Решил начать новый топик... В предыдущем топике утверждалось что из одного кадра узкой, очень высококачественной пленки можно выжать 35 мегапикселей!!! :-) смешно, не правда ли?
В поисках правды наткнулся вот на такую статью...
Смысл ее такой, что информационная емкость 1 кадра самой
лучшей узкой пленки не может более 13,5 миллионов полноценных пикселей...
Заранее, предвижу недовольства со стороны любителей пленки, поэтому процитирую данную статью вместе с формулами расчета данных величин.... :-)
----------------------------------------------------------
Некоторые замечания о пленочной (галогеносеребряной) технологии
Я не стану подробно описывать структуру эмульсии фотопленки, предполагая некоторое знакомство читателя с галогеносеребряными технологиями получения изображения. Возможно, для лучшего понимания необходимо вкратце
остановиться на основных принципах получения фотографического изображения на фотопленке.
1. Эмульсия фотопленки состоит из мельчайших (0.1...1мкм в диаметре) кристаллов галогенидов серебра (AgCl, AgJ, AgBr), являющихся полупроводниками. Каждый кристалл состоит из ионной решетки, в
вершинах которой находятся положительно заряженные ионы серебра и отрицательно заряженные ионы галогена (хлор, бром, йод). Расстояния между атомами строго фиксировано, фиксация ионов в кристаллической решетке осуществляется электростатическими силами. На поверхности зерен атомы серы (из входящих в
состав желатины соединений серы) рекомбинируют с приповерхностными ионами серебра, образуя соединение Ag2S.
2. При попадании фотона внутрь кристалла, он выбивает слабосвязанный электрон, который блуждая внутри кристалла может быть либо вновь захвачен положительно заряженным узлом, из
которого был выбит электрон (этот процесс называется рекомбинацией, и в этом случае образования скрытого изображения не происходит), либо может быть захвачен другим узлом, который приобретает в этом случае дополнительный отрицательный заряд. Электрон перемещается на соседний ион галогена, тем самым
происходит перемещение "дырки" вплоть до границы кристалла. Кристалл находится в слое желатины, содержащей соединения серы, и нейтральный атом галогена, появившийся на поверхности кристалла и не связанный с решеткой, легко образовывает устойчивое соединение с добавками в желатине. В кристаллах
всегда присутствует некоторое количество ионов серебра, не связанных ионной решеткой, такие ионы могут хаотично перемещаться, выбивая из решетки другие ионы серебра, которые становятся свободными, занимая их место в решетке. Локализация фотоэлектрона вблизи молекулы Ag2S на поверхности кристалла
вызывает притяжение свободного иона серебра на поверхность кристалла (если ион расположен достаточно близко), в результате чего при выходе иона серебра на поверхность, он нейтрализуется фотоэлектроном и образует свободный атом серебра на поверхности кристалла. Для того, чтобы зерно стало способным к
проявлению, необходимо, чтобы возле расположения атома Ag2S собралось не менее четырех нейтральных атомов серебра. Поскольку молекула Ag2S не может захватить более одного фотоэлектрона за раз, при очень большой освещенности и короткой выдержке, пропорциональность образования зерен, способных к
проявлению, нарушается (эффект невзаимозаменямости или эффект Шварцшильда) как вследствие образования очереди электронов, так и вследствие рекомбинации внутри кристалла (повышается вероятность обратного захвата фотоэлектрона атомом ионной решетки).
[image]
3. В одном зерне
со средним размером 1мкм находится около 32 млрд. ионов серебра. Для образования скрытого изображения требуется выход на поверхность зерна не менее 4 атомов серебра. При проявлении зерна, на поверхность которых вышло более 4 атомов серебра, все ионы серебра, находящиеся в этом зерне, будут
превращены в атомарное серебро (проявитель является "донором" электронов). В результате чего такое зерно станет черным на просвет. Зерна, на поверхности которых оказалось меньше атомов серебра, не будут проявлены, а будут растворены и выведены из эмульсии при фиксировании изображения (закрепитель).
