การตั้งค่า“ ค่าแสงสากล” เป็นไปได้จริงหรือไม่?

ไม่แน่ใจว่าคำถามนี้ไม่ได้รับการศึกษาอย่างไร แต่ฉันสนใจที่จะเรียนรู้ดังนั้นขอขอบคุณล่วงหน้าสำหรับการทำตามใจของคุณ

ภาพยนตร์มีการเปลี่ยนแปลงทางร่างกายในช่วงระยะเวลาที่เปิดรับ อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์ดิจิตอลไม่ได้; มันเป็นเพียงการอ่านข้อมูล มีเหตุผลใดที่กล้องไม่สามารถทำการ "จดจำ" สิ่งที่เซ็นเซอร์อ่านได้ที่จุดรับแสงทุกจุด? มันเป็นเพียงข้อมูล อาจเป็นข้อมูลจำนวนมากแต่มีบางครั้งที่เราอาจต้องการทำเช่นนั้นไม่ใช่? เพิ่มความยืดหยุ่นในการประมวลผลภายหลัง

หากการจัดเก็บข้อมูลไม่เป็นปัญหามีเหตุผลใดบ้างที่ไม่น่าจะเป็นบรรทัดฐานอย่างน้อยสำหรับการถ่ายภาพระดับมืออาชีพและศิลปะ?

เซ็นเซอร์ดิจิตอลไม่ได้อธิบายไว้อย่างดีที่สุดว่า "การอ่านข้อมูล" วิธีที่ดีกว่ามากที่จะบอกว่ามันคือ "โฟตอนการจัดเก็บภาษี" ที่จะถูกแปลงเป็นข้อมูลโดยการวัดค่าไฟฟ้ากล้องจุลทรรศน์ที่พวกเขาผลิตเมื่อระยะเวลาคอลเลกชันที่มีมากกว่า พวกเขาไม่มีความสามารถในการบันทึกสถานะการเปลี่ยนแปลงของแต่ละพิกเซลอย่างต่อเนื่องเช่นเดียวกับที่พวกเขารวบรวมแสง และขึ้นอยู่กับปริมาณแสงที่ตกลงบนเซ็นเซอร์เพียงเล็กน้อยหรือปริมาณแสงอาจใช้เวลานานพอสมควรที่โฟตอนจะชนกับเซ็นเซอร์ก่อนที่จะมีสิ่งใดมากกว่าข้อมูลแบบสุ่ม ในทางกลับกันแสงที่สว่างมากบางครั้งหลุมพิกเซลทั้งหมดสามารถเติมเต็มอย่างรวดเร็วจนโฟตอนใด ๆ ที่ตกบนเซ็นเซอร์หายไป

ในสถานการณ์แรกมีการรวบรวมโฟตอนไม่เพียงพอที่จะสร้างรูปแบบที่มองเห็นได้ผ่าน "เสียง" ที่เกิดจากพลังงานที่ไหลผ่านเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการรวบรวมแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยโฟตอนที่ตกลงไปในหลุมพิกเซล ดังนั้นจึงไม่มีการรวบรวมข้อมูลที่ใช้งานได้ ภาพถ่ายทั้งหมดของคุณมืดโดยมีจุดสีและแสงแบบสุ่ม

ในสถานการณ์ที่สองมีการรวบรวมโฟตอนจำนวนมากที่ทุกพิกเซลถูกอ่านด้วยค่าสูงสุดเดียวกันเรียกว่าความอิ่มตัวเต็มและเนื่องจากทุกพิกเซลในภาพมีค่าเท่ากันจึงไม่มีการเก็บรักษาข้อมูลที่ใช้งานได้ ภาพถ่ายทั้งหมดของคุณเป็นสีขาวสว่างจ้า

เมื่อโฟตอนเพียงพอที่จะชนกับเซ็นเซอร์ได้ว่าพื้นที่ที่มีโฟตอนมากขึ้นต่อหน่วยของเวลานั้นจะมีค่าการอ่านข้อมูลที่สูงกว่าพื้นที่ที่มีโฟตอนน้อยกว่าที่จะจับพวกมันต่อหน่วยของเวลา จากนั้นเซ็นเซอร์จะรวบรวมข้อมูลที่มีความหมายซึ่งสามารถแยกความแตกต่างระหว่างพื้นที่ของความสว่างที่แตกต่างกันได้

