Что такое динамический диапазон: Страница не найдена

Содержание

Что такое динамический диапазон? Теория и практика — Сайт профессионального фотографа в Киеве

Многие слышали о таком понятии, как динамический диапазон. В фотографии и видеосъёмке это — возможность камеры одновременно отобразить на одном кадре как светлые, так и темные детали сцены. Ширина спектра оттенков от полностью чёрного до полностью белого и называется динамическим диапазоном.

Наши глаза способны улавливать гораздо больше перепадов освещённости, чем современные камеры. Задача камер же состоит в том, чтобы максимально приблизиться к тому, что мы видим. На фото ниже показано, как выглядит один и тот же кадр с низким динамическим диапазоном (мало информации в тенях и светах) и с высоким (хорошая проработка теневых и светлых зон).

От чего зависит динамический диапазон?

Есть два основных фактора — программный и аппаратный.

Один из главных программных методов заключается в склейке нескольких кадров для получения максимального количества информации в одной итоговой фотографии.

Такой метод называется HDR-фотография. Сейчас он активно применяется в телефонах. Кстати, мы можем посмотреть, как отличается фото с HDR на телефоне и 1 фотография без склеек, обработанная из raw файла с камеры Fujifilm X-T3 + объектив 12mm.

Если клеить несколько фото в ручном режиме, то это делается за счёт брекетинга по экспозиции. То есть, вы делаете серию кадров с различной степенью освещённости, чтобы запечатлеть как тёмные участки снимаемой сцены, так и светлые. Подробно об этом я рассказал в этом видео:

Но это мы говорили о программном расширении динамического диапазона. С аппаратной точки зрения важен размер и тип матрицы вашей камеры. Если у современных телефонов отнять программные улучшения, то вы получите очень грустную картинку. Фотоаппараты с большими матрицами же способны выдавать широкий динамический диапазон и без склейки кадров.

Ширина динамического диапазона в фотоаппаратах зависит от следующих факторов:

  • года выпуска
  • размера матрицы
  • типа матрицы.

Да, на первое место я поставил год выпуска. Старые полнокадровые фотоаппараты выдают худший динамический диапазон, чем современные кроп-камеры. За счёт современных технологий получается добиться такого эффекта. Также важен тип матрицы. Например, кроп-камеры Fujifilm с BSI матрицей (обратная засветка) дают ощутимо больший динамический диапазон по сравнению с камерами той же компании с обычными CMOS сенсорами. Убедиться в этом можно, посмотрев графики на этом сайте. Но если вы будете брать камеры, не сильно отстающие друг от друга по времени (2-3 года между выпуском), и с одним типом матрицы (скажем, только CMOS), то полный кадр будет иметь преимущество перед кропом. А средний формат перед полным кадром.

В худшую сторону по возможностям матрицы выбиваются такие модели, как Canon 6D mark II и Canon RP. И мой личный опыт и графики на сайте photonstophotos.net показывают, что эти полнокадровые камеры по динамическому диапазону уступают многим современным кропам. Вывод — если производитель продаёт вам недорогой полный кадр, будьте готовыми к тому, что он что-то там порежет. С другой стороны, если не увлекаться растягиванием raw-файлов до предела, то и RP будет отличным спутником начинающего фотографа.

Также имейте в виду, что кадры снятые на высоких ISO, будут иметь значительно более низкий ДД по сравнению с базовыми значениями. По этой причине, серьёзный фотограф должен полагаться только на штатив, а не на разрекламированную сегодня матричную стабилизацию.

Но это в теории…а на практике?

Где реализуются возможности камер в плане динамического диапазона? В первую очередь, это — пейзажная, архитектурная и интерьерная фотография. Также хороший динамический диапазон оказывается очень кстати при съёмки свадебных прогулок. Обычно они проходят при сложном жёстком освещении и задача фотографа их правильно отснять и грамотно обработать, в чём помогают хорошие raw файлы.

Следующий вопрос, насколько важны отличия между камерами в реальных условиях? На практике оказывается, что не стоит гнаться за самой самой технически совершенной камерой. Ведь тот же самый эффект, а то и даже лучший можно получить за счёт прямых рук. То есть, если например, вам нужно снимать интерьер или пейзаж, — пользуйтесь мультиэкспозицией и HDR. Склеенные 3 кадра с «плохой» камеры дадут ощутимо больший эффект, чем 1 кадр с крутой и навороченной.

Ниже приведён практический пример динамического диапазона на Fujifilm X-T3. Сверху исходник, снизу вытянутый raw-файл (без HDR).

Конечно, желательно всё-таки апгрейдить время от времени фото-технику. Совсем старые камеры или устаревшие кропы не дадут оптимального эффекта даже с 3 кадров. В таких случаях вы сможете получить хороший диапазон, если склеите кадров 6. Но это более затратно по времени и может вызвать проблемы при склейке, если в кадре будут движущиеся объекты. Ну, а в случае со съёмкой репортажа, вам вообще не до склейки и некоторый запас по ДД всегда приятен. По практическому опыту, могу сказать, что таких камер как Canon 5D Mark III/IV, Canon R с головой хватает для репортажной работы. То, что Никоны способны на большее, — очень хорошо. И эти камеры также достойны внимания, как и новинки от Panasonic. Но вот Sony я никому не могу рекомендовать, несмотря на преимущества в теоретических параметрах.

Также читайте:

Динамический диапазон — Музыкальный Корпускул

Искусство динамического диапазона
Динамический диапазон – это разница между громкими и тихими местами музыки. Его не следует путать с громкостью и абсолютным уровнем. Динамический диапазон современной популярной музыки обычно всего лишь 6-10 децибел, но иногда в угоду различным музыкальным формам он может быть и 1 децибел, и даже больше 15 dB. В типичной поп-музыке тихие места на 8-15 dB ниже самых громких, могут быть эффективны лишь на короткие промежутки времени, но в академической музыке, джазе и других акустических формах, такие тихие места могут быть продолжительны.

Микродинамика и Макродинамика
Микродинамика – это чувство музыкального ритма, пульса музыки. Макродинамика – это различия в громкости между различными частями одного произведения или между цепочкой произведений. Обычно динамические процессоры (компрессоры, экспандеры) лучше всего подходят для микродинамических манипуляций, а ручное изменение громкости – для макродинамических. Микро и макродинамики «идут рука об руку» — множество хороших композиций претерпевали как микро (общая компрессия), так и макро (крещендо, деменуэндо) изменения.

Искусство уменьшения динамического диапазона
Динамика внутри одной песни или в цепочке песен очень критичная для творческих музыкантов и композиторов. Для нас – инженеров, основной парадигмой качества звука должен выступать живой концерт; мы должны на слух определять поможет или изменит музыке изменение динамики. В живом выступлении хор звучит громче речитатива, вся группа громче солиста, а кульминация звучит громче остальных частей. Множество записей уже до мастеринга прошли множество стадий динамической обработки, и дальнейшее её применение может лишь ухудшить прозрачность и качество звука. Однако, обычно носитель звука и среда, в которой он воспроизводится, не могут позволить использовать весь широкий динамический диапазон реальной жизни, поэтому записи отдаются на мастеринг, чтобы повысить уровень тихих пассажей и/или понизить уровень громких. Мы можем уменьшить динамический диапазон (скомпрессировать), если он слишком велик для типичной домашней обстановки, но можем с помощью этой техники сделать микс более впечатляющим, толстым, более цельным – вытащить наружу внутренние детали, а также возможно исправить предыдущие динамические изменения, если они были чрезмерными. Опыт подскажет нам, что пассаж слишком тихий. Для примера, тихое вступление сразу после громкой песни – следует поднять по громкости, но такой же тихий по громкости пассаж в середине песни – может быть вполне к месту. Это потому, что человеческий слух адаптирует свою чувствительность к громкости за довольно средний промежуток времени и не может адекватно реагировать на резкие перепады громкости.

Инженеры ЛукасФильм обнаружили, что даже наличие правильной мониторной системы и качественного помещения для сведения и дубляжа фильмов с уровнем шума NC-20, не гарантирует, что фильм будет также правильно звучать в кинозале. Во время тестов в залах выяснилось, что некоторые диалоги «съедались» шумом кондиционирования и шумом самих зрителей. Поэтому они создали так называемый «Попкорновый» генератор подобного шума – его добавляют в мониторы при сведении фильма, когда хотят протестировать тихие места. Для подобного тестирования у меня на студии Digital Do-main есть специальная шумная комната с кондиционером, вентиляторами и прочими шумовыми эффектами, где я проверяю звук своих работ.

Искусство увеличения динамического диапазона
Также может сделать звук более впечатляющим, увеличивая интенсивность пиков. Главное вовремя понять, что увеличение диапазона уже создает дефект – музыкальный интерес может быть расширен разнообразностью – но слишком много разнообразия – также плохо, как слишком много однообразного. Также еще одно применение увеличения динамического диапазона – это восстановление его после неправильной предыдущей работы или компрессии аналоговой ленты.

Четыре различия изменения динамического диапазона
Мы всегда используем термин компрессия для сужения динамического диапазона и экспандирование — для его увеличания. Эти термины подразделяются каждый на повышающую и понижающую компрессии, и на повышающее и понижающее экспандирование. Понижающая компрессия – самая популярная форма динамических модификаций, делающая уровень громких пассажей тише. Лимитирование – частный случай понижающей компрессии с очень высоким соотношением (ratio) Повышающая компрессия – поднимает уровень тихих пассажей. Часто используется в энкодерах Dolby или других шумоподавляющих системах; в системах автоматического контроля уровня AGC, который используют радиостанции; а также этот тип компрессии звука широко используется в бытовых видео-камерах. В Главе XI мы рассмотрим более эффективное применение повышающей компрессии. Для ясности – термин компрессия мы применяем всегда имея ввиду понижающую компрессию, пока нам не нужно специально указать, что компрессия повышающая. Повышающее экспандирование делает уровни громких пассажей ещё громче. В умелых руках такие приборы могут быть использованы для расширения динамики, увеличения музыкального впечатления или для восстановления потерянной динамики. Применяются в реставрации пиков и воспроизводящей части Dolby SR, в процессоре DBX Quantum, в различных плагинах Waves, а также в Weiss DS1-MK2. Понижающее экспандирование – самый распространенный тип. Делает тихие места еще тише. В основном применяется для уменьшения шума. Встречается в классических гейтах Kepex и Drawmer, в системах шумоподавления Dolby и аналогичных им; в процессорах типа TC Finalizer; а также во встроенных гейтах микшерных консолей. Для ясности – термин экспандер мы используем для понижающего типа экспандирования, пока нам не нужно обозначить, что экспандирование повышающее.

Искусство ручного изменения громкости – макродинамические манипуляции
Во время сведения тяжело концентрироваться одновременно на внутреннем балансе микса и на динамических движениях внутри музыки. Иногда инженеры намеренно занижают мастер фейдер во время микширования, чтобы избежать перегрузки, что лишает кульминацию её мощного импульса. Во время мастеринга мы можем расширить хорошо-сбалансированный рок или поп микс, создавая динамические движения музыки. Аккуратная игра уровнем может сделать очень много – вы удивитесь, что может сделать лишь 1 децибел разницы. Также важно в этом случае то, что мы особо-то и не вмешиваемся в уровни композиции, клиент будет спокоен.

Как и когда двигать фейдер
Художественные изменения уровней действительно могут улучшить произведение, но их надо делать наиболее музыкально. Внутренние изменения уровня незаметны, если делаются вручную как минимум на ¼ dB за раз, что намного лучше использования компрессоров или экспандеров, которые ведут себя более агрессивно. Когда вы изменяете уровни – сконцентрируйтесь на натуральном движении музыки: если музыканты пытаются сделать крещендо – понижение уровня на нём будет выглядеть плохо, сведет на нет музыкальный посыл. Очень тихие пассажи требуют особого внимания. Если кульминация песни звучит так как надо, а интро слишком тихо – следует поднять интро, найдя правильный метод редактирования. Например: — длинное, постепенное понижение уровня к концу интро; — серия ½ или ¼ dB редакций, понижая звук шаг за шагом в критические моменты. Очень действенно, если мы не хотим, чтобы слушатель понял, что мы мухлюем с уровнями громкости; — быстрое изменение уровня в месте стыковки поднятого интро и обычного продолжения песни.

Искусство изменения внутренних уровней песни
Некоторые тихие пассажи надо поднимать, но если музыканты специально старались сыграть их таким образом, то сильное поднятие фейдера может похоронить этот эффект. Поэтому нам важно понимать, в каком случае и как далеко мы можем поднять тихое место без потери музыкального замысла, а также важно понимать с какой скоростью делать изменения, чтобы они были незаметными. В DAW физические движения фейдеров заменяются кроссфейдами или прописыванием кривых автоматизации. Главное – чтобы все манипуляции были незаметными для слушателя. Если нам нужно опустить громкий пассаж – лучшее место, где это можно сделать – в конце тихого пас-сажа перед громким. В этом случае громкий пассаж не потеряет свой импульс, человеческий слух воспримет его так, как и было задумано.
Источник: БОБ КАТЦ Мастеринг Аудио. Искусство и Наука Второе Издание
Перевод: Антон Лабазников

Расширенный динамический диапазон — Sony Pro

Предустановленные метафайлы SR Live и таблицы SR Live 3D LUT

  • «Стандартные настройки» и «Универсальные настройки» (.srm)

В рабочем процессе SR Live цветокоррекция зависит от предпочтений клиента, но если задать для нее стандартные параметры, ее можно будет легко применять и при пробной съемке. Для этих целей в Sony подготовили специальные файлы SRM, оптимизированные для рабочего процесса SR Live. Их можно использовать для быстрой настройки оборудования во время съемки или в качестве основы для тестирования рабочего процесса перед прямой трансляцией.

