¿Existe un dispositivo de reducción de rango dinámico (preferiblemente pasivo, óptico)?

Al procesar sonido, se puede usar un compresor para reducir el rango dinámico (DR) de la señal. En fotografía, a menudo nos encontramos con el problema de escenas con DR más grande que la capacidad de captura del sensor. Por ejemplo, disparar a una persona sobre un fondo blanco de nieve. Esto lleva a que el sujeto esté subexpuesto, la nieve esté sobreexpuesta o ambos.

Se utiliza un filtro de densidad neutra para reducir la cantidad de luz recibida por el sensor. Sin embargo, un filtro uniforme no reduce (en teoría) la DR de la escena. El filtro ND graduado puede ser útil en algunos casos, pero el uso es muy específico.

¿Hay un dispositivo (material) que pueda reducir el DR recibido? Preferiblemente, un dispositivo pasivo (como un filtro de lente)?

Obviamente, en el ejemplo de compresor de sonido anterior, el DR de la cadena de señal debe ser capaz de acomodar el DR original para evitar el recorte y la distorsión no deseados. En fotografía digital, esto es equivalente a un sensor de DR alto, y la compresión en sí es equivalente al mapeo de tonos HDR.

dynamic-range

— ysap
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engadget.com/2011/06/25/… : D

— Dreamager

Un filtro no podría hacerlo, ya que toda la luz de la imagen pasa a través de todo el filtro. El dispositivo debería parecerse a una "máscara afilada"; algo que agrega una densidad neutra variable a una imagen enfocada justo delante del sensor. Supongo que se podría imaginar un sistema que enfoque la imagen en un elemento de enmascaramiento (pasivo, como gafas de sol variables, o activo) que luego dispararía, pero luego la lente principal tendría que estar montada en ese dispositivo y un secundario Se necesitaría una lente entre la cámara y el dispositivo. Suena como dinero y peso para mí.

Como referencia, esta pregunta photo.stackexchange.com/questions/15363/… trata de por qué un filtro de densidad neutra no reduce la DR.

— Sean

@Dreamager - gracias por recordarme por qué odio HDR ...

— ysap

@ysap No es broma: el video comienza mostrándonos cómo se ve "adecuadamente expuesto" para las áreas oscuras y las áreas claras. No, "expuesto adecuadamente" significa que el negro es negro y el blanco es blanco, ¡no gris medio!

— Evan Krall

Respuestas:

Tiffen tiene una línea de filtros modificadores de contacto que se desarrollaron para este propósito. En 1992, recibieron un Premio al Logro Técnico de la Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas por el desarrollo de los filtros.

— Staale S
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Algunas imágenes de ejemplo que encontré: foros.dpreview.com/forums/…

— Sean

¡Guau, eso es inesperado y resbaladizo! Me pregunto si, debido a su afirmación de que funciona "al difundir la luz ambiental en toda la escena para aclarar todas las áreas de sombra", no hay efecto de suavizar la imagen (a pesar de su afirmación). Desafortunadamente, no pude encontrar en su sitio web ejemplos más detallados, pero gracias a @Sean por el enlace del foro.

— ysap

Entonces, al examinar más a fondo las imágenes de muestra, parece que definitivamente no se quiere usar si la escena no es problemática en primer lugar (como la primera imagen). Luego, usar el filtro donde grandes porciones de la imagen incluyen sujetos no problemáticos (como la segunda imagen) tampoco sirve (aunque se recuperan algunos detalles en el cielo, la imagen completa se degrada. La última imagen es un desastre total.

— ysap

Dicho esto, puede permitir recuperar más detalles en el procesamiento posterior, donde jugar con la curva de tonos y / o agregar contraste local hará que las imágenes se vean más agradables.

— ysap

Probablemente podría obtener el mismo efecto por mucho más barato si compra el filtro UV / NC más barato que pueda encontrar. Alternativamente, respire un poco sobre su lente.