Итак, можно сказать, что проявление является усилением скрытого изображения с коэффициентом усиления до 32млрд. / 4 = 8 миллиардов раз. В реальных условиях на поверхности зерна может находиться гораздо больше, чем 4 атома серебра, так что средний коэффициент такого усиления окажется "всего" около 1
миллиарда.
4. Следует заметить, что зерна могут принимать только два состояния: они могут быть либо проявлены (восстановлены до металлического серебра), либо нет. Соответственно, черно-белое полутоновое изображение состоит из огромного количества черных зерен, случайно разбросанных по
поверхности, а вероятность экспонирования зерна пропорциональна экспозиции. Чем большее количество света экспонировало фотопленку, тем большее количество зерен окажется проэкспонированным и проявленным, что в результате приведет к увеличению оптической плотности изображения (однако при этом ХК
всегда имеет S-образную форму вследствие нелинейности при малых освещенностях из-за необходимости экспонирования зерна не менее 4 фотонами, а также из-за всегда присутствующей минимальной плотности почернения - вуали, что примерно соответствует тепловому шуму ПЗС матрицы).
5. Цветные
фотопленки состоят из трех слоев, каждый из которых поглощает свет только своего диапазона длин волн (красный, зеленый, синий), и кроме зерен галогенида серебра содержат пурпурный, желтый и голубой (CMY) красители в соответствующих слоях, которые при цветном проявлении создают вокруг проявленного
зерна цветное облако (за счет взаимодействия красителей с продуктами окисления проявляющих веществ, образующимися вокруг проявляемых зерен или конгломератов из зерен), после чего в процессе осветления зерна металлического серебра растворяются, а в процессе фиксирования растворяются и
неэкспонированные зерна галогенида серебра. Цветные полутона передаются плотностью, с которой расположены облака красителя, то есть, определяются плотностью расположения проявленных зерен серебра в каждом из слоев. Как правило, такие облака красителя образуют кластеры, размеры которых значительно
превышают размер отдельных зерен галогенида серебра.
Структура изображения фотопленки более всего напоминает получение изображения при струйной печати тремя красками (CMY). И так же, как и в струйной печати, размер единичного зерна (капли) не может определять разрешающей способности при
передаче полутоновых объектов. Сравнивать галогеносеребряную технологию и технологию получения изображения посредством ПЗС матриц напрямую невозможно, так как принципы получения изображения сильно отличаются - не меньше, чем технологии струйной и термодиффузионной печати.
[image]
Позитивная (обращаемая) фотопленка имеет близкую к негативной структуру (у позитивной пленки отсутствует маска, и, как правило, уменьшена толщина слоя), однако проявление осуществляется в два этапа (на рисунке показан один из слоев цветной пленки):
1. На первом этапе
(черно-белое проявление) происходит проявление, сходное с проявлением негативной пленки: экспонированные зерна восстанавливаются до металлического серебра. После этого в растворе отбеливателя металлическое серебро растворяется и выводится из пленки.
2. Пленка подвергается повторной
засветке (либо источником света, либо химической), призванной экспонировать все оставшиеся в слое неэкспонированные зерна, после чего проявляется в цветном проявителе и в дальнейшем отбеливается и фиксируется. По сути, процесс обращения пленки позволяет вычесть из общего количества зерен
проэкспонированные и инвертировать (засветить, проэкспонировать) неэкспонированные, тем самым получая позитивное изображение.
Оценка информационной емкости фотопленок
Создатели технологии New Reala Technology из Fujifilm оценили в интервью информационную емкость пленки
Velvia, имеющей гранулярность G=9, в 30 миллионов эффективных элементов изображения. Скорее всего речь шла о количестве эффективных элементов (или кластеров цветообразующих веществ) в трех цветовых слоях, что означает около 10 Мп цветного изображения.