Существует два (2) типа файлов SRM: «Стандартные настройки» и «Универсальные настройки». Пользователи могут выбрать либо «Стандартные», либо одну из «Универсальных» настроек. «Стандартные» настройки фиксированы и в первую очередь предназначены для получения традиционного изображения SDR, в то время как «Универсальные» настройки дают возможность в определенной мере контролировать дисперсию яркости в сигнале HDR.

Это позволяет воспроизводить сигналы с более широким диапазоном яркости и избежать дефектов изображения, когда смешиваются сигналы HDR с разными критериями яркости.

С другой стороны, для сигналов SDR уровень яркости должен строго контролироваться.

По этой причине при преобразовании сигнала HDR в SDR может быть непросто определить правильное значение усиления, особенно когда цветокоррекция входного сигнала осуществляется в формате HDR, который имеет другие критерии управления яркостью.

Чтобы решить эту проблему, можно создать файл SRM с «Универсальными» настройками, которые позволят обеспечить должный уровень качества изображения SDR.

Загрузить метафайл SR Live >

Компания Sony также создала набор файлов 3D-LUT (.cube) для преобразования формата HDR в SDR и наоборот в рамках рабочего процесса SR Live.

Файлы SR Live 3D-LUT могут использоваться на всех стадиях производства HDR для преобразования программного вывода из формата HDR в SDR, а также при оценке качества изображения с помощью монитора SDR.

Как и в случае с файлами SRM, пользователи могут выбрать «Стандартное» или «Универсальное» качество преобразования. «Универсальные» настройки дают возможность в определенной мере контролировать дисперсию яркости в сигнале HDR.

Загрузить 3D-LUT >

Широкий динамический диапазон — Пресс-центр — Полезные статьи и ссылки — Полезные статьи и ссылки

Широкий динамический диапазон (WDR) — что это такое и как эта технология применяется в повседневном видеонаблюдении? В этой статье мы расскажем, какие проблемы могут быть связаны с динамическим диапазоном изображения и как с ними справиться.

Динамический диапазон — это разница в уровне освещенности между самой темной и самой светлой точками конкретного кадра.

В пасмурный день, когда тени практически отсутствуют, динамический диапазон будет низким. Нет ни насыщенных черных участков, ни слишком ярких. В то же время в солнечный день, когда образуются четкие тени, возникает существенный контраст между яркими и темными областями. Такое явление называется «широким динамическим диапазоном» (WDR) или «высоким динамическим диапазоном» (HDR). 

IP-камера без функции широкого динамического диапазона

 

AXIS P3384-VE в режиме широкого динамического диапазона
 

В природе встречаются динамические диапазоны, далеко выходящие за пределы воспринимаемых камерой или человеческим глазом границ. Например, такая ситуация возникает, когда вы снимаете человека на фоне ярко освещенного окна. В этом случае камера либо корректно экспонирует человека и полностью высветляет предметы за окном, либо отдает приоритет тому, что происходит на улице, делая изображение основного объекта недоэкспонированным и темным. Динамический диапазон между человеком и пейзажем за окном шире, чем может воспринять камера.

 

Широкий динамический диапазон (Wide Dynamic Range, WDR) — это технология, позволяющая расширить рабочий диапазон камеры между самыми темными и самыми светлыми участками изображения.

Существуют различные способы увеличения динамического диапазона, и для достижения наилучшего результата многие решения используются совместно.

Самым простым способом является тот, который компания Axis называет «динамическим контрастом». Эта функция встроена в большинство наших видеокамер. С помощью функции динамического контраста матрица камеры способна захватить изображение с большей глубиной цвета (внутреннее свойство, определяющее динамический диапазон), чем та, которую камера затем способна передать.

Затем камера выполняет специальную процедуру тональной компрессии, при которой некоторые уровни яркости пропускаются, чтобы снизить глубину цвета до уровня, соответствующего возможностям экрана компьютера. При такой компрессии учитываются и самые темные, и самые светлые участки, и в результате и те, и другие отображаются более детально.

Существует два типа тональной компрессии. При глобальной тональной компрессии все пиксели обрабатываются одинаково, что означает исключение одних и тех же уровней на всех участках изображения. При локальной тональной компрессии для каждого участка изображения решение о том, какие уровни должны быть исключены, принимается отдельно. Локальная компрессия требует значительно больше процессорных ресурсов, но обеспечивает исключительное качество результата.

 

Абсолютно иная технология, позволяющая увеличить динамический диапазон, называется «динамическим захватом».

При использовании функции динамического захвата камера делает несколько быстрых последовательных снимков одного и того же объекта с разными уровнями экспозиции. Затем эти снимки объединяются в единое целое таким образом, что и самые светлые, и самые темные их участки сохраняются.

Такое композитное изображение будет обладать гораздо большей глубиной цвета — больше той, с которой может справиться экран компьютера. Поэтому, как и в случае с динамическим контрастом, необходимо применять тональную компрессию.

Для получения нескольких снимков объекта за время, за которое обычно снимается один кадр, требуется матрица с высочайшей скоростью и чувствительностью. Но при этом результирующее изображение с широким динамическим диапазоном будет потрясающим. Такая технология сегодня применяется в некоторых камерах Axis.

 

Если наблюдение ведется за областями с большим контрастом между яркими и темными зонами, убедитесь, что в вашей камере включена функция широкого динамического диапазона.

Эта функция может существенно повысить качество видеонаблюдения. Для сложных условий наблюдения вам может понадобиться камера с продвинутыми функциями широкого динамического диапазона, например с функцией динамического захвата.

Источник – www.axis.com

 

Что такое динамический диапазон, и какие бывают его разновидности

Односигнальный динамический диапазон по блокированию, Динамический
диапазон по перекрёстным помехам, Динамический диапазон по интермоду-
ляции.

В широком понимании радиотехнической мысли динамический диапазон — это характеристика устройства, выполняющего функцию передачи или преобразованию сигнала, представляющая собой отношение максимального и минимального возможных величин входного сигнала и выраженное в децибельной (логарифмической) единице измерения.

Другими словами — динамический диапазон определяет способность устройства: с одной стороны видеть на выходе обработанный слабый (наименьший) входной сигнал, с другой — обрабатывать сигналы большого уровня с заданным уровнем искажений на выходе.

Нижнюю границу входного сигнала, как правило, определяет чувствительность устройства (не путать с чувствительностью усилителя, при которой достигается номинальная мощность), которая указывает на способность объекта реагировать определённым образом на определённое малое воздействие.
Верхнюю — параметр, называемый точкой децибельной компрессии и равный такой мощности сигнала на входе, при котором отличие изменения уровня мощности на выходе от асимптотической линейной характеристики составляет величину — 1 dB.

А поскольку в последнюю фразу без пол-литра не въедешь, приведу рисунок.


Рис.1

На Рис.1 красным цветом изображена идеальная линейная (асимптотическая) кривая.
Синим — реальная выходная характеристика нашего устройства.
В качестве входных и выходных значений — величины мощностей, соответственно, на входе и выходе.

Пока обе линии располагаются в непосредственной близости друг от друга — всё хорошо, устройство находится в линейном режиме. Как только расхождение выходного параметра от идеальной кривой достигает 1дБ (в нашем случае соответствует уровню входного сигнала -10дБ) — всё расчёт окончен, точка децибельной компрессии найдена.

Формула, описывающая односигнальный динамический диапазон устройства, предельно проста:
D = P1дб — Pвх мин (дб), где P1дб — точка децибельной компрессии, Pвх мин — чувствительность устройства, выраженная в дБ.
Т.е. в случае, приведённом на графике: D = -10дб — (-120дб) — 110дБ .

Наблюдая показания приборов при нахождении точки компрессии, не всегда удобно оперировать понятиями мощности сигнала, да переводить всё это хозяйство в децибелы — тоже. Поэтому для упрощения задачи напишу — отклонение уровня на 1дБ — это в 1,12 раз по напряжению и в 1,26 раз по мощности.

Ну и, конечно же, формула для определения динамического диапазона при подстановке абсолютных значений сигналов:

И ещё раз:
Uвх макс и Рвх макс — это входные значения, соответствующие точке децибельной компрессии,
Uвх мин и Рвх мин — это напряжение, либо мощность, соответствующие чувствительности агрегата.

А чувствительность агрегата в нашем случае огранена: либо его коэффициентом усиления, либо собственными внутренними шумами, либо и тем и другим одновременно. В целом она равна мощности самого слабого входного сигнала, который, будучи преобразован нашим устройством, выдаёт на-гора выходной уровень, считающийся достаточным для его нормальной фиксации.
А конкретно — этот выходной уровень мы должны распознать на каком-то фиксирующем приборе, либо услышать-увидеть-почувствовать и при этом, он должен быть выше значения собственных шумов нашего девайса.
Насколько выше? Обычно это указывается вместе с показателем чувствительности.
К примеру, чувствительность 10мкВ при соотношении сигнал/шум = 12дБ, означает, что подав на вход сигнал амплитудой 10мкВ, мы на выходе увидим некий отклик, который на 12дБ (т.е. в 3,98 раз по напряжению и 15,85 раз по мощности) будет превышать уровень собственных внутренних шумов нашего устройства.

Описанная динамическая характеристика устройства в первую очередь характеризует его односигнальный динамический диапазон, который определяется методом подачи на вход изучаемого объекта сигнала одной частоты. Иногда этот параметр в радиотехнике именуется динамическим диапазоном по блокированию и обозначается DD1 или DB1.

Теперь давайте подумаем, что случится, если вдруг подать на вход нашего линейного устройства сигналы двух различных частот. А что случится?
При определённом уровне их амплитуд наше устройство выйдет из линейного режима и сигналы начнут взаимодействовать между собой таким образом, что на выходе вместо двух исходных частот появится сложный сигнал с комбинациями частот (гармоник), зависящих от частоты «родительских» сигналов f1 и f2 согласно следующей формуле:
fгарм = n × f1 ± m × f2, где n и m — это целочисленные коэффициенты, принимающие значения от единицы до неких величин, определяемых частотными свойствами применяемых элементов.

В высокочастотной электронике это свойство может быть использовано для преобразования частот в устройствах, называемых «смеситель».

Однако в линейных схемах — это явление крайне нежелательно, потому как является основной причиной возникновения интермодуляционных искажений.
Эти искажения, в свою очередь, приводят: к появлению побочных каналов приёма/передачи в ВЧ радиотехнике, а в усилителях НЧ — появлению посторонних призвуков. Причём, данный тип искажений гораздо неприятнее на слух, чем банальное амплитудное ограничение сигнала. Источник их появления гораздо сложнее обнаружить, а соответственно и устранить.

Ну вот мы медленно, но верно подобрались к определению понятия «динамический диапазон по интермодуляции«.

Динамическим диапазоном по интермодуляции (Dynamic Range) называется характеристика устройства, показывающая его способность противостоять продуктам нелинейного взаимодействия двух или более сигналов. Обозначается — DD3 или DB3.
Другими словами — параметр DB3 характеризует допустимую величину двух сигналов с различными частотами f1 и f2, действующих одновременно на входе устройства, при которой ещё не возникает продукт их взаимодействия (вернее, когда уровень этого продукта не превышает заданного параметра — RFrx). И определяется как отношение, выраженное в дБ, общей мощности этих сигналов к чувствительности устройства.

Измерение динамического диапазона по интермодуляции (DB3) — дело не такое простое, как измерение односигнального DB1. Процесс это сводится к определению суммарной величины, так называемых, продуктов 3-го порядка с частотами 2f1 ± f2, 2f2 ± f1. Приведу формулу для вычисления динамического диапазона:
DB3 = 2/3 × IP3 — Pвх мин (дб), где IP3 — точка пересечения линии уровня интермодуляционных составляющих 3-го порядка на графике передаточной характеристики, а Pвх мин — чувствительность, выраженная в дБ и определяемая собственными шумами устройства.


Рис.2

На Рис.2 красным и синим цветами изображены знакомые нам по Рис.1 динамические характеристики: идеальная и характеристика основных частот входных сигналов (f1 и f2).
Чёрным цветом показана кривая интермодуляционных продуктов 3-го порядка с частотами 2f1 ± f2 и 2f2 ± f1. Данная кривая возрастает в 3 раза быстрее (в децибельном выражении) чем идеальная, поэтому теоретически в некоторой точке эти линии должны сойтись, обозначая точку пересечения по интермодуляции третьего порядка (IP3).
Будучи теоретической — эта точка никогда не может быть достигнута на практике, поскольку смеситель войдёт в режим компрессии сигнала раньше, чем эта точка будет достигнута.

Нахождение данной точки (IP3) — задача не такое простая, как измерение односигнального DB1. Поэтому для облегчения жизни радиолюбителя вводятся некоторые допущения, основанные, исходя из практического опыта. А именно:
В общем случае обычно отмечается, что связь между точкой компрессии 1 дБ и точкой пересечения 3-го порядка, приведённой к входу, имеет вид: IP3 = P1дб + (10…15)дб.
А учитывая, что односигнальный динамический диапазон DB1 описывается формулой:
DB1 = P1дб — Pвх мин (дб), а DB3 = 2/3 × IP3 — Pвх мин (дб), то на основании всех трёх формул можно вывести простую пропорцию: DB3 = 2/3 × (DB1 + (10…15)дб).

Посчитаем. Если односигнальный динамический диапазон по блокированию DB1 равен 110дБ, то:
DB3 ≈ 2/3 × (110дБ + 10дБ) = 80дБ.
Всё — расчёт окончен! Именно на эту величину динамического диапазона по интермодуляции и следует ориентироваться, так как именно она в значительной степени определяет качественные показатели как НЧ, так и ВЧ оборудования!

И напоследок — ещё одна динамическая характеристика, достойная определённого внимания по большей части в радиосвязи — Динамический диапазон по перекрёстным помехам (DD2 или DB2).
Характеристика эта важна в основном для устройств, осуществляющих приём однополосных (SSB) сигналов и определяет степень подавления мощных станций, работающих с АМ модуляцией и расположенных по соседству.
Перекрёстные искажения возникают в УВЧ и преобразователях частоты приёмников при воздействии на эти элементы модулированного мешающего сигнала с частотой, близкой к значению частоты настройки основного канала приёма, например, на частоте соседнего канала.

