Szumy

Szumy...
Nadsyłane przez Was zdjęcia wykonane aparatami cyfrowymi
(bardzo jestem Wam za nie wdzięczny) skłoniły mnie do napisania
małego artykułu dotyczącego tzw. szumów. Szum objawia się jako
kolorowe, losowo rozrzucone ziarno. Co prawda na zdjęciach
zmniejszonych do rozdzielczości 640x480 punktów tego do końca nie
widać, ale oglądając te zdjęcia w oryginalnych wymiarach zjawisko jest
dość dokuczliwe.
Zacznijmy od odrobiny teorii.
Okazuje się, Ŝe matryca światłoczuła naszego aparatu po prostu
szumi sama. Jak kaŜde urządzenie elektroniczne do pracy potrzebuje
zasilania. KaŜda z zasilanych komórek światłoczułych matrycy generuje
zakłócenia spowodowane losowymi ruchami elektronów w obrębie
kaŜdej pojedynczej komórki. Powstaje tzw. prąd ciemny matrycy. Na
domiar złego przepływający przez matrycę prąd powoduje jej
nagrzewanie. Nagrzane elementy światłoczułe generują zakłócenia
znacznie większej wartości. Wartość tych zakłóceń rośnie wraz z
temperaturą niestety wykładniczo. Ponadto im mniejszy fizycznie
element światłoczuły tym generuje więcej zakłóceń.
Kolejnym przyczynkiem do zwiększenia szumów na zdjęciu jest
zwiększanie czułości matrycy aparatu. KaŜdy cyfrak ma regulację tej
czułości. Określa się ją za pomocą jednostki ISO będącej ekwiwalentem
czułości tradycyjnego filmu do aparatu analogowego. W przypadku
typowego kompaktowego cyfrowego aparatu fotograficznego mamy do
dyspozycji następujące wartości ISO: 50, 100, 200, 400. Lustrzanki
cyfrowe często pozwalają na ustawienie czułości na wartość 800, 1600,
a nawet 3200 ISO. KaŜde zwiększenie czułości wg tego szeregu jest
dwukrotne. Aparat realizuje to wzmacniając sygnał przekazywany przez
matrycę światłoczułą. Niestety... Wzmacnia go razem z szumem
spowodowanym tzw. ciemnym prądem. Efekt jest taki, Ŝe ustawiając
duŜą wartość ISO zyskujemy moŜliwość fotografowania w złych
warunkach oświetleniowych kosztem zmniejszenia jakości zdjęcia często dość drastycznie.
JuŜ przy samym wyborze aparatu cyfrowego powinniśmy zwrócić
uwagę na pewien waŜny, a pomijany w reklamach, parametr. Chodzi o
fizyczną wielkość matrycy światłoczułej. Staramy się często wyszukać
aparat, którego matryca ma moŜliwie duŜo megapikseli (mpix). Nie
zwracamy uwagi na to, Ŝe więcej mpix to mniejsze (bardziej szumiące)
fotoelementy. Reasumując, jeśli matryca jest określonego wymiaru to ta,
która
ma
mniej
mpix
będzie
szumiała
znacznie
mniej.
Wybierając aparat kompaktowy musimy pogodzić się z faktem, Ŝe jego
matryca jest zasilana cały czas gdy aparat jest włączony. Daje to
ogromną zaletę w postaci moŜliwości kadrowania zdjęcia za pomocą
wyświetlacza znajdującego się na tylnej ścianie naszego aparatu.
Niestety... Wada tego rozwiązania jest dość oczywista. Cały czas
zasilana matryca robi się coraz cieplejsza generując coraz więcej szumu.
W zdecydowanie lepszej sytuacji są osoby, których wybór padł na aparat
lustrzany. Wadą tego aparatu jest zazwyczaj spora cena i brak
moŜliwości kadrowania zdjęcia na wyświetlaczu. Trzeba uŜywać
tradycyjnego wizjera optycznego. Zaletami natomiast w kontekście
występowania szumów jest to, Ŝe lustrzanka przewaŜnie posiada
matrycę o znacznie większej powierzchni, a co za tym idzie elementy
światłoczułe są znacznie większe fizycznie. Ponadto matryca aparatu
lustrzanego zasilana jest tylko w momencie robienia zdjęcia, przez co się
znacznie mniej nagrzewa dając zdecydowanie lepszą jakość obrazu
szczególnie przy większych wartościach ISO. Tyle teorii.
Co zatem robić aby zminimalizować skutki występowania zjawiska szumu?
•
•
•
•
•
•
•
Na etapie wyboru aparatu starajmy się kupić taki z fizycznie
większą matrycą.
Jeśli nigdy nie wykorzystamy matrycy 8 mpix, to moŜe warto
zastanowić się nad zakupem aparatu 4 lub 5 mpix. Nie dość, Ŝe
będzie mniej szumu, to zostanie trochę pieniędzy na większą kartę
pamięci.
Jeśli dysponujemy większymi funduszami, a zaleŜy nam na
dobrych jakościowo zdjęciach zdecydujmy się na lustrzankę.
Podczas fotografowania (szczególnie w lecie) dajmy odpocząć
(ostygnąć) naszemu cyfrakowi.
Tryby automatyczne fotografowania bardzo chętnie podnoszą
wartość ISO - ustawmy ten parametr ręcznie na moŜliwie niski.
Starajmy się dobrze dobierać parametry naświetlania - zdjęcie
niedoświetlone zazwyczaj jest bardziej zaszumione.
Jeśli juŜ obrabiamy wykonane zdjęcie w programie graficznym, nie
stosujmy zbyt duŜego efektu wyostrzania zdjęcia i nie zwiększajmy
jego kontrastu - parametry te zdecydowanie uwydatniają szum.
Istnieją programy pomagające w usuwaniu szumu ze zdjęć, ale to
juŜ temat na osobny artykuł. PoniŜej przedstawiam zdjęcia wykonane
przy pomocy aparatu SONY DSC P72 (kompaktowy) i Canon 300D
(lustrzanka) przy róŜnych czułościach matrycy. Myślę, Ŝe róŜnica
widoczna jest gołym okiem. Aparat kompaktowy (Sony DSC P72)
wygenerował przy czułości ISO 400 (maksymalna dla tego modelu)
porównywalną, a nawet wieksza ilość szumu niŜ Canon 300D przy
czułości ISO 800)
SONY DSC P72
Canon 300D
Na zakończenie Ŝyczę Wam jak najmniej szumiących cyfraków :)
Opracowane na podstawie artykułu: "Szumom na zdjęciach mówimy
nie!" M. Pawlaka - Chip FOTO-VIDEO Digital Nr 12/2004.
Testy własne autora