DIGIarena.e15.cz

FOTOŠKOLA: Šumí jak umí (a jak mu dovolíme)

Seznam kapitol
Od vzniku digitální fotografie je jejím problémem šum, který je obsažen v každém snímku. Konstruktéři a my uživatelé se snažíme, aby ho bylo co nejméně. Digitální šum, pokud je markantní, se projevuje na fotografii v podobě barevných teček, skvrn a degradace ostrosti. Proč šum vzniká a jak jej omezit, o tom je následující článek.
FOTOŠKOLA: Šumí jak umí (a jak mu dovolíme)

Proč vzniká šum

Jedna z nejdůležitějších součástí Vašeho digitálního fotoaparátu je snímač. Funkcí snímače je měnit fotony dopadajícího světla na elektrony a tím získávat elektrický náboj jako hlavní stavební kámen budoucí fotografie (odkaz na můj článek „Jak vznikají fotografie v digitálu?“).Čím více světla (fotonů), tím větší náboj (elektronů). Tento převod „mají na starost“ sloučeniny křemíku obsažené ve snímacím prvku. Tyto sloučeniny se však vyznačují nestálostí elektrických parametrů. Dochází k uvolňování a přeskakování elektronů na snímači fotoaparátu, které nevygeneruje světlo odražené od fotografované scény, ale jiné elektromagnetické vlny (např. rozhlasoý a televizní signál, mobilní telefony aj.), ale i teplo. Čím delší je doba expozice, okolní teplota a vnější elektomagnetické rušení, tím více se může vygenerovat nebo přeskočit elektronů, které nenesou informaci o snímaném obrazu. Těmto elektronům se říká šum.
Hodnoty elektrického náboje vygenerované jednotlivými prvky snímače jsou analogovým modelem obrazu, který je dále na cestě k A/D převodníku náchylný na chyby. Teprve na výstupu A/D převodníku je analogový signál digitalizován a je odolný proti poruchám.

V A/D převodníku se přiřazují hodnotám elektrického náboje hodnoty jasu ve škále 0 až 255, tedy pro každý barevný kanál 256 úrovní jasu (RGB v osmibitovém režimu). Nula (teoreticky) je zcela tmavá a 255 úplně světlá. Té odpovídá max zisk např. 2 mV. Takzvané zvýšení citlivosti např. ze ISO 100 na ISO 200 probíhá tak, že AD převodník přiřadí polovičnímu náboji tj. 1mV (a vyšší) hodnotu jasu 255 a stejně postupuje v nižších hodnotách náboje. Tím se snížil maximální zisk z jednotlivých prvků snímače na polovinu a hodnoty šumu zůstaly stejné, neboli odstup od šumu se dramaticky snížil. Šum se už může projevit. Zvláště patrné je to u modrého kanálu, protože ten má nižší citlivost než ostatní kanály, proto musí být zesílen více, tudíž šum je patrnější. Toto „zvyšování citlivosti snímače“ má podstatný vliv na šum výsledné fotografie.


Čas 0,5 sec. ISO 100


Čas 0,5 sec. ISO 400 Šum se podstatně zvýšil. Výřez z části nad nejbližším obloukem.

Měření šumu.

Některé zkušebny měří střední hodnotu šumu daného fotoaparátu a sestavují graf šumu při daném ekvivalentu citlivosti ISO. Tento graf znázorňuje, kolik šumu se nachází v průměrném obraze (všech jasů). Neukazuje šum v konkrétním jasu. V tmavých partiích bývá šum výraznější a rušivější. Modrý kanál (B) vykazuje obvykle vyšší hodnotu šumu než ostatní barevné kanály (RG). Šum je závislý na mnoha faktorech a jde částečně o náhodný parametr. Rozdíly v rámci dvou po sobě jdoucích identických měření jedné laboratoře jsou do 5 %. Mír;u šumu nelze brát jako absolutní hodnotu. Je možné srovnávat jednotlivé fotoaparáty v rámci jedné metodiky (zkušebny). Vypovídací schopnost má i sledování průběhu šumu daného přístroje. V grafech je na horizontální ose ekvivalent citlivosti ISO a na vertikální ose stupnice šumu dané zkušebny (standardní odchylka signálu). Prostě číslo 4 znamená dvojnásobný šum než číslo 2 při dané metodice. Vytváří se graf jasové složky šumu a tři grafy jednotlivých RGB barevných kanálů.