ลองนึกภาพการวางถังน้ำจำนวนหนึ่งในบ้านของคุณเพื่อเก็บเม็ดฝน ลองนึกภาพว่าพวกเขาทุกคนมีน้ำอยู่ในนั้น แต่คุณทิ้งมันไปก่อนที่คุณจะวางมันลงไป บางส่วนอยู่ใต้ชายคาหลังคาบ้านของคุณ บางชนิดวางอยู่ใต้ต้นไม้ขนาดใหญ่ในบ้าน บางแห่งถูกเปิดออก บางส่วนถูกวางไว้ใต้พวยซึ่งทิ้งน้ำจากท่อระบายน้ำของคุณเข้าไปในสนาม จากนั้นฝนจะตก

สมมติว่าฝนจะตกในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น: 15 วินาที แต่ละถังมีหยดน้ำเล็กน้อย แต่มีน้ำไม่พอในถังแต่ละถังที่จะบอกได้ว่าถังน้ำแต่ละถังอาจมีน้ำฝนตกมากขึ้นหรืออาจมีหยดน้ำทิ้งไว้ในถังเมื่อคุณทิ้งน้ำทิ้งก่อนที่จะใส่ถัง ในบ้าน เนื่องจากคุณมีข้อมูลไม่เพียงพอที่จะกำหนดปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในส่วนของสนามคุณจึงทิ้งถังทั้งหมดและรอให้ฝนตกอีกครั้ง

คราวนี้ฝนตกหลายวัน ตามเวลาที่มันหยุดฝนตกทุกถังในบ้านจะล้น แม้ว่าคุณจะแน่ใจว่าถังบรรจุบางส่วนเติมเร็วกว่าถังอื่น แต่คุณไม่มีทางรู้ได้เลยว่าถังบรรจุใดที่เติมเร็วที่สุดและถังใดเติมเต็ม ดังนั้นคุณต้องทิ้งถังอีกครั้งและรอฝนเพิ่ม

เมื่อคุณพยายามครั้งที่สามฝนจะตกเป็นเวลาสามชั่วโมงแล้วหยุดฝนตก คุณออกไปที่สนามและตรวจดูถังของคุณ บางตัวเกือบเต็มแล้ว! บางคนแทบไม่มีน้ำเลย! ส่วนใหญ่มีปริมาณน้ำที่แตกต่างกันระหว่างสองขั้ว ตอนนี้คุณสามารถใช้ตำแหน่งของถังแต่ละใบเพื่อกำหนดปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในแต่ละพื้นที่ของบ้านคุณ

เหตุผลที่เราเปลี่ยนการเปิดรับแสงในกล้องดิจิตอลคือพยายามรวบรวมแสงเพียงพอที่บริเวณที่สว่างที่สุดเกือบจะ แต่ไม่อิ่มตัวสิ่งนี้เกิดขึ้นกับกล้องที่ความไวแสง ISO พื้นฐาน แม้ว่าบางครั้งมีแสงไม่พอที่จะทำเช่นนี้ แม้จะมีขนาดรูรับแสงกว้างที่สุดเราก็ไม่สามารถรวบรวมแสงได้เพียงพอในระยะเวลาที่ยาวนานที่สุดที่เรากล้าเปิดชัตเตอร์ค้างไว้ (เนื่องจากการเคลื่อนไหวของวัตถุ) สิ่งที่เราทำในกรณีนี้คือปรับการตั้งค่า ISO ในกล้องของเราเพื่อให้ค่าทั้งหมดที่ออกมาจากเซ็นเซอร์ถูกคูณด้วยปัจจัยที่นำค่าสูงสุดมาสู่จุดที่เกือบจะอยู่ แต่ไม่ค่อยอิ่มตัว น่าเสียดายที่เมื่อเราขยายสัญญาณ (แรงดันไฟฟ้าที่สร้างโดยโฟตอนลงในหลุมพิกเซล) เรายังขยายสัญญาณรบกวน (แรงดันไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอแบบสุ่มที่ผลิตโดยปัจจุบันที่ใช้เพื่อรวบรวมแรงดันจากแต่ละพิกเซลด้วย) ส่งผลให้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนลดลง ซึ่งจะลดจำนวนรายละเอียดที่เราสามารถสร้างจากข้อมูลที่เรารวบรวมจากเซ็นเซอร์

