Достоинства цифровой фотографии по сравнению с пленочной фотографией и кинематографистами стали рассматриваться фотографами и создателями фильмов в начале 21 века после того, как стали широко доступны потребительские цифровые камеры . Цифровая фотография и цифровая кинематография имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с фотосъемкой на фотопленку и кинофильм . [1] [2] В 21 веке фотография стала преимущественно цифровой, но традиционные фотохимические методы продолжают служить многим пользователям и приложениям.
Качество изображения
Пространственное разрешение
Визуальное качество цифровой фотографии можно оценить по-разному. Количество пикселей изображения связано с его пространственным разрешением и часто используется как показатель качества . Количество элементов изображения ( пикселей ) в датчике изображения обычно исчисляется миллионами и называется « мегапикселями ». [3] Плотность пикселей сенсора устанавливает предел конечного выходного разрешения изображений, снятых этим сенсором. [4] Другие факторы, такие как влияние шаблона Байера или другого фильтра на цифровой датчик и алгоритм обработки изображения, используемый для интерполяции необработанных данных датчика в пиксели изображения. Большинство цифровых датчиков расположены в виде прямоугольной сетки, что делает определенные изображения (например, параллельные линии) восприимчивыми к артефактам муарового рисунка . На пленку не влияет муар из-за случайной ориентации солей серебра в ее эмульсии, однако узор этих солей серебра может стать видимым при увеличении, создавая узоры, называемые «зернистостью» на конечном выходе. [5]
Разрешение изображений на пленке зависит от области пленки, используемой для записи изображения ( 35 мм , средний или большой формат ), и от светочувствительности пленки . Оценки разрешения фотографии, снятой 35- мм пленочной камерой, различаются. Больше информации может быть записано, если используется мелкозернистая пленка , в то время как использование некачественной оптики или крупнозернистой пленки может привести к более низкому разрешению изображения. Первоначально предполагалось, что кадр 36 мм × 24 мм пленки с чувствительностью ISO 100 содержит эквивалент 20 миллионов пикселей [6] : 99 или приблизительно 23 000 пикселей на квадратный мм.
Многие пленочные фотоаппараты профессионального качества используют пленки среднего или большого формата . Из-за относительно большого размера области изображения, которую обеспечивают эти носители, они могут записывать изображения с более высоким разрешением, чем большинство потребительских цифровых фотоаппаратов. На основе вышеуказанной плотности пикселей изображение пленки среднего формата может записывать эквивалентное разрешение примерно от 83 миллионов пикселей в случае кадра 60 x 60 мм до 125 миллионов пикселей в случае кадра 60 x 90 мм. В случае широкоформатной пленки 4 x 5 дюймов можно записать приблизительно 298,7 миллиона пикселей, а в случае пленки 8 x 10 дюймов - 1 200 миллионов пикселей. Однако, как и в случае с цифровой системой, плохое оптическое качество линз снижает разрешающий потенциал эмульсии пленки. [7] [8] [ необходима ссылка ]
Шум и зерно
Дробовой шум , создаваемый спонтанными флуктуациями обнаруженных фототоков, ухудшает более темные области электронных изображений со случайными изменениями цвета и яркости пикселей. Зернистость пленки становится очевидной на участках с ровным и нежным тоном. Зернистость и чувствительность пленки связаны, более чувствительные пленки имеют более явную зернистость. Аналогичным образом, с цифровыми камерами изображения, снятые с более высокими настройками чувствительности, содержат больше шума, чем изображения, снятые с более низкой чувствительностью. [6]
Однако, даже если оба метода имеют собственный шум, широко признано, что для цветной цифровой фотографии гораздо меньше шума / зернистости, чем у пленки при эквивалентной чувствительности, что дает преимущество в качестве изображения. [9] Для черно-белой фотографии зернистость играет более положительную роль в качестве изображения, и такие сравнения менее достоверны.
Шум в цифровых камерах может приводить к искажению цвета или узорам, подобным конфетти, при внутреннем освещении, как правило, сильнее всего воздействует на синий компонент и меньше всего - на красный компонент. Почти все цифровые камеры применяют шумоподавление к фотографиям с длинной выдержкой, чтобы противодействовать шуму из-за утечки пикселей. При очень длительных выдержках датчик изображения должен работать при низких температурах, чтобы шум не влиял на окончательное изображение. На зернистость пленки не влияет время экспонирования, хотя предельная чувствительность пленки изменяется при длительных выдержках, явление, известное как нарушение взаимности .