 
Grafy D-SLR zrcadlovky s větším (APS-C) snímačem.
Kultivovaný průběh grafu s pozvolným nárůstem šumu.
I při ISO 1600 fotografie použitelné.

 
Grafy kompaktního přístroje s menším snímačem 1/1,8” rozlišení 8,2 Mpx.
Agresivní nárůst šumu zejména barevného. Od ISO 200 v podstatě nepoužitelné.
Při ISO 300 zapíná redukce šumu, ovšem na úkor jiného parametru obrazu.

 
Průběh grafu klasického kompaktu 1/2,5”, 5 Mpx.
Nárůst šumu není agresivní.

Další kapitola
Seznam kapitol


celkem 32 komentářů

Nejnovější komentáře

Re: vyborny clanek Mike.M, Mike.M 23. 6. 2006, 16:54
Re: Pokud jsem to dobře .... Pavel 22. 11. 2005, 17:45
Re: Doplneni Pavel 22. 11. 2005, 17:44
Re: Doplneni Pavel 22. 11. 2005, 17:42
Re: CCD vs CMOS Pavel 22. 11. 2005, 17:33

Další podobné články

Jak používat doplňkový záblesk při fotografování v exteriéru

Jak používat doplňkový záblesk při fotografování v exteriéru

5 profesionálních tipů jak uspět na Instagramu!

5 profesionálních tipů jak uspět na Instagramu!

Instagram není jen místo pro publikování fotografií, už nyní je čtvrtou největší sociálních sítí na světě, a původní záměr značně přerostl. Stal se z něj i důležitý nástroj pro profesionální fotografy, kteří na něm mohou oslovit miliony uživatelů.

Naučte se fotografovat s Canonem

Naučte se fotografovat s Canonem

Proč je dobré kopírovat fotografie velkých fotografů?

Proč je dobré kopírovat fotografie velkých fotografů?

Plagiáty, toť veliký nešvar! Každý umělec se snaží být svým dílem originální, proto si dává pozor, aby svým výtvorem nekopíroval jiné fotografy. Při hledání nápadů se však fotografové rádi inspirují u těch nejlepších.

10 věcí, které byste měli udělat, než vyrazíte fotit s novým digitálem

10 věcí, které byste měli udělat, než vyrazíte fotit s novým digitálem

Nový fotoaparát je pro mnoho z nás hračkou, která si zaslouží perfektní péči aby nás mohla svými výkony těšit pokud mono co nejdelší dobu. Ovšem nový digitál s sebou nese také nové funkce, ergonomii a ovládání, které není radno podceňovat.

Má váš domácí mazlíček tmavou srst? Žádný problém!

Má váš domácí mazlíček tmavou srst? Žádný problém!

Vinou tmavé srsti se většina domácích zvířat fotografuje značně obtížně. Výsledná fotka totiž často vychází jako tmavá šmouha a to obzvláště, pokud je fotografujete mobilem nebo levným kompaktem. Poradíme, jak dosáhnout lepších výsledků

7 pomůcek, které vám ulehčí fotografický život

7 pomůcek, které vám ulehčí fotografický život

Každý máme své berličky, o které se při nejrůznějších aktivitách můžeme opřít. A mezi takové činnosti patří také fotografování. Jaké příslušenství vám ušetří čas a ulehčí fotografickou práci?

Apple ukazuje kreativní způsoby fotografování pro iPhone X

Apple ukazuje kreativní způsoby fotografování pro iPhone X

Apple vydal pět nových videí, která učí uživatele iPhonu X kreativní fotografii. Všechny spoty jsou protknuty tématikou právě probíhajícího mistroství světa ve fotbale. Všechny tipy jsou stejně dobře použitelné i pro jiné modely značky.