Ekvivalence - porovnání různých formátů

[zirecek]

Nazev vlakna "ekvivalence" mi pripada hodne mimo obsah nove vyselektovaneho vlakna. Osobne jsem pro zmenseni aktivity v poctu selektovanych, nove tvorenych vlaken adminy.

[Jan67]

To téma je obecný a nadčasový, vyvolává diskusi, která podle mě nebyla ještě ukončena.
Rozhodně nepatřilo do K3-oficiálně.

A ještě dodám, základem tý diskuse je white paper Falka Luma, který se jmenuje Camera Equivalence.

[Jan67]

Jo, já jsem v klidu, nebudu nikoho za jiný názory střílet. Jen jsem chtěl naznačit, že nelze takhle paušálně všechno zjednodušovat, protože to skutečně může vést (resp. vede) k zcela nesprávným závěrům.
FF je stejný princip jako APSC, uvnitř není nikde žádná lampička navíc, která by čip přisvětlovala...

Nechci vyvolávat nějaký flame ale musím se k tomu ještě vrátit.
Celá záležitost kolem ekvivalence různých formátů vyvolává možná zbytečné emoce, protože se zde střetávají dva pohledy na věc. Dobře to jde ukázat na nedávném srovnávacím testu K3 a D600.

První pohled zcela subjektivně porovná kvalitu fotek z K3 focených z 55mm při f4, ISO200 s fotkami z D600 focených z85mm a také f4 a ISO200. A skutečně je zcela oprávněné hodnotit tyto dvě reálně udělané fotky a nelze proti tomu nic namítat. Maximálně se můžeme těšit z kvality K3.

Druhý pohled vychází z toho, že chceme porovnat skutečně po všech směrech EKVIVALENTNÍ fotky. To znamená fotky, u kterých nehraje velikost senzoru žádnou roli. Rozdíly pak mohou být ve vyspělosti technologie senzoru (šumu na pixel atd.) a specifických vlastnostech použitých skel (jako aberace apod.) Ale základní parametry jako FoV, DoF, čas, či jas by měly být sjednoceny (převedeny) na společný jmenovatel.
Kdo je odpůrcem tohoto pohledu, tak opravdu nemusí číst dál.

Takže podle tohoto pohledu by se měly porovnávat fotky s těmito parametry:
D600: 85mm, f4, ISO200
K3: 55mm, f2.8, ISO100
I tento pohled je správný a jediný možný, pokud má dojít k objektivnímu hodnocení dvou jinak naprosto různých systémů foťák + objektiv.

Důrazně proto odmítám že ekvivalence může vést (resp. vede) k zcela nesprávným závěrům. Byť uznávám, že vede ke zjednodušení ve smyslu zpřehlednění. A rovněž připouštím, že jsem omylný při jejím vysvětlování. Mě osobně ta ekvivalence zajímá pro aktuální objektivní srovnání APSC a FF. A zajímavá začně být v mezních podmínkách. Ale opravdu ji nikomu nevnucuji.

Poslal jsem tedy dotaz autorovi white paperu "Camera equivalence", kterým je Falk Lumo, abych si některé diskutované detaily ohledně přepočtu ISO vyjasnil. Falk odpověděl brzy. Abych vyloučil chybu v překladu, uveřejňuji originál odpovědi i s mým dotazem (pro přehlednost jsem barevně rozlišil):

Hi Jan,
just received the notification mail. I am more than happy to answer as good as I can.

Originally posted by Jan67:
You write in chapter 3.1 of your WP:
„And because we keep the lens' aperture diameter d a constant, this number of photons is indeed a constant too.“ …
… „Moreover, the ISO setting has to change because the illumination per sensor surface changes (photon density on the sensor changes) and we have to compensate to keep the exposure time t a constant. As we see, image noise from cameras with different size sensors should not be compared at the same ISO setting.“

Should I understand this illumination [is that in lumen ?] as total luminous flux of photons covering the area of sensor? Then it would be logical that illuminance [lux], defined as intensity, i.e. total flux / total area changes with the area of sensor. Actually illuminance would be smaller for D600. Then I would understand, that we have to compensate ISO with factor of c^2. Is my thinking correct ?

Just to make sure there are no language barriers in a discussion like this:
- Illuminance (measured in lm/m^2 or lux and is per area)
- Luminous flux (measured in lm (lumen) and is a total)

So, ISO sensitivity is related to illuminance while noise and image quality is related to luminous flux. And to avoid a third trap, by luminous flux, we mean all light hitting the sensor. Which is all light hitting the lens entrance pupil AND coming from within the field of view.

I think we both have the same understanding here. I should have added the above paragraph to the white paper though.

Back to your question:
By "illumination per sensor surface" I meant illuminance or lux. And by "illumination" I meant luminous flux or lumen.