Процесс измерения этого параметра подобен предыдущему описанию и сводится к определению величины продуктов 2-го порядка с частотами (f1 ± f2) и нахождению точки интермодуляции (IP2) посредством построения такого же графика.
Кривая интермодуляционных продуктов 2-го порядка растёт медленнее, чем 3-го (всего лишь в 2 раза быстрее идеальной передаточной характеристики), а потому и точка пересечения, обозначающая значение IP2, находится дальше от начала координат.

Благодаря «Справочнику радиолюбителя — коротковолновика» под авторством уважаемых С. Бунина и Л. Яйленко, вполне можно довериться компромиссной формуле: DB2 ≈ DB1 — 20 dB, что в нашем случае будет соответствовать 90дБ.

 

Что такое динамический диапазон и как он важен в фотографии?

Ладно, это может быть очень не в масштабе, но я думаю, что это простая демонстрация интенсивности света. Кроме того, возможности датчиков могут быть меньше или больше. Но вы получите идею.

Причина, по которой динамический диапазон так важен, заключается в том, что он точно определяет, какая часть сцены может быть фактически представлена ​​в пределах «черного» и «белого» изображения. Изображение выше представляет очень грубую шкалу яркости типичных объектов в сцене, в то время как «квадратные скобки» справа дают грубое указание того, сколько из этих интенсивностей можно детально увидеть при данной экспозиции. Чем короче экспозиция, тем выше будет ваш брекетинг (малая экспозиция для ярких облаков), чем дольше экспозиция, тем ниже (больше для затененных / ночных сцен).

Конечно, в реальной жизни действительно нет черного и белого. Черный — полное отсутствие света, а белый — бесконечно большое количество белого света на всех частотах. Но когда дело доходит до фотографирования и видения, вы не работаете с таким большим динамическим диапазоном.

Различия? Если вы выставите точку и сделаете снимок, чтобы иметь ту же белую точку отсечения в пределах интенсивности освещения сцены, точка, где появляется черный, может быть ярче, чем черные на изображении цифровой зеркальной фотокамеры. Это связано с тем, что гораздо больший датчик способен улавливать большие изменения интенсивности света. Это белая точка ярче, а черная точка темнее, чем точка и стрелять. Звучит так, как будто вы понимаете эту часть.

Почему это важно? Что происходит, когда вы хотите увидеть как яркие облака на сцене, так и темные области внутри дома через заднюю дверь? В большинстве случаев либо облака станут ярко-белыми, и вы не сможете увидеть какие-либо детали, либо внутренняя часть дома будет просто черной (или очень близко). Для камеры это выпадает из текущего диапазона интенсивностей, для которых вы выставляете.

Это один из недостатков фотографии по отношению к производительности глаз. Человеческий глаз обычно способен видеть намного больший диапазон интенсивностей, чем камера, обычно около 18-20 ступеней изменения интенсивности. Мы можем видеть в доме и яркие облака, но камера может выставить только для одного или другого. Большинство датчиков DSLR могут зафиксировать около 10-13 ступеней динамического диапазона.

Кроме того , формат, в котором снимается изображение (для цифровой фотографии), может позволить сохранить значительную часть динамического диапазона при преобразовании изображения в пригодный для использования JPEG, так как это наиболее распространенный «окончательный» формат фотографии в.

С JPEG, форматом, который обычно генерируют для вас точка и снимок , каждый компонент красного, зеленого и синего может хранить только 8 бит точности. Черный — 0, белый — 255. Это означает, что между черным и белым есть 256 «шагов». И наоборот, с высокой точностью необработанного захвата они обычно собирают от 12 до 14 бит информации. Для 12-битного необработанного черный по-прежнему равен 0, а белый — 4096. В 14-битном захвате белая точка равна 16 384. Это означает, что изменения интенсивности регистрируются на порядки более точно . Теперь между черными и белыми точками изображения до 16384 «шагов».

Даже при том, что вы обычно экспортируете в этот 8-битный формат JPEG, это позволяет фотографу заранее отрегулировать экспозицию, заполнить свет и восстановить сгоревшие блики гораздо точнее, чем если бы это было сделано с окончательным изображением JPEG. Это не только позволяет вам «сохранять» фотографии из корзины, но и значительно улучшает результат, полученный на хорошо снятых фотографиях. Одна из техник, использующих это, — это разоблачение справа .

Кроме того # 2 : я думаю, что самое важное, что следует отметить в отношении цифрового динамического диапазона, это то, что для данной настройки ISO, SNR в полнокадровом датчике будет намного больше, чем точка и съемка. При одной и той же экспозиции фото-сайты «большого ведра» в полнокадровом датчике позволяют большему количеству света по-прежнему вписываться в радиус действия датчика. Так что +13 EV все равно будет зарегистрировано, тогда как в точке и стрелке это будет просто чистый белый цвет, например.

Это похоже на олово объемом 1 л для сбора воды вместо олова объемом 500 мл в точке и стрельбы.

Кроме того # 3 (с добавленными фотографиями) : Вот пример того, насколько ограничены некоторые датчики.

Это то, что сделал мой iPhone. Первый я выставил за темную область вниз по улице. Второй — для ярких зданий, а третий — изображение «HDR», созданное iPhone. С некоторыми изменениями можно создать теневую область, чтобы приблизить динамический диапазон того, что я на самом деле видел, хотя он все еще ограничен.

Очевидно, что динамический диапазон в iPhone слишком ограничен, чтобы захватывать всю необходимую информацию одновременно. С одной стороны, белые просто полностью выдуваются, а с другой стороны, тени почти полностью черные.

Что такое динамический диапазон в цифровой фотографии

Многие начинающие фотографы даже не догадываются о наличии такого понятия в фотоделе как динамический диапазон (ДД). Некоторые пользователи фотоаппаратов или те, кто иногда фотографирует пейзажи хотя бы на смартфон, замечали наличие провалов в тенях или крайне пересвеченные области. Сталкивались с тем, что настроить фотоаппарат для получения проработанных деталей одновременно в тенях и светах практически невозможно. Причина тому – динамический диапазон фотоаппарата или фотокамеры смартфона.

Динамический диапазон и его значимость

Что же это такое? Динамический диапазон в фотографии – это способность фотосенсора запечатлеть в одном кадре одновременно крайне светлые и крайне темные участки с различимыми деталями в них. Человеческий глаз обладает гораздо более широким диапазоном, чем фотокамера, благодаря чему мы видим детали в тенях, одновременно легко различаем предметы при ярком освещении. Мы хорошо видим собеседника, стоящего около окна, одновременно с этим можем лицезреть пейзаж за окном, даже в солнечную погоду. Добиться такого на фотографии, без использования хитрых приемом, практически невозможно.

Технологии хотя и не стоят на месте, производители фотокамер непрерывно предпринимают меры для достижения значимых результатов, но достичь показателей по динамическому диапазону сравни человеческому зрению пока не получается. Наилучшие результаты можно заметить на полнокадровых фотоаппаратах, еще лучше дела с этим обстоят у пленочных фотокамер.

Узкий динамический диапазон фотоаппарата не позволяет фотографу раскрыть весь замысел произведения. Часто бывает, что мы замечаем вокруг себя красивейший пейзаж, решаем его запечатлеть. Позже, при просмотре отснятого материала, сильно разочаровываемся, увидев результат, в котором наблюдаются значительные провалы в тенях или светах, с потерей деталей. В случае фотографирования не для себя, для показа зрителям, необходимо передать те впечатления и эмоции, которые испытывает фотограф сам на месте съемки. С высококонтрастными изображениями сделать это бывает крайне сложно, если не пользоваться некоторыми приемами по расширению динамического диапазона.

Как измерить динамический диапазон

Производители фотоаппаратов не указывают этот параметр в документации. Чтобы знать насколько широк динамический диапазон той или иной камеры необходимо производить специальные замеры в лабораторных условиях. Единица измерения ДД – EV, это одна ступень экспозиции. Обычно для зеркальных фотоаппаратов динамический диапазон равен около 12 EV. Это означает, что между самыми темными участками кадра и самыми светлыми разница в 12 ступеней экспозиции. Математика, да и только. Ведь данные, полученные в ходе подобных замеров верны только для определенных условий, определенного освещения и минимальной светочувствительности. Но где найти фотографа, работающего в идеальных условиях? Даже зная динамический диапазон своего фотоаппарата, его трудно применить на практике, поскольку измерить динамический диапазон окружающего пространства практически нереально и абсолютно бессмысленно с практической точки зрения.

Напротив, нередко бывает так, что художественная задумка автора состоит как раз в использовании узкого динамического диапазона. Дело в том, что широкий динамический диапазон, позволяя получить больше деталей на снимке, делает снимок менее контрастным. А когда контраст задуман автором изначально, деталями в любом случае придется жертвовать. Контраст – это некий компромисс динамическому диапазону.

Итак, измерение динамического диапазона сцены или получаемой фотографии не столь важно с практической точки зрения. Когда есть понимание, что съемка в полдень в солнечную погоду приведет к контрастным снимкам, а фотография объекта в пасмурный день, напротив, позволяет получить малоконтрастный снимок с наименьшей потерей деталей, то замер точного динамического диапазона не даст ничего большего. В случае наличия сомнений в возможностях фотоаппарата зафиксировать все тона сцены на одном снимке – от теней до света, правильным действием будет изучить гистограмму. Это позволяет сделать практически любой современный цифровой фотоаппарат, включая смартфон.

Что из себя представляет гистограмма? Гистограмма – это некая шкала, на которой располагается график. График показывает соотношение количества пикселей разных тонов, которые участвовали в «построении» кадра. Если график вписывается в шкалу полностью, это означает, что все детали изображения будут проработаны и видны, на кадре нет абсолютно белых и абсолютно черных пикселей. В противном же случае, если график преимущественно смещен в одну из сторон – влево или вправо, это будет означать, что в кадре доминируют черные или белые цвета, что часто говорит о провалах в тенях или светах. Такой важный инструмент фотоаппарата, как гистограмма, несомненно должен быть использован для анализа возможности динамического диапазона камеры запечатлеть планируемый кадр. Если гистограмма показала, что сенсор справляется с условиями сцены, то можно смело снимать, не боясь загубить кадр. Однако стоит помнить, что львиную долю успеха для конечной фотографии составляет ее постобработка.

Как правильно работать с ДД

Если сцена сложна и вы заранее понимаете, что получить проработанную во всех тонах фотографию не получится, то стоит прибегнуть к использованию некоторых приемов.

Вы можете переманить узкий динамический диапазон на свою сторону. Принимая во внимание ограниченность фотоаппарата, продумайте, какими деталями кадра вы могли бы пожертвовать. Часто хорошо работает способ, когда тени «загоняют» в абсолютную черноту, однако за счет этого получают красивые, проработанные области света. Общий итог – качественная фотография, которая не отвлекает внимание зрителя на лишние детали. Зритель воспринимает темную область как отсутствие в ней смысловой нагрузки, тем самым сразу переходит к просмотру основного объекта съемки.

Другим способом съемки с поправкой на динамический диапазон фотоаппарата является изменение условий съемки. В качестве примера представим снимок деревьев в лесу и солнца над этими деревьями. Это явный пример сцены, в которой при экспозамере по тону деревьев небо получится выбеленным и лишенным шарма. Однако фокусировку (и соответственно замер освещения сцены) все равно необходимо производить по деревьям, так как они являются главным объектом. Как можно поступить для изменения условий освещения? Вы можете перекадрировать снимок, чтобы солнце светило сквозь деревья, чтобы листва пропускала солнечные лучи. Получится эффектный снимок, в котором все также будут присутствовать и солнце и деревья, но солнечный свет в итоге получится рассеянным — гистограмма перестанет превалировать в переэкспонирование. Подобно разобранному примеру, всегда существует способ изменить световую схему на более выгодную.

Следующий совет будет банальным, но существуют так называемые «золотые часы» для съемки, именно в это время проблем для динамического диапазона возникнуть просто не должно. Также если отсутствует нужда и можно произвести съемку в более пасмурную погоду, то такой вариант нужно рассматривать как наиболее предпочтительный. Естественный рассеиватель – тучи и облака, сделают свое дело.

При выборе области для дальнейшего восстановления деталей в фоторедакторе, помните, что «вытянуть» тени всегда проще, чем проявить утерянные детали из пересвеченной области. Для увеличения потенциала постобрабоки важно иметь качественный источник. Когда дело касается большего сохранения деталей, то победа стоит всегда за форматом RAW. Это сырой формат исходника снимка. Информация, собранная матрицей, фиксируется именно в данном формате, лишь потом, автоматикой камеры преобразуется в JPEG, при это в разы теряя в динамическом диапазоне. Если матрица способна фиксировать около 12 стопов, то JPEG около 8. Сохраняйте снимки в RAW и получите больший простор для творчества в фоторедакторе.

Следующий способ расширения динамического диапазона фотографии заключается в использовании градиентных фильтров. Часто их используют пейзажисты, страдающие от контраста между небом и землей в кадре. Закрепленный перед передней линзой, градиентный фильтр затемняет верхнюю часть кадра (неба) и не создает помех нижней части. Получаются отличные снимки с красивыми одновременно проработанными в кадре небом и землей.

Самым распространённым способом расширения динамического диапазона фотографии выступает съемка в HDR. Это программная возможность, часто заложенная в функционал фотоаппарата, создания кадра из трех отснятых одна за другой фотографией с разной экспозицией: нормальной, заниженной и завышенной. Съемка трех данных кадров производится без разрыва между ними, чтобы не допустить смещения объектов в кадре. Постобработка отснятых кадров заключается в использовании трех областей освещенности – средних тонов из первого кадра, теней из переэкспонированного, светов – из недоэкспонированного. Как итог – проработанный по всем областям снимок, в котором отсутствуют провалы по теням и светам.

