Шум на цифровых фотографиях Что это значит и почему?

Шум на цифровых фотографиях

Шум цифровой фотографии — термин относящийся к определенному типу визуальных искажений. Он похож на зерно, встречающееся в пленочной фотографии, но может также выглядеть как пятна обесцвечивания, когда он действительно плох, и может испортить фотографию. Электронный шум, или цифровой шум, имеет тенденцию ухудшаться, когда вы снимаете при слабом освещении.

С технической точки зрения шум изображения — это визуальное проявление более низкого отношения сигнал/шум, которое измеряется в децибелах. Хотя количество шума, которое вы можете считать приемлемым, может отличаться от того, что может принять другой парень, большинство профессиональных фотографов хотят видеть фотографии с отношением сигнал/шум не менее 30 дБ. Как правило, чем меньше шума на изображении, тем лучше.

Шум на фотографии бывает разный

Если вам интересно, что такое шум в фотографии, вы должны знать, как его обнаружить. В цифровой фотографии существует три типа шума: случайный, с фиксированным рисунком и полосатый.

Случайный шум — это непредсказуемое распределение несовершенных пикселей с цветом или интенсивностью, отличными от окружающих пикселей. Он появляется, когда вы фотографируете в условиях низкой освещенности и используете высокие значения ISO. Распределение шума на двух фотографиях, сделанных в одинаковых условиях, отличается.

Шум фиксированного шаблона – шум с фиксированной диаграммой направленности — это термин, которым обозначается конкретная диаграмма шума на датчиках цифрового изображения, часто заметных при съемке с более длительной выдержкой, когда отдельные пиксели могут давать более яркую интенсивность по сравнению с общим фоновым шумом.

Шум фиксированного шаблона более заметен, чем случайный шум, поскольку несовершенные пиксели имеют более высокую интенсивность. Он появляется, когда вы подвергаете камеру воздействию большого количества света и высоких температур. В этом случае распределение шума на двух фотографиях, сделанных в одинаковых условиях, одинаково.

Полосчатый шум выглядит как полосы и зависит от камеры. С этим ничего не поделаешь, но он усиливается при высоких значениях ISO, больших областях в тени и определенных балансах белого.

Что является причиной возникновения шума на изображении фотографии?

Высокая светочувствительность. Более высокое значение ISO, которое может понадобиться при съемке в условиях низкой освещенности, является основным виновником появления большего количества шума на изображении. Представьте себе ISO как ручку усиления на усилителе для электрогитары. Чем больше усиление, тем громче звук гитары, но он также становится искаженным по сравнению с чистым звуком гитары без усиления.

На фотографии, чем выше ISO, тем больше искажений (шума) на изображении, независимо от того, какую выдержку вы используете. Вы можете почувствовать соблазн увеличить ISO, чтобы на датчик попало больше света. Но вместе с этим более высоким ISO вы рискуете увеличить шум.

Маленький размер сенсора камеры. Когда дело доходит до шума, размер сенсора имеет значение. Меньшие сенсоры камер, такие как те, что используются в сотовых телефонах и компактных камерах, имеют размер ноготка. На этих камерах шум может достигать неприемлемых уровней даже при ISO 1728; хотя многие современные камеры при ISO 1600 дают чистое изображение.

Цветной шум iPad mini 7
Цветной шум iPad mini 7 | приложение ProCam

К тому времени, как вы достигнете ISO 3200 на APS-C или выше ISO 6400 на полном кадре, фотография может стать похожей на картину импрессиониста и потерять резкость, детализацию и точность цветопередачи. Даже профессиональные камеры с кроп-сенсором имеют эту проблему. Камеры с более крупными сенсорами, такие как полнокадровые беззеркальные камеры, производят меньше зерна при более высоких значениях ISO. Чем больше сенсор, тем лучше зерно при сопоставимых скоростях.

Плотность пикселей на матрице фотокамеры

Полнокадровая матрица с 45 миллионами пикселей (мегапикселей) будет производить больше цифрового шума, чем матрица такого же размера с 24 мегапикселями. Это потому, что для того, чтобы сжать эти дополнительные миллионы пикселей, фактический размер пикселя должен уменьшиться, что означает, что каждый пиксель будет воспринимать меньше света. Чтобы компенсировать это, увеличивается ISO, и это вызывает шум. И наоборот, больший фотосенсор с 24 МП будет производить меньше шума, чем меньший с 24 МП.

Скорость затвора и шум в фотографии

Длительная выдержка может привести к появлению статики, которая также может быть причиной цифрового шума, в частности, яркостного шума. Действует правило чем больше сигнал тем больше шум. Решения два — при использовании более длительной выдержки попытайтесь уменьшить шум, уменьшив ISO или воспользоваться встроенным шумоподавлением камеры.

Яркостный шум придлительной экспозиции
ISO 64 | 6s | f22 | 120 mm

Тени и шум в фотографии

Если вы снимаете при ярком дневном свете с более высоким ISO, зернистость может быть не столь очевидной… если вы не посмотрите на области тени. Зернистость больше проявляется на более темных объектах или фоне. Еще хуже, если вы используете программное обеспечение для редактирования изображений, такое как Adobe Photoshop, и осветляете изображение. Тогда зернистость в областях тени станет еще более очевидной.

Что такое «приемлемый» шум, как избежать шума

Приемлемый шум — это очень субъективное понятие. Как избежать излишнего шума или уменьшить его на фотографиях? Есть несколько способов.