มีข้อ จำกัด ทางเทคนิคอื่น ๆ ที่ป้องกันไม่ให้กล้องทำการ "รวมทั้งหมด" ของจำนวนโฟตอนที่เก็บรวบรวมตามช่วงเวลาต่าง ๆ ในขณะที่ชัตเตอร์เปิดอยู่ โยนเงินให้พอกับปัญหาและข้อ จำกัด บางอย่างสามารถเอาชนะได้อย่างน้อยก็บางส่วน แต่กฎหมายของฟิสิกส์จะต้องเปลี่ยนแปลงหรือเราจำเป็นต้องเปลี่ยนวิธีการนับเซ็นเซอร์โฟตอนอย่างสมบูรณ์ก่อนที่จะเอาชนะข้อ จำกัด อื่น ๆ ได้ ในที่สุดเทคโนโลยีในอุปกรณ์เหล่านี้บางส่วนหรือทั้งหมดอาจแทนที่วิธีที่เราถ่ายภาพที่มีคุณภาพสูงในปัจจุบัน แต่เรายังไม่ได้ใกล้เคียง

เรามีเทคโนโลยีสำหรับสิ่งนี้อยู่แล้ว คำศัพท์ของเราสำหรับการจดจำการอ่านเซ็นเซอร์ในแต่ละจุดรับแสงคือ "วิดีโอ" และสิ่งที่คุณต้องการคือการสร้างภาพนิ่งที่ดีที่สุดจากเฟรมวิดีโอหลายเฟรม

สำหรับภาพรวมของงานวิจัยของ Microsoft เกี่ยวกับสิ่งนี้เริ่มต้นที่นี่: http://research.microsoft.com/en-us/um/redmond/groups/ivm/multiimagefusion/

สำหรับตัวอย่างที่มีให้ดูที่แอป Synthcam ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อลดเสียงรบกวนในที่แสงน้อยด้วยการรวมเฟรมวิดีโอที่ถ่ายด้วยกล้องโทรศัพท์: https://sites.google.com/site/marclevoy/

นี่เป็นวิธีที่ไกลจากการใช้งานจริงสำหรับการถ่ายภาพในชีวิตประจำวัน แต่เป็นไปได้ว่ากล้องในอนาคตจะถ่ายภาพวิดีโอความคมชัดสูงและอัตราเฟรมสูงหลายเฟรมซึ่งจะช่วยให้ช่างภาพบรรลุผลตามที่ต้องการโดยเลือกและผสมผสานในภายหลัง

อัปเดตช่วงปลายปี 2016: เมื่อฉันเขียนคำตอบดั้งเดิมนี่เป็นวิธีจากตลาด ในช่วงปลายปี 2016 ดูเหมือนว่าใกล้มากขึ้น แอพ"See In The Dark"ของ Marc Levoy ได้รวมเฟรมวิดีโอหลายเฟรมเข้าด้วยกันบนสมาร์ทโฟนของผู้บริโภคเพื่อสร้างภาพที่สามารถใช้งานได้จากแสงจันทร์ ดูเพิ่มเติมที่กล้องLight L16ซึ่งรวมเซ็นเซอร์ขนาดเล็กจำนวนมากไว้ในภาพเดียว

คำถามเดิมตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ไม่ถูกต้อง (ประมาณเซ็นเซอร์ดิจิตอลไม่ได้เปลี่ยนสถานะในช่วงการเปิดรับแสง) แต่แนวคิดที่เกี่ยวข้องกับควอนตั้มเซ็นเซอร์รับภาพ (QIS) ความคิดการวิจัยพัฒนาโดยเอริค Fossum

http://engineering.dartmouth.edu/research/advanced-image-sensors-and-camera-systems/