Стоит отметить, что при отсутствии программно заложенного алгоритма создания HDR-снимков в фотокамере, подобное «сведение» без труда можно выполнить самостоятельно при помощи сторонних программ, в том числе в редакторе Adobe Photoshop. Важно помнить, что возможность расширять динамический диапазон фотографии подобным образом некоторых приводит к желанию применить эффект чрезмерно. И если на заре HDR-фотографий это считалось изюминкой, то сегодня ценится естественность, способность передать реальную атмосферу с места съемки.

Для съемки трех кадров с разной экспозицией вручную существует такая функция, как брекетинг экспозиции (по-другому, вилка экспозиции). Ее часто можно найти в основных настройках и с помощью диска выбора развести риски второго и третьего снимка в разные стороны от нулевого значения. Затем необходимо выставить серийную съемку и с ее помощью произвести фотографирование трех кадров. В случае отсутствия и такой возможности, воспользуйтесь штативом и в режиме приоритета выдержки произведите съемку трех кадров с разницей в нужное количество стопов.

Несколько советов для съемки в условиях высокого контраста:

  • Стремитесь снимать при минимальной светочувствительности (ISO). Динамический диапазон матрицы заметно сужается при повышении данного параметра;
  • Выстраивайте экспозицию так, чтобы при неизбежной потере деталей они были утеряны в тенях. Тени обладают большим по отношению к светам потенциалу по проявке. При этом детали возможно проявить даже при формате JPEG. Снижение же яркости света с целью проявки деталей приведет к печальному результату;
  • Не жалейте место на карте памяти – фотографируйте в RAW, при наличии сомнений относительно ДД;
  • Помните, что монитор тоже обладает таким понятием как динамический диапазон, заложенный в RAW формат потенциал не всегда можно оценить на мониторе;
  • По возможности анализируйте сцену на предмет возможности изменить световую схему или обратить узкий ДД в пользу результата.

Производители фотокамер тратят миллионы долларов на разработку новых технологий. Гонка за количеством мегапикселей закончилась удовлетворением пользователей и пониманием отсутствия необходимости в большем их количестве. Сегодняшние заботы по расширению динамического диапазона оправданы и важны. Потому, при планировании покупки новой камеры изучайте инновации, примененные при ее создании. Старайтесь не лениться и заниматься постобработкой фотографии в редакторе, предварительно сохранив кадр в сыром формате RAW. Помните, кадр хорош тогда, когда его умело передал фотограф. Потому способности фотоаппаратов, хотя и важны, остаются на втором месте после видения и способности реализовать задумку фотографом. А такое качество приходит исключительно с опытом.

Что такое динамический диапазон и почему он важен?

Каждое музыкальное произведение имеет определенный динамический диапазон , означающий разницу между самыми громкими и самыми тихими пассажами. Звуковое оборудование также имеет характерный динамический диапазон, хотя в данном случае этот термин описывает границы того, на что способна эта часть оборудования.

В этой статье мы подробно рассмотрим концепцию, а также объясним, почему динамический диапазон так важен для получения удовольствия от прослушивания записанной музыки.

Удары

Динамика — это один из важнейших компонентов — наряду с мелодией, гармонией и ритмом — которые делают музыку приятной и захватывающей для прослушивания. Песня, которая имеет заметные различия в уровне громкости, почти всегда более увлекательна, чем та, которая остается практически неизменной от начала до конца.

Но если песня имеет слишком широкий динамический диапазон, вы не услышите четко тихие части, а громкие части будут неприятно громкими. И наоборот, если разница между громким и тихим звуком слишком мала, музыка будет звучать сдавленно и может даже утомлять ваши уши, особенно при прослушивании на высоких уровнях громкости.

Точно так же, как художник или фотограф сопоставляет свет и тень, музыкальный исполнитель, автор песен или продюсер создает аранжировки, которые различаются по громкости и интенсивности для создания драмы. Вариации могут быть тонкими, например, усиление инструментовки во втором куплете, или они могут быть более очевидными, например, секция разбивки (где большинство инструментов исчезает) после громкого припева.

На более детальном уровне динамика является важной частью музыкальной и вокальной техники. Например, когда барабанщик играет на барабане, он не бьет каждый бит с одинаковой громкостью.Если бы они это сделали, это звучало бы как пулемет, а не барабан. Изменения в динамике между каждым ударом — это то, что придает роллу ощущение и музыкальность. Точно так же певцы обычно переходят от более громкого к более тихому от раздела к разделу или даже от слова к слову.

Технические детали

Динамический диапазон любой записи определяется как отношение самого громкого пика к самому тихому, выраженное в децибелах (дБ). Для контекста слуховая система человека имеет динамический диапазон около 90 дБ; человек со здоровым слухом может воспринимать все, от шепота (примерно 30 дБ) до взлетающего самолета (120 дБ).Обратите внимание, что шкала децибел является логарифмической, а не линейной, поэтому разница между 30 дБ и 120 дБ даже более значительна, чем кажется.

Воспроизводимые носители также имеют динамические диапазоны. Например, динамический диапазон 16-битного / 44,1 кГц компакт-диска составляет более 90 дБ — немного больше, чем диапазон человеческого слуха. 24-битный цифровой звук имеет теоретический динамический диапазон 144 дБ, но ни одна система воспроизведения не может сравниться с ним… да и вам бы этого не хотелось, учитывая, что 120 дБ SPL — это порог боли!

Звуковое оборудование, воспроизводящее музыку, также имеет динамический диапазон.Для такого оборудования, как приемники, громкоговорители и наушники, этот показатель рассчитывается как отношение между самым громким звуком, который может произвести устройство, и самым тихим звуком до того, как шум станет слышимым («минимальный уровень шума»). Чем больше его динамический диапазон, тем больше запаса по будет у компонента. Headroom — это диапазон выше среднего рабочего уровня до искажения.

Абсолютный предел цифрового аудио составляет 0 дБFS (полная шкала децибел). Вы можете думать о 0 dBFS как о непреодолимом потолке; увеличение громкости сдавливает сигнал, создавая неприятные цифровые искажения, которые вы услышите, когда он будет преобразован обратно в аналоговый для воспроизведения.

Расчет искажений в аналоговом компоненте не так точен. Это потому, что если сигнал перегружает цепь, это не обязательно ухудшает качество звука, как это происходит с цифровым звуком. На самом деле, аналоговый звук часто звучит лучше, когда он слегка перегружен и создает насыщение. В конце концов, если вы продолжите увеличивать громкость, это приведет к достаточному искажению, чтобы ухудшить звук, но где это может быть, зависит от вашего мнения.

Когда дело доходит до характеристик звукового оборудования, динамический диапазон (сокращенно DNR) часто путают с отношением сигнал-шум (SNR).Хотя они похожи, они не рассчитываются одинаково. Как мы уже говорили, DNR измеряет соотношение между самым громким возможным пиком без искажений и самым тихим пиком до того, как будет слышен шум (обычно гул или шипение). Вместо этого SNR вычисляет разницу между стандартным рабочим уровнем устройства и минимальным уровнем шума. С обеими спецификациями, чем выше число, тем лучше.

Разница между DNR и SNR.
Динамический диапазон и музыкальный жанр

Любая музыка имеет некоторую степень колебания уровня, но некоторые жанры, как правило, имеют более широкий динамический диапазон, чем другие.Записанная поп-музыка, рок, R&B, хип-хоп и кантри обычно имеют относительно скромный динамический диапазон — обычно около 10 дБ, хотя бывают и исключения. Электронная танцевальная музыка (EDM), вероятно, имеет наименьший динамический диапазон — часто около 6 дБ — но компенсирует это, создавая контраст с почти бесконечным набором инструментальных цветов и текстур, поступающих от синтезаторов и сэмплеров.

На другом конце спектра находятся джаз и классическая музыка, у которых могут быть значительные различия между самой тихой и самой громкой частями.В джазе песни в быстром темпе обычно варьируются от громких пассажей, сыгранных на духовых и саксофонных инструментах, до тихих соло на фортепиано и басу. Даже в джазовых балладах динамический диапазон обычно относительно широк. Исследование динамического диапазона в различных музыкальных стилях , проведенное в 2016 году, показало, что динамический диапазон в джазе обычно колеблется от 13 дБ до 23 дБ.

Как группа, классические записи имеют самый широкий динамический диапазон среди всех жанров. То же исследование, упомянутое выше, показало, что записанная классическая музыка обычно имеет динамический диапазон от 20 до 32 дБ.Хотя это может показаться большим, это все же немного меньше, чем у живого выступления симфонического оркестра, которое может достигать 90 дБ.

Независимо от того, к какой музыке вы тяготеете, использование высококачественных аудиокомпонентов, таких как ресивер Yamaha AVENTAGE , поможет вам в полной мере ощутить динамический диапазон любимых записей.

Ресивер Yamaha AVENTAGE RX-A8A.
Не трогай этот набор
Звукоинженеры

используют сжатие звука для управления динамическим диапазоном в процессе производства музыки.Компрессор уменьшает пики сигнала, тем самым уменьшая динамический диапазон и позволяя включить всю композицию без пиков, вызывающих искажения.

После удаления пиков песню можно сделать намного громче без искажений.

Одной из причин уменьшения динамического диапазона записанной музыки является то, что ее часто слушают в шумной обстановке, например, в машине. Автомобиль на шоссе может иметь уровень шума почти 70 дБА (дБА — это взвешенная шкала, которая учитывает, как люди слышат разные частоты при разной громкости).Если песня слишком сильно меняется от громкой до тихой, вам придется постоянно регулировать громкость автомобильной аудиосистемы. Во время тихих частей вам нужно будет включить его погромче, чтобы услышать его сквозь шум дороги и ветра, но тогда он будет неудобно громким во время более громких частей. Разумное использование сжатия решает проблему.

Громче против Громче

До появления потоковых сервисов для доставки музыки — когда компакт-диски все еще были доминирующим форматом — мир популярной музыки переживал так называемые « войны за громкость ».«Чтобы их музыка выделялась на радио или в клубной звуковой системе (по сравнению с другими треками, играемыми до и после), песни были обработаны с большой степенью сжатия, чтобы получить их средний уровень как можно выше.

Непреднамеренным последствием стало то, что динамический диапазон этих записей стал меньше, из-за чего музыка звучала сплющенно, менее резко и часто утомительно для ушей. В те дни песни нередко имели динамический диапазон от 4 до 6 дБ. Альбом Metallica 2008 года Death Magnetic был одним из самых сильно сжатых и, следовательно, противоречивых релизов эпохи «войны за громкость».

На приведенном ниже снимке экрана показаны осциллограммы (записанные с TIDAL) для « In the Hall of the Mountain King » Эдварда Грига (область слева) и « My Apocalypse » Metallica из Death Magnetic (область на право). Обратите внимание, насколько шире динамический диапазон в «В зале горного короля».

Разница между большим и малым динамическим диапазоном.

К счастью, потоковые сервисы представили функцию под названием «Нормализация громкости», которая автоматически устанавливает потолок громкости песни; независимо от того, насколько громкой является запись, она будет автоматически отключена, чтобы она не превышала этот потолок.В результате при мастеринге для потоковой передачи инженерам больше не нужно уменьшать динамический диапазон, чтобы сделать песни громче. Это привело к расширению динамического диапазона в популярной музыке, который в настоящее время находится в диапазоне в среднем 10 дБ. Это все еще довольно узко, но ситуация улучшается, и, надеюсь, эпоха уничтожения музыки в основном закончилась.

 

Нажмите здесь для получения дополнительной информации о ресиверах Yamaha AVENTAGE.

Динамический диапазон, определенный — Vimeo Blog

Знаете, как говорят — динамический диапазон не растет на деревьях.Ну может и не говорят. Но это правда. Это не так. Если бы это было так, мы все были бы великими кинематографистами. Итак, если он не растет на деревьях, что это такое и как я могу получить его больше? Отличный вопрос. Читать дальше.

Динамический диапазон относится к диапазону, в котором камера может успешно захватывать самые светлые и самые темные области изображения без потери деталей. Как только этот диапазон будет превышен, блики станут белыми, а темные превратятся в черные пятна. Так что чем выше динамический диапазон, тем лучше!

Часто динамический диапазон путают с широтой.Широта связана с динамическим диапазоном, но это не одно и то же! Широта относится к гибкости экспозиции вашего захваченного изображения — то есть насколько вы можете изменить его при постобработке, чтобы получить правильную экспозицию. Широта зависит от динамического диапазона. В то время как динамический диапазон относится к камере, широта относится к изображению, которое она захватывает.