Если вспомнить, что
среднеквадратичная гранулярность позитивной пленки наиболее простым способом может быть определена как (критерий Гороховского):
G = 100 / M , где
G - значение гранулярности,
M - масштаб увеличения, при котором становится заметным зерно
width=10>и тот факт, что человеческий
глаз различает точки размером 0.1мм = 100 микрон, можно вычислить размер видимой пленочной гранулярности как
S = G x 10^-6
Видимый размер гранулярности не является размером зерна пленки, который, как правило, существенно ниже (0.1-1мкм), но размером "информационного элемента" или
кластера цветообразующих компонент, размеры которого значительно крупнее. Среднеквадратичная гранулярность измеряется микроденситометром, имеющим щель, через которую проходит очень узкий пучок света, но не менее 10 диаметров размера зерна (Kodak использует пучок света диаметром 48мкм). При
"сканировании" таким микроденситометром поля серой шкалы, имеющего плотность 0.5D, получают сильно зашумленную кривую оптической плотности, по которой определяется средняя плотность и среднеквадратичное (стандартное) отклонение от средней величины. Известно, что среднеквадратичное отклонение обратно
пропорционально квадратному корню из площади апертуры луча, поэтому среднеквадратичная гранулярность определяется как
где а - площадь апертуры луча (подробнее можно прочитать на сайте Kodak).
Размер видимого макрозерна (образованного облаками красителя) пленки Fuji Velvia,
имеющей значение гранулярности G=9, составляет 9мкм, что в терминах цифровой фотографии означает размер эффективного пиксела. Тогда оценочное разрешение этой пленки
R = 36мм / 9мкм x 24мм / 9мкм x 3 слоя = 4000x2467x3 = 32 Мп (или полноцветных 10.6Мп)
Полученная в результате
расчета величина достаточно точно согласуется с данными разработчиков (30 миллионов элементов изображения).
Для фотопленки Fuji Provia 100 (старого типа), имеющей гранулярность G=10, размер видимого макрозерна составит 10мкм, тогда ее разрешение
R = 36мм / 10мкм x 24мм /
10мкм x 3 слоя = 3600x2400x3 = 26 Мп (или полноцветных 9 Мп),
что также хорошо согласуется с оценкой разработчиков (около 30 миллионов эффективных элементов изображения).
Для новой и очень удачной фотопленки Provia 100F, имеющей гранулярность G=8, видимый размер макрозерна
окажется около 8мкм. Ее разрешение при этом
R = 36мм / 8мкм x 24мм / 8мкм x 3 слоя = 4500x3000x3 = 40.5 Мп (или полноцветных 13.5Мп).
Для этой пленки разработчики дали оценку в 50 миллионов эффективных элементов. Что, возможно, означает, что они считали ее 4-х слойной или
учитывали дополнительные улучшения, заложенные в технологию этой пленки.
Можно также оценить разрешающую способность пленки, имеющую эффективный размер "пиксела" 8мкм: 1мм/8мкм = 125 штрихов = 62.5 пар линий/мм. Поскольку зерно у пленки расположено стохастически, коэффициент качества
можно считать близким к 1, что позволяет считать распознаваемыми на пленке около 60 пар линий/мм. К этой цифре мы еще вернемся чуть ниже.
Эти оценки разрешения позитивных фотопленок сделаны для видимого размера макрозерна, иногда можно распознать детали, которые сформированы отдельными
зернами, имеющими размер не более 1мкм (однако с очень низким, менее 1, отношением сигнал/шум: одиночное зерно может быть либо проявленным, либо нет и не несет информации об оттенках яркости или цвета).
Разрешение пленки, приводимое производителями (например, 140 пар линий/мм для пленки
Provia 100F) вычисляются при низких значениях ЧКХ (MTF=7%) и очень высоком значении контраста исходного объекта (1000:1). Высокое разрешение формируется за счет отдельных стохастически распределенных зерен, в таком изображении присутствует высокий уровень шума, а разрешение зависит от контраста
исходного изображения, что говорит о динамической неустойчивости полученного изображения (нельзя дважды снять один и тот же кадр - распределение в кадре зернистости будет уже другим). Ведь задачей фотографии является получение точной копии фотографируемого изображения, а не точной копии структуры
зерна на пленке.