QIS เป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในวิธีที่เราเก็บภาพในกล้องที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นที่ Dartmouth ใน QIS เป้าหมายคือการนับโฟตอนทุกตัวที่กระทบกับเซ็นเซอร์รับภาพและให้ความละเอียดของ photoelements พิเศษ 1 พันล้านหรือมากกว่า (เรียกว่า jots) ต่อเซ็นเซอร์และอ่าน jot bit planes เป็นร้อยหรือพันครั้งต่อวินาที ในเทราบิต / วินาทีของข้อมูล

อุปกรณ์ดังกล่าวจะ (อ้างถึงคำถาม)

"จดจำ" สิ่งที่เซ็นเซอร์อ่านได้ในทุกจุดรับแสง

และมีชุดข้อมูลที่สมบูรณ์ที่เราสามารถทำได้เช่น "เปลี่ยน" เวลาการรับแสงที่มีประสิทธิภาพหลังจาก "ถ่ายภาพ" ถูกจับ

วันนี้สิ่งนี้สามารถประมาณได้โดยการบันทึกวิดีโอและการรวมเฟรมใน postprocess เพื่อจำลองเวลารับแสงที่นานขึ้น (จำกัด ด้วยประสิทธิภาพของกล้อง, ความละเอียดโหมดวิดีโอและความเร็วชัตเตอร์ แต่มันแสดงให้เห็นถึงแนวคิด)

ถ้า QIS ทำงานตามที่สัญญาไว้มันจะแนะนำคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอื่น ๆ เช่นประสิทธิภาพแสงน้อยที่ดีขึ้นช่วงไดนามิกที่เพิ่มขึ้นไม่มีนามแฝงความไวที่ปรับแต่งได้อย่างสมบูรณ์ (เช่นฟิล์ม) ไม่มีการตั้งค่า ISO ความละเอียดที่ปรับได้

ประกาศล่าสุด: http://phys.org/news/2015-09-breakthrough-photography.html

ภาพยนตร์มีการเปลี่ยนแปลงทางร่างกายในช่วงระยะเวลาที่เปิดรับ อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์ดิจิตอลไม่ได้; มันเป็นเพียงการอ่านข้อมูล

ขึ้นอยู่กับประเภทของเซ็นเซอร์ ชนิดของเซ็นเซอร์ CMOS ที่ใช้ในกล้อง DSLR ของวันนี้สะสมประจุไฟฟ้าในแต่ละพิกเซลเมื่อเวลาผ่านไปดังนั้นในความเป็นจริงพวกเขาเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเหมือนที่ภาพยนตร์ทำ หากพวกเขาไม่ทำงานอย่างนั้นภาพจะมีอยู่ตราบใดที่ชัตเตอร์เปิด เซ็นเซอร์ CCD (เทคโนโลยีทั่วไปอื่น ๆ สำหรับเซ็นเซอร์ภาพในกล้อง) ยังทำงานด้วยวิธีนี้สะสมแสงเมื่อเวลาผ่านไป

มีเหตุผลใดที่กล้องไม่สามารถทำการ "จดจำ" สิ่งที่เซ็นเซอร์อ่านได้ที่จุดรับแสงทุกจุด?

นั่นคือสิ่งที่กล้องทำเมื่อบันทึกภาพ ฉันคิดว่าสิ่งที่คุณหมายถึงคือถ้าเซ็นเซอร์สามารถอ่านความเข้มของแสงได้ในทันทีคุณสามารถปรับค่าแสงหลังจากข้อเท็จจริงตามค่าที่คุณต้องการ ดังที่อธิบายไว้ข้างต้นนั่นไม่ใช่วิธีการทำงานของเซ็นเซอร์ภาพส่วนใหญ่ บนมืออื่น ๆ ที่เราสามารถและมักจะไม่ปรับค่าแสงไม่น้อยในการโพสต์การประมวลผล

หากการจัดเก็บข้อมูลไม่เป็นปัญหามีเหตุผลใดบ้างที่ไม่น่าจะเป็นบรรทัดฐานอย่างน้อยสำหรับการถ่ายภาพระดับมืออาชีพและศิลปะ?