Как увеличить динамический диапазон:

Ваша камера

Поскольку динамический диапазон — это способность вашей камеры, лучший способ достичь высокого динамического диапазона — это купить камеру с высоким динамическим диапазоном.Например, в эту категорию попадают высококачественные цифровые видеокамеры производства RED и ARRI. Новая камера Blackmagic Cinema Camera также имеет расширенный динамический диапазон. В этом видео от хороших людей из OneRiver Media сравниваются динамические диапазоны камеры Blackmagic Cinema Camera и цифровой зеркальной камеры Canon 5D Mark III. Это идеальный способ наглядно представить, что такое динамический диапазон и ограничения любой камеры с точки зрения получения правильной экспозиции. Смотрим:

Но, как мы все знаем, они говорят, что деньги не растут на деревьях.Так что если не можете раскошелиться на шикарную камеру, рассмотрите следующие варианты увеличения динамического диапазона:

Стиль изображения

Используя имеющуюся у вас камеру, осознанное принятие решений о настройках изображения в камере может помочь придать отснятому материалу больше свободы. Как правило, снижение контрастности и другие подобные параметры помогают сохранить больше информации на изображении. Например, если вы резко увеличите контрастность, вы рискуете потерять детали в черном цвете.Как только этот контраст запекается в изображении, невозможно восстановить эту деталь при постобработке. С другой стороны, если вы уменьшите контрастность, у вас будет плоское, скучное изображение, но вся эта информация будет сохранена, и у вас будет больше гибкости для настройки контраста при постобработке. Вот почему были разработаны очень «плоские» стили изображения, такие как Cinestyle от Technicolor или Cine от Marvel. Если мое объяснение не соответствует действительности, посмотрите это видео от Луки для более подробной информации:

HDR

Если у вас есть iPhone, возможно, вы знакомы с HDR.Это означает высокий динамический диапазон. При съемке фотографии HDR на вашем iPhone она работает путем компоновки двух изображений, сделанных одно за другим. Одно изображение будет правильно экспонировать светлые области, а другое изображение правильно экспонирует темные области. При объединении вы получаете лучшее из обоих миров в изображении, где оба правильно экспонированы! Используя программу редактирования изображений, такую ​​как Photoshop, вы можете сделать то же самое самостоятельно и использовать более двух изображений. Тот же процесс используется в замедленной съемке видео, поскольку они состоят из фотографий.Возможно, вы знакомы с популярным видео HDR Skies? Как следует из названия, красивое небо и живописные передние планы могут сливаться в живописную гармонию благодаря HDR:

.

Небо Hdr от Tanguy Louvigny на Vimeo.

В видео HDR работает немного по-другому. Тот факт, что вы должны прокручивать видео непрерывно, и что физически невозможно добиться одинакового кадрирования с двух камер одновременно без сложной настройки, является первоначальным препятствием, которое необходимо преодолеть.

Компания

Magic Lantern разработала довольно аккуратное обновление прошивки для некоторых зеркальных фотокамер Canon, которое чередует съемку между двумя разными ISO между кадрами. Затем вы объединяете две экспозиции, используя их программное обеспечение.

Вы также можете создать несколько экспозиций одного и того же видеофайла и объединить их в пост. Посмотрите это обучающее видео, в котором Jochem D использует Adobe AfterEffects CS4 и Photomatix Pro именно для этого.

Градуированные фильтры нейтральной плотности

И последнее, но не менее важное: более «старая школа», но столь же эффективный прием — использование градуированного фильтра нейтральной плотности.Чтобы освежить свои знания о нейтральной плотности, посетите этот урок видеошколы. В отличие от обычного фильтра нейтральной плотности, градуированный фильтр нейтральной плотности блокирует широкий спектр света на своей поверхности. Один из таких малышей может пригодиться при съемке пейзажной сцены. Если вы поместите фильтр так, чтобы он блокировал больше света вверху, чем внизу, эффект будет таким же, как если бы вы снимали с большей диафрагмой вверху, чем внизу, так что и более яркое небо, и более темный пейзаж правильно выставлены.

Итак, что мы сегодня узнали? Такой динамический диапазон не растет на деревьях, да. Но я надеюсь, что вы также узнали, как увеличить динамический диапазон камеры и широту отснятого материала.

Руководство для начинающих по динамическому диапазону в фотографии

Вы, наверное, слышали, что термин «динамический диапазон» (DR) часто используется в статьях по фотографии и обзорах камер, но что это такое и как он связан с вашими навыками фотографирования и работы с камерой ?

Когда я только начал заниматься фотографией, концепция динамического диапазона надолго сбила меня с толку, и я был слишком смущен, чтобы просить о помощи или признаться, что не знаю.

Вот почему мы создали это руководство для начинающих — вскоре вы поймете ключевые моменты динамического диапазона и будете уверены, что сможете использовать его в своих интересах для создания потрясающих изображений в 2022 году.

Мы также включили 6 полезных советов. чтобы помочь вам максимизировать динамический диапазон вашей текущей камеры.

Начинаем!

Что такое динамический диапазон в фотографии?

 

В двух словах, динамический диапазон — это разница между самыми светлыми и самыми темными тонами на фотографии — от чистого белого до чистого черного.

DR имеет важное значение, так как каждая камера имеет датчик, который записывает информацию об изображении в тонах или оттенках серого. Некоторые датчики могут видеть только детали от темно-серых до светло-серых тонов, но не совсем чисто белый и черный.

Что еще более важно, динамический диапазон камеры относится к тому, сколько приращений датчик изображения может обнаружить между чистым черным и белым, плюс тона между ними.

Эти приращения известны как стопы, f-ступени, стопы света или EV (значение экспозиции) — давайте далее будем называть их стопами  для простоты.

Стопы — это единица измерения, используемая в фотографии для считывания и управления количеством света, которое может видеть камера.

Если каждое приращение динамического диапазона является одной остановкой, то количество приращений, которое может считывать камера, определяет, сколько ступеней динамического диапазона она может зафиксировать.

Имейте в виду, что способность датчика камеры обнаруживать более широкий динамический диапазон зависит от качества датчика изображения.

Каковы размеры сенсора камеры? Ознакомьтесь с нашим руководством, чтобы узнать о них все.

Как мы видим динамический диапазон

Когда вы видите рекламу камеры, обычно говорят, сколько ступеней динамического диапазона у камеры. Но это нужно немного расширить за пределы коммерческого предложения.

В среднем высококачественная цифровая камера захватывает от 12 до 15 ступеней динамического диапазона при базовом уровне ISO, который обычно составляет около 100. Однако для измерения емкости должны существовать идеальные условия освещения — никаких темных теней и светлых участков. .

Если условия освещения увеличиваются или уменьшаются, способность камеры считывать 15 ступеней динамического диапазона уменьшается.

Более того, если вы увеличите значение ISO камеры, динамический диапазон значительно снизится — об этом позже.

В то время как высококачественные цифровые камеры могут видеть до 15 ступеней динамического диапазона, человеческий глаз может видеть почти 20 ступеней. Но, как и в случае с камерами, это при идеальных условиях освещения.

Подумайте о ситуациях, когда вы входите в темную комнату.Вашим глазам требуется некоторое время, чтобы привыкнуть, прежде чем вы сможете разглядеть детали. Ваши глаза адаптируются к изменившимся условиям, чтобы различать детали в темноте — ваши глаза работают с более низким динамическим диапазоном.

Включите свет, и ваш динамический диапазон значительно увеличится с увеличением яркости сцены.

Почему динамический диапазон имеет значение?

Сенсор с большим динамическим диапазоном позволит фотографу «убрать» потерянные детали в светлых участках неба с помощью программного обеспечения для редактирования.

Представьте сцену в яркий солнечный день, когда вы можете разглядеть детали в облаках и пейзаже. Это выглядит великолепно, и вы поднимаете камеру, чтобы запечатлеть красивую сцену.

Но когда вы смотрите на свою фотографию, вы видите, что большая часть пейзажа хорошо освещена, но некоторые тени потеряли детализацию, а небо чисто белое. Это потому, что наши глаза имеют больший динамический диапазон, чем камеры.

Другими словами, наши глаза могут различать уровень детализации в тенях и светах лучше, чем наши камеры.

Непрекращающееся стремление компаний, производящих камеры, состоит в том, чтобы преодолеть разрыв в динамическом диапазоне, видимом нашими глазами и их камерами. Тот, кто взломает этот код, получит приз!

Вот почему в фотографии так важен динамический диапазон, чтобы камеры могли снимать так, как видит человеческий глаз.

Кроме того, чем больше деталей извлечено из теней и светов, тем лучше будет результат.

Как измеряется динамический диапазон?

В некоторых кругах измерения динамического диапазона включают ужасно сложную и заведомо скучную математику.

Проще говоря, DR в фотографии — это соотношение между самым светлым элементом и самым темным, также известное как коэффициент контрастности.

Измеряется стопами (f-ступени, стопы света, EV), стоп относится к одной единице света. Каждая ступень вверх или вниз в динамическом диапазоне удваивает или уменьшает вдвое количество света, необходимое для достижения правильной экспозиции.

Мегапиксели имеют значение?

Несомненно, вы слышали «разговоры о камерах», в которых обсуждалось количество мегапикселей в камере.Это светочувствительные рецепторы, которые покрывают датчик камеры.

Мегапиксель (МП) равен одному миллиону пикселей и указывает количество и качество деталей, которые может зафиксировать камера. Традиционно, чем больше мегапикселей, тем лучше качество изображения.

Например, типичная беззеркальная камера Fujifilm серии X имеет 26-мегапиксельный сенсор — 26 миллионов пикселей. Однако Fujifilm GFX100S, более крупная камера среднего формата с большим сенсором, имеет разрешение 102 мегапикселя — 102 миллиона пикселей.

Камеры с большим числом мегапикселей, как правило, имеют больший динамический диапазон, но не всегда.

Помимо размера сенсора камеры и количества мегапикселей, качество отдельных пикселей также имеет решающее значение для DR. Важнее всего размер отдельного пикселя и способность обнаруживать свет.

Чем меньше пикселей большего размера, тем лучше для динамического диапазона, чем больше пикселей меньшего размера.

Как увеличить динамический диапазон вашей камеры

Помните пример, о котором мы говорили ранее, когда ваш глаз видел больше пейзажа, чем камера? Что, если я скажу вам, что несколько хаков могут помочь вам преодолеть разрыв?

Существует несколько способов улучшить и максимально увеличить динамический диапазон вашей камеры.Более того, вы можете сделать это, находясь в полевых условиях с камерой в руке, или позже в приложениях для редактирования.

Давайте рассмотрим наиболее распространенные способы улучшения DR на ваших фотографиях и повышения качества съемки.

Используйте градуированные фильтры нейтральной плотности

Авторы и права: Крис Янг

Пейзажная фотография — это жанр, который имеет много проблем с оптимизацией динамического диапазона с помощью современных сенсорных технологий.

Пейзажная композиция делится примерно на половину кадра, заполненную ярким небом, и на другую половину более темной землей и тенями.

Как мы обсуждали ранее, цифровым телам трудно достичь подходящего баланса, при котором небо и земля экспонируются правильно.

Самый простой способ справиться с этим — использовать градиентный фильтр нейтральной плотности.

Фильтры GND доступны в различных размерах, чтобы соответствовать большинству стандартных диаметров линз. Они привинчиваются к передней части объектива и, в зависимости от их уровня «плотности», уменьшают количество света на несколько стопов.

Фильтры Grad ND имеют плотность, применяемую к одной половине фильтра, которая переходит в прозрачную часть в другой половине.

Вы обрамляете свою композицию более темной половиной фильтра, покрывающего небо. Экспонируя свой снимок земли, вы гарантируете, что вся фотография будет экспонирована правильно.

Небо покажет свой реальный цвет, и вы получите более четкое изображение облаков — без нежелательных бликов.

Здесь вы можете узнать больше о фильтрах для объективов и выяснить, сколько ступеней нейтрального фильтра вам следует купить.

Понимание гистограммы

Большинство цифровых камер имеют гистограмму, которая отображается на экране — это графическое представление плотности пикселей сцены.

Знакомство с гистограммой — отличный способ понять и управлять динамическим диапазоном.

Гистограмма показывает большую плотность слева от графика, если ваша фотография слишком темная. Он также покажет плотность пикселей справа, если сцена слишком интенсивная в солнечный день или имеет слишком много бликов.

Слишком высокая плотность пикселей на обоих концах заставляет камеру работать за пределами своего динамического диапазона, и вы теряете детализацию света или тени.

Удерживая плотность пикселей в пределах гистограммы, вы оптимизируете динамический диапазон камеры.

Ознакомьтесь с нашим руководством по гистограмме здесь.

Экспозиция вправо 

Я знаю, что только что сказал, чтобы плотность пикселей гистограммы не отклонялась вправо или влево слишком сильно. Если вы снимаете со сложным динамическим диапазоном и вам приходится выбирать между слишком ярким и слишком темным, выберите слишком яркий.

При этом ваша гистограмма будет показывать большую плотность пикселей справа — без того, чтобы все это упиралось в границу.

Экспонирование вправо («ETTR») — термин, используемый для описания этого метода.

Камеры лучше справляются с переэкспонированным или более ярким динамическим диапазоном, чем с более темным. Кроме того, блики часто легче восстановить в программном обеспечении для редактирования.

Узнайте больше о недодержке и передержке здесь.

Снимайте в формате RAW

Цифровые камеры позволяют снимать в формате JPEG и RAW. Файлы JPEG намного меньше по размеру, поскольку они содержат только поверхностный слой данных фотографии и деталей.

Как правило, файлы JPEG намного сложнее редактировать и исправлять в программах для редактирования.

Файлы RAW намного больше по размеру и содержат все несжатые данные изображения непосредственно с сенсора. Все эти дополнительные данные означают, что вы с большей вероятностью восстановите потерянные детали в тенях и отодвинете некоторые из бликов.

Файлы RAW содержат весь динамический диапазон камеры, и с помощью приложений для редактирования мы можем сделать фотографию эффектной.

Подробнее о других различиях между RAW и JPEG можно прочитать здесь.

Сохраняйте низкую чувствительность ISO

При оптимизации динамического диапазона вашей камеры устанавливайте чувствительность ISO как можно ниже. Это проще сделать при съемке в ярких условиях, поскольку мы не полагаемся на ISO для правильной экспозиции фотографии.

Увеличение ISO может сделать всю фотографию ярче, но при этом уменьшится диапазон камеры. Каждое увеличение ISO добавляет света, но уменьшает динамический диапазон.

Вместо увеличения ISO рассмотрите возможность использования более широкой диафрагмы или более длинной скорости затвора.

Узнайте больше об ISO здесь.

Создание HDR-изображений

Создание фотографий с расширенным динамическим диапазоном (HDR) эффективно преодолевает ограничения динамического диапазона, если все сделано правильно.