Системы автофокуса и автоэкспозиции
Традиционные системы измерения экспозиции и автофокусировки используют вторичные датчики, показания которых обычно имеют низкую точность (например, очень небольшое количество усредненных показаний из различных областей изображения по сравнению с полностью разрешенной информацией изображения) и могут не соответствовать фактически записанному изображению, например, из-за к проблемам параллакса , разной чувствительности к поляризации , разному спектральному отклику, разному амплитудному отклику, оптическим аберрациям оптических элементов в сенсорной системе, разной чувствительности к рассеянному свету или смещению фокальной плоскости датчика. Большинство цифровых камер позволяют пользователям захватывать и анализировать информацию об изображении с того же датчика, который используется для записи изображений в реальном времени. Использование этой информации для определения экспозиции и фокуса по своей сути устраняет большинство проблем с выравниванием и калибровкой, одновременно устраняя стоимость вторичных измерительных датчиков.
баланс белого
Пленка обычно предполагает использование отдельных пленок для учета баланса белого сцены (обычно в двух вариантах: для солнечного света или вольфрамовых ламп) или использование фильтров. У многих пленочных фотоаппаратов был циферблат, который помогал пользователю отслеживать тип пленки, загруженной в камеру.
Динамический диапазон
Динамический диапазон является важным фактором качества как цифровых, так и эмульсионных изображений. И пленочные, и цифровые [ сомнительно ] сенсоры демонстрируют нелинейные отклики на количество света, а на границах динамического диапазона, близких к недоэкспонированию и переэкспонированию, медиа будут демонстрировать особенно нелинейные отклики. Нелинейный динамический отклик или качество насыщенности эмульсионной пленки фотографы часто считают желаемым эффектом, а искажения цвета, контрастности и яркости значительно различаются между запасами пленки. На эмульсионной пленке существует непрерывный, но относительно ограниченный диапазон уровней цвета, тогда как цифровой датчик хранит целые числа, создавая широкий диапазон дискретных уровней цветов. [ необходима цитата ] Полосы могут быть видны в необычном случае, когда они не закрываются шумом, и детали могут быть потеряны, особенно в темных и светлых областях.
Производители цифровых фотоаппаратов постоянно улучшают динамический диапазон, фиксируемый их продуктами, и современные фотоаппараты имеют динамический диапазон более 14 ступеней. [10] Некоторые камеры имеют режим автоматического брекетинга экспозиции , который используется вместе с программным обеспечением для обработки изображений с расширенным динамическим диапазоном . [ необходима цитата ] Носители аналогового вывода также имеют более ограниченный динамический диапазон, который они могут отображать, по сравнению с носителями для струйной печати на основе пигментов. [ необходима цитата ]
Удобство и гибкость
Гибкость и удобство являются одними из причин широкого распространения цифровых фотоаппаратов. В пленочных камерах рулон обычно полностью экспонируется перед обработкой. Когда пленка возвращается, фотографию можно увидеть, но большинство цифровых фотоаппаратов имеют жидкокристаллический дисплей, который позволяет просматривать изображение сразу после захвата. Фотограф может удалить нежелательные или ненужные фотографии или переснять изображение, если это необходимо. Пользователь, которому нужны распечатки, может быстро и легко распечатать только необходимые фотографии.
Фотопленка изготавливается с определенными характеристиками цветовой температуры и чувствительности (ISO). Условия освещения часто требуют характеристик, отличных от характеристик пленки, требующих использования фильтров или корректировок при обработке . Цифровая фотография позволяет регулировать цветовую температуру и чувствительность для каждого кадра вручную или автоматически.
Цифровые изображения можно удобно хранить на персональном компьютере или в автономном хранилище, например, на небольших картах памяти . Цифровые фотоаппараты профессионального уровня могут сохранять изображения в формате необработанного изображения , в котором хранятся выходные данные датчика, а не сразу обрабатывать их для формирования изображения. При редактировании в подходящем программном обеспечении, таком как Adobe Photoshop или программа GNU GIMP (которая использует dcraw для чтения необработанных файлов), пользователь может управлять определенными параметрами, такими как контраст, резкость или цветовой баланс, перед созданием изображения. Аналогичным образом можно обрабатывать изображения JPEG , хотя обычно с меньшей точностью; Программное обеспечение для этой цели может поставляться с камерами потребительского класса. Цифровая фотография позволяет быстро собрать большое количество архивных документов, обеспечивая удобство, низкую стоимость и повышенную гибкость в использовании документов. [11]
Есть некоторые области, в которых пленка может иметь некоторые преимущества. Современные пленочные фотоаппараты не так энергоемки, как современные цифровые фотоаппараты, и могут работать дольше от меньших батарей. Некоторые пленочные фотоаппараты, особенно старые, могут работать без батареек: некоторые будут работать полностью без батарей, в то время как другие могут потерять некоторые функции, такие как замер и некоторые выдержки. Батареи, которые должны питать только светомеры, часто бывают очень маленькими и могут работать долгое время. Это может быть благом для тех, кто проводит долгое время с ограниченным доступом к электричеству или источникам батарей или вообще без него.
Скорость пленки
По сравнению с пленкой, цифровые камеры способны гораздо более высокой скорости (чувствительность к свету) и могут работать лучше при слабом освещении или очень коротких экспозициях. Эффективная скорость цифровой камеры может быть отрегулирована в любое время, в то время как пленка должна быть заменена в пленочной камере, чтобы изменить скорость. [ необходима цитата ]
Чистота
Пыль на плоскости изображения - постоянная проблема для фотографов, особенно в цифровой фотографии. Цифровые зеркальные камеры особенно подвержены проблемам с пылью, потому что датчик остается на месте, в то время как пленка проходит через камеру при каждой экспозиции. Мусор в камере, например пыль или песок, может поцарапать пленку; одна песчинка может повредить весь рулон пленки. По мере старения пленочных фотоаппаратов на деталях внутри камеры подачи пленки могут образовываться заусеницы. С цифровой SLR трудно избежать пыли, но ее легко исправить с помощью компьютера с программным обеспечением для редактирования изображений. В некоторых цифровых SLR есть системы, которые удаляют пыль с датчика путем вибрации или ударов по нему, иногда в сочетании с программным обеспечением, которое запоминает, где находится пыль, и удаляет затронутые пылью пиксели с изображений. [ необходима цитата ]
Компактные цифровые камеры оснащены фиксированными объективами, что затрудняет попадание пыли в область изображения. Подобные пленочные камеры часто только светонепроницаемы и не защищены от окружающей среды. Некоторые современные зеркальные фотокамеры, такие как Olympus E-3, включают в себя обширные пылезащитные уплотнения, чтобы избежать этой проблемы.
Расходы
Системы пленочной и цифровой обработки изображений имеют разные акценты в стоимости. Цифровые фотоаппараты значительно дороже, чем их эквиваленты на пленке. Однако цены быстро падают из-за острой конкуренции. Пленочные камеры, с другой стороны, довольно недорогие в приобретении, особенно подержанное оборудование, но требуют постоянных затрат на пленку и проявку. [12] Однако в цифровой сфере можно утверждать, что постоянное состояние технологических изменений заставит пользователя цифровых технологий продолжать обновлять и покупать другое оборудование, как только их цифровая камера быстро устареет. [13] Другие расходы на цифровую фотографию включают специализированные аккумуляторы, карты памяти и долгосрочное хранение данных. Стоимость программного обеспечения для цифрового редактирования может быть значительной, особенно если требуются новые функции. Появление с начала 2010-х годов телефонных камер очень высокого качества приводит к тому, что цифровые камеры с маленькими сенсорами более низкого уровня становятся ненужными, почти так же быстро, как и за последнее десятилетие. Следовательно, производители сосредотачивают внимание на моделях премиум-класса, таких как компактные системные камеры и компактные компактные сенсоры. Мобильные телефоны, такие как iPhone X, Samsung Galaxy S8 и Nokia Lumia 1020, способны отображать изображения, которые могут конкурировать или превосходить более дешевые специализированные камеры. Струйные принтеры могут дешево и легко печатать низкокачественные отпечатки из цифровых файлов, но высококачественная струйная печать имеет затраты, сопоставимые с мокрой фотопечатью, независимо от исходного источника изображения.
Киноиндустрия
В дебатах между фильмом и цифровыми технологиями приводятся конкретные аргументы киноиндустрии .
Большая часть цифрового кино отображается в разрешении 2K , что лишь ненамного превышает разрешение ориентированного на потребителя формата 1080p HD . [14]
Громких режиссеры , такие как Кристофер Нолан , [15] Пол Томас Андерсон [16] и Квентин Тарантино все публично критиковал цифрового кино и цифровой кинематографии , и выступал за использование пленки и пленочных отпечатков. Самым известным является то, что в 2012 году Тарантино предложил уйти на пенсию, потому что (хотя он все еще может снимать на пленку) он не может проецировать 35-миллиметровые снимки в большинстве американских кинотеатров из-за быстрого преобразования в цифровой формат. [17] Пол Томас Андерсон недавно смог создать больше всего 70-миллиметровых копий для своего фильма «Мастер» . Есть также много режиссеров, таких как Питер Джексон , Гильермо дель Торо , Джордж Лукас и Джеймс Кэмерон , которые категорически поддерживают цифровое кино и возможность повышения частоты кадров, которую оно дает.
Смотрите также
- Формат датчика изображения
- Фотограф
Рекомендации
- ^ Марк Галер; Лес Хорват (2005). Цифровое изображение . Эльзевир. п. 26 . ISBN 0-240-51971-X.
фильм против цифрового.
- ^ Гленн Рэнд ; Дэвид Литчел; Роберт Дэвис (2005). Цифровой фотографический захват . Эльзевир. ISBN 0-240-80632-8.
- ^ Марвин Дж. Розен; Дэвид Л. Деврис (2002). Фотография и цифровые изображения . Кендалл Хант. ISBN 0-7575-1159-7.
- ^ Юрий Ф. Тасич; Мохамед Наджим (2003). Интеллектуальные интегрированные средства коммуникации . Springer. ISBN 1-4020-7552-9.
- ^ Иссак Амадрор (2009). «3». Теория феномена муара . Springer London. DOI : 10.1007 / 978-1-84882-181-1_3 . ISBN 978-1-84882-180-4.
- ^ а б Лэнгфорд, Майкл (2000). Основная фотография (7-е изд.) . Оксфорд: Focal Press. ISBN 0-240-51592-7.
- ^ «Сравнение качества изображения кино и цифрового» . 18 декабря 2014 г.
- ^ Разрешение Test Area 2: деревья и горы архивации 2007-02-09 в Вайбак машины RN Кларк, 8 апреля 2001 г. Проверено 2 сентября 2006.
- ^ Теория информации Шеннона, шум и воспринимаемое качество изображения Норман Корен, 2000/2010, получено в мае 2010 г.
- ^ https://www.dxomark.com/nikon-d850-sensor-review-first-dslr-hit-100-points/
- ^ http://www.physorg.com/news139751840.html,Accelerated Архивировано 25 января 2009 г. в исследовании Wayback Machine с использованием цифровой камеры
- ^ «Цифровой дешевле, чем фильм?» . Архивировано из оригинала на 2011-12-15 . Проверено 11 ноября 2011 .
- ^ «5 причин отказаться от цифровой SLR» .
- ^ «Вопрос о разрешении 2К против 1080p [Архив] - REDUSER.net» .
- ^ «Кристофер Нолан рассказывает о кино и цифровых технологиях, о своем взгляде на компьютерную графику, о своем незаинтересованности в 3D и многом другом в проницательном интервью DGA» .
- ^ cigsandvines (10 августа 2006 г.). "pta on digital vs. film" - через YouTube.
- ^ «Тарантино терпеть не может цифровое кино» . 30 ноября 2012 г.
Внешние ссылки
- Сравнения опубликованных материалов: пленка и цифровая фотография
- Цифровые и кинематографические (настоящая сделка) - Nikon D300 против Fuji GS645s
- ЦИФРОВАЯ SLR против пленочного сканирования