I just tried to avoid the technical terms as I thought illumination has an intuitive enough meaning, if appended by "per surface".

So yes, I think your thinking is correct.

Originally posted by Jan67:
Let’s take following situation (inspired by recent test):
D600: f=85, N=4, ISO=200, #MP=24 (and s=1 if we take FF D600 as reference) and
K3: f’=55, N’=2.8, ISO‘=100, #MP‘=24 (and s‘=1,5)

We expose K3 with equivalent N’=2.8 compared to D600 N=4. What is the influence of this F stop difference on illumination? Is it so, that all [f, N, ISO] is connected together - we have to use N’=2.8 and f'=55 to get equivalent image and this causes change in illumination what we have to compensate by ISO?

Here again, illumination would mean luminous flux. Your statement is correct though if you replaced illumination by illuminance.

Approximating SQRT(2) with the 1.5 crop factor, both K-3 at F/2.8 and D600 at F/4 (with matching field of view) have equal luminous flux (as given by an 85mm/4 or 21mm diameter) but different illuminance which must be compensated by ISO.

If D600 would be at ISO 100 already, the K-3 would need ISO 50 to be equivalent. As this capability doesn't exist, the D600 ends up with an advantage in dynamic range which is determined by the lowest available equivalent ISO.

I hope this answers some of your questions.

Kind regards,
Falk

Takže se ještě jednou omlouvám za nesprávný překlad termínu illumination, který byl od Falka trochu nejasný a který jsem v prvním příspěvku namísto intenzity osvětlení špatně přeložil jako světelný tok. Možná jsem ale trochu přispěl k vyjasnění white paperu.
Doufám, že je ekvivalence trochu jasnější a že si každý uděláte názor.

[Lukas_Gal]

Stale nechapem o co tu ide. Skusim to polopatisticky: Ak nastavim ISO 200 F4 a cas T 1/125 dostanem na akomkolvek formate rovnaky obraz co sa tyka expozicie. Vsetko ostatne je nepodstatne nakolko rozdiel v hlbke ostrosti a uhle zaberu je jasny.

[JP3112]

Nevím jestli jsi to nepřekombinoval trochu. Množství procházející světla je podle mě dáno clonou, u různých objektivů by pro stejné množství světla měla zůstat stejná clona (pokud je to fyzikálně přesná hodnota). Ta je vyřešená už ve vztahu k ohniskové vzdálenosti a vstupní pupile. Dejme tomu že pokud máme stejnou clonu a stejný úhel záběru tak na plochu dopadá stejné množství světla, na větším čipu budou ale při stejném rozlišení ekvivalentně větší pixely takže aby byl stejný výsledek tak pixely na menším snímači budou muset být S0(plocha většího pixelu)/S1(plocha menšího pixelu) krát citlivější. Tolik k jasové složce. DoF nikdy nesjednotíš protože je to relativní veličina závislá na velikosti pixelů. Musel bys uvažovat dva konrétní foťáky (čipy) a konkrétní objektivy (resp. můžeš se na objektiv dívat jako na spojku ale to pak ztrácí praktický význam). Pak by sis musel spočítat limitní hodnoty zobrazení kdy se vzhledem k pixelu bude rozptylový kroužek ještě jevit jako bod. To už by myslím bylo snažší napsat na to jednoduchý program. Já teda technické pozadí za fotografií hrotím dost, až tolik ale zase ne Přísně technicky vzato by i to ISO 100 -> ISO 200 bylo špatně, plocha FF je proti APS-C 2,33x větší takže by muselo být ISO 233 ale jen v případě že by byl stejný počet pixelů (což K3 vs D600 vlastně je, ok).

-k té citlivost - nekoumal jsem zda norma ISO určuje absolutní zesílení citlivosti nebo je to sjednoceno tak aby u různých formátů byla stejná expozice, moje poznámky předpokládaly absolutní zesílení

EDIT: A ještě poznámka, s tím přepočtem ploch senzorů se musí taky opatrně protože ten okraj se někdy liší, tzn. počet efektivních pixelů může být lehce různý a ten rozměr není využit úplně 100%.

[Lukas_Gal]

Neviem co stale pisete samozrejme, ze rodiel v sume je dany velkostou svetlocitlivej bunky. Ale ISO je ISO na akomkolvek formate a taktiez F2.8 je F2.8 na akomkolvek objektive to znamena, ze dane objektivy prepustaju rovnake mnozstvo svetla.

A nejak stale mi nedochadza aku ekvivalenciu ohladom ISO tu riesite.

