Teknisk diskusjon om forslag til sensorlayout for å takle høylys bedre

[Simen1]

Det diskuteres stadig piksel layout. Vanlig bayer, Fujifilm sin x-trans, SR Super-SSD, Leicas fargefilterfrie variant (B/W), Sigmas Foveon, Hasselblads Multishot og flere produsenters RGBW.

 

Jeg vil kaste inn ennå et forslag. Hensikten er å gjøre noe med en av de største hemskoene med digital foto: overeksponering. Ofte har man ett eller annet blankt eller lyst i bildet som ikke lar seg detaljere på grunn av overeksponering. Forslaget mitt er basert på RGBW + ND-filter.

 

 

W for å forbedre sensitiviteten i den ene retningen og ND-filter over noen av pikslene for å øke sensitiviteten i den andre retningen. W går på bekostning av fargestøy, mens ND går på bekostning av sensitivitet. Antagelig også på bekostning av oppløsning slik Bayer gir dårligere oppløsning enn Foveon.

 

Hva synes dere om forslaget? Kan lyslekkasje mellom piksler bli et problem? I så fall hvor stort og hvilket ND-nivå er optimalt? Kanskje flere ulike ND-nivå kunne hjulpet? Går dette som jeg ønsker får vi 4 trinn mer å gå på før bildene blir utbrent, uten at sensitiviteten totalt sett går noe særlig ned (fra 50% til 47,9%). Antagelig kan filtrene tunes så man får samme sensitivitet som RGGB. NB. Når jeg skriver 50% transparens på RGGB så betyr det at filtrene ikke er perfekte men slipper inn litt lys av andre bølgelengder enn den fargen. Dette gjøres med overlegg for å øke total sensitivitet på bekostning av fargestøy.

Endret 20. oktober 2013 av Simen1

[lashrasch]

Finnes det noen på dette forumet som er i nærheten av å ha kompetanse til å vurdere dette?

Med det så mener jeg at vi her inne kan si ja og nei så mye vi vil, men en elektroingeniør i prosessor/kamerabransjen vil slå en strek over det på 2 sekunder ?

Er forslaget helt nytt, eller er dette allerede vurdert av bransjen?

[Pc Lynet]

Det er nok ikke noe problem med elektronikken. Spørsmålet er heller konstruksjon og algortimer.

[lashrasch]

Det er nok ikke noe problem med elektronikken. Spørsmålet er heller konstruksjon og algortimer.

Uansett, spørsmålet står fortsatt.

[se#]

Finnes det noen på dette forumet som er i nærheten av å ha kompetanse til å vurdere dette?

 

Kompetanse eller ikke, jeg har i hvert fall en mening om saken. Fuji har prøvd forskjellige varianter på for å øke DR-området uten at det har blitt noen stor suksess, muligens fordi Fuji er Fuji og ikke Canon eller Nikon.

 

Fujis første forsøk (som jeg kjenner til) var med en del av Super-CCD-sensorene sine som de brukte både i kompaktkameraer og speilreflekser. Der hadde de to pikselstørrelser (slik ble det i hvert fall presentert) hvor den minste var mindre følsom og dermed skulle håndtere høylys bedre. Teknologien fungerte så vidt jeg vet, men en sammenligning jeg så (tror det var hos dpreview) viste at det ikke ble så stor forbedring i forhold til de beste CMOS-sensorene (tror det var Canon 20D de testet mot) når man brukte RAW.

 

EXR-sensorene var et annet forsøk fra Fuji og de har vært brukt helt frem til nå, brukes muligens fortsatt i noen kompaktkameraer. Her er så vidt jeg vet alle pikslene like store/følsomme, men halvparten kan gis en annen eksponering og så slås det sammen til ett bilde i JPG-genereringen eller RAW-konverteringen. Fordelen er at alle piklser kan også gis samme eksponering og gir da full oppløsning, med forskjellig eksponering halveres oppløsningen (i utgangspunktet). Det var forøvrig en sak om Magic Lantern som trikser til noe tilsvarende på en del Canon-modeller for litt siden.

 

Har også sett forslag om å splitte en eksponering i mange deleksponeringer. Det gir mer støy i hver deleksponering, men addert sammen vil de gi samme støy som en eksponering. Der vil man også ha mulighet se på delekponeringer for utbrente piksler for å hente frem data. Siste variant er nok ganske prosessorintensivt, men prosessorer blir stadig raskere så mulig det vil være en løsnign i fremtiden.

