Et par ord om støy, sensorsammenligninger og DxOMark

[Sutekh]

Siden det har vært mye diskusjon om temaet i flere tråder, så starter jeg en ny en i stedet for å skrive det samme i flere tråder.

 

Det har gått litt sport i å dra frem DxOMark sine grafer over signal-støyforhold når man skal sammenligne ISO-ytelsen til forskjellige sensorer. Men selv om SNR 18%-grafen sier en del, så er det en del detaljer som blir visket ut (pun intended).

 

Først: les denne artikkelen.

 

Sånn. Hvis man skal sammenligne støyytelsen til to sensorer, så er det verdt å gå litt i dybden. 18% grå, som er det som hovedsakelig blir trukket frem, ligger i "midtone"-regionen. I dette området er det fotonstøy som er dominerende støykilde, og forskjellen mellom sensorer av forskjellig alder og med forskjellig størrelse fotodioder er mindre merkbar.

 

Men for ganske mange typiske høy-iso-oppgaver, så har også sensorstøyen, som dominerer i skyggeregionen, en god del å si for sluttresultatet. Og her er det til dels ganske store forskjeller.

 

For eksempel: Hvis man bare ser på SNR-18%-grafen, så er D90 ca. et halvt trinn bedre enn D300, som kanskje ikke er en imponerende forbedring. Men hvis man går inn og ser på de fulle grafene, så er forskjellen i skyggeområdet nærmere 6 dB, eller ca. to trinn. Og det er dette området det er mulig å gjøre forbedringer på. Fotonstøyen er en egenskap ved lysets fysikk vi ikke kommer oss unna uansett.

Endret 2. september 2009 av Sutekh

[TGB]

Fantatisk bra innlegg

 

En annen faktor som ikke nødvendigvis kommer frem på noen grafer er hvordan sensorstøy representeres på sluttresultat. Små sensorer (kompaktkamera) gir en ekstremt stygg støy (selv om ikke mengden av den på lav ISO er spesielt stor). Lav-ISO film av god kvalitet gir også veldig behagelig ISO-støy som ikke nødvendigvis ødelegger bildet (mye av det samme ser vi på fullformatsensorer). Cropsensorer har også de siste årene fått en langt mindre sjenerende støy på høy ISO.

Endret 2. september 2009 av TGB

[Napoleon XIV]

Her er en "populærvitenskapelig" artikkel på norsk som er god:

http://digitalfoto.hib.no/index.php?op=Vie...13&blogId=4

[arnold_layne]

Veldig interessant. Jeg er en av dem som hadde godt av litt mer dybdekunnskap på dette området. Takk for info og link.

[Aetius]

For ordens skyld:

 

I våre tester er støygrafene basert på målinger av de fire midterste feltene på nederste linje av dette fargekartet (20-23, 22 er 18% grå). For hver ISO-verdi vi tester, måler vi støyen (rød, grønn, blå og luminansstøy) i hvert av disse feltene og benytter gjennomsnittet av alle feltene i grafen. Dette gjør vi først og fremst for å sikre et resultat som er tallmessig sammenlignbart fra kamera til kamera, ikke for å vise nøyaktig hvor mye støy hvert kamera har. Vi benytter selvsagt same eksponering, lysforhold, etc for alle kameraer, i den grad det er mulig.

 

I tillegg benytter vi hovedkortbildene for å vise og vurdere støyens karakter, noe som er minst like viktig. I de senere år har f.eks støynivået på speilreflekskameraer mangedoblet seg, mens den samtidig stort sett har skiftet karakter og blitt mindre visuelt forstyrrende.

[fcuk_IT]

Siden jeg har hatt D300, D5000 og D90 - så kan jeg bekrefte at D90 er det som fremstår som mest støysvakt av disse tre. D5000 fremstår som klart værst (for mye fokus på å hente fram skyggeområder på dette).

[Cax]

For eksempel: Hvis man bare ser på SNR-18%-grafen, så er D90 ca. et halvt trinn bedre enn D300, som kanskje ikke er en imponerende forbedring. Men hvis man går inn og ser på de fulle grafene, så er forskjellen i skyggeområdet nærmere 6 dB, eller ca. to trinn.

