Mengapa kita belum memiliki sensor rentang dinamis tinggi yang memiliki eksposisi yang tepat di setiap bagian gambar?
Mengapa kita belum memiliki sensor rentang dinamis tinggi yang memiliki eksposisi yang tepat di setiap bagian gambar?
Jawaban:
Sudah ada kamera dengan DR lebih besar dari mata manusia, baik secara instan maupun keseluruhan. Rentang dinamis mata manusia tidak sebesar yang dipikirkan oleh kebanyakan orang. Seingat saya, ini adalah suatu tempat sekitar 12 hingga 16 EV, yang tepat di sekitar tingkat DSLR modern.
Perbedaan utama adalah bahwa kami memiliki kontrol apertur alami yang akan menyesuaikan untuk berbagai bagian gambar. Secara efektif, otak kita melakukan penumpukan gambar untuk kita secara otomatis. Ketika kita melihat bagian terang dari sebuah pemandangan, murid kita menyusut dan kita melihat detail bagian yang cerah. Jika kita bergeser fokus ke bagian yang lebih gelap, murid kita dengan cepat terbuka dan kita melihat detail bagian yang gelap. Otak kita tahu seperti apa bagian sebelumnya dan jadi kita tidak melihat perubahan dalam penglihatan tepi kita, tetapi kita sebenarnya tidak melihat sedetail mana kita tidak fokus lagi.
Demikian pula, bahkan untuk keseluruhan jangkauan penglihatan manusia, ada kamera khusus yang bisa jauh lebih gelap daripada kita dan masih melihat, terutama warna, mereka saat ini terlalu mahal untuk diproduksi untuk masyarakat umum karena mereka membutuhkan bahan berkualitas tinggi dan konstruksi untuk dapatkan lantai kebisingan sangat rendah. Ada juga sensor yang mampu melihat benda yang sangat terang yang akan menyakitkan bagi orang untuk melihatnya.
Masalah besar adalah bahwa melihat dengan mata Anda sangat berbeda dengan menangkap gambar - suatu gambar perlu mencakup semua informasi yang mungkin dilihat oleh si pengamat , tetapi penglihatan normal adalah proses aktif yang melibatkan gerakan mata, memfokuskan kembali dan melebarkan pupil sesuai dengan ke objek yang kita lihat. Jadi, jika Anda ingin menangkap "apa yang dilihat mata" yang Anda butuhkan, pada dasarnya, tangkap sudut pandang semua pengaturan yang mungkin digunakan mata.
Pertanyaan Anda adalah tentang rentang dinamis, tetapi masalah yang sama muncul dengan detail visual dan fokus. Gambar 'setara dengan kehidupan' membutuhkan jauh lebih banyak piksel daripada yang dapat ditangkap oleh mata Anda, karena resolusi mata sangat tidak merata dan saat Anda hanya melihat satu titik kecil dengan retina tengah beresolusi tinggi, sebuah gambar membutuhkan lebih banyak detail tersedia karena Anda akan menggerakkan mata Anda. Film perlu memilih satu fokus, sementara manusia dapat melihat 'gambar tunggal' dengan lebih mendalam dengan memfokuskan kembali mata dengan cepat dan / atau menggerakkannya untuk penglihatan binokular yang tepat pada rentang tujuan yang berbeda (misalnya melihat permukaan jendela atau melewatinya ), dll.
Bagian dari solusinya persis seperti itu - menggunakan satu kamera beberapa kali dengan cepat (atau beberapa kamera) untuk menangkap berbagai gambar pada pengaturan yang berbeda dan menggabungkannya setelah itu, HDR adalah contoh yang paling mencolok - seperti mata kita, ia secara aktif terlihat di berbagai tempat yang berbeda dengan "pengaturan" yang berbeda, dan hanya setelah itu otak Anda menggabungkan semuanya dalam gambar atau film yang koheren. "Gambar" sebenarnya yang diambil oleh mata kita sudah lebih buruk daripada kamera yang bagus, hanya kombinasi mentalnya yang bagus.
Citra mental Anda adalah produk tidak hanya dari retina, tetapi juga saling mempengaruhi dengan semua komponen lain yang terlibat dalam penglihatan, termasuk murid dan tentu saja otak Anda. Apa yang Anda anggap sebagai 'satu gambar' sebenarnya adalah hasil dari penyesuaian berkecepatan tinggi dan pemrosesan informasi dan bukan snapshot tunggal.
Anda dapat menemukan informasi lebih lanjut tentang topik ini di sini .
Sangat mungkin untuk membuat sensor cahaya dengan sifat logaritmik - sensor semacam itu akan memiliki rentang dinamis yang luar biasa dengan mengorbankan resolusi terbatas untuk paparan tertentu. Mendapatkan keduanya membutuhkan ADC resolusi tinggi. Untuk pencitraan CT 24 bit linear biasanya digunakan - dan kemudian logaritma diambil setelah penyesuaian offset untuk membuat gambar CT.
Sebuah sensor yang melakukan kedua kontrol eksposur (waktu integrasi - pikirkan shutter speed) dapat melakukan lebih baik, dan jika Anda membiarkan perubahan efisiensi pengumpulan cahaya (pikirkan angka f) Anda mendapatkan fleksibilitas yang lebih besar.
Jangkauan dinamis tertinggi biasanya dibatasi oleh kebisingan pembacaan - ketika Anda membaca muatan yang terakumulasi akan ada beberapa kesalahan - versus sinyal terbesar yang dapat didukung elektronik. Seperti yang saya katakan - 24 bit adalah umum dalam pencitraan medis dan itu lebih baik dari 1 bagian dalam 10 juta. Itu rentang dinamis yang jauh lebih tinggi daripada retina untuk paparan yang diberikan. Tetapi tidak umum digunakan dalam kamera konvensional karena mata tidak bisa menghargai detail-detail dalam gambar - dan resolusi datang dengan mengorbankan kecepatan.