 

Poenget mitt er uansett at jeg har mer tro på en eller annen form for variasjon i eksponering enn innebygde ND-filtere. Det gir helektroniske løsninger og mulighet for å velge mellom full oppløsning og bedre DR for Fuji sin variant.

Endret 20. oktober 2013 av se#

[Simen1]

Finnes det noen på dette forumet som er i nærheten av å ha kompetanse til å vurdere dette?

 

Med det så mener jeg at vi her inne kan si ja og nei så mye vi vil, men en elektroingeniør i prosessor/kamerabransjen vil slå en strek over det på 2 sekunder ?

 

Er forslaget helt nytt, eller er dette allerede vurdert av bransjen?

Dette er ingen kritisk avgjørelse for hvorvidt jeg kommer til å ta patent eller forsøke å gjøre forretning på det. Det er kun ment for diskusjon blant interesserte. Jeg synes ikke forslaget fortjener å bli sablet ned som om dette var en kritisk avgjørelse i et styremøte.

 

Om bransjen har vurdert konkret dette eller noe lignende er forretningshemmeligheter så det kommer neppe noen av oss her på forumet å få vite før det eventuelt offisielt lanseres produkter med en slik løsning. Det vi vet av tidligere lanseringer har jeg allerede nevnt. SR SuperCCD etc.

 

Jeg synes ikke du skal undervurdere kunnskapen her i forumet. Ingen av oss kan alt eller er i nærheten av det, men til sammen sitter forumet med enorme mengder kunnskap. Sammenstilt i en diskusjon kan det bli svært interessant. Det jeg var ute etter ved å lufte forslaget var både å skape en interessant diskusjon og å luke ut fallgruver jeg har oversett. Håper ikke folk føler seg sablet ned eller munnbundet fra å diskutere det.

[Pc Lynet]

Du burde heller starte en egen tråd. Blir bare rot med en såpass seriøs diskusjon i chat-tråden.

[Simen1]

Poenget mitt er uansett at jeg har mer tro på en eller annen form for variasjon i eksponering enn innebygde ND-filtere. Det gir helektroniske løsninger og mulighet for å velge mellom full oppløsning og bedre DR for Fuji sin variant.

Interessant svar

 

Løsningen til Magic Lantern er interessant, men skiller seg en del fra "min" teknikk. Den hever detaljer i skyggene, ikke høylysene, som jeg anser som mer problematisk. Den øker også støynivået ganske mye siden så mye som 50% av pikslene får endret ISO. "Min" løsning affekterer bare 25% av pikslene.

 

Sony sin løsning med flere eksponeringer etter hverandre er også interessant, men fungerer dårlig for bilder med bevegelse i. Utlesingstiden mellom eksponeringene vil føre til at små og raske objekter vil fremstå like mange ganger som antall eksponeringer. Omtrent som overlagte startrails-bilder med x antall eksponeringer med en viss utlesingstid i mellom.

 

Fujifilm SuperSSD SR var så vidt jeg har klart å google 1/1,6", 1/1,7" og 1/2,0" sensor og hadde langt bedre DR enn noen sensorer av samme størrelse på den tida. At en mye større sensor (20D) fra samme tid slo den er ikke så rart.

 

Fujifilm finepix S3 pro hadde denne brikken. Legg merke til hakket på full-SNR kurvene.

http://www.dxomark.com/Cameras/Camera-Sensor-Database/Fujifilm/FinePix-S3-Pro

 

Jeg tror teknikken kan ha mye mer for seg på nyere kamera med mer lineær respons (mer rettlinjede SNR-kurver) og særlig i størrelser som APS-C. Innhugget i pikselantall eller prosesseringstid er nok som du sier mindre i dag enn den gangen. Super-SSD SR bruker også 50% av pikslene til å utvide eksponeringsområdet. Til forskjell fra Magic Lantern utvider de DR for å takle høylys bedre.

 

Redigert: Fujufilm Finepix S5 Pro (basert på huset Nikon D200) har vist en APS-C størrelse SuperCCD SR sensor. S5 Pro yter omtrent likt med D200 hos Dxomark, bortsett fra i DR-testen der den gjør det fantastisk mye bedre.

http://www.dxomark.com/Cameras/Compare-Camera-Sensors/Compare-cameras-side-by-side/%28appareil1%29/511|0/%28brand%29/Fujifilm/%28appareil2%29/203|0/%28brand2%29/Nikon

 

Her er et vidvinkel motlysbilde tatt med det: http://www.dpreview.com/challenges/Entry.aspx?ID=780815&utm_campaign=internal-link&utm_source=challenges-widget&utm_medium=image&ref=challenges-widget

Selv om kameraet er 7 år gammelt ser det ut til å takle høylys minst like bra som dagens beste kameraer. Imponerende.