 

Min oppfatning av bruk av høyere enn minste følsomhet er slik: Undereksponer det ønskede antall trinn, og kompenser med en lav gamma, eller forsterk signalet, om du vil. Hvis du for eksempel mener at et kamera selv om det bare er et halvt trinn bedre enn et annet på 18% av ISO 100, men at det for eksempel er to trinn bedre på 4% av ISO 100, hvorfor er det ikke da to trinn bedre på ISO400? Det som er 4% på ISO 100 blir jo ca samme fyllingsgrad på sensoren som 18% på ISO 400, rent foton/elektron-antallteknisk.

 

Eller er det denne effekten som gjør at forskjellen i kontrastomfang mellom D90 og D300 øker når følsomheten øker? Signal/støy-forholdet på 18% gjør nemlig ikke det, og det synes jeg er litt rart ut fra det jeg skrev over.

[Sutekh]

Hvis du for eksempel mener at et kamera selv om det bare er et halvt trinn bedre enn et annet på 18% av ISO 100, men at det for eksempel er to trinn bedre på 4% av ISO 100, hvorfor er det ikke da to trinn bedre på ISO400? Det som er 4% på ISO 100 blir jo ca samme fyllingsgrad på sensoren som 18% på ISO 400, rent foton/elektron-antallteknisk.

Jeg kan ikke forklare deg hvorfor en bestemt kombinasjon av sensor, analoge forsterkerkretser, AD-omformere og signalbehandlingskretser oppfører seg akkurat som den gjør. Det må du spørre ingeniørene som har satt den sammen om, men jeg tipper de kommer til å mumle noe om "forretningshemmeligheter" og ikke si noe mer.

 

Det eneste jeg kan gjøre er å påpeke hva måleresultatene viser, og poengtere at bildestøy er et sammensatt fenomen som ikke nødvendigvis lar seg oppsummere med å referere til en enkelt komponent.

 

Det som er for meg helt tydelig er at selv om fotonstøy er dominerende for de fleste moderne (større) sensorer under de fleste forhold, så er ikke målestøy, termisk støy og andre støyfenomener irrelevant. For meg ser det ut til at Nikon har gjort en dugelig jobb med å redusere omfanget av disse andre støyfenomenene fra D300 ble lansert og til D90 kom. Dette medfører "bare" en forbedring på rundt et halvt trinn i området der fotonstøy dominerer. Men, i området der målestøy fra forskjellige kilder dominerer så er forbedringen større. Det er kanskje ikke så interessant for en fotograf som skrur opp isoen for å få kortere lukkertider under Bislet Summer games. Men det er interessant for en som skrur opp isoen for å i det hele tatt kunne ta bilder på hyttetur med kompisene med bare et par stearinlys og en parafinlampe som lyskilder.

 

Og hvis jeg kan komme med noen generelle sleivspark i retning av kameratestebransjen, så er ofte testscenene som brukes for å illustrere bildekvalitet på høy iso av den godt opplyste typen med kort lukkertid. Og det sier dessverre ikke så veldig mye for fotografer som er mest interessert i den siste typen motiv.

[Cax]

Og hvis jeg kan komme med noen generelle sleivspark i retning av kameratestebransjen, så er ofte testscenene som brukes for å illustrere bildekvalitet på høy iso av den godt opplyste typen med kort lukkertid. Og det sier dessverre ikke så veldig mye for fotografer som er mest interessert i den siste typen motiv.

 

Helt enig, jeg synes jeg ser helt det samme. Folk later til å tro at et bilde på en gitt ISO-følsomhet alltid vil se likt ut, men ISO-følsomheten er bare en faktor i "fremkallingen". Det som til slutt spiller noen rolle er hvor mye lys du fanget av motivet (som er blenderåpningsareal ganger åpnertid), og hvor hvor godt signal/støyforholdet er i sensoren (per lysmengde). Fotograferer du en svane med ISO800 er det mindre støy på den svanen enn det er om du fotograferer en ravn på ISO100 gitt at begge er eksponert ut fra omgivelsene.

 

 

Det jeg mente med forrige post medfører forøvrig at det er helt greit å teste på godt belyste motiver, men at du dersom du er opptatt av skyggene på ISO800 kanskje burde se på mellomsjiktet av lys på ISO3200, siden du for eksempel måtte brukt ISO3200 for å eksponere skyggeområdene fullt på samme lukkertid. Det virker naturlig at det skal være slik, men her er jeg ikke helt sikker.