Вероятно, для сравнительной оценки разрешения, получаемого с помощью галогеносеребряного процесса, следует использовать данные разрешающей способности для низкоконтрастных объектов, которые ближе к реальной съемке полутоновых объектов. Так, для Provia 100F, по данным
производителя, разрешающая способность при контрасте объекта 1:1.6 равна 60 парам линий/мм.
Другой способ измерения разрешающей способности фотопленки для сравнения с разрешающей способностью ПЗС матрицы требует определения разрешающей способности пленки на уровне MTF не менее 20% (хотя
для ПЗС матрицы мы выбрали порогом динамической устойчивости уровень MTF=87.5%). При таком пороге разрешающая способность пленки Provia 100F, как видно из графика, составляет примерно 60-65 пар линий/мм и совпадает с разрешающей способностью для низкоконтрастных объектов.
Частотно-контрастная характеристика (ЧКХ, MTF) позитивной фотопленки Fuji Provia 100F (использован график из официальной документации Fujifilm, график экстраполирован для высших пространственных частот 60-135 пар линий/мм).
Из графика MTF также можно сделать интересное наблюдение:
начиная с пространственных частот 20-30 пар линий/мм, контраст неизбежно падает, что можно объяснить невозможностью получения деталей изображения из крупных зерен или конгломератов (так как они участвуют в формировании изображения с более низкими пространственными частотами). Передача высоких
пространственных частот достигается за счет участия все меньшего количества все меньших по размеру кластеров (на фоне проэкспонированных крупных кластеров), что ведет к потере контраста.
Для сравнения можно привести фрагмент снимка, снятого камерой Nikon F80 на пленку Fujifilm Superia
Reala тем же объективом с такой же экспозицией и с той же точки (со штатива), что и приведенный выше снимок, сделанный камерой S2 Pro. В результате чего снимок занял на пленочном кадре (24х36мм) размер, соответствующий размеру матрицы S2Pro (23х15.7мм).
Разрешение сканирования 4000dpi
(Nikon SuperCoolScan 4000ED) с последующим усилением контурной резкости (радиус 0.3, уровень 300%). В результате сканирования был получен файл 5650х3650 (21Мп). Фрагмент увеличен в 5 раз.
Можно сделать вывод, что разрешающая способность негативной фотопленки Fuji Superia Reala при
стандартной обработке и сканировании в 4000dpi при одинаковом с ПЗС матрицей размере кадра (23.0х15.7мм) имеет разрешающую способность ниже, чем разрешение SuperCCD матрицы. То есть, разрешения 93 пары линий/мм из системы пленка-сканер добиться не удалось. Однако пленочный кадр в 2.25 раза больше по
площади, чем площадь SuperCCD, используемой в камере S2Pro, поэтому сравнение разрешающей способности пленочного и цифрового кадров оставим для субъективного сравнения технологий.
Необходимо сказать несколько слов о сканировании и разрешении. Мне неоднократно приходилось слышать мнения,
что разрешения 4000dpi для получения всей съемочной информации из пленочного кадра более чем достаточно, и при дальнейшем увеличении разрешения сканирования большего числа деталей получить не удастся (ведь нас вряд ли заинтересует случайное расположение отдельных зерен галогенида серебра черно-белой
пленки или цветных кластеров цветной пленки в кадре). На сегодняшний день хороший слайд-сканер с разрешением 4000dpi - достаточно дорогое устройство, по цене не намного уступающий цифровой зеркальной камере любительского класса. Именно поэтому смысла сравнивать пленочную технологию с разрешением
сканирования 8000dpi я посчитал неразумным, ведь в этом случае стоимость комплекта пленочной камеры с таким сканером может значительно превысить стоимость цифровой "зеркалки". Однако оценить возможности сканирования с различным разрешением мне представляется крайне желательным.
