Динамический диапазон камеры: что это и как его не потерять

Динамический диапазон камеры — это отношение самого яркого сигнала, который матрица записывает без пересвета, к самому слабому, который ещё отличим от шума; в фотографии его меряют ступенями экспозиции (EV). Двенадцать ступеней — это контраст 4096:1. В звукозаписи и электронике то же понятие меряют в децибелах: одна ступень — около 6 дБ, 14 ступеней — 84 дБ, так что цифры из характеристик видеокамер и звуковых карт легко перевести в привычные.

Ступени, биты и почему тени шумят

Матрица записывает свет линейно: вдвое больше фотонов — вдвое больше число в файле. Поэтому самая светлая ступень занимает половину всех уровней RAW, следующая — четверть, и так до самых теней:

Отсюда смысл экспозиции вправо: чем светлее снят кадр без пересвета, тем больше тонов попадает в «богатые» верхние ступени. 14 бит — потолок записи, а не реальный диапазон: шум съедает нижние ступени раньше. У 350D — героини нашего ретро-обзора — и у 400D RAW был 12-битным; на 14 бит Canon перешла в 2007–2008 годах с 40D и 450D.

Сколько ступеней у камер Canon

По тестам DxOMark на базовом ISO у 70D — 11,6 EV, у 80D — 13,2; у 5D Mark III — 11,7, у 5D Mark IV — 13,6. Скачок почти в две ступени у поколения 2016 года дал перенос аналого-цифрового преобразователя прямо на кристалл матрицы: шум электроники в глубоких тенях резко упал. На практике тени 5D Mark III или 70D при вытягивании на три ступени заметно полосят, а у 80D и 5D Mark IV остаются куда чище.

Две оговорки. Первая: диапазон максимален на базовом ISO и сужается с его ростом — верхняя граница с каждым удвоением падает на ступень, а шум снизу уменьшается куда медленнее. Вторая: глаз с адаптацией охватывает больше 20 ступеней, поэтому кадр почти всегда выглядит контрастнее увиденного (как видит камера).

В видео ту же задачу решают логарифмические профили Canon Log: они пишут нарочито плоскую картинку, чтобы уместить больше ступеней в 8 или 10 бит, а контраст возвращают при цветокоррекции. Подробнее — в гиде по видеосъёмке на Canon.

Как измерить контраст сцены на месте

Лабораторные 13–14 EV включают нижние ступени, где деталей уже почти нет — только шум. Поэтому полезно знать контраст конкретной сцены. Включите точечный или частичный замер, режим Av, и наведите центр кадра на самый яркий участок, где нужны детали, — например, облака. Запомните выдержку. Затем — на самую тёмную тень, где деталь тоже важна. Небо на 1/2000, тень под деревом на 1/60 — это пять ступеней, матрица справится с запасом. Если разница выходит за 10 ступеней, одним кадром без потерь не обойтись.

Когда сцена шире матрицы

По таблице экспозиционных чисел улица в ясный день — EV 15, светлый офис — EV 8–9. Только между средними тонами окна и комнаты 6–7 ступеней; добавьте блики на машинах за стеклом и тени под столом — и сцена легко выходит за 12–14 ступеней. Варианты, от простого к сложному:

1. Выбрать жертву. Экспонировать по небу и отдать тени в черноту — получится силуэт.
2. Градиентный фильтр темнит небо на 1–3 ступени прямо при съёмке (какие фильтры нужны).
3. Брекетинг и HDR: 3–5 кадров с шагом 1–2 ступени и склейка — пошагово.
4. Инструменты Canon. «Приоритет светов» (D+) даёт в светах около ступени запаса: камера снимает темнее и поднимает остальное при проявке JPEG, поэтому минимальное ISO становится 200. Auto Lighting Optimizer высветляет тени в JPEG. Владельцы старых зеркалок пробуют модуль Dual ISO для Magic Lantern: чередующиеся строки матрицы снимаются на двух разных ISO, например 100 и 1600, и склеиваются в кадр с расширенным диапазоном ценой разрешения.

Как не потерять диапазон при съёмке

• Снимайте RAW: JPEG хранит 8 бит после тоновой кривой, и часть светов и теней в нём уже отрезана.
• Держите базовое ISO, пока света хватает на нужную выдержку.
• Контролируйте света по гистограмме и зебре, а не по яркости экрана: в тёмной комнате экран всегда врёт в плюс.
• Помните об асимметрии: пересвет необратим, недодержка — нет. Если не уверены, экспонируйте на треть ступени темнее и тяните тени при проявке.

Потерянные света и тени: разбор ошибок

Рядом в словаре

Для тех, кто привык думать зонами Адамса, есть зонная система на камерах EOS: одиннадцать зон от чёрной до белой — те же ступени, только с плёночной историей. Соседние термины — ETTR, гистограмма, брекетинг и ISO.