[Sutekh]

Det jeg mente med forrige post medfører forøvrig at det er helt greit å teste på godt belyste motiver, men at du dersom du er opptatt av skyggene på ISO800 kanskje burde se på mellomsjiktet av lys på ISO3200, siden du for eksempel måtte brukt ISO3200 for å eksponere skyggeområdene fullt på samme lukkertid. Det virker naturlig at det skal være slik, men her er jeg ikke helt sikker.

Jeg tror ikke det blir helt så enkelt.

 

ISO-justering gjøres vel først og fremst med analog forsterkning før AD-omforming hvis jeg har forstått ting riktig, slik at man utnytter hele omfanget til AD-omformeren best mulig. Jeg vil tro et bilde tatt med riktig eksponering på ISO 3200 i de fleste tilfeller vil være bedre enn et bilde tatt to trinn undereksponert på ISO 800, men jeg vil ikke sette penger på det.

[TGB]

ISO-justering gjøres vel først og fremst med analog forsterkning før AD-omforming hvis jeg har forstått ting riktig, slik at man utnytter hele omfanget til AD-omformeren best mulig. Jeg vil tro et bilde tatt med riktig eksponering på ISO 3200 i de fleste tilfeller vil være bedre enn et bilde tatt to trinn undereksponert på ISO 800, men jeg vil ikke sette penger på det.

Helt 100% korrekt, bare å teste selv

[Cax]

Helt 100% korrekt, bare å teste selv

 

Nå får vi se da. Jeg er klar over at dette kanskje ikke er verdens beste motiv, nå tok jeg virkelig bare det jeg hadde. Kjapp test.

 

 

 

ISO400 + 2eV:

 

 

ISO1600:

 

 

1:1-klipp:

 

ISo400 + 2eV:

 

 

ISO1600:

 

 

Konklusjon: Vel. Jeg synes jeg ser mer støy på 1600 faktisk, men så er den også kanskje litt lysere. I utsnittet er ISO400 best på den venstre delen av ringen, mens ISO1600 er best på den høyre siden av ringen. Det kan tenkes at fokus var litt forskjellig på dem nettopp av den grunn, for jeg hadde ikke vett til å skru av autofokus etter det første bildet.

 

Vanskelig å konkludere helt generelt, men for dette eksempelet vil jeg si MYTH BUSTED. Det har sikkert vært eksempler på kameraer der det hadde vært stor forskjell på dette, men i dette tilfellet ser det ut til at usle 12 bit holder koken. Jeg kan eventuelt kjøre test på nytt om noen har innspill til mer vitenskapelige testmetoder.

 

Addendum: Det var egentlig oppløftende å se kameraet måle helt likt på ISO400/-2 og ISO1600, og at lysstyrken ble så lik etter å ha økt med 2 trinn etterpå. Det tyder på at ting rundt om kring er rimelig presise.

 

Dobbeledit: Der er selvfølgelig EXIF nok til alle, ingen grunn til å knuffe

Endret 7. september 2009 av Cax

[Cax]

ISO-justering gjøres vel først og fremst med analog forsterkning før AD-omforming hvis jeg har forstått ting riktig

 

Det tror nok jeg og, ellers hadde ikke signalet vært endret i rådataen, og det er den jo. Men er det gitt at analog forsterkning der vil behandle signalet bedre enn den digitale behandlingen man kan gjøre i etterkant? Gitt at samplingen er god nok?

[Sutekh]

Men er det gitt at analog forsterkning der vil behandle signalet bedre enn den digitale behandlingen man kan gjøre i etterkant? Gitt at samplingen er god nok?

Det behøver det ikke å være. Men jeg startet egentlig ikke denne tråden for å dra i gang enda en diskusjon om hva som er eller ikke er teoretisk mulig, dem har vi nok av på dette forumet

 

Poenget var mest å påpeke hva som er realiteten i dag, og hva man bør være obs på når man sammenligner kameraer.

[Cax]

Men jeg startet egentlig ikke denne tråden for å dra i gang enda en diskusjon om hva som er eller ikke er teoretisk mulig, dem har vi nok av på dette forumet

 

Men da er det vel fint at jeg sjekket hvordan mitt kamera fungerer da, ihvertfall

[d0ppler]

Veldig bra post Sutekh, slenger meg på her for å få den i "mine innlegg".