เท่าที่ "จำได้" ข้อมูลจากเซ็นเซอร์มันเป็นบรรทัดฐานสำหรับช่างภาพหลายคน กล้องส่วนใหญ่ให้คุณบันทึกภาพในรูปแบบ "RAW" และนี่เป็นข้อมูลที่ค่อนข้างมากเมื่ออ่านจากเซ็นเซอร์และข้อมูลอีกเล็กน้อยเกี่ยวกับการตั้งค่ากล้องในเวลานั้น ภาพ RAW ใช้พื้นที่มากกว่ารูปแบบอื่นเช่น JPEG แต่ให้อิสระแก่ช่างภาพในการตีความข้อมูลอีกครั้งในภายหลังดังนั้นคุณสามารถเปลี่ยนการตั้งค่าเช่นอุณหภูมิสีและสมดุลสีขาวในการประมวลผลภายหลังได้อย่างง่ายดาย

คนอื่น ๆ ได้อธิบายไปแล้วว่าทำไมสิ่งนี้ถึงใช้งานไม่ได้ ฉันต้องการที่จะสัมผัสกับว่าทำไมมันจะไม่ทำงานจริง

หากการจัดเก็บข้อมูลไม่เป็นปัญหามีเหตุผลใดบ้างที่ไม่น่าจะเป็นบรรทัดฐานอย่างน้อยสำหรับการถ่ายภาพระดับมืออาชีพและศิลปะ?

พิจารณาขนาดของสภาพแสงที่แตกต่างกันซึ่งเราอาจต้องการถ่ายภาพ แม้ว่าคุณจะไม่ได้ถ่ายภาพสุดขั้วเช่น astrophotography (ซึ่งคุณมักจะถ่ายภาพจุดเล็ก ๆ ของแสงที่ล้อมรอบด้วยสีดำเกือบทั้งหมด) คุณยังคงมีการถ่ายภาพภาคค่ำหรือกลางคืนและภูมิทัศน์ที่ปกคลุมไปด้วยหิมะในฤดูหนาว ฉันจะใช้สองอย่างหลังเป็นตัวอย่าง

นอกจากนี้ผมกำลังจะไปคิดว่าในเพื่อให้ถูกต้องสร้างใด ๆ ที่ได้รับสารที่ต้องการเราจะต้องเปิดเผยเซ็นเซอร์ไปยังจุดของความอิ่มตัวเต็ม

นอกจากนี้ฉันจะสมมติว่าเราสามารถอ่านค่าเซ็นเซอร์ในแบบไม่ทำลายล้างได้ (นี่อาจเป็นหนึ่งในปัญหาเหล่านั้นที่ตกอยู่ในหมวดหมู่ของ "โยนเงินมากพอที่ปัญหาและอาจแก้ไขได้")

ในกรณีที่การถ่ายภาพกลางคืนเราจะต้องเปิดเผยเซ็นเซอร์สำหรับมากเวลานานที่จะเปียกโชกพิกเซลทั้งหมดซึ่งหมายความว่าภาพใด ๆ ไม่ว่าสิ่งที่เราจริงต้องการภาพของที่จะใช้เวลาอย่างไร้เหตุผลยาวที่จะใช้ ภาพการท่องเที่ยวแบบคลาสสิกของนักเต้นที่บาร์กลางแจ้งแทบจะเป็นไปไม่ได้เพราะคุณอาจถ่ายภาพพวกนั้นไม่กี่คนในช่วงเย็น ไม่ดี. ดังนั้นเราจึงไม่สามารถสัมผัสกับความอิ่มตัวอย่างน้อยก็ไม่แยกกัน (เปิดเผยถึงร้อยละบางส่วนของพิกเซลถูกอิ่มตัวจะไร้ประโยชน์อย่างเท่าเทียมกัน แต่ด้วยเหตุผลที่แตกต่างกัน. ลองรับการสัมผัสตรงขวาเมื่อการถ่ายภาพของเตาผิงด้วยไฟลุกอยู่ที่นั่นเป็นไปไม่ได้เกือบ; ไม่ว่าคุณพยายามอย่างหนักบาง พิกเซลจะเบลอหรือภาพใหญ่เกินไปจะถูกเปิดรับแสงน้อยมาก)