Если у вас возникли проблемы с правильной экспозицией светлых и темных областей изображения с помощью камеры, подумайте о том, чтобы сделать несколько снимков с разной экспозицией. Некоторые камеры имеют функции брекетинга для автоматизации HDR-съемки.

Сделав несколько фотографий одной и той же сцены с разной экспозицией, вы можете позже объединить их в программном обеспечении для редактирования, чтобы сформировать фотографию с расширенным динамическим диапазоном.

Процесс смешивания приводит к правильному экспонированию каждой области изображения, что увеличивает динамический диапазон фотографии.

Чрезмерное использование HDR-фотографии часто приводит к тому, что фотографии выглядят неправильными и пережаренными. При правильном балансе и практике с HDR вы получите правильную экспозицию и детализацию в тенях и светах.

Вот более подробное руководство по HDR-фотографии, а также обзор Aurora HDR, программного инструмента, помогающего упростить процесс редактирования.

У какой камеры лучший динамический диапазон?

Если вы ищете цифровые камеры с лучшим динамическим диапазоном, у вас есть из чего выбрать.

Все ведущие бренды камер стремятся поднять потолок динамического диапазона все выше и выше с каждым поколением цифровых камер.

В результате большинство камер текущего поколения от ведущих брендов имеют исключительный динамический диапазон, составляющий в среднем от 12 до 15 ступеней при различных значениях ISO.

Nikon D850 возглавляет рейтинги как камера с лучшим динамическим диапазоном, хотя несколько других моделей отстают от нее.

Следующий шаг для вас — определить, какие еще функции вы ищете в цифровой камере профессионального уровня, чтобы сократить список возможных вариантов.

Вот наш выбор доступных в настоящее время камер с лучшим динамическим диапазоном (мы ссылаемся на обзоры Shotkit, где они доступны):

  • Nikon D850 — 14,8 ступени при ISO 64 
  • Leica Q2 — 14,5 ступени при ISO 400
  • Canon EOS R — 14,1 стопа при ISO 800.
  • Leica CL — 13.6 ступеней при ISO 100.
  • Canon EOS M50 — 13,4 ступени при ISO 100.
  • Olympus OM-D E-M10 Mark III — 12,3 ступени при ISO 800.
  • Canon 5D Mark IV — 13,6 ступени при ISO 100.
  • Sony α7R IV — 14,7 ступени при ISO 50
  • Sony a7 III — 14,7 ступени при ISO 50
  • Nikon Z7 — 14,6 ступени при ISO 64
  • Panasonic Lumix DC-GH5 — 13 ступеней при ISO 200
  • 1

    5

    4

    4

    4

  • Nikon Z7 — 14,6 ступени при ISO 64 Часто задаваемые вопросы
  • Насколько важен динамический диапазон в фотографии?

    Динамический диапазон в фотографии очень важен, поскольку он означает создание фотографий, максимально приближенных к тому, что видит человеческий глаз.Кроме того, в настоящее время основным направлением деятельности всех производителей камер является улучшение динамического диапазона в каждом новом поколении камер.

    Что такое «хороший» динамический диапазон?

    Хороший динамический диапазон зависит от того, что вы собираетесь фотографировать. Если вы предпочитаете пейзажи и фотографии на открытом воздухе, то хороший динамический диапазон должен стоять на первом месте в вашем списке приоритетов.

    Высококачественные цифровые камеры имеют диапазон от 12 до 15 ступеней при базовых уровнях ISO, но некоторые из них невероятно дороги.

    Диапазон от 10 до 13 идеален для большинства фотографов, а с помощью обсуждаемых здесь приемов вы все равно сможете оптимизировать результаты.

    Влияет ли ISO на динамический диапазон?

    Да, ISO влияет на DR. Каждое увеличение ISO добавляет света, но уменьшает динамический диапазон.

    Final Words

    На этом наше руководство по динамическому диапазону заканчивается. Часто концепции и приемы фотографии чрезмерно усложняются ненужным жаргоном и намерениями.

    Изучение нового навыка или процесса должно быть приятным и простым, особенно для таких творческих людей, как мы.

    DR — это простая концепция, которая во многом зависит от возможностей сенсора вашей камеры. Но, как мы обнаружили, есть способы оптимизировать результаты и каждый раз получать потрясающие фотографии с правильной экспозицией.

    Что вы думаете о динамическом диапазоне в фотографии? Есть ли у вас какие-то лайфхаки, которые помогут вам оптимизировать DR в разных жанрах и сценариях?

    Присоединяйтесь к обсуждению, добавив свои мысли и вопросы ниже. Удачной стрельбы!

    Что такое динамический диапазон экспозиции фотографии? – The Lens Lounge

    В фотографии динамический диапазон означает способность камеры одновременно регистрировать детали в тенях и в светлых участках.

    Насколько хорошо ваша камера улавливает свет.

    Зачем нужно понимать динамический диапазон

    Все дело в экспозиции, поэтому, если вы хотите хорошо экспонированные фотографии, вам нужно знать о динамическом диапазоне. У вас будет хорошее представление о возможностях вашей камеры и о том, что вы можете сделать для достижения хорошей экспозиции, если вы сможете понять:

    • Что такое динамический диапазон
    • Что на него влияет 
    • Как им управлять

    Как и со всем в фотографии, когда вы знаете, как что-то работает, вы можете контролировать результат… и создавать изображения такими, какими вы видите их в своем воображении.

    Динамический диапазон вашей камеры

    Не все камеры имеют одинаковый динамический диапазон. Это далеко не так, потому что динамический диапазон камеры определяется датчиком.

    У компактных камер не такой широкий динамический диапазон, как у цифровых зеркальных камер, поскольку сенсор меньше. Полнокадровые зеркальные фотокамеры имеют гораздо больший динамический диапазон, чем кроп-камеры.

    Полнокадровые камеры высокого класса способны записывать более широкий динамический диапазон, чем камеры начального уровня, но даже среди камер высокого класса некоторые из них лучше, чем другие.Подробнее об этом чуть позже.

    Как измеряется динамический диапазон в фотографии?

    Динамический диапазон измеряется в стопах. Это то же самое, что говорить о настройке диафрагмы для диафрагмы. Каждый шаг диафрагмы в два раза больше (или вдвое, в зависимости от того, куда вы идете), чем предыдущий. Другими словами, F2.8 вдвое превышает уровень яркости F4.

    Итак, возвращаясь к тому, что я говорил минуту назад о том, как меняется динамический диапазон между камерами… кадровая камера) составляет 15 ступеней

  • Человеческий глаз составляет около 20 ступеней

Вот почему мы видим лучше, чем наши камеры — мы можем видеть гораздо больше деталей от самых темных черных до самых ярких белых.

Динамический диапазон сцены

Но есть еще один аспект динамического диапазона — динамический диапазон объекта или сцены.

Здесь динамический диапазон — это разница между интенсивностью света теней и светлых участков. Сравните:

  • Высококонтрастный безоблачный солнечный день – много яркого солнечного света и темных теней – действительно широкий динамический диапазон диапазон вашей камеры

Итак, чем солнечнее, тем ярче будут блики и сильнее будут тени, и тем больше будет динамический диапазон сцены.

Как прочитать гистограмму и почему это не идеально

Как использовать тональный контраст в фотографии

Что если он слишком яркий для моей камеры?

Если ваша камера не может записывать как светлые, так и темные участки сцены, вам придется сделать выбор в отношении того, что важно, чтобы избежать обрезки (детали не записываются). Если вы экспонируете для:

  • Света, вы потеряете детали в тенях, поскольку они будут недоэкспонированы, или заблокированы
  • Тени, вы потеряете детали в светлых участках, поскольку они будут переэкспонированы, или взорван

 

Как управлять динамическим диапазоном

Независимо от возможностей вашей камеры, придет время, когда сцена выйдет за пределы возможностей динамического диапазона вашей камеры.

Как только вы узнаете свою камеру и, в частности, ее ограничения, вы сможете начать учиться работать с ней. Что касается динамического диапазона, вы можете сделать многое, но их можно свести к трем вариантам:

  • Уменьшить контрастность
  • Избежать контрастности
  • Принять контрастность

1. Уменьшить динамический диапазон сцены

Когда вы уменьшаете контрастность сцены, вы уменьшаете динамический диапазон фотографии.

Если вы вернетесь к диаграмме в начале статьи, то увидите, что чем светлее тени, темнее светлые участки или и то, и другое, то динамический диапазон сцены уменьшается.В результате вашей камере легче точно записывать как светлые, так и темные области, не переэкспонируя светлые или недоэкспонированные тени.

Существует два способа уменьшить динамический диапазон сцены:

a) Осветление теней

Чтобы «поднять» тени, добавьте света, чтобы они были ближе по яркости к более освещенным областям сцены.

Чтобы осветлить тени:

  • Используйте отражатель и отражайте свет обратно в темную часть сцены
  • Используйте вспышку, чтобы осветить темную часть сцены
  • Снимайте в формате RAW и отрегулируйте ползунок тени вверх при постобработке
  • Корректировка в постобработке с использованием программного обеспечения для обработки, такого как Lightroom

Фотографы и фотографы-портретисты манипулируют светом в студии и на съемочной площадке, используя отражатели и стробоскопы для освещения объекта и/или заполнения теней.

Дальнейшее чтение:

Как правильно использовать отражатель и почему вам действительно нужно один

Начало работы с выключенным камерой Flash

7 Причин У каждого фотографа должен использовать Lightroom

B) Затемнить блики

В качестве альтернативы можно работать с другим концом динамического диапазона, чтобы уменьшить блики. Другими словами, сделайте блики темнее.

Чтобы уменьшить количество светлых участков:

  • Используйте рассеиватель, чтобы заблокировать часть света
  • Используйте градуированный фильтр нейтральной плотности, чтобы затемнить яркое небо пейзажная фотография заключается в том, что небо значительно ярче, чем земля.Поэтому фотографы-пейзажисты используют градуированные фильтры нейтральной плотности, чтобы уменьшить динамический диапазон сцены, чтобы они могли запечатлеть как хорошо экспонированное небо, так и землю.

    Дополнительное чтение:

    Советы извинения и недоэкспонируют

    Как избежать переэкспонированного неба … без использования Photoshop

    2. Избегайте высоких концентрационных сцен

    , фотографируя в менее «контрастированной» области , вам не придется иметь дело с экстремальными бликами и тенями.

    Вот почему фотографы-портретисты:

    • Располагайте объекты в тени
    • Не фотографируйте при полуденном солнце, когда оно наиболее яркое
    • Фотографируйте, когда солнце находится позади объектов, так что их лица находятся в тени

    Если вы Если вы когда-либо пытались избежать резких теней на фотографиях, вы приспосабливались к динамическому диапазону вашей камеры.

    Дополнительная литература: 

    7 советов для фотографирования при ярком солнечном свете

    Горячие советы для пляжной фотосъемки в любое время года на фото справа я экспонировал для сцены снаружи.

    3. Используйте динамический диапазон сцены

    Есть еще один способ работы со сценой, когда она выходит за пределы динамического диапазона вашей камеры. Примите это с HDR.

    С помощью фотографии HDR (фотографии с высоким динамическим диапазоном) вы делаете несколько фотографий с разной экспозицией, чтобы объединить их в одно изображение HDR с деталями в: свою камеру для лучшего из всех миров и получить изображение, которое имитирует то, как наши глаза видят мир.

    Фотографы, работающие в сфере недвижимости, используют HDR, чтобы показать правильно экспонированный интерьер комнаты с правильно экспонированным видом из окна, а не засветкой.

    Складывая фотографии с разной экспозицией, охватывающие как интерьер, так и экстерьер, можно показать полный динамический диапазон. Потенциальные покупатели, глядя на фотографии, видят дом максимально приближенным к тому, каким его увидели бы их глаза, если бы они были там.

    Камера не сможет захватить полный динамический диапазон.

    Когда начинающие фотографы впервые сталкиваются с термином «динамический диапазон», обычно это происходит потому, что они узнают о HDR-фотографии.

    Дополнительная литература: 

    Когда, зачем и как использовать брекетинг экспозиции?

    Как использовать тени на фотографиях, чтобы добавить атмосферы

    Креативность с динамическим диапазоном в фотографии не записывать детали в самой темной части изображения

  • , но нельзя переэкспонировать светлые участки до потери деталей

Но фотография также связана с личным стилем.Вам не нужно записывать полный динамический диапазон сцены и не нужно следить за тем, чтобы светлые участки не обрезались.

Если вы знаете, как управлять как бликами, так и тенями, и решаете выставить одну экспозицию за счет другой, то это творческий выбор.

Понимание динамического диапазона является ключом к принятию творческих решений и получению желаемых результатов.

Дополнительная литература:

Как с легкостью фотографировать силуэты

Что такое фотография в высоком ключе и как ею овладеть

9000 силуэт.Ниже я позволил бликам быть затушеванными.

Динамический диапазон и выбор камеры

Когда цифровая фотография только начиналась, упор делался на мегапиксели. Но есть столько мегапикселей, сколько вам нужно, и уже несколько лет у нас более чем достаточно мегапикселей в большинстве камер для большинства фотографов.

Производители работают над динамическим диапазоном, потому что это действительно важно для фотографов. К счастью для нас, динамический диапазон камер неуклонно растет, и я не удивлюсь, если однажды мы будем использовать камеры, способные записывать мир так, как его видят наши глаза.

Предлагаю при покупке следующей камеры обращать внимание на динамический диапазон камеры, а не на мегапиксели.

Оставить комментарий

Если у вас есть какие-либо вопросы о динамическом диапазоне в фотографии, сообщите нам об этом в комментариях.

Кроме того, мы любим хорошие новости, поэтому, если наши советы по экспозиции помогли вам понять динамический диапазон фотографии, поделитесь ими.

Этот учебник по фотографии помог вам понять, что такое динамический диапазон?

Поделитесь информацией…

Что такое динамический диапазон?

Производители камер постоянно рекламируют динамический диапазон своего оборудования.О чем они говорят? Вот все, что вам нужно знать.