Сканирование с разрешением 4000 dpi позволяет устойчиво распознать 4000 / 25.4 / 3 lpmm = 52.5 пар линий/мм или неустойчиво 4000 /25.4 / 2 lpmm = 78 пар линий/мм.
Сканирование с разрешением 8000 dpi позволяет устойчиво распознать 8000 / 25.4 / 3lpmm = 103 пар линий/мм или неустойчиво
8000 / 25.4 / 2 lpmm = 156 пар линий/мм.
Поскольку лучшие из пленок общего назначения достигают разрешения 135-145 пар линий/мм (при съемке миры абсолютного контраста 1000:1, очень низком отношении сигнал/шум и значении MTF=5...7%), а лучшие стандартные объективы могут достичь
разрешающей способности около 100 пар линий/мм (при MTF=3...5%), суммарная разрешающая способность пленка-объектив при различимом контрасте (MTF=3..5%) редко может превзойти 60 пар линий/мм. Что требует 60*3*25.4 = 4572 пар линий/мм для устойчивого сканирования без проявления эффектов алиасинга. Это
разрешение, как правило, может быть достигнуто при использовании сканера, имеющего 4000dpi при некотором падении контраста с последующим усилением контурной резкости. Сканер, имеющий разрешение 8000dpi, имеющий такой же объектив как у 4000dpi сканера, позволит улучшить детализацию не более, чем на
60lp/mm (разрешение системы объектив-пленка) - 52.5 lp/mm (разрешение 4000dpi сканера) / 52.5 = 14% дополнительной информации об объектах.
Как правило, сканеры с разрешением 8000dpi имеют еще более качественную оптику (судя по сканерам Nikon SuperCoolscan 4000 и 8000) с лучшей
собственной ЧКХ, что в совокупности с вдвое большим разрешением может улучшить передачу мелких деталей изображения до 20-25% (и гораздо точнее передать расположение зерна, что, впрочем, не является основной целью сканирования).
Позволю себе привести пример, иллюстрирующий практическую
достаточность сканирования с разрешением 4000dpi. Первый кадр получен с помощью сканирования на сканере Nikon SuperCoolScan 4000ED в максимальном качестве и увеличен до 600%, второй получен с этого же снимка миры под микроскопом (увеличение 120х, кадр уменьшен в 4 раза):
Действительно,
разрешающая способность фотопленки достигает величин 130-145 пар линий/мм (что и приводится в документации производителей) - это прекрасно видно из иллюстрации (сканер не может передать более 78 пар линий/мм). Однако такое разрешение не может считаться не только динамически устойчивым, но и
полезным, так как уровень шума превышает уровень полезного сигнала.
При прочих равных условиях использование пленочных сканеров с 8000dpi не является оправданным для сканирования обычных сюжетов (хотя бы потому, что в 4 раза увеличивается объем файла при 20-25% улучшении передачи мелких
деталей). Кроме того, при съемке объективами среднего класса (не говоря уже о бюджетной оптике), выигрыша при сканировании с таким высоким разрешением может не оказаться вообще (что, скорее всего, и объясняет мнения фотографов о достаточности сканирования в 4000dpi). Тем не менее, сканеры с
разрешением 8000dpi незаменимы при научных исследованиях, для сканирования специальных пленок, имеющих очень высокое разрешение при использовании специальной высококонтрастной оптики для копировальных работ и т.п.
Выводы:
Фотопленка в состоянии обеспечить разрешающую
способность 50-60 пар линий/мм при приемлемом отношении сигнал/шум и до 130-145 пар линий/мм при превышении уровнем шума (гранулярности) уровня сигнала. Высокое разрешение может быть полезным при специальных видах съемки, например, в астрономии при использовании мощных алгоритмов обработки
изображения для выделения полезной информации из сильно зашумленного сигнала.
------------------------------
Никого не хотел обидеть, просто не надо зацикливаться на одном и том же... Везде есть недостатки и они весь специфичны...
Не верите цитатам, считайте сами, формулы даны...
