[an error occurred while processing this directive]
Citlivost CCD
SHRNUTÍ:
Vztah mezi hodnotou napětí získaného ve světlocitlivé buňce CCD a jasem pixelu je klíč k pochopení otázky citlivosti CCD.
   

Žádnou záhadu v tom nehledejte. Dovolte, abych stručně zopakoval, co se píše v sekci o CCD. Snímací CCD prvek si představte jako pole miniaturních expozimetrů. CCD prvek o 1 megapixelu jich má milión, CCD prvek VGA pouhých 300 tisíc. KAŽDÝ z nich měří světlo - nezávisle na sousedovi. Čím větší je energie dopadajících paprsků, tím větší elektrický náboj v buňce vzniká.

A teď pozor: elektrický náboj neroste do nekonečna! Má limity na spodní úrovni i na horní. Na spodní nikdy nenastane nula, čili absolutně žádný náboj. Působením vnějších vlivů, zejména rozhlasového a televizního vysílání, je v každé buňce náboj, kterému se říká šum. To je tedy "dno". Horní úroveň je též limitována - technickými vlastnostmi CCD prvku a jeho buněk. Dejme tomu, že horní úroveň náboje je 1 mV. I kdyby na buňku prala sebevětší světelná energie, víc než jeden milivolt z ní nevytříská.

V následném zpracování, tedy po zesílení náboje a digitalizaci, se k hodnotě náboje přiřazuje hodnota jasu. Připomenu, že pracujeme s dvojkovou soustavou, CCD prvky z praktických důvodů mají osmibitový výstup, takže 2 na 8 je 256. Jasová škála má tedy 256 stupňů, od 0 do 255 (0 je taky číslo, nesmíme na ni zapomenout, dohromady to tedy je 256 stupňů, třebaže nejvyšší hodnota má označení 255...)

Pak je to vcelku jednoduché: pokud v buňce vznikne náboj 1 mV, získáme jas o hodnotě 255. Čím menší náboj, tím nižší číslo, takže, dejme tomu, 0,5 mV má přiřazenu hodnotu jasu 125. Toto vidíme na obrázku vlevo. To není těžké pochopit. Porovnáním citlivosti CCD a citlivosti filmového materiálu se dospělo ke konvenci, že určitý výkon CCD prvku odpovídá 100 ISO.

Teď se ale zeptáte: jak je možné, že některé CCD se dají přepnout, ze 100 ISO na 200 ISO, ev. 400 ISO? Vždyť film nelze "přepnout"!
Odpověď je jednoduchá. Ten jas, tedy číselná hodnota přiřazená voltáži, vzniká při přepočítání. Procesor prostě "ví", že 1 mV odpovídá hodnotě 255, 0,5 mV odpovídá hodnotě 125 atd. Takže mu stačí přenastavit parametry a nařídit mu, aby hodnotu 255 přiřadil voltáži 0,5 mV (a vyšší!) a úměrně aby postupoval u nižších voltážích, takže 0,25 mV bude mít oněch 125.

Takhle bychom tedy mohli "oblbnout" CCD a snadno dosáhnout i vysokých citlivostí, jako je 800 ISO, 1600 ISO? Pokud je to tak jednoduché, proč nemáme tak citlivé CCD!

Nesmíme zapomenout na šum. Ten vzniká vždycky, je v CCD trvale přítomný. Podívejme se na poslední graf, který znázorňuje tři režimy, 100, 200 a 400 ISO. Je to graf, který ukazuje průběh zobrazení jasů. Ta nejvyšší "špička" znamená 255, čím nižší je špička, tím nižší hodnota. Z toho co jsme si řekli v předchozím odstavci víme, že v každém režimu citlivosti ta nejvyšší špička znamená 255, takže z hlediska podání jasů je výsledek všech tří křivek totožný. V čem se křivky liší? V odstupu od šumu. Jakmile CCD prvek nastavíme na vyšší citlivost, tím snížíme jeho odstup od šumu a obrázek bude horší.

Snadno si to ověříme v praxi. Všichni jsme se už setkali s podexponovanými digitálními snímky. Lze je zachránit zesvětlením v editoru. Ovšem, co znamená zesvětlení? Prostě jsme přiřadili jiné hodnoty jasu, jiné tedy vyšší! Udělali jsme prakticky totéž co dělá procesor digi aparátu, když přepneme na vyšší citlivost! No a víme, že takto zachraňovaný podšvihnutý snímek nikdy není tak ostrý a brilantní, jako správně exponovaný snímek - poškodil ho šum.

(eff)

  [an error occurred while processing this directive]