เมื่อถ่ายภาพทิวทัศน์ที่ปกคลุมไปด้วยหิมะที่มีแสงสว่างจ้าเช่นทิวทัศน์ฤดูหนาวในช่วงกลางวันเมื่อพระอาทิตย์ตกดินการเปิดรับแสงที่ระบบการเปิดรับแสงอัตโนมัติของกล้องมีจุดมุ่งหมายเพื่อ ("18% สีเทา") ไม่เพียงพอ นี่คือเหตุผลที่คุณมักเห็นรูปถ่ายของหิมะที่มืดและที่ที่หิมะปรากฏเป็นสีเทาอ่อนกว่าสีขาว ด้วยเหตุนี้เราจึงมักจะใช้การตั้งค่าชดเชยแสงที่เป็นบวกซึ่งส่งผลให้หิมะสัมผัสเป็นสีขาวเกือบอิ่มตัว อย่างไรก็ตามนี่หมายความว่าเราไม่สามารถพึ่งพาระบบ AE ของกล้องเพื่อกำหนดเวลาที่จะเปิดรับแสง: ถ้าเราทำเช่นนั้นภาพดังกล่าวจะถูกเปิดรับแสงไม่คงที่

กล่าวอีกนัยหนึ่งการได้รับความอิ่มตัวเต็มรูปแบบนั้นไม่สามารถทำได้ในหลายกรณีและการเปิดรับเพื่อให้ระบบ AE มีความสุขไม่เพียงพอในหลายกรณี ซึ่งหมายความว่าช่างภาพจะยังคงต้องเลือกบางอย่างและ ณ จุดนั้นเราอย่างน้อยก็อยู่กับสิ่งที่เรามีและช่างภาพจะคุ้นเคยเพื่อทำให้ระบบ AE ดีขึ้นและทำให้ช่างภาพง่ายขึ้น ( เข้าถึงการตั้งค่าชดเชยแสงได้ง่ายขึ้น? ด้วยการเพิ่มช่วงไดนามิกของเซ็นเซอร์ที่ใช้งานได้จริงเราสามารถอนุญาตให้ (แม้) ละติจูดที่มากขึ้นในการเปลี่ยนแปลงการเปิดรับแสงในกระบวนการหลังการประมวลผล กล้องดิจิตอล SLR ดั้งเดิมนั้นมีราคาแพงมาก แต่ก็น่ากลัวในเรื่องนี้เมื่อเทียบกับรุ่นระดับมืออาชีพในปัจจุบัน

ทั้งหมดนี้สามารถทำได้อย่างสมบูรณ์ภายในกรอบของสิ่งที่เรามีอยู่แล้ว นี่ไม่ได้เป็นการบอกว่าการปรับปรุงช่วงไดนามิกที่ใช้งานได้ของเซ็นเซอร์นั้นง่ายมาก แต่ก็อาจจะง่ายกว่าสิ่งที่คุณเสนอและมันก็เป็นปัญหาที่ผู้จำหน่ายมีประสบการณ์ในการทำงาน

มืออาชีพเกือบตามคำนิยามรู้วิธีการใช้อุปกรณ์การค้าของพวกเขา มันไม่ใช่เรื่องที่แตกต่างกันหากพวกเขาเป็นช่างภาพหรือนักบินกระสวยอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสามารถทำได้โดยไม่ทำให้เกิดการโอเวอร์โหลดข้อมูลมักจะดีกว่าที่จะให้ผู้ใช้ควบคุมอุปกรณ์ระดับมืออาชีพได้อย่างเต็มที่ ในความคิดของฉัน DSLR ระดับสูงในปัจจุบันค่อนข้างดีที่จะตีจุดที่น่าสนใจในเรื่องนี้

มาทำให้ปัญหาง่ายขึ้นเพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมเราจะต้องประนีประนอม

มาประดิษฐ์กล้องที่คุณต้องการ แต่ด้วยพิกเซลเดียวขาวดำ จำเป็นต้องสามารถรับและแจ้งหน่วยประมวลผลของการรับโฟตอนได้อย่างน่าเชื่อถือ นอกจากนี้ยังต้องสามารถรับและแจ้งให้โปรเซสเซอร์ทราบถึงการรับโฟตอนที่ไม่มีที่สิ้นสุดอย่างไม่รู้จบ