— Evan Krall

Un filtro polarizador hace esto de una manera muy limitada. Si la luz intensa (reflejos) está fuertemente polarizada, el filtro polarizador puede reducir el rango dinámico.

— kiwidamien
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+1, aunque supongo que es cierto solo para situaciones específicas. Puedo imaginar lo contrario, donde las sombras están polarizadas y, por lo tanto, aumentan la DR.

— ysap

En realidad, eso puede no ser un problema, sí. Si las sombras están polarizadas, ajuste el filtro de pola para dejarlas pasar con una mínima pérdida de luz en el filtro. Los reflejos no polarizados se cortan en aproximadamente 2 paradas por el pola. Reducción instantánea de DR. (Sé que a veces hacen algo como esto para enfatizar las reflexiones)

— Staale S

@Staale S: ¿estás diciendo que las 2 paradas de corte en las altas luces no afectarán a las sombras? Los polarizadores reducen la intensidad de la luz de la imagen, pero AFAIK se realiza de manera uniforme en todo el espectro de intensidad. El filtrado de polarización está por encima de la pérdida de luz regular.

— ysap

Eso es exactamente lo que estoy diciendo, sí. Los polarizadores son como persianas, en esencia, y cortan la luz que no está alineada con las lamas del filtro. Normalmente esto se usa para cortar los reflejos, girando el filtro para que los listones no coincidan con la polarización de los reflejos. La mayoría de la luz "normal" tampoco coincide con las lamas, lo que conduce a la pérdida de luz de 2 paradas. Pero si los reflejos coinciden con los listones ... se dejan pasar casi sin obstáculos. Y las no reflexiones todavía se cortan en 2 paradas.

— Staale S

@ Staale S - OK, entiendo lo que quieres decir. Tiene sentido, pero tengo que agarrarlo ...

— ysap

No se ha inventado tal cosa todavía.

Aunque Fuji ha hecho varios intentos para resolver este problema, incluido el famoso SuperCCD SR utilizado en el S5 Pro. La versión de cuarta generación coloca pequeñas fotosites de baja sensibilidad entre las de sensibilidad estándar, esencialmente capturando exposiciones simultáneamente. Luego, el software en la cámara combina estos dos en uno.

Después de eso, presentaron el SuperCCD EXR, que tiene una matriz uniforme de píxeles en forma de diamante y puede leer la mitad de ellos durante la exposición para atraparlos antes de que se saturen. La segunda mitad de los píxeles se leen al final de la exposición y se mezclan con la primera mitad para producir una imagen de rango dinámico extendido. Como puede obtener imágenes de esta versión, aunque es más fácil de fabricar, impone muchas restricciones sobre la sensibilidad y el uso del flash.

— Itai
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A menos que me equivoque, parece que los dispositivos de Fuji intentan extender el DR capturable, no reducir la entrada. ¿Cuál es una mejor solución para el mismo problema, pero no es realmente un "dispositivo de reducción", verdad?

— rfusca

Bueno, depende de cómo lo mires. Captura más DR para comprimirlo al igual que en el ejemplo del compresor de sonido, necesita un componente que pueda acomodar todo el rango en primer lugar.

— Itai

+1 Probablemente la otra cara de la moneda, pero mi pregunta realmente apuntó hacia una solución tipo filtro, que sorprendentemente existe.

— ysap

Los filtros reductores de contraste lo hacen dispersando una parte de la luz de fuentes especulares o brillantes. Esto aclara las áreas oscuras de la imagen. Sin embargo, esto introduce ruido ya que se agrega ruido de fotón (disparo). Esto difiere de, por ejemplo, el ajuste de curvas en Photoshop para elevar las partes más oscuras de la imagen. Este último no introduce ruido de disparo, por lo que producirá menos ruido en las partes más oscuras de una imagen. El procesamiento en Post produce mejores resultados a menos que desee agregar ruido y esa también es siempre una opción en Post.

— doug