Динамический диапазон

Динамический диапазон — величина, характеризующая способность ЭОП регистрировать оттенки серого (уровни яркости), между абсолютно черным и абсолютно белым цветом. Чем шире динамический диапазон, тем больше оттенков будет воспроизведено на снимке.

Для того чтобы сенсор мог фиксировать детали в тени и на ярком солнце, от каждого пикселя требуется емкая потенциальная яма, которая должна удерживать минимальное количество электронов при слабом освещении и вместить большой заряд при попадании на сенсор большого светового потока. Снимаемый кадр может содержать как глубокие тени, так и ярко освещенные участки. Способность сенсора отображать большое количество оттенков в тени и на солнце зависит от ширины динамического диапазона. Возможность потенциальной ямы удерживать заряды определенной величины именуется глубиной потенциальной ямы (Well Depth) — именно от этой характеристики зависит динамический диапазон сенсора.

Среди цифровых устройств наибольшим динамическим диапазоном обладают барабанные сканеры (дорогостоящие устройства для сканирования изображения), у планшетных сканеров динамический диапазон значительно меньше, а у цифровых фотоаппаратов даже профессионального класса — еще меньше. Самый маленький динамический диапазон — у камер, встроенных в сотовые телефоны, так как ЭОП у камер данного типа имеет маленький физический размер.

В фотографии динамический диапазон принято измерять в единицах экспозиции (EV) т.е. логарифмом по основанию 2, реже десятичным логарифмом (обозначается буквой D). EV=0.3D.

При определении формата файла определяется характеристика динамического диапазона, используемого при записи фотографии, например JPEG определяется стандартом sRGB: динамический диапазон равен 11.7EV (8-9EV реально полезны), в файлах Radiance HDR динамический диапазон равен 256EV.

Фотографическая широта пленки (фотоширота) показывает диапазон яркостей, который пленка может передать без искажений с равным контрастом. Фотоширота слайд-пленки составляет 5-6EV, негативная пленка имеет фотографическую широту в два раза больше 10EV, кинопленка — до 14EV.

Динамический диапазон современных цифровых фотокамер составляет у компактных фотоаппаратов 7-8EV, у цифровых зеркальных камер — 10-12EV. При этом не стоит забывать, что матрица передает объекты съемки с разным качеством, детали в тенях искажаются шумами, светлых — передаются хорошо. Максимальный динамический диапазон у цифровых зеркальных камер доступен только при съемке в RAW формате, при конвертации в формат JPEG камера обрезает детали, а динамический диапазон сокращается до 7.5-8.5EV.