Верхнее изображение через B&H Photo

Что такое динамический диапазон?

Динамический диапазон — это «отношение между наибольшим и наименьшим значениями изменяемой величины». Этот диапазон между самым большим и самым маленьким может быть измерен с помощью света или звука. Со звуком это измерение между «минимальным уровнем шума и максимальным уровнем звукового давления» и тем, что может уловить микрофон. С точки зрения света, он вращается вокруг отношения между самым ярким и самым темным .

Изображение через Aversis 3D

С точки зрения фото и видео это диапазон, в котором камера может захватывать 90 041 самых ярких и самых темных областей изображения  без потери деталей изображения. Если камера выходит за пределы этого динамического диапазона, тогда вы увидите, что яркие цвета размываются, а темные становятся шумными.

Таким образом, чем шире динамический диапазон вашей камеры, тем больше свободы действий у вас есть для захвата изображения. Если вы хотите узнать больше, посмотрите это отличное видео от Линды.ком. Клип снят скорее с точки зрения фотографии, но теория и принципы динамического диапазона остались прежними.

Неужели это так важно?

Производители камер постоянно совершенствуют свои технологии, чтобы приблизиться к возможностям человеческого глаза. Хотя они в конечном итоге терпят неудачу, это не из-за отсутствия попыток. Человеческий глаз — удивительный оптический приемник, и если бы это была камера, то это была бы самая дорогая камера.

Изображение с помощью фотографии-101

Динамический Диапазон человеческого глаза — это то, с чем современные технологии камер просто не могут сравниться. Однако динамический диапазон жизненно важен для процесса кинопроизводства в цифровую эпоху, особенно когда создатели пытаются воспроизвести внешний вид пленки. Предоставление кинематографистам более широкого динамического диапазона дает им гораздо больше возможностей для внесения корректировок и захвата желаемого вида. Кроме того, благодаря более широкому динамическому диапазону вам не придется полагаться на искусственное освещение для достижения желаемого результата.

Какие камеры имеют лучший динамический диапазон?

Теперь, когда у нас есть четкое представление о динамическом диапазоне и о том, как это работает, давайте посмотрим, какие варианты у нас есть, когда дело доходит до технологии камеры. Интересная часть таблицы ниже: различные возможности динамического диапазона профессиональных камер по сравнению с крупнобюджетными серийными камерами.

* Измерение динамического диапазона при использовании логарифмического или необработанного.

Была ли эта разбивка полезна для вас? Для вас важен динамический диапазон? Поделитесь с нами своими мыслями в комментариях ниже!

Как понять и использовать динамический диапазон для потрясающих фотографий

Затушевывание светлых участков или недоэкспонирование теней ухудшает детализацию ваших изображений.Это оставляет полученную фотографию тусклой.

Понимание динамического диапазона может помочь сохранить эти детали нетронутыми. От неба на пейзажных фотографиях до теней в уличной фотографии.

Из этого руководства для начинающих узнайте, как максимально использовать динамический диапазон камеры.

Что такое динамический диапазон?

Камеры не могут запечатлеть все детали сцены, когда свет слишком яркий. Либо самые яркие области превратятся в белые пятна.Или самые темные области станут черными без деталей. Динамический диапазон объясняет, почему именно это происходит.

Сенсор цифровой камеры (или полоска пленки) может улавливать только ограниченный диапазон света. Это динамический диапазон. Ограничения динамического диапазона часто проявляются в ярких сценах с большим контрастом.

В пасмурный день большинство камер часто могут захватывать самые темные и самые яркие области изображения. Он будет правильно экспонирован в одном кадре. Добавьте яркий направленный свет, и это совсем другая история.Это включает в себя портреты с подсветкой или пейзажные сцены.

Динамический диапазон в фотографии относится к диапазону света, который камера может уловить за одну экспозицию. Человеческий глаз может видеть детали в свете с динамическим диапазоном около 20 ступеней. Зеркальным и беззеркальным камерам часто удается захватить половину этого.

Камеры не могут видеть тот же динамический диапазон, что и наши глаза. Это блестящее голубое небо, которое вы видите на камеру, становится переэкспонированной белой массой. Или полностью темный передний план.

Настройки, используемые на камере, могут определять, для каких настроек задан этот диапазон. К ним относятся яркие условия, такие как солнечный свет. Или темные условия, такие как ночная съемка.

Экспозиция самых ярких областей изображения сохранит эти области нетронутыми. Но остальная часть сцены будет темной, как в силуэте. Или вы можете экспонировать самые темные части сцены. Это оставляет блики размытыми в виде белых пятен.

Наконец, вы можете выставить средние тона.Но вы можете потерять детали как в ярких, так и в темных частях изображения.

Вы можете выбрать экспозицию, чтобы сохранить светлые, средние тона или тени нетронутыми. Но выдержка и диафрагма не увеличат пределы динамического диапазона камеры.

ISO играет роль в динамическом диапазоне. Более высокие настройки ISO ограничивают диапазон света, который захватывает камера. ISO не решит большинство проблем с динамическим диапазоном. Это может сыграть небольшую роль в том, что камера способна запечатлеть.

Использование низкого значения ISO не позволит вам идеально запечатлеть высококонтрастную сцену.Но это дает преимущество перед высокими значениями ISO.

Динамический диапазон не означает, что вам придется выбирать между сохранением самых ярких или самых темных областей изображения нетронутыми навечно.

Вы можете использовать трюки в камере и/или редактировать фотографии. И вы можете выйти за рамки того, что ваша камера способна запечатлеть в одном кадре. Вот как исправить распространенные проблемы с динамическим диапазоном в фотографии.

Как улучшить динамический диапазон без редактирования фотографий

Вы можете расширить динамический диапазон с помощью расширенного динамического диапазона.Но у процесса HDR есть несколько недостатков (подробнее об этом чуть позже).

Есть и другие приемы, которые вы можете использовать. Это позволит избежать переэкспонирования светлых участков или недоэкспонирования теней в камере.

Многие из этих трюков на самом деле не регулируют динамический диапазон, который может захватить камера. Вместо этого они регулируют диапазон света в сцене, добавляя или удаляя свет.

Снимайте снова в лучшую погоду, в тени или под другим углом

Самый распространенный тип сцены, которую камера не может хорошо запечатлеть в одном кадре, — это сцена, ярко освещенная солнцем.Иногда можно дождаться лучшей погоды, другого времени суток или уйти в тень. Это может контрастировать в сцене.

Допустим, вы снимаете солнечный день в полдень. Вы снимаете сцену с широким динамическим диапазоном между ярким солнцем и окружающим пейзажем.

Дождитесь облачного дня или снимайте в начале или в конце дня, когда солнце не находится над головой. Это облегчит захват кадра.

Другой вариант, в зависимости от типа съемки, — переместить объект в тень.

Даже корректировка композиции может помочь. Направьте камеру на солнце, и небо будет намного ярче, чем освещенный сзади пейзаж.

Если вы поместите солнце за спину, оно поможет осветить сцену. Это создаст вид с достаточно узким динамическим диапазоном, чтобы ваша камера могла его захватить.

Ждать лучшей погоды или развернуться — не всегда выход или лучший вариант. Нельзя фотографировать закат спиной к солнцу. Или, может быть, вы путешествуете, и у вас есть только один шанс увидеть этот вид перед вами.

Ожидание лучшей погоды или лучшего ракурса может быть самым простым вариантом. Но это не единственные варианты.

Используйте градуированный фильтр нейтральной плотности

Градуированный фильтр нейтральной плотности может решить одну из самых распространенных проблем с динамическим диапазоном — слишком яркое небо. Он блокирует свет только от части изображения.

Подобно солнцезащитным очкам для объектива камеры, фильтр нейтральной плотности поможет блокировать свет. Градуированный фильтр нейтральной плотности блокирует свет только в части фотографии.Это делает его идеальным инструментом для устранения проблем с динамическим диапазоном.

Поместите затемненную часть фильтра на небо (или любую другую часть изображения, которая слишком яркая). Теперь небо становится хорошо сбалансированным с остальной частью сцены.

Вы больше не пытаетесь увеличить способность вашей камеры захватывать более широкий динамический диапазон. Вместо этого градуированный фильтр нейтральной плотности уменьшает диапазон света в сцене. Еще до того, как оно попадет в объектив камеры.

Градуированные фильтры нейтральной плотности бывают нескольких видов.Если небо лишь слегка переэкспонировано, можно использовать более светлый фильтр, такой как GND .3.

Если небо сильно переэкспонировано, вам понадобится более сильный фильтр, чтобы исправить эту проблему. Попробуйте GND 3.0.

Квадратные или прямоугольные градуированные фильтры нейтральной плотности работают лучше, чем круглые ввинчиваемые фильтры. Они обеспечивают большую гибкость при размещении более темной части фильтра.

Фильтры

— один из самых простых способов исправить проблемы с динамическим диапазоном. Но они не идеальны для каждого сценария.Градуированные фильтры нейтральной плотности лучше всего работают с прямым горизонтом.

Представьте, что вы фотографируете возвышающиеся в небо небоскребы. Тот же самый фильтр также затемнит вершины небоскребов и небо.

Используйте вспышку или искусственное освещение

Другой вариант — добавить больше света. Использование вспышки или видеосвета поможет заполнить самые темные участки изображения.

Заполнение теней уменьшает разницу между темными и яркими областями.Это позволяет вашей камере захватывать весь диапазон света на одной фотографии.

Рассмотрим портрет, освещенный солнцем сзади. Используя режим замера камеры, вы можете экспонировать лицо, чтобы объект был хорошо экспонирован. Это оставит фон переэкспонированным.

При использовании вспышки количество света на объекте становится намного ближе к количеству света на фоне. Объект и фон теперь одинаково освещены. Вы подтолкнули динамический диапазон изображения к тому, который сенсор камеры способен зафиксировать в одном кадре.

Вы можете использовать вспышку для сужения динамического диапазона сцены. Достаточно, чтобы камера снимала без редактирования.

Фотографы недвижимости, например, часто используют беспроводную вспышку. Это создает светлую и веселую комнату, не передергивая вид из окон.

Flash — отличный инструмент для съемки высококонтрастных сцен. Но новичкам часто сложнее освоить. Может потребоваться некоторое время, чтобы научиться сбалансировать свет вспышки со светом остальной части сцены.

Использование внешней вспышки может еще больше улучшить снимок, но добавляет больше оборудования и больше времени на съемку.

Как улучшить динамический диапазон с помощью HDR и редактирования фотографий

Некоторые сцены не позволяют улучшить динамический диапазон в камере.

К ним относятся ландшафты, слишком большие для освещения вспышкой. Или тот, у которого горизонт слишком неровный, чтобы его можно было скрыть градуированным фильтром нейтральной плотности.

Когда фильтры и вспышка не работают, вы можете улучшить динамический диапазон с помощью редактирования фотографий.В самых крайних случаях HDR может быть обязательным.

Для других могут потребоваться более простые настройки.

Улучшение динамического диапазона с помощью Lightroom или фоторедактора RAW

При съемке фотографии в формате RAW в файле достаточно информации для восстановления светлых участков и теней. Возможно, вы сможете сделать это, лишь немного поработав в Adobe Lightroom или аналогичной программе.

Первый шаг — научиться определять, можно ли восстановить изображение при публикации или нет.Таким образом, вы можете настроить захват, прежде чем покинуть сцену.

Фотография в формате RAW имеет более широкий динамический диапазон. Но RAW не решит все проблемы с динамическим диапазоном в одиночку.

Гистограмма сообщит вам, можно ли улучшить динамический диапазон при постобработке за один снимок. Или если вам нужно вместо этого использовать технику HDR.

Гистограмма отображает пиксели изображения в зависимости от того, насколько они светлые или темные. Проверьте, обрезаны ли пики на гистограмме справа или слева.Если это так, вы не сможете восстановить эти данные с помощью простого редактирования фотографий.

Если пики диаграммы обрезаны слева, вы потеряли данные в тенях. Справа вы потеряли детали в бликах.

Если гистограмма смещена слишком далеко влево, отрегулируйте настройки экспозиции, чтобы сделать изображение ярче, и наоборот.

Если вы не можете отрегулировать настройки экспозиции, чтобы избежать обрезки пиков справа или слева, то сцена имеет динамический диапазон, который шире, чем может захватить ваша камера.

В этом случае вы не сможете легко исправить проблемы по почте. Техника HDR является лучшим вариантом. Стоит отметить, что каждое изображение не обязательно должно иметь идеальную гистограмму каждый раз. Например, если вы намеренно снимаете силуэт, ваша гистограмма будет намеренно сшита влево.

Если в предварительном просмотре на ЖК-экране есть области, которые слишком яркие и/или слишком темные, но ваша гистограмма не повреждена, вы сможете восстановить изображение в постобработке.

Вы находите гистограмму сложной и трудной для понимания? Включите предупреждения о пересветах в меню настроек камеры. «Блинки» подсвечивают переэкспонированные области вашего изображения на ЖК-экране.

Когда изображение открыто в Lightroom, Adobe Camera RAW или аналогичном инструменте, вы можете приступить к работе по восстановлению деталей в светлых и темных участках. Используйте ползунки бликов и белого, чтобы восстановить самые яркие области изображения.

При необходимости используйте также тени и черный цвет, чтобы вернуть некоторые из этих деталей.Уменьшение как светлых участков, так и теней может снизить контрастность. Возможно, вам придется добавить немного обратно с помощью ползунка контрастности.

Ползунки — не единственные возможности для восстановления деталей. Используйте инструмент «Кисть», чтобы осветлить и затемнить, а также осветлить или затемнить определенные области изображения.

Градуированный фильтр также является полезным инструментом локального редактирования для исправления передержанного неба.

Улучшение динамического диапазона фотографии с помощью техники HDR

Иногда вспышки, градуированных фильтров нейтральной плотности и настроек Lightroom просто недостаточно, чтобы запечатлеть все детали сцены.