Endret 20. oktober 2013 av Simen1

[Simen1]

Du burde heller starte en egen tråd. Blir bare rot med en såpass seriøs diskusjon i chat-tråden.

Jeg tok oppfordringen. Bare si i fra hvis dere vil ha slettet deres innlegg i denne tråden for å slippe å ha den i "mine innlegg".

[Pc Lynet]

Er utbrente høylys ett så stort problem? Jeg har bildet tatt med diverse Canon xxxD som har vært nesten helt hvite og utbrente i raw, men som man får fram alt igjen ved å bruke en råbildebehandler.

Det er heller ett problem for meg at deler av bildet blir undereksponert som fører til støy i mørke områder når man lysner det i etterbehandlingen. Før undereksponerte jeg konsekvent, nå overeksponerer jeg.

[Simen1]

Ja, jeg synes det er et så stort problem. Det er også et problem det synes forholdsvis lett å gjøre noe med (+4-5 blendertrinn DR), sammenlignet med f.eks støy i skyggeområder eller ISO. Et helt blendertrinn forbedring på de punktene er nesten utenkelig fra et kamera til neste versjon. Som sagt så vil det ikke bli nevneverdig mer støy som følge av ND-trikset mitt. Omtrent tilsvarende mellom et tiendels til et kvart blendertrinn avhengig av ND-styrke. Kan man velge mellom for eksempel et kvart trinn bedre ISO vs 5 trinn bedre DR i høylys så velger jeg soleklart det siste.

 

Canon har vel vært kjent for ganske mye støy i skyggeområder, særlig på lav og halvlav ISO men det kan hende det har endret seg med de siste modellene. Det må være over et år siden jeg leste og så sammenligninger på dette. Så vidt jeg husker 5D Mark III vs D800.

 

Men som sagt så ser jeg en potensiell fallgruve, nemlig lys- og elektron-lekkasje mellom piksler med og uten ND-filter.

[Pc Lynet]

Det er ingen tvil om at du har den største tekniske kompetanse når det gjelder objektivt målt bildekvalitet her på forumet. Jeg var tidligere mer som deg og fortsatt nesten mest opptatt av teknisk bildekvalitet. Men så fant jeg ut at sensor egenskaper ikke alltid betyr alt og at det går an å få gode bilder med det meste.

Det jeg lurer på om du har noen eksempel bilder der du ville hatt bruk for høylysdempning.

[Simen1]

Ja selvsagt, kan laste opp fra en annen PC i mårra. Uansett, det handler ikke om et enkelt bilde eller mine bilder generelt, men også mange bilder jeg finner på fotonettsteder. Det er ganske ofte sol i bildet, solrefleksjon fra blanke gjenstander, bølgetopper, gatelys eller bare veldig lyse partier f.eks i klær, skyer eller annet.

 

Sensoregenskaper betyr mindre enn fotografen og motivet, men det er likevel en av de forutsetningene det går an å forbedre uten at man må kurses og trenes. Sammenlignet med analog foto synes jeg den brå klippingen av høylys er en av de største hemskoene med digital foto. Tross det fotograferer jeg nesten bare digitalt, men det betyr ikke at jeg ikke savner analoge høylys.

[lashrasch]

Dette er ingen kritisk avgjørelse for hvorvidt jeg kommer til å ta patent eller forsøke å gjøre forretning på det. Det er kun ment for diskusjon blant interesserte. Jeg synes ikke forslaget fortjener å bli sablet ned som om dette var en kritisk avgjørelse i et styremøte.

Jeg synes ikke du skal undervurdere kunnskapen her i forumet.

Dette var ikke et forsøk på å stanse diskusjonen på noen måte og jeg har ikke sagt noe som helst om den kollektive kunnskapen i forumet. Om det er noen med relevant kompetanse her, så er det jo helt opplagt av stor interesse å høre hva de mener om forslaget ditt, som forøvrig høres interessant ut.

Diskusjonen blir jo ofte frem og tilbake her inne, uten et skikkelig punktum.