  • Снимайте при низком ISO. Более высокие значения ISO создают больше шума. Поэтому выбор самого низкого значения ISO, которое вы можете получить, при этом сохраняя хорошую экспозицию, помогает снизить шум. Для APS-C камеры это может означать съемку только до ISO 3200. Для FF беззеркальной вам может подойти ISO до 6400 или даже выше на некоторых последних моделях. Однако, если вы снимаете только при низких значениях ISO, вам, скорее всего, понадобится штатив или вспышка для съемки при слабом освещении.
  • Купите камеру с большим сенсором. Выкидывайте микро 4/3 и перейдите на Nikon Z5, и вы увидите значительное улучшение качества изображения. Эта камера ненамного больше, чем OM System OM-1 и дешевле. Рассмотрите одну из новых камер с не большими сменными объективами.
  • Используйте встроенное шумоподавление камеры. Многие современные цифровые камеры, как компактные, так и зеркальные, имеют встроенную функцию шумоподавления. Многие компактные камеры по умолчанию применяют шумоподавление к изображениям JPEG. Современные фотокамеры, как правило, имеют возможность выключать или включать шумоподавление на высоких или низких настройках. Если вы определенно хотите отключить шумоподавление, снимайте в режиме RAW.
  • Используйте программное обеспечение для шумоподавления на вашем компьютере. Если в вашей камере нет встроенного шумоподавления или вы предпочитаете снимать в формате RAW, а не JPEG, и настраивать уровень шума после съемки, используйте программное обеспечение для шумоподавления, например Topaz Photo AI. Преимущество использования программного обеспечения для шумоподавления по сравнению с встроенным шумоподавлением в камере заключается в том, что у вас есть более мощные инструменты, такие как выборочное снижение зернистости в тех частях изображения, где это необходимо, оставляя другие области нетронутыми используя технологии искусственного интеллекта. Многие опции программного обеспечения для шумоподавления включают регулируемые ползунки шумоподавления. Они позволяют вам контролировать шумоподавление яркости и цветовое шумоподавление. С помощью ползунков вы можете получить точный уровень регулировки, который вам нужен.

Яркостный шум против цветового шума

Шум в фотографии не идеален, независимо от его типа. Однако с некоторыми типами шума справиться легче, чем с другими. Для начала давайте рассмотрим, как выглядят два типа шума на изображениях.

Шум яркости похож на зернистость пленки, к которой привыкли многие фотографы. Это изменение яркости. Цветовой шум выглядит как ярко окрашенные пиксели, которые контрастируют с цветами на остальной части изображения. При цветном шуме вы увидите синий пиксель рядом с красным, рядом с зеленым. Цветовой шум также имеет тенденцию выглядеть пятнистым и размытым.

Шум яркости обычно легко исправить с помощью ползунка снижения шума яркости в программном обеспечении.

Цветовой шум немного более привередлив и может привести к чрезмерному размытию и сглаживанию ваших изображений. При этом будьте осторожны, поскольку применение слишком большого шумоподавления может уменьшить детализацию.

Плохо ли, что на фотографиях есть шум?

Шум в фотографии не идеален. Шум серьезно затрудняет печать изображений или их распространение в цифровом формате в высоком разрешении. Когда дело доходит до шума, лучшим советом будет избегать его в первую очередь, используя методы, упомянутые выше.

Когда вы покупаете фотокамеры или планируете заняться фототуризмом, подумайте, как шум может повлиять на вас и на снимки, которые вы собираетесь сделать. Избежание шума на при съемке значительно облегчит ваши сеансы редактирования.

Лучший способ убрать шум с изображения при постобработке — это классика. Чистое шумоподавление требует некоторых навыков. Не бойтесь повторно обрабатывать старые, шумные изображения. Убедитесь, что во время работы вы не теряете детали на своих фотографиях. Сохранение некоторого шума всегда предпочтительнее потери значительной детализации изображения.

Плагины и специальное программное обеспечение ускоряют и повышают точность процесса, поэтому перед началом работы проделайте небольшую работу.

Как узнать, насколько хорошо моя камера справляется с цифровым шумом?

Сервис DxOMark от DxO Labs тестирует цифровые камеры на общее качество изображения, но также проводит специальные тесты для определения уровня шума камеры на всех ISO. Вы можете выполнить поиск в базе данных Sensor Rankings для своей модели камеры. DxOMark Sensor Score Sports (ISO для слабого освещения) покажет вам самый высокий ISO, при котором DxO измерила приемлемый уровень шума (который они определяют как 30 дБ или выше). Щелкните вкладку «SNR 18%», чтобы просмотреть график, показывающий соотношение сигнал/шум камеры, измеренное в дБ.

Хорошей новостью является то, что последнее поколение цифровых камер лучше справляется с созданием изображений с более низким уровнем шума. По мере развития технологий будущие поколения могут еще больше снизить уровень шума или полностью устранить его.

Что такое шумоподавление?

Подавление шума на фото — это способ уменьшить шум изображения при постобработке. Программное обеспечение для редактирования фотографий сглаживает изображение, оценивая разницу между значениями соседних пикселей. Они могут использовать интенсивность или цвет пикселя в качестве эталона. Что касается методов сглаживания, большинство редакторов используют фильтры, такие как фильтр размытия по Гауссу или медианный фильтр.

Подавление шума на фото — это способ уменьшить шум изображения при постобработке. 

Сглаживающие фильтры не делают разницы между шумом и деталями. Чем агрессивнее фильтр, тем больше потеря деталей. Поэтому передовые инструменты снижения шума на фотографиях включают алгоритмы искусственного интеллекта, например Topaz photo AI, которые помогают им точно определять и устранять шум. Большинство из них фокусируются на случайных шумах

Цифровая фотография после шумоподавления
Шумоподавление с помощю Topaz photo AI, все работает в связке с Photosop
Прокрутить вверх