:-)
На сегодняшний день хороший слайд-сканер с разрешением 4000dpi - достаточно дорогое устройство, по цене не намного уступающий цифровой зеркальной камере любительского класса. Именно поэтому смысла сравнивать пленочную технологию с разрешением сканирования 8000dpi я посчитал
неразумным, ведь в этом случае стоимость комплекта пленочной камеры с таким сканером может значительно превысить стоимость цифровой "зеркалки".
Это скорее не флейм, а информация о технических параметрах узкой пленки, которые немного (в несколько раз) :-) завысили в одном из топиков данного форума.
Флеймить и спорить
я пожалуй больше не буду... :-)
А, что вы скажете по поводу слаидовой пленкой, если сравнивать её с цифрой?
Для каждой съёмки нужен свой фотоаппорат, так, что цифра или плёнка нужно выбирать по ситуации.
А, что вы скажете по поводу слаидовой пленкой, если сравнивать её с цифрой?
-------------------------------
Современные слайдовые пленки для среднего формата
Современная профессиональная фотография немыслима без
диапозитивных пленок. И хотя название "слайдовые" не совсем применимо к пленкам, оно настолько распространено, что я возьму на себя смелость использовать его постоянно.
Качество изображения, его цветопередача и насыщенность, своеобразный светотеневой рисунок слайдовых пленок,
по-видимому, в ближайшие годы останутся недосягаемыми как для традиционных негативов, так и для цифровой фотографии.
-------------------------------
Здесь все ясно... вне конкуренции...
Господа, к чему шум? Может, еще поговорим о широком слайде vs цифра? Может, кто попробует сравнить (правда цена сильно возрастает)?
IMHO Решили, ведь, уже, что относительно доступная по цене цифра - для дома, для себя. Для полиграфии и рекламы - только слайд.
Лично я не зарабатываю
фотографией, поэтому для меня одинаково дорого будет и широкий слайд и цифра с полноразмерной матрицей. Для меня пока доступна качественная 35мм пленка. Какая - зависит от ситуации. А цифромыльница - как дополнение.
ОФФ, но я не понимаю, почему нормальное такое сравнение технических возможностей воспринимается столь эмоционально?
Сила привычки, нежелание соглашаться с тем, что в данной нише появляется продукция выполненная по иным технологиям,
отчасти представляющей угрозу для данного сегмента рынка... :-)
По крайней мере, многие производители отказываются от пленочных мыльниц.
Цитата: От пользователя: DragoNOIR
IMHO Решили, ведь, уже, что относительно доступная по цене цифра - для дома, для себя.
Для полиграфии и рекламы - только слайд.
Ну-ну. Пойди, купи себе камеру, пусть и с бюджетной оптикой, на 13,5 мегов. Тут нет таких, у кого есть такие бабосы. А до полноценных 13,5 мегов цифра будет ползти еще года 3, поверьте мне...
Вот цифровые приставки к широкоформатникам - это сила.... 20 мегов, + такая оптика, и шум
почти на нуле... Но до всего этого, как до китая пешком...
А че, может, квартиры втроем-вчетвером продадим, скинемся, да и купим, а? :-)
Высокое разрешение может быть полезным при специальных видах съемки, например, в астрономии при использовании мощных алгоритмов обработки изображения для выделения полезной информации из
сильно зашумленного сигнала.
Высокое разрешение может быть полезным при специальных видах съемки, например, в астрономии при использовании мощных алгоритмов обработки изображения для выделения полезной информации из сильно зашумленного сигнала.
а пластинки 9Х12 - рулят, про 13Х18 и говорить нечего - они-то ужо порвут погану цифирь по мегапикселям.
А на пленках предназначенных для рентгеновских снимков мегапикселей еще больше... :-)
За таким кол-вом МП, цифири в
ближайшую пятилетку точно неугнаться.
Внимание! сейчас Вы не авторизованы и не можете подавать сообщения как зарегистрированный пользователь.
Чтобы авторизоваться, нажмите на эту ссылку (после авторизации вы вернетесь на
эту же страницу)
