Co dělat když snímač zlobí? - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

DF CCD

DF CCD

27. prosince 2004, 00.00 | Zejména majitelé fotoaparátů Olympus již jistě ve svém fotoaparátu našli funkci s názvem Pixel Maping. V tomto článku se tedy podíváme na to, co tato funkce dělá a na problematiku s tím spojovanou.

Srdcem digitálního fotoaparátu je snímač, který má za úkol zaznamenávat dopadající světlo a převádět jej do podoby digitální fotografie. Každý snímač, bez ohledu na to zda jde o CCD či CMOS, je složen z miliónu miniaturních buněk, které samostatně měří dopadající světlo. Trochu zjednodušeně se dá říct, že každá buňka je takovým malým expozimetrem a přispívá do výsledné fotografie jedním bodem. To je zdánlivě málo, protože pokud se například jedna z pěti miliónů buněk porouchá, celkové poškození snímku je statisticky zcela zanedbatelné. Bohužel opticky, subjektivně, lidsky může jediný vadný bod snímače velice rušivě působit na celý snímek. Pokud máte například uprostřed každé fotografie výrazný rudý bod, je těžké jej přehlédnout. Jaké mohou být příčiny a řešení?

Vady snímače
Snímače kromě klasického šumu mohou trpět vícero různými vadami. Nejčastěji se na fotografiích můžeme setkat s takzvanými vypálenými body. Může jít o takzvané mrtvé (dead) nebo opravdu vypálené (hot) pixely. První zmiňované jsou právě nefunkční buňky snímače vykazující zpravidla stále stejnou úroveň náboje, takže se zobrazují jako černé, modré, červené, zelené nebo bílé body.
Druhé, tzv hot pixely, je specifický druh šumu, se kterým se můžeme setkat na fotografiích s dlouhou expozicí, zpravidla přes 1 sekundu a delší. Jedná se o jev, kdy buňky snímače vykazují náboj, i když na ně nedopadá žádné světlo. Velmi to ovlivní i teplota, a pokud se jedna část fotoaparátu zahřívá více, můžeme na fotografii pozorovat nestejnoměrné rozložení těchto různě světlých a různě barevných bodů.

Jak body rozeznat
Tyto body je těžké od sebe rozpoznat, ale existuje jednoduchá metoda vyplývající z příčin jejich vzniku. Jak bylo řečeno, hot pixely vznikají při dlouhých expozicích. Mrtvé body snímače tedy jednoduše poznáme podle snímku, který byl pořízen s velmi krátkým časem.
Postup je následující, je nutné nastavit režim manuální expozice (kde lze nastavit čas i clonu), manuálně zaostřit, nastavit nejnižší citlivost, nasadit krytku a exponovat s dostatečně krátkým časem, například 1/250s a libovolnou clonou. Poté si zobrazíme snímek na 100% přiblížení (1:1) a hledáme světlé body. Touto metodou nalezneme body, které vykazují bílou barvu (maximální náboj).
Tmavé body (vykazující nulový náboj) rozpoznáme nejlépe na fotografii oblohy při slunečném počasí. Je nutné hledat ostře ohraničené černé body, protože na takovýchto fotografiích také můžeme nalézt projevy nečistot na snímači, které mají neostré okraje.

typické hot pixely ve velké koncentraci (výřez snímku)

Řešení
O řešení problému s mrtvými body se stará právě funkce Pixel Maping, používaná zejména u fotoaparátů Olympus. Jedná se o proceduru, která rozpozná vadné pixely na snímači a vyřadí je z procesu tvorby snímku. Informace z takto vyřazené buňky je dopočítávána podle informací ze sousedních buněk. Pokud se jedná o malý počet vadných pixelů, tak se většinou v servisu provede právě pixel maping, místo výměny celého fotoaparátu, nebo snímače. Pokud fotoaparát nemá funkci Pixel Maping a existuje podezření na nefunkční body snímače, je nejlepší jít s fotoaparátem do servisu, případně uplatnit reklamaci.
Pro odstranění hot pixelů je v mnoha fotoaparátech funkce pojmenovaná Long Exposure Noise Reduction, neboli redukce šumu při dlouhých expozicích. Po pořízení snímku se exponuje podruhé, s uzavřenou závěrkou temný snímek se stejně dlouhou expozicí. Hot pixely by se v krátkém časovém intervalu měly objevit na stejném místě a tak lze díky analýze tmavého snímku odstranit hot pixely i z originálního snímku. Některé přístroje umožňují funkci zapnout/vypnout a jiné ji automaticky spouští pokud čas expozice překročí stanovenou hodnotu (například 1,3s).

 
Stav "před" a "po" úpravě snímku pomocí softwaru HotPixels Eliminator

Shrnutí
Vadné pixely jsou nepříjemnou součástí digitálního fotografování a je nutné identifikovat zda-li se jedná o nefungující snímací buňky snímače (vykazující chybu při jakékoli délce expozice), nebo šum způsobený dlouhou expozicí (hot pixely). Nefungující buňky se dají vyřadit pomocí Pixel Mapingu a pokud jich je mnoho, je lepší vyměnit celý snímač. Hot pixely se odstraní buď přímo ve fotoaparátu pomocí redukce šumu, nebo ve specializovaném programu, například Mediachance HotPixels Eliminator http://www.mediachance.com/digicam/hotpixels.htm