[uray]

jenom bych dodal, že hodnota clony např f/2,8 neznamená, že všechny takto označené objektivy propustí stejné množství světla, (googli "F-stop vs. T-stop"). Složitější optické soustavy mají více prvků a propustí méně světla nehledě na hodnotu F/něco. Některé objektivy např. pro video se rovnou značí v T-stop, např. nové Samyang Cine/VDSLR objektivy.
A není ISO jako ISO, každý výrobce ba i každý foťák může mít jinou interpretaci této hodnoty a trocha vysvětlení je i tady:
http://theonlinephotographer.typepad.co ... t-iso.html

Když nasadím stejný objektiv na různá těla, tak při stejných expozičních parametrech můžu dostat různý obraz z pohledu zobrazení jasu, nebo opačně když při zachování iso a clony nechám automatické měření a snímky jsou stejně "jasné" tak mi mohou vyjít jiné časy. I proto např. DxO mají k dospozici křivek ISO pro jednotlivá těla.

[Lukas_Gal]

K tym clonam: tak to sa bavime o minimalnych rozdieloch v dnesnej dobe urcite nie o rozdiele 1EV.

ISO si este poriadne v noci pozriem a zajtra sa vyjadrim .

[lto]

DoF nikdy nesjednotíš protože je to relativní veličina závislá na velikosti pixelů.

Hlbka ostrosti (DoF) a velkost pixela nemaju nic spolocne.

[kluzo]

Přeneseně má.
v hyperfokální vzdálenosti se počítá s rozměrem čipu a s rozměrem čipu souvisí i velikost pixelu. Nebo ne?

[chalejkum]

D600: 85mm, f4, ISO200
K3: 55mm, f2.8, ISO100

jane...ten angl text byl pro mne prilis dlouhy ale osobne to chapu asi tak ze pri stejnych svetelnych podminkach - mnozstvi svetla dopadajici cez optickou soustavu stejneho "uhlu zaberu" /FF 85mm a DA 55mm/ se ma pri stejne clone zvolit pro FF dvojnasobek citlivosti /FF ISO 200 a pri DA ISO 100/ v zavislosti na ploche cipu jelikoz vetsi cip by mnel dostat dvojnasobek svetla ale kdyz se to nedeje kompenzuje se to znasobenim citlivosti podle cropu...

...podle toho co se tu psalo nestaci ta kompenzace v ramci clonoveho cisla? jelikoz to urcuje mnozsti dopadajiciho svetla a tudiz oba dva senzoru maji rovnaky dopad svetla na cip...* ted jsem si precetl ze ta D600 ma taky 24MPX takze dvojnasobek plochy znamena korekci v ramci ISO ...
...a dalsi citlivost senzoru ma co docineni i hustota plochy jednotlivych senzoru - pokud prihlednu k tomuhle mnel by se srovnavat APSC 12Mx vs FF 24Mx ...

...nebo vzit jedno sklo a vyzkouset ho na jak na FF tak i APSC ...

AFY

[JP3112]

Ito napřed si o tom prosím něco zjisti...

[fyby]

Plně souhlasím s tím, že by se měla porovnávat jiná clona kvůli hloubce ostrosti, která je na výsledných snímcích jiná. Nicméně pokud bych přepočítával ekvivalentní ISO, tak bych vlastně porovnával jestli jsou čipy technologicky na stejné úrovni. Nicméně podle mého názoru cílem článku bylo zjistit, zda by K3 mohla nahradit v použití D600. Proto by se měly porovnávat stejné hodnoty ISO.

Tj. pokud se porovnává jestli APSC může nahradit FF - stejné ISO.
Pokud se porovnává technologická vyspělost čipů, tak ekvivalentní ISO. Tam ale předpokládám, že stejná generace APSC a FF čipů bude mít při ekvivalentním ISO podobnou kvalitu.

[Klingo]

Tj. pokud se porovnává jestli APSC může nahradit FF - stejné ISO.

ešte doplním,že by sa mali porovnávať objektívy s ohľadom na hĺbku ostrosti,tak,aby výsledná snímka bola rovnaká.Potom môžme povedať či apsc nahradí ff.Ja si dovolím tvrdiť že K-3 tak z 99percent.Ale to chce kvalitné sklá,pretože ak na ff dám clonu 2,8,na apsc potrebujem na rovnaký efekt clonu povedzme 1,8.No a tu sa už môžu prejavovať vady,ktoré sa clonením strácajú.Výhodou je,že dnes kto má dosť peniažkou,nemá problém ini na apsc aparát kúpiť špičkový objektív.

[Lukas_Gal]

Takze k tomu ISO este: Ak sa bavime o nativnej citlivosti snimaca, ktora je samozrejme nemenna potom plati pre vypocet citlivosti nazvyme to saturacny vypocet: Ssat = 78/Hsat, kde Hsat je minimalna hodnota expozicie [lx.s], ktora vedie k saturacii svetlocitlivej bunky bez clippingu. Z toho vyplyva len jedna vec a sice ak mame cipy s rovnakym poctom pixelov tak ten vacsi bude mat nizsiu hodnotu nativnej citlivosti.