Высокий динамический диапазон — это метод, в котором используется несколько экспозиций, а затем все они объединяются для создания изображения, которое было бы невозможно захватить за одну экспозицию.

Изображения

HDR часто получаются драматичными, хорошо освещенными и впечатляющими, если все сделано правильно. Но они могут показаться фальшивыми и съеживаться, когда переусердствуют.

Техника HDR включает съемку нескольких одинаковых изображений, но с разной экспозицией и настройками для захвата всего диапазона света.Затем эти изображения объединяются в Photoshop, Lightroom, Aurora HDR или аналогичной программе.

Объединяя эти файлы, снятые с разной экспозицией, можно создать изображение, которое охватывает динамический диапазон, выходящий далеко за пределы возможностей вашей камеры.

HDR имеет несколько ограничений. Эту технику нельзя использовать для движущихся объектов, иначе на полученном изображении будут, например, «призраки».

Вот отличное руководство по технике HDR, поэтому мы не будем вдаваться в подробности.

Лучшим вариантом может быть градуированный фильтр нейтральной плотности или вспышка. В некоторых случаях HDR — единственный способ получить кадр с хорошей экспозицией.

Заключение

В то время как HDR является модным словом в сообществе фотографов, для съемки хорошо освещенного изображения необходимо понимать динамический диапазон в целом, а не просто технику HDR.

Сенсор камеры может улавливать только ограниченный диапазон света. Когда сцена выходит за пределы этого диапазона света, такие методы, как фильтры, вспышка и методы редактирования, все же могут создать эффектное, хорошо детализированное изображение.

Знание того, когда использовать каждый тип решения, может помочь вам снимать самые сложные сцены с высокой контрастностью.

Что такое динамический диапазон радиоприемника » Electronics Notes

Существуют важные для человека параметры, связанные с работой радиоприемника, одним из ключевых параметров является динамический диапазон.


Радиодинамический диапазон Включает:
Что такое динамический диапазон


В современных условиях радиосвязи важна динамическая дальность приемника, поскольку необходимо принимать как сильные, так и слабые сигналы, а также слабые сигналы при наличии сильных.

При наличии огромного количества радиостанций постоянно передается множество сигналов — например, мобильные телефоны должны одновременно принимать как слабые, так и сильные сигналы. Конструкция радиочастотной схемы радиоприемника будет определять факторы, определяющие динамический диапазон, поэтому важно учитывать их на самых ранних стадиях концепции.

Хотя динамический диапазон очень важен для радиоприемников и приложений радиосвязи, он также важен во многих других областях, от фотокамер до аудиомикшеров и многих других устройств, где необходимо учитывать множество различных входных уровней.

Хотя некоторые параметры будут меняться в зависимости от рассматриваемого оборудования, основной концепцией динамического диапазона остается диапазон, в котором оборудование может успешно обрабатывать входящие сигналы.

Что такое динамический диапазон?

Динамический диапазон радиоприемника — это, по сути, диапазон уровней сигнала, в котором он может работать.

Может помочь определение динамического диапазона радио.

Определение динамического диапазона радиоприемника:

Динамический диапазон радиоприемника, вероятно, лучше всего определить как диапазон входных уровней, в котором радиоприемник может успешно принимать требуемые сигналы.

Существует множество параметров, связанных с динамическим диапазоном приемника, которые важны для приложений радиосвязи всех форм.

Нижний предел диапазона определяется его чувствительностью, тогда как верхний предел определяется перегрузкой или эффективностью обработки сильного сигнала. Тем не менее, существует несколько различных соглашений, которые используются для измерения динамического диапазона приемника.

В спецификациях

обычно используются цифры, основанные либо на характеристиках интермодуляции, либо на характеристиках блокировки.К сожалению, не всегда возможно сравнить один набор с другим, потому что динамический диапазон, как и многие другие параметры, может быть указан несколькими способами.


Понятие динамического диапазона радиоприемника

Однако, чтобы получить представление о том, что именно означает динамический диапазон радиоприемника, стоит рассмотреть способы, которыми проводятся измерения для определения диапазона радиоприемника.

Чувствительность

Первая характеристика, которую необходимо исследовать, — это чувствительность приемника.Основным ограничивающим фактором в любом радиоприемнике является создаваемый внутренний шум. Для многих приложений радиосвязи используется либо отношение сигнал/шум, либо коэффициент шума.

Однако для спецификаций динамического диапазона часто используется цифра, называемая минимально различимым сигналом (MDS). Обычно это принимается за сигнал, равный по силе уровню шума.

Поскольку уровень шума зависит от используемой полосы пропускания, это также должно быть указано в спецификации.Обычно уровень уровня MDS указывается в дБм, т. е. дБ относительно милливатт, и типичные значения составляют около -135 дБм в полосе пропускания 3 кГц.

Обработка сильных сигналов

Хотя чувствительность важна, способ обработки радиоприемником сильных сигналов также очень важен.

Есть несколько спецификаций, которые могут быть важны для характеристик динамического диапазона:

  • Продукты третьего порядка: Проблемы возникают, когда гармоники внутриполосных сигналов смешиваются друг с другом.Обнаружено, что можно создать комбинацию сигналов, как показано ниже, и они могут просто попадать на ту же частоту, что и слабая и интересная станция, тем самым маскируя ее, чтобы ее нельзя было услышать.

    Несложно рассчитать частоты, на которые будут попадать паразитные сигналы. Если входные частоты равны f 1 и f 2 , то новые полученные частоты будут следующими: 2 и так далее.На другой стороне двух основных или исходных сигналов продукты производятся по адресам 2f 2 — f 1 , 3f 2 — 2f 2 , 4f 2 — 3f 1 и так далее, как показано на рис. диаграмма. Они известны как интермодуляционные продукты нечетного порядка. Два раза один сигнал плюс один раз другой дают продукт третьего порядка, три раза один плюс два раза другой — продукт пятого порядка и так далее. Из диаграммы видно, что сигналы по обе стороны от основных сигналов являются сначала произведением третьего порядка, затем пятого, седьмого и так далее.

    Для примера с некоторыми реальными цифрами. Если большие сигналы появляются на частотах 30,0 МГц и 30,01 МГц, то интермодуляционные продукты появятся на частотах 30,02, 30,03, 30,4… МГц и 29,99, 29,98, 29,97… МГц.


    Спектр продуктов интермодуляции от двух сигналов
  • Блокировка:  Еще одна проблема, которая может возникнуть при наличии сильного сигнала, называется блокировкой. Как следует из названия, сильный сигнал может блокировать или, по крайней мере, снижать чувствительность радиоприемника.Эффект можно заметить, когда слушаешь относительно слабую станцию, и соседний передатчик начинает излучать, а мощность полезного сигнала снижается. Эффект возникает, когда входной ВЧ-усилитель начинает сжиматься. Когда это происходит, самый сильный сигнал имеет тенденцию «захватывать» ВЧ-усилитель, уменьшая мощность других сигналов. Эффект аналогичен эффекту захвата, связанному с FM-сигналами.

    Этот аспект характеристик радиоприемника очень важен для большого количества приложений радиосвязи, от мобильных телефонов до стратегических радиосистем.

    Уровень блокировки, очевидно, зависит от уровня сигнала. Это также зависит от того, насколько далеко от канала находится сильный сигнал. Чем дальше, тем больше он будет уменьшен настройкой переднего конца и тем меньше будет эффект. Обычно блокировка определяется как уровень нежелательного сигнала при заданном смещении (обычно 20 кГц), что дает снижение усиления на 3 дБ.

  • Точка пересечения:  В идеальном мире выход ВЧ-усилителя был бы пропорционален входу для всех уровней сигнала.Однако ВЧ-усилители имеют только ограниченную выходную мощность, и обнаружено, что за пределами определенного уровня выходной сигнал падает ниже требуемого уровня, поскольку он не может справиться с требуемыми от него большими уровнями. Это дает характеристику, подобную показанной ниже. Из этого видно, что ВЧ-усилители являются линейными в нижней части характеристики, но поскольку выходные каскады не могут работать с более высокими уровнями мощности, сигналы начинают сжиматься, как видно из кривой характеристики.


    Характеристическая кривая для усилителя, показывающая зону перегрузки

    Тот факт, что ВЧ-усилитель является нелинейным, сам по себе не создает серьезной проблемы. Однако побочные эффекты есть. Когда сигнал проходит через нелинейный элемент, наблюдаются два основных эффекта. Во-первых, генерируются гармоники. К счастью, они вряд ли вызовут серьезную проблему. Чтобы гармоника находилась рядом с принимаемой частотой, в ВЧ-усилитель должен поступить сигнал с половинной частотой принимаемого сигнала.Настройка переднего конца должна уменьшить это в достаточной степени, чтобы в большинстве случаев это не было заметной проблемой.

    Другая проблема, которую можно заметить, заключается в том, что сигналы смешиваются вместе, образуя нежелательные продукты. Это опять же вряд ли вызовет проблемы, поскольку любые сигналы, которые могут смешиваться друг с другом, должны быть в достаточной степени удалены настройкой внешнего интерфейса. Вместо этого проблемы возникают, когда гармоники внутриполосных сигналов смешиваются вместе.

Характеристики динамического диапазона

При просмотре спецификаций динамического диапазона следует соблюдать осторожность при их интерпретации.MDS на нижнем конце сигнала следует рассматривать внимательно, но ограничивающие факторы на верхнем конце показывают гораздо большие различия в том, как они определены.

При использовании блокировки обычно указывается уменьшение чувствительности на 3 дБ, но в некоторых случаях может использоваться 1 дБ. Там, где интермодуляционные продукты выбираются в качестве предельной точки, уровень входного сигнала для них часто берется таким же, как у MDS. Однако, какие бы спецификации ни были даны, следует соблюдать осторожность при интерпретации цифр, поскольку они могут незначительно различаться по способу измерения от одного приемника к другому.

Чтобы получить представление о цифрах, которые могут быть получены, когда интермодуляция является ограничивающим фактором, значения в диапазоне от 80 до 90 дБ являются типичными, а когда блокировка является ограничивающим фактором, цифры около 115 дБ обычно достигаются в хорошем радиоприемнике. используется для профессиональных приложений радиосвязи.

Проектирование с оптимальным динамическим диапазоном

Непростая задача разработать высокочувствительный радиоприемник с широким динамическим диапазоном.Конструкция радиочастотной цепи требует тщательного баланса многих различных параметров для получения оптимальных характеристик. Однако это важное требование для многих систем радиосвязи, особенно там, где устройства мобильной радиосвязи могут располагаться в непосредственной близости друг от друга.

Для достижения требуемого уровня производительности можно использовать ряд методов.

  • Шумовые характеристики входной части:   Конструкция ВЧ-схемы входной части радиоприемника является наиболее важной с точки зрения шумовых характеристик.Он должен быть оптимизирован по шумовым характеристикам, а не по усилению. Согласование входного импеданса имеет решающее значение для этого. Интересно отметить, что оптимальное согласование не соответствует в точности наилучшей шумовой характеристике. Электронные компоненты, включая активное устройство, следует выбирать по их шумовым характеристикам.
  • Выходная мощность входного каскада:   Входной усилитель также должен иметь относительно высокую выходную мощность, чтобы исключить его перегрузку.Конструкция ВЧ должна обеспечивать достаточную выходную мощность, не создавая при этом высокого уровня шума.
  • Микшер высокого уровня:   Работа микшера является одним из ключевых электронных компонентов, обеспечивающих хороший динамический диапазон и устойчивость к перегрузкам. Радиочастотная конструкция радиоприемника должна гарантировать, что микшер не будет перегружен. Для этого не должно предшествовать чрезмерное усиление. Также следует использовать смеситель высокого уровня (т. е. предназначенный для приема сигнала гетеродина высокого уровня).Таким образом, он может выдерживать высокие входные сигналы без снижения производительности.
  • Более поздние этапы приемника:   Конструкция радиочастотной цепи должна обеспечивать, чтобы более поздние этапы приемника могли выдерживать уровни сигналов, которые могут возникнуть при приеме сильных сигналов. Относительно легко рассчитать максимальные уровни сигналов, возникающие в каждой ступени приемника, а затем убедиться, что они могут быть учтены радиочастотной конструкцией. На этих этапах шумовые характеристики не так важны, и поэтому можно использовать высокие уровни тока для обеспечения требуемых уровней сигнала.
  • Автоматическая регулировка усиления: Включение хорошей системы АРУ в конструкцию ВЧ также помогает предотвратить перегрузку и генерацию нежелательных паразитных сигналов. Подавая напряжение, зависящее от уровня сигнала, на некоторые из более ранних каскадов приемника, можно гарантировать, что последние каскады ВЧ-схемы не будут перегружены. Разработка схемы для АРУ может стать довольно сложной, поскольку могут потребоваться различные постоянные времени в контуре АРУ для обеспечения оптимального управления для различных типов модуляции: AM, SSB и т. д.

Это лишь некоторые из вопросов, которые следует учитывать при проектировании радиочастотной схемы любого приемника, требующего характеристик с высоким динамическим диапазоном.

Радиоприемник, будь то традиционный радиоприемник для коротковолнового приема или мобильный телефон, или любой другой вид приемника, сможет лучше справляться со сложными условиями, если он имеет хорошие характеристики динамического диапазона.

Несмотря на то, что чувствительность требуется для многих приложений, она бесполезна, если сильные соседние передачи как по частоте, так и по местоположению означают, что чувствительность не может быть реализована.

Другие основные темы радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частоты Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы ВЧ-фильтры РЧ циркулятор Типы радиоприемников Суперхет радио Избирательность приемника Чувствительность приемника Приемник с сильным сигналом Динамический диапазон приемника
    Вернуться в меню тем радио.. .

.
Что такое динамический диапазон: Страница не найдена

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх