO, což jde proti směru předchozího nesmyslu. Takže od určité hranice výrobci sdružují fotodiody, typicky po 4, aby z nich vytahali elektrický náboj a pak ho brutálně zesílili. Proto – dejme tomu – má 12 Mpx přístroj volbu navýšit ISO, dejme tomu, až na 3200, ale při rozlišení jen 3 Mpx . Odtud tedy asi plyne ten mýtus.

Není tedy pravda, že snížením rozlišení automaticky snížíme šum. Podívejme se na naše příklady. Canonem 450D jsem pořídil sérii tří snímků v rozlišení large (12 Mpx), medium (6 Mpx) a small (4 Mpx). Zde jsou výřezy téhož místa v obraze:

Toto je výřez z toho velkého obrázku. Na následující ukázce je stejné místo, avšak vyseknuté ze šestimegového snímku:

No a nakonec s epodívejme na výřez ze “small” obrázku, tedy ze čtyřmegového snímku:

Na první pohled se zdá, jako by šum na velkém obrázku byl opravdu větší, ale to je dáno jen projekcí na monitoru. Kdybychom ale udělali pevnou kopii, tedy vytiskli fotografii z těchto tří předloh, fotka z velké předlohy by nutně byla kvalitnější než z té střední, neřkuli malé.

Když si ukážu na monitoru tyto tři snímky a sejmu obrazovku a výsledek porovnám, získám následující obraz:

Vidíte, že šum je na všech třech obrázcích v podstatě stejný. Jiná ale vec jsou kanály. Šum totiž nebývá totožný v červeném jako zeleném jako modrém kanálu. Podívejme se na to, jak to vypadá s naším snímkem. Nejdřív si prohlédneme červený kanál, zase jde o výřez 1:1:

Šum je zde markantní, velmi závažný. Na zeleném kanále to vypadá mnohem lépe:

Zato modrý kanál je o něco horší než zelený, avšak ne ta katastrofální jako červený.

Co s tím? Editory jako je Photoshop umožňují editaci jednotlivých kanálů. Snížíme tedy šum jenom červeného kanálu a abychom muziku dotvrdili, poněkud ho rozostříme Gaussovským rozostřením. Tím samozřejmě přijdeme o ostrost – ale jen v tomto kanálu, kresba načtená z modrého a zeleného nás vytáhne z bryndy. Tímto opatřením snížíme šum na rozumné minimum, ukažme si to zase na srovnání:

I na zmenšeném obrázku je vidět, že šum je podstatně menší. Obrázek před a po úpravě si můžete stáhnout:

Snad se dočkáme doby, kdy výrobci budou nabízet dvě varianty fotoaparát s menším rozlišením v Mpx, na př. 6 Mpx což je až až dobré rozlišení na zvětšeninu A2 a větší) a pak pro milovníky velkých čísel (a velkého šumu). Ale zatím to na to nevypadá.

Ptá se náš čtenář, zdali je pravda, že při nastaveném nižším rozlišení je šum menší. Odpověď je složitě jednoduchá, ano a ne, jak kdy. Pojďme se na ten problém podívat blíže.

Šum není nic jiného, než obrazový projev elektrického náboje, který vzniká na čipu v jeho fotodiodách nikoli jako následek dopadu fotonů, nýbrž je vyvolán jinými vlivy, především teplem a elektromagnetickým vlněním. Šum je tím víc vidět, čím je ISO vyšší – z toho důvodu, že vysoké ISO není nic jiného, než vyšší stupeň zesílení elektrického náboje. Při nízkých hodnotách ISO a při dobrém světle je poměr žádoucího a nežádoucího elektrického náboje velký, čím horší světlo, čím delší doba osvitu a čím vyšší ISO, tím je poměr náboj:šum menší (hovoříme o odstupu), až dosahuje hodnot 1:1 a to pak je zle.

Kompakty mají malé snímače a při daném počtu megapixelů se u nich šum projevuje víc, enž v zrcadlovkách, jež mají řádově 10x větší čipy, nemluvě o full frame zrcadlovkách. Výrobci se snaží o dva nesmysly najednou:
a) navyšovat počet megapixelů -> tudíž na ploše čipu je víc, leč menších fotodiod-> náboj z menších fotodiod se musí víc zesilovat -> roste šum
b) navyšovat hodnotu ISO, což jde proti směru předchozího nesmyslu. Takže od určité hranice výrobci sdružují fotodiody, typicky po 4, aby z nich vytahali elektrický náboj a pak ho brutálně zesílili. Proto – dejme tomu – má 12 Mpx přístroj volbu navýšit ISO, dejme tomu, až na 3200, ale při rozlišení jen 3 Mpx . Odtud tedy asi plyne ten mýtus.

Není tedy pravda, že snížením rozlišení automaticky snížíme šum. Podívejme se na naše příklady. Canonem 450D jsem pořídil sérii tří snímků v rozlišení large (12 Mpx), medium (6 Mpx) a small (4 Mpx). Zde jsou výřezy téhož místa v obraze:

Toto je výřez z toho velkého obrázku. Na následující ukázce je stejné místo, avšak vyseknuté ze šestimegového snímku:

No a nakonec s epodívejme na výřez ze “small” obrázku, tedy ze čtyřmegového snímku:

Na první pohled se zdá, jako by šum na velkém obrázku byl opravdu větší, ale to je dáno jen projekcí na monitoru. Kdybychom ale udělali pevnou kopii, tedy vytiskli fotografii z těchto tří předloh, fotka z velké předlohy by nutně byla kvalitnější než z té střední, neřkuli malé.

Když si ukážu na monitoru tyto tři snímky a sejmu obrazovku a výsledek porovnám, získám následující obraz:

Vidíte, že šum je na všech třech obrázcích v podstatě stejný. Jiná ale vec jsou kanály. Šum totiž nebývá totožný v červeném jako zeleném jako modrém kanálu. Podívejme se na to, jak to vypadá s naším snímkem. Nejdřív si prohlédneme červený kanál, zase jde o výřez 1:1:

Šum je zde markantní, velmi závažný. Na zeleném kanále to vypadá mnohem lépe:

Zato modrý kanál je o něco horší než zelený, avšak ne ta katastrofální jako červený.

Co s tím? Editory jako je Photoshop umožňují editaci jednotlivých kanálů. Snížíme tedy šum jenom červeného kanálu a abychom muziku dotvrdili, poněkud ho rozostříme Gaussovským rozostřením. Tím samozřejmě přijdeme o ostrost – ale jen v tomto kanálu, kresba načtená z modrého a zeleného nás vytáhne z bryndy. Tímto opatřením snížíme šum na rozumné minimum, ukažme si to zase na srovnání:

I na zmenšeném obrázku je vidět, že šum je podstatně menší. Obrázek před a po úpravě si můžete stáhnout:

Snad se dočkáme doby, kdy výrobci budou nabízet dvě varianty fotoaparát s menším rozlišením v Mpx, na př. 6 Mpx což je až až dobré rozlišení na zvětšeninu A2 a větší) a pak pro milovníky velkých čísel (a velkého šumu). Ale zatím to na to nevypadá.

Inzerce

Techniku a služby nejlépe nakoupíte ve: