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Tema: 5D : rango dinamico y bits

  1. #37
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    Hola camacu, primero unos comentarios y luego una petición:

    PS trabaja a 15 bits (15 bits más un nivel para ser exactos, está comentado al final del TUTORIAL HISTOGRAMMAR), pero no nos afecta para lo que en realidad buscamos que es apreciar una diferencia de calidad útil y aprovechable entre las imágenes. Que iba a haber diferencias al hacer la resta está claro porque los valores numéricos no son los mismos, pero en realidad lo que te decía no era coger y poner las imágenes en modo diferencia para ver lo que salía, sino comparar una con la otra al lado, con las sombras levantadas a ver si se apreciaba más calidad o información útil en la de 14 bits. Aquí sería interesante además incluir (si no te cuesta mucho), revelados simulados a 12, 10, 8 e incluso 6 bits, para que se vea claramente donde la posterización hace acto de presencia (en los tonos medios será claro, ya no en las sombras profundas).

    Respecto a la "información útil" que crees detectar al restar fuera de PS las dos imágenes, se trata de una diferencia de ruido que perfila la escena, pero eso no quiere decir que sea información útil, ni que sea algo que posee el revelado de 14 bits y no lo posea el de 12 bits. Puedes hacer un ejercicio curioso (si esta noche encuentro el enlace de OD donde lo hice yo lo pondré): se trata de revelar un RAW usando exclusivamente la información que hay desde el punto negro de Canon (típicamente 1023/1024 en 14 bits, DCRAW te lo calcula) hacia valores de ruido negativos. Esa información de ruido permite perfilar con bastante claridad los elementos de una escena en las sombras (la mayor presencia o ausencia de ruido los hace visibles), pero esto no quiere decir que sea información aprovechable para mejorar la calidad del resultado. De hecho los reveladores RAW normales directamente desechan ese "ruido negativo".

    La petición es la que ya se intuía: hacer revelados simulados a 12, 10, 8 y 6 bits, y comparar una al lado de la otra (no restar) las imágenes resultantes levantando las sombras y los tonos medios con curvas del tipo que te puse (no tienen porqué ser curvas (128,255), eso era un ejemplo. Basta que sean tramos rectos del tipo (N,255) con la pendiente ajustada para que la exposición sea la adecuada para ver algo). Y lo suyo es hacerlas de diferentes partes de la imagen: sombras profundas, y también tonos intermedios para ver la posterización del revelado a 6 bits.

    Enhorabuena por el ejercicio.


    Cita Iniciado por Western Ver Mensaje
    Creo que en este post se están mezclando demasiados conceptos: ruido, sensibilidad, sample, digitalización, dinámica, umbrales... hay quien habla de "casi" 14 bits, cuando este concepto sólo acepta números enteros y pares.

    Y para más inri, todo se mezcla con la forma en que los programas de edición manejan los datos digitales, cosa que no tiene nada que ver con los sensores. Pero absolutamente nada que ver.
    Es que todo está íntimamente relacionado. La señal luminosa se muestrea, previamente a este proceso a la señal útil se le añade ruido, que es el que limitará el rango dinámico, y aunque creo que no se ha hablado de ISOs en ningún momento, cuanto mayor sea la sensibilidad (ISO) usada se tendrá una mejor relación S/N para una misma cantidad de luz incidente.

    Por supuesto luego todo esto está relacionado con la forma en que PS trabaja, porque si PS te "roba" un bit te está haciendo perder información útil.

    No sé dónde ves el problema.

    Salu2
    Última edición por Guillermo Luijk; 28/09/09 a las 09:49:18

  2. #38
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    El problema es que se ha comenzado a hablar del conversor de Canon, y se ha terminado hablando de Photoshop. La forma en que se muestrea la tensión de un sensor nada tiene que ver con el requisito imprescindible de crear una imagen RGB en nuestros monitores, de 8 ó de 16 bits.

    Imagina que nuestros reproductores de CD funcionasen con samples de 12 bits, como de hecho se diseñaron al principio. El sonido estaría "construído" en base a 12 bits. Y ahora imagina que ese sonido digital entra en una cadena de música que funciona a 16 bits. Necesitaríamos resamplear la señal de entrada para adaptarla, aunque en la salida tendríamos la misma calidad inferior del original de 12 bits. Es lo mismo en nuestras cámaras.

  3. #39
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    Cita Iniciado por Western Ver Mensaje
    El problema es que se ha comenzado a hablar del conversor de Canon, y se ha terminado hablando de Photoshop. La forma en que se muestrea la tensión de un sensor nada tiene que ver con el requisito imprescindible de crear una imagen RGB en nuestros monitores, de 8 ó de 16 bits.
    El motivo por el que se ha hablado de Photoshop es porque camacu se ha dado cuenta de que este programa hace unos redondeos en las imágenes de 16 bits (pérdida de un bit) que invalidan el resultado de las pruebas que ha hecho. Por eso ha preferido no usarlo y hacer él mismo la operación en 16 bits reales sin redondeos, eso es todo.

    Salu2

  4. #40
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    Cita Iniciado por Guillermo Luijk Ver Mensaje
    Que iba a haber diferencias al hacer la resta está claro porque los valores numéricos no son los mismos.
    En realidad son los mismos valores, simplemente quitando en una de las imagenes los 2 ultimos bits. Por lo tanto lo que deberia ver al hacer la diferencia es solamente ruido si la informacion en esos bits no es util.

    Cita Iniciado por Guillermo Luijk Ver Mensaje
    lo que en realidad buscamos que es apreciar una diferencia de calidad útil y aprovechable entre las imágenes. , pero en realidad lo que te decía no era coger y poner las imágenes en modo diferencia para ver lo que salía, sino comparar una con la otra al lado
    Si el ejemplo de la diferencia no queda claro, creo que mas claro que este es imposible, directamente mostrar no a 12, 10 8 y 6 sino directamente con esos 2 bits.
    De nuevo las operaciones hechas en c++, pasando del PS:


    Foto a una pared ( CR2 )

    DCRAW: Tiff de 14 bits:




    Cojo los 2 bits de menos peso ( los correspondientes al 13 y el 14 del RAW ) y los muestro tal cual, solamente esos 2 bits por pixel por canal:




    Ruido puro generado con 2 bits ( con un generador pseudo-aleatorio )





    Si no se ve claramente lo que es ruido de lo que no, podeis descargar las imagenes a 1000x1000 y superoponerlas. Yo lo veo perfectamente. Aqui hay informacion util y aprovechable con total seguridad. Porque? pues porque si el ruido que genera el sensor fuera superior a la precision de los 2 ultimos bits, seria imposible ver esto con tanta claridad. Incluso si simplemente es la silueta de la imagen con ruido, estamos hablando de 2 bits por canal, nada. Y eso ya me esta perfilando la imagen, me demuestra que no es solo ruido y que hay datos como dije, como minimo parcialmete aprovechables.

    Haciendo pruebas rapidas con otras imagenes hay algunas zonas en las que el ruido es mas latente que en otras, y por tanto esta claro que esas zonas no se benefician tanto de esos ultimos bits.

    Saludos

  5. #41
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    Cita Iniciado por camacu Ver Mensaje
    Yo lo veo perfectamente. Aqui hay informacion util y aprovechable con total seguridad. Porque? pues porque si el ruido que genera el sensor fuera superior a la precision de los 2 ultimos bits, seria imposible ver esto con tanta claridad. Incluso si simplemente es la silueta de la imagen con ruido, estamos hablando de 2 bits por canal, nada. Y eso ya me esta perfilando la imagen, me demuestra que no es solo ruido y que hay datos como dije, como minimo parcialmete aprovechables.
    Pero en lugar de elucubrar sobre la utilidad que tendría o no la información extra, por qué no puedes poner recortes de las imágenes una al lado de la otra? la de 12 bits y la de 14 bits, y de paso la de 8, para ver en qué se traduce esa información extra. Ya te he comentado que solo con el nivel de presencia de ruido pueden distinguirse todos los muebles de un salón.

    Salu2

  6. #42
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    Predeterminado

    Porque como ya dije al final de la comparativa del post de Photoshop, yo no veo ninguna diferencia visual entre las imagenes de 14bits y 12bits. Entre la precision de los programas de edicion, del monitor y del ruido inherente a la fotografia al final se cancela todo. Ni siquiera veo diferencias aumentando varios EV la exposicion en las sombras, que por tanto tambien maximizo el ruido. Entonces poniendo unas al lado de otra no van a mostrar nada, ninguna diferencia, y menos si opero con Photoshop.

    En su momento se discutia sobre si esos 2 bits extra eran basura o relleno, o no lo eran. Yo solo he querido analizar si hay algo de informacion o si son simplemente ruido aleatorio o ceros. Si experimento con curvas de exposicion que no se como estan impleemntadas por debajo y despues de los errores de precision detectados, la fiabilidad, al menos para esto soy lo mas riguroso que puedo, sera nula.

    A lo mejor a nadie le interesa las conclusiones o las pruebas que he hecho, pero le encuentro mucho mas sentido a estas que a las otras. Ademas con Photoshop pierdo horas literalmente usandolo. Si alguien quiere hacerlas, si quieres tu mismo, tardaras mucho menos que yo. Aunque diria que no nos van a sorprender los resultados. Y si quieres cualquier resultado con los tiffs originales, codigo o ejecutables con los que he trabajado tambien estan disponibles.



    Saludos

  7. #43
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    Cita Iniciado por camacu Ver Mensaje
    Porque como ya dije al final de la comparativa del post de Photoshop, yo no veo ninguna diferencia visual entre las imagenes de 14bits y 12bits. Entre la precision de los programas de edicion, del monitor y del ruido inherente a la fotografia al final se cancela todo. Ni siquiera veo diferencias aumentando varios EV la exposicion en las sombras, que por tanto tambien maximizo el ruido. Entonces poniendo unas al lado de otra no van a mostrar nada, ninguna diferencia, y menos si opero con Photoshop.
    Con esto me queda claro que los 2 bits extra de los RAWs de 14 bits de la cámara que has analizado no le aportan nada al fotógrafo que no sea desperdiciar capacidad de almacenamiento en tarjetas y disco duro, y una cámara con un marketing a la altura de la competencia de 14 bits.

    Es una lástima que no quieras ponernos dos recortes para que lo veamos todos con nuestros ojos, pero bueno me fío totalmente de tus apreciaciones que por otro lado son las que esperaba.

    Por cierto las curvas en forma de tramos rectos de PS no tienen ningún misterio: son una multiplicación de los 3 canales RGB por un factor constante, o sea, un aumento de la exposición.

    Un saludo!

  8. #44
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    Cita Iniciado por camacu Ver Mensaje
    Porque como ya dije al final de la comparativa del post de Photoshop, yo no veo ninguna diferencia visual entre las imagenes de 14bits y 12bits. Entre la precision de los programas de edicion, del monitor y del ruido inherente a la fotografia al final se cancela todo. Ni siquiera veo diferencias aumentando varios EV la exposicion en las sombras, que por tanto tambien maximizo el ruido. Entonces poniendo unas al lado de otra no van a mostrar nada, ninguna diferencia, y menos si opero con Photoshop.

    En su momento se discutia sobre si esos 2 bits extra eran basura o relleno, o no lo eran. Yo solo he querido analizar si hay algo de informacion o si son simplemente ruido aleatorio o ceros. Si experimento con curvas de exposicion que no se como estan impleemntadas por debajo y despues de los errores de precision detectados, la fiabilidad, al menos para esto soy lo mas riguroso que puedo, sera nula.

    A lo mejor a nadie le interesa las conclusiones o las pruebas que he hecho, pero le encuentro mucho mas sentido a estas que a las otras. Ademas con Photoshop pierdo horas literalmente usandolo. Si alguien quiere hacerlas, si quieres tu mismo, tardaras mucho menos que yo. Aunque diria que no nos van a sorprender los resultados. Y si quieres cualquier resultado con los tiffs originales, codigo o ejecutables con los que he trabajado tambien estan disponibles.



    Saludos
    Para mi gusto como fotografo te aseguro que no sirve de nada, pues auqnue haya una ligera informacion, es mas el ruido que la informacion, que hay en esos dos bits. Si se viera que es al reves, la cosa cambiaria, pero veo mas ruido que informacion (bastante mas todo sea dicho); lo que para mi gusto son 2 bits (aprox depende de la camara claro esta) inutiles, con una capacidad que nada tiene que ver con 2bits efectivos.

    Cada cual que elija, pero yo eso no lo veo nada efectivo. Perdona mi ignoracia en lo que es el campo de la informatica se refiere, y aunque yo ahi entiendo que algo de "detalle" habrá, para alguien que no sea informatico, y este dentro del mundo de la fotografia, ya te aseguro que eso no lo veria como algo "util", y es obvio que seria "basura" si, es info que no se puede utilizar (para una persona del mundo audiovisual repito , ya no se si para un informatico si lo sera).

  9. #45
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    Los recortes de 12 y de 14. Con la exposicion incrementada. Son un zoom a las rocas de la foto del ave en el mar:


    12 )








    14 )





    Guilleromo, visualmente como dije son identicas. Si las analizas veras que simplemente hay pixeles oscilando +-1. Y alguno suelto +-2. Eso en un espacio de RGB final de 0 a 255. No se que conclusion quieres sacar de aqui. Hay una ligera diferencia, pero me diras que es por ruido o que es despreciable, ya dije que posiblemente para la mayoria, yo incluido, somos fotografos queremos realizar ajustes y obtener resultados. No viene de un +-1 final despues de haber forzado la fotografia.

    A muchos incluso con 8bits les basta ya que tiran en jpg. No se trata, al menos desde mi punto, en discutir si es util o no esa informacion extra. Para mi, como ya dije, era una duda de saber que informacion habia en esos 2 bits, si Canon metia basura o no, y esta claro que del sensor se esta recuperando cierta informacion en esos bits finales, con mas o menos ruido, aprovechables o no, utiles o no para el mas puritano, ahi estan.
    No trato de demostrar nada, solo comparto los resultados de lo que he investigado, aparte de descubrir la perdida en precision de PS al operar. Que de todos modos, afecta insignificantemente al usuario medio.

    Finalmente, que cada uno haga con sus 12 o 14 bits lo que le plazca de todas formas ahi estan y los estas usando quieras o no, te sean utiles o no. Pero todo esto no es nada nuevo que no haya dicho antes ya en alguno de los post previos. Simplemente lo aclaro.

    Saludos.

  10. #46
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    Cita Iniciado por camacu Ver Mensaje
    No se trata, al menos desde mi punto, en discutir si es util o no esa informacion extra.
    camacu, si no se trata de discutir si es útil o no esa información extra, no sé de qué estamos hablando. Tú mismo te pusiste a experimentar precisamente para descubrirlo, y te cito: "Lo que no tiene sentido es que si Canon mete un conversor a 14 bits en lugar de 12 que va a implicar mas espacio en tarjeta y disco ( 17% ), mas tiempo de procesado de la imagen por la camara, etc. luego esa informacion no sea aprovechable".

    Por otro lado tu cruzada para demostrar que hay diferencias entre el revelado a 12 bits o a 14 bits, está muy bien pero te la podrías haber ahorrado, porque era inevitable que las hubiera. Estás redondeando a 0 dos bits, cómo vamos a pretender obtener el mismo resultado numérico píxel a píxel?

    Pero lo importante a la hora de hacer fotos no es si hay diferencias, sino si esas diferencias tienen alguna consecuencia en el resultado o la calidad de la imagen, y eso era lo interesante del ejercicio quedando claro que no se obtiene mejora práctica alguna.

    En una Nikon D3X repetir el mismo experimento posiblemente deje claro que con ella sí hay una aportación real de los 14 bits. Esa cámara tiene menos ruido en cada píxel en las sombras que todos los respaldos digitales actualmente en el mercado; aquí hay un hilo que se alargó hasta más de 20 páginas y lo han acabado cerrando precisamente porque a los dueños y defensores de esos carísimos respaldos no les gustaba oir que la Nikon tiene más rango dinámico que sus máquinas.

    Salu2
    Última edición por Guillermo Luijk; 28/09/09 a las 23:38:57

  11. #47
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    Amo a vé, Manué, si aclaramos un poco lo de los 14, 16 o 1024 bits.

    Si Canon y Nikon (y cualquier marca barata) quisieran, nuestros sensores podrían procesarse con 32, 64, 128... bits o todo lo que ustedes quieran, porque de hecho hay procesadores que trabajan con ese número de bits, sin ir más lejos, 64 para los sistemas operativos más avanzados.

    Pregunta clave número 1: ¿Por qué se necesitan más bits para que la imagen se vea mejor? Pues sencillo. Digamos que un procesador con capacidad para procesar con mayor número de bits ofrecerá una mayor capacidad de matices y valores intermedios, o dicho en otras palabras, procurará una dinámica superior al existir más valores entre el negro y el blanco absolutos. Un procesador de 1 bit ofrece en una imagen sólo el blanco o el negro. Con dos bits, ya hay tres tonos de grises diferentes. Etcétera.

    Pregunta clave número 2: ¿Porqué en nuestras cámaras no se usan, por tanto, procesadores que trabajen a 64 bits, en vez de a 12 ó 14? ¿No obtendremos mayor dinámica? Pues no, no obtendremos mayor dinámica, porque si el sensor no tiene chicha, de poco sirve complicar las cosas. En definitiva, que de donde no hay no se puede sacar, y la dinámica de los sensores actuales no precisan de más bits, simplemente no los necesitan.

    Pregunta clave número 3: ¿Que problema hay si decidimos poner de cualquier manera un procesador de 32 ó 64 bits, para asegurar una buena reproducción? Los especialistas saben que convertir 64 bits a los 16 de nuestros monitores es bastante sencillo, al ser múltiplos. Pero el problema es que colocar un procesador que maneje una mayor cantidad de información pues deteriora un poco la velocidad de nuestra ráfaga. Un procesador de 12 ó 14 bits es pues una solución de compromiso entre calidad y velocidad. Pensemos en el tamaño de nuestras cámaras, y qué electrónica nos cabe dentro con qué fuente de energía.

  12. #48
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    camacu, si no se trata de discutir si es útil o no esa información extra, no sé de qué estamos hablando. Tú mismo te pusiste a experimentar precisamente para descubrirlo, y te cito: "Lo que no tiene sentido es que si Canon mete un conversor a 14 bits en lugar de 12 que va a implicar mas espacio en tarjeta y disco ( 17% ), mas tiempo de procesado de la imagen por la camara, etc. luego esa informacion no sea aprovechable".
    A ver, despues de las pruebas que realize, me queda totalmente claro que los dos ultimos bits aportan a la imagen significativamente. El problema es que debido al concepto ruido del sensor es muy dificl estimar correctamente y exactamente que porcentaje de esos bits realmente se aprovechan. Y que no es el 100% tambien lo tengo claro.

    Cuando dije y digo aprovechable me referia precisamente a eso, que hubiera informacion valida y no basura, que es lo que he averiguado. Cuando digo util, ya es mas delicado porque ya interviene un sentido practico. Y depende para que puede serlo y depende para que no. Para un fotografo probablemente no le va a sacar partido actualmente, pero para un laboratorio o para un analista de datos luminicos, tal vez si. Y eso es lo que no voy a discutir.


    Cita Iniciado por Guillermo Luijk Ver Mensaje
    Por otro lado tu cruzada para demostrar que hay diferencias entre el revelado a 12 bits o a 14 bits, está muy bien pero te la podrías haber ahorrado, porque era inevitable que las hubiera. Estás redondeando a 0 dos bits, cómo vamos a pretender obtener el mismo resultado numérico píxel a píxel?
    Por supuesto, hay diferencias, es obvio no?. Pero el resultado que queda es lo importante: ¿veo algo de la imagen y por tanto informacion real? o solo ruido?

    Cita Iniciado por Guillermo Luijk Ver Mensaje
    "Pero lo importante a la hora de hacer fotos no es si hay diferencias, sino si esas diferencias tienen alguna consecuencia en el resultado o la calidad de la imagen, y eso era lo interesante del ejercicio quedando claro que no se obtiene mejora práctica alguna."
    "mejora practica alguna" = util. Como he dicho no es util para la mayoria de nosotros. La importancia de esos 2 bits es minima, porque son los 2 bits menos significativos. Es como si tienes que comprarte una casa y te dicen que cuesta 318543.23 euros. Algun catalan se me echara encima pero esos 23 centimos no tienen relevancia en comparacion al precio total, pero no significa que no sean aprovechables. Utiles depende...

    Si convierto el TIFF a 12 y 14 y la imagen esta fluctuando +-1 despues de subir la exposicion y comparar, significa a que esos 2 bits hacen modificar la imagen por debajo del umbral visible por un monitor de 8 bits. No podemos verlo, a no ser que fuerces mucho la exposicion y ya se mezcla con la perdida de precision y el ruido. Sin embargo con los displays que estan empezando a salir y soportan verdaderos 10 y 12 bits, seguramente puedas empezar a ver pequeños degradados de un tono a otro por accion de esos dos bits sin necesidad de alterar la exposicion y manteniendo integros los detalles.

    Cita Iniciado por Guillermo Luijk Ver Mensaje
    En una Nikon D3X repetir el mismo experimento posiblemente deje claro que con ella sí hay una aportación real de los 14 bits. Esa cámara tiene menos ruido en cada píxel en las sombras que todos los respaldos digitales actualmente en el mercado; aquí hay un hilo que se alargó hasta más de 20 páginas y lo han acabado cerrando precisamente porque a los dueños y defensores de esos carísimos respaldos no les gustaba oir que la Nikon tiene más rango dinámico que sus máquinas.
    Si alguien tiene un RAW de la 3DX lo pruebo.



    Saludos

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