กรณีแรกในสถานการณ์ที่ไม่มีแสงสว่าง ครั้งที่สองในกรณีที่มีปริมาณแสงปานกลาง

ปัญหาหลักคือเราไม่มีเทคโนโลยีในการสร้างเซ็นเซอร์ที่มีช่วงไดนามิกกว้างเช่นนั้น เราจะต้องประนีประนอมกันเสมอและตอนนี้เรากำลังประนีประนอมโดยการเลือกช่วงที่สูงขึ้นซึ่งเซ็นเซอร์สามารถรับโฟตอนที่ไม่มีที่สิ้นสุดและให้เราอ่านซึ่งแสดงให้เห็นถึงปริมาณแสงที่กระทบกับเซ็นเซอร์ มันไม่ได้นับพวกมันเลย แต่ทำตัวเหมือนตาของพวกเรา - พวกมันให้ผลลัพธ์ที่สัมพันธ์กับปริมาณโฟตอนที่ชนมันโดยไม่พยายามนับโฟตอน

นี่คือความซับซ้อนต่อไปโดยความจริงที่ว่านี้จะถูกเก็บรวบรวมในช่วงเวลา

เซ็นเซอร์ในอุดมคติจะเป็นจริงมากกว่าตัวนับ geiger - การวัดเวลาระหว่างโฟตอนเพื่อให้เราสามารถวัดปริมาณแสงที่ตกลงบนเซ็นเซอร์ได้ในทันทีโดยสมมติว่าโฟตอนนั้นเว้นระยะเท่ากัน (ซึ่งไม่เป็นความจริง แต่ เป็นข้อสันนิษฐานที่สะดวกและทำไมตัวกำหนดตำแหน่งวัดถึงค่าเฉลี่ยเมื่อเวลาผ่านไปเช่นเดียวกับกล้อง)

เซ็นเซอร์ควอนตัมจะมีปัญหาเดียวกันเป็นหลัก แน่นอนว่าพวกเขาสามารถรับรู้โฟตอนแต่ละตัว แต่ในบางจุดพวกเขาก็มาเร็วพอที่คุณจะไม่สามารถวัดเวลาระหว่างพวกเขาได้

ดังนั้นเราจึงมีการประนีประนอมที่ต้องการให้เราถ่ายภาพหลาย ๆ ภาพของการเปิดรับแสงหลายภาพหรือเพิ่มภาพหลายภาพที่มีการเปิดรับแสงสูงเดียวกันเข้าด้วยกันเพื่อหยอกล้อบริเวณที่มีแสงน้อยหรือแยกแสงที่เข้ามาเป็นสองเส้นทางหรือมากกว่า หรือสร้างเซ็นเซอร์ที่สามารถรวมกลุ่มพิกเซลเข้าด้วยกันหรือซ้อนเซ็นเซอร์แสงหรือหรือ - มีหลายพันวิธีที่ช่างภาพได้เอาชนะปัญหาพื้นฐานนี้ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาด้วยสื่อที่หลากหลาย

มันเป็นข้อ จำกัด ทางฟิสิกส์ที่ไม่น่าจะเอาชนะได้ เราจะไม่เคยมีกล้อง * โดยไม่มีการป้อนข้อมูลจากช่างภาพที่ช่วยให้การตัดสินใจทั้งหมดในการประมวลผลโพสต์

* _{แน่นอนถ้าคุณเปลี่ยนคำจำกัดความของกล้องคุณอาจพอใจกับผลลัพธ์ของกระบวนการอื่น ๆ แต่นี่เป็นเรื่องส่วนตัว ความจริงก็คือถ้าคุณถ่ายภาพด้วยกล้องของคุณแล้วแสดงฉากให้กับบุคคลจากนั้นภาพที่คุณถ่ายพวกเขาจะรับรู้ถึงความแตกต่างเนื่องจากความแตกต่างระหว่างดวงตาของพวกเขาเซ็นเซอร์ภาพของคุณและกระบวนการที่คุณใช้พิมพ์ รูปภาพ. การถ่ายภาพนั้นเกี่ยวกับการตีความและศิลปะมากพอ ๆ กับการถ่ายแสงดังนั้นการมุ่งเน้นที่คลั่งไคล้ใน "กล้องที่สมบูรณ์แบบ" อาจไม่ได้มีประโยชน์มากนัก}