Defekty obrazu - chip + optika

[Antiloopa]

Resim tedka do skoly, jake vsechny mozne druhy defektu mohou vznikou pri zpracovani obrazu. Jedna se jak o vady na snimacim cipu, tak i objektivu. Nemuzete mi poradit, pripadne doplnit?

Vinetace
Blooming
Dead pixel
Dead subpixel
Sum

Predem diky

[Peca-on-line]

Moire

[Dismembered]

Nejsem specialista, ale vinětaci bych připsal spíše konstrukci objektivu než čipu.

[PiT]

Ako pise Dismembered... Vinetacia je objektivom... A dead pixel je iba viac dead subpixlov...

Ale okrem "dead" je este aj "hot"... tzn. blbne len ked je moc alebo malo svetla resp. za urcitych podmienok...

[Antiloopa]

Ako pise Dismembered... Vinetacia je objektivom... A dead pixel je iba viac dead subpixlov...

Ale okrem "dead" je este aj "hot"... tzn. blbne len ked je moc alebo malo svetla resp. za urcitych podmienok...

Nejedna se o samotny CMOS/CCD chip, ale i optika.

[PiT]

Tak si zmen nazov threadu a polozenej otazky

Digitalne spracovanie obrazu nema nic s optikou...

[shelll]

banding

[jan555]

Ako pise Dismembered... Vinetacia je objektivom...

No, takhle to, bohužel, není (vlastně dismembered to napsal obecně, ale správně). Je pravda, že vinětace vzniká díky nedokonalostem/omezením konstrukce objektivu a je to vlastně jeho vlastnost. Bohužel je ale také pravda, že konkrétní projev vinětace na výsledku (výstupu) může být dál ovlivněný snímačem. (což přeloženě znamená, že se stejným objektivem může být na analogu a na 35 mm snímači vinětace jiná, stejně jako může být různá se stejným objektivem na dvou různých snímačích stejné velikosti) To je novinka u digitálu, u analogu to tak samozřejmě nebylo.

Technicky to bohužel nepopíšu, ale už dávněji jsem o tom četl pár detailních pojednání, takže v případě zájmu by měl google pomoci.

Ona dokonce taková chromatická aberace (jako vada/vlastnost optiky) se může díky odlišnému snímači (a spojeným nádobám, typicky filtrům) projevovat různě a co hůř, je otázka, kam míří zadání o "digitálním zpracování", protože tohle je zářný příklad toho, jak je možné takovou vadu v dalším workflow (in-camera processing) potlačit či naopak zvýraznit ...


K původnímu - ty "vady" jsou obvykle jen následkem nějaké příčiny, případně výsledkem výměny za jinou vlastnost. Je otázka, jak zeširoka/detailně to chceš popisovat a jak hluboko se zahrabat. Pokud bys chtěl řešit ty příčiny u specifického digitálního postupu vzniku fotky detailně, pak bys mohl klidně začít např. u:

- fenoménu lomu světla a úhlu dopadu světla na buňku, resp. její světlocitlivou komponentu. Tohle je zhusta řešený problém, který se projevil až v digitálu. Aneb - poslední optický člen objektivu vykreslující kruh tak obvykle činí rozptylem, to má za následek, že světlo nedopadá na buňky (zhoršuje se to směrem od středu dále) přímo (což je ideální) a samozřejmě ani pod stejným úhlem v ploše snímače. Tahle situace má za následek různé nedokonalosti a problémy na úrovni snímání, resp. přejímání světla. Řeší se to (ať teoreticky nebo prakticky) různě - od telecentrických optických soustav, které omezují úhel světla po návrh buněk tak, aby lépe odpovídaly (díky svému tvaru nebo orientaci) předpokládanému úhlu dopadu světla

- u návrhu vlastního snímače, obecně - šumy, rušení, zahřívání, atd. je mimo typu technologie způsobené mnoha faktory. Pro příklady - buňka, tak jak je obvykle prezentována, není nejmenší komponentou snímače, tahle obecně "buňka" se skládá z dalších částí, tou hlavní je světlocitlivá část (light acceptor), dalšími jsou především přenosové signální cesty, které ovlivňují jejich parametry - jejich velikost (otázka technologie výroby), jejich počet (otázka návrhu), jejich délka (otázka obojího) a na to navazují obvykle signálové zesilovače. Jen tohle v kombinaci s dalšími parametry (fyzická velikost, voltáže, atd.), znamená velké možnosti a rozdíly v dosažitelném výsledku, resp. v možnosti potlačení chyb a problémů. Jeden ilustrační obrázek asi lepší tisíce slov:




(fakt netuším, jestli píšeš dvacetistránkové pojednání, nebo referát na půl A4ky)


Problém je to, že všechno jsou spojené nádoby. Když o tom tak přemýšlím, nejjednodušší způsob, jak dojít ke schopnému výsledku (srozumitelné slohovce) je asi opravdu vzít ty konečné projevy a zpětně popsat možnosti, jak k nim dochází a co (a jak) je alespoň v každém hlavním kroku (dejme tomu optika - snímač - zpracování) může ovlivnit. Ten základ není nic víc, než vývojový diagram workflow, který má na každém kroku např. možné stavy (často všechny na jednou) "zlepšení", "zhoršení", "bez dopadu".

btw: pokud by sis chtěl poštrachat v detailech, tak doporučuji např. Kodak - tuším jediná firma, u které na webu najdeš dost podrobné specsheety jejich snímačů.

Snad pomůže ...

[PiT]

No, takhle to, bohužel, není (vlastně dismembered to napsal obecně, ale správně).

A ako to je?

Objektiv je cela opticka sustava (vyjma hladaciku)...

Objektiv vykresluje vysledny obraz, ktory dopada na cip...

Takze jedine na com potom z hladiska vinetacie este moze zalezat je vzdialenost posledneho clena optickej sustavy od cipu... rozhodne to nie je vlastnost cipu...

[jan555]

Ano, záleží mj. také na velikosti mountu vzhledem k velikosti snímače v kombinaci se vzdáleností posledního členu v optické soustavě a jeho fyzickou velikostí. Ale to skutečně nemá co společného se snímačem, možné rozdíly vinětace na digitálním snímači ve srovnání s filmem vychází především z toho samého, co spousta dalších problémů - s úhlem dopadu světla na buňky a omezeními snímačů. Zagooglit jsi nezkoušel, zkus dotazy obsahující spojení jako "sensor vignetting" nebo "pixel vignetting" a najdeš toho víc a líp, než bych tady mohl napsat sám.

[Gargamel]

Dost casto se ve spojitosti cipu ve 40D hovori o "improved micro lenses", coz chapu jako cocky, soustredujici svetelne paprsky na vlastni fototranzistor bunky snimace. Dusledkem by mela byt mene vyrazna vinetace oproti starsim cipum (40D vs. 400D).

The improved microlens design likely contributes heavily to the reduced noise in images from this sensor, but it is also likely the reason for the Canon EOS 40D's slightly improved vignetting performance over the 30D. You can use the Lens Vignetting Comparison Tool to compare the 40D to the 30D.

[no-X]

Ještě stojí za zmínku barevná vinětace, ke které může docházek kombinací různých faktorů (vzdálenosti objektiv - IR/UV filtr - senzor, a pak samotný senzor).

Microlenses řeší hodně problémů. Zvyšují množství světla, které dopadá na jednotlivé světločidné buňky tím, že světlo, které by dopadlo mezi ně, přesměrují do nejbližší z nich, dále snižují aliasing, moire, sekundárně i šum a určitý vliv mohou mít i na tu vinětaci, pokud je daná úhlem dopadu světla na senzor.

Ad téma - takhle z hlavy mě napadá:

• barevná aberace (rozklad barev jako na hranolu, několik variant)
• sférická aberace (není možné zaostřit pro celý obraz - buďto je ostrý střed, nebo okraje)
• distorze (geometrické zkreslení - rovné hrany se promítají jako prohnuté)
• astigmatismus (nestejnoměrná optická mohutnost v různých rovinách, obraz je zaostřený horizontálně, ale ne vertikálně)
• koma (trochu podobné, jako astigmatismus, tečka se promítne roztáhle, jako kometa)
• odlesky/flares (vzájemné odlesky v optické soustavě)

už mi končí pracovní doba, takže běžím domů a vady dané snímačem doplním pak

[no-X]

vady dané snímačem:

• šum (dáno mnoha faktory, hlavně kapacitou a tepelným šumem)
• aliasing (dáno diskrétním pravidelným vzorkováním)
• barevné moire (typické pro snímače s bayerovým filtrem, dáno posunem ve snímání jednotlivých barev)
• jasové moire (dáno pravidelným vzorkováním)
• různobarevné pixely na hranách (typické pro bayerův filtr bez low-pass filtru)
• neostrosti (dáno low-pass filtrem a demoisaic filtrem u mozaikových masek)
• přepaly (dáno omezeným dynamickým rozsahem senzoru)
• bledé barvy (omezený barevný gamut, souvisí s plochou a kapacitou jednotlivých barevných senzorů)

//ed: a kombinací objektivu a snímače pak vzniká vinětace, barevná vinětace a některé odlesky (mezi objektivem a senzorem)

[jan555]

Pro zajímavost - ze zmíněných jsou např. projevy aliasingu, moiré a neostrosti opět spojené nádoby. Ovlivňuje je typicky síla předřazeného anti-aliasing filtru.

[no-X]

A také typ samotného senzoru.

[Aigor]

Myslím že naprosto vyčerpávající seznam všech možných chyb i s ukázkami najdeš TADY

[e1]

A ako to je?

Objektiv je cela opticka sustava (vyjma hladaciku)...

Objektiv vykresluje vysledny obraz, ktory dopada na cip...

Takze jedine na com potom z hladiska vinetacie este moze zalezat je vzdialenost posledneho clena optickej sustavy od cipu... rozhodne to nie je vlastnost cipu...

Nesúhlas9m s tebou. To že senzor má hlboko zapustene snímacie bunky nie je vada obejktívu a kvôli tomuto môže vznikať napr. vinetácia. Toto bol (vraj) aj jeden z dôcodv prečo Nikon nešiel hneď do FX. Vedeli že pri starších sklách ktoré boli konštruované pre kinofilm svetelné paprsky nepripadajú na film/senzor kolmo ale pod určitým uhlom a to sa týka hlavne paprskov na okraji snímacieho pola. Problém vznikal preto lebo technol´gia CCD je taká že snímacia bunka na senzore je pomerne hľboko a keď svetlo nepripadá kolmo, tak "stena bunky" vlastne tieni a takto môže vzniknúť vinetácia ktorá by inak na kinofilme s tým istým sklom nevznikla. Samozrejme tento jav spôsobený tým že objektív má takú optickú sústavu pri ktorej to svetlo nepripadá kolmo na senzor, ale toto ja považujem za vlastnosť, oproti tomu zapustenie buniek na CCD senzoroch považujem za technickú nedokonalosť danej technológie a prim8rne toto spôsobuje aj tú vinetáciu a nie objektív ktorý bol na kinofilme úplne bez vinetácie.

[no-X]

Asi by bylo nejlepší tuhle skupinu defektů nazvat jako vady vzniklé interakcí objektivu a snímače (nekompatibilita), což je nejpřesnější a navíc se vyhneme dohadům, zda jsou způsobené čipem, protože objektiv při použití jiného fotorecepčního média nevinětuje, nebo objektivem, který není zkonstruován univerzálně...