PRIČA O DEDI I UNUKU (I)

Pre nekih 3-4 decenije je na Balkanu jedna zemlja prestala da postoji, umesto nje je nastalo nekoliko manjih nastalih prostom deobom, koje su odmah stupile u međusobne ratove. Naravno da je moglo i drugačije, ali oni koji su tad bili na vlasti su imali svoju računicu da vode ratove. U jednoj od tih zemalja, u Srbiji, situacija se dovela do usijanja time što je, paralelno sukobima u okruženju ujedno kulminirao i sukob između opozicije i vlasti. Tako je, baš negde oko 9. marta, usred haosa u Skupštini za govornicom pokušana više puta da bude ispričana (tužna) priča o dedi i unuku. Naravno da je poslanicima bilo smešno da slušaju starog poslanika koji je uporno pokušavao da svoju nadrealnu priču privede kraju, u momentu dok su van zgrade već bili tenkovi, a ni paljenje Skupštine nije bilo na ovim prostorima nemoguće, pokazaće kasnija istorija.

Usudiću se da povučem paralelu između priče o dedi i unuku, premda niti sam poslanik SPS (daleko bilo) niti je moja priča tužna, naprotiv; a neke druge paralele o sukobima tad i sad ću preskočiti, mada se više nego jasno same nameću.

Deda i unuk su se zvali Veliša i Mališa, premda ih je delilo samo godinu dana u momentu proizvodnje. Sasvim je logično da je unuk bio po mnogo čemu manji ali i po mnogo čemu noviji i bolji. Sve te stvari (autofokus, bafer, ergonomija, rafal...) su u astrofotografiji prilično nebitne, pa neće ni biti razmatrane; bitne su jedino performanse onoga što dobijemo kao izlaz a to je RAW fajl.

Ovo su aparati koji danas polovni mogu da se nađu, dakle u odličnom stanju (što je doduše dosta retko) za 200-300e. To je neverovatno dobro uložen novac za nekog ko počinje sa fotografijom, odnosno teško da neki noviji FF koji košta deset puta više ima deset puta bolje performanse senzora - nema, ima možda dve blende prednosti; dakle sad je vreme uzeti ovako nešto. Ionako nekoliko objektiva za 5D2/7D koštaju primetno više nego dotično telo. Ima dosta ljudi, studenata i ostalih početnika koji ne mogu ili ne žele (a i ne treba) da potroše 5 ili 10 hiljada evra na fotografsku opremu samo da bi videli da li je to za njih, odnosno da bi dobili malo bolje fotografije nego što inače dobijaju telefonom. Upravo oni treba da razmisle o ovim aparatima.

Dinamički raspon je jedna prilično laboratorijska kategorija, koja može ili može da ne korelira sa performansama senzora odnosno fotoaparata. To je zapravo raspon između najtamnijeg i najsvetlijeg detektovanog signala unutar jednog piksela i ništa više. Dinamički raspon nam ne pokazuje kako se taj senzor odnosno njegov fajl ponašaju po pitanju šuma, prilikom obrade koliko je moguće izvući a ne preterati i slično. Dinamički raspon je upravo to - maksimalni raspon u stopovima koji kamera može da detektuje.

U praksi ova dva aparata imaju potpuno različit karakter prilikom obrade, a skoro u dlaku iste (laboratorijske) rezultate po pitanju dinamičkog raspona. Sajt dxomark koji je jedna od najvećih baza starih i novih kamera, senzora, optike i telefona bije glas da je oduvek pristrasan protiv Canon-a, ali bi bilo logično da oba Kanona budu fer tretirana jedan prema drugome. Po njima je razlika jedva jedna petina jednog stopa na ISO100/200. Iskreno govoreći, kredibilitet kompanije koja meri dinamički raspon u JPEG formatu, pritom mereći signal samo sa senzora ali ne i prateće elektronike koja igra najmanje istu ulogu a često i veću u performansama, jeste upitan. Dokaz je i činjenica da neki Sony senzori u Sony aparatima rade ipak nešto lošije po pitanju šuma i raspona u odnosu na te iste senzore koje Sony isporučuje Nikonu. Moguće objašnjenje leži u činjenici da je Nikon jedno stotinak godina u fotografskom biznisu a Sony tek dvadesetak; protokoli obrade signala u AD konverteru te dve tokijske firme su očigledno malo bolje odrađeni kod Nikona.

Ali stoji i da dxomark predstavlja najveću bazu kamera čije su performanse merene zadnjih par decenija, tako da vredi navesti i njihove rezultate. 

Meni je bilo interesantno da vidim gde su ta dva senzora kad je u pitanju maksimalno natezanje u obradi. U to ime sam snimio isti kadar sa istim podešavanjima (1/30sec, f11, ISO100), s tim da je na 5D2 objektiv bila pedesetica a na 7D 24 STM. Nebo je malo kontrastnije u oba slučaja zbog CPL filtera, eksponirano je prilično udesno; gore je 5D2:

Ono što je interesantno to je da je 5D2 malo svetliji fajl isporučio, to može da ima veze sa optikom ali je vrlo moguće i da je sam senzor tako kalibrisan. Razlika u svetlini neba bi trbalo da bude minimalna pošto mi je trebao jedan minut da sve namontiram, ali je moguće da i to igra neku svoju, minimalnu doduše, ulogu. Treba imati u vidu da se senzori kalibrišu za određenu (standardizovanu, odnosno ISO) osteljivost, tako da veliki senzor čiji piksel trpi 65 700 elektrona po kanalu treba da se usaglasi putem konvertera sa malim senzorom koji ima 24 800 elektrona kao neku maksimalnu vrednost, odnosno oba senzora treba da istu scenu prikažu isto.

Nakon jednog natezanja krivulja (curves) sa pozicijama tačke na 74/144, dakle potpuno istovetno, dobijena je još veća razlika. Svi isečci koji slede su u 100% rezoluciji; primedba - otvorite ih i pogledajte uvećane, tako se primećuju detalji o kojima je reč.

5D2:

7D:

Manji senzor se raspada od šuma dok veći može dalje da podnese obradu, što je i logično premda nisam očekivao da je ovoliko očigledno.

Detekcija tamnijih tonova je opet na strani dede Veliše.

5D2:

7D:

Još jedan primer gde veći senzor dominira u detaljima tamnih tonova:

5D2:

7D:

...i još jedan.

5D2: 

7D:

U principu može biti korisno pogledati kako se ovi aparati ponašaju u infracrvenom opsegu. Kao i svi stariji Canoni, 5D2 je u nemodifikovanom stanju prilično neosetljiv na infracrveni opseg, tačnije jednu blendu slabije reaguje u odnosu na 7D. Da li je to do primenjenog filtera koji pokriva senzor, ili do samih fotodioda na senzoru koje takođe imaju neku svoju (vrlo precizno definisanu) spektralnu osetljivost, meni je nepoznato.

Zato su oba snimka snimljena na f5.6 i ISO800 u trajanju od 30sec, s tim što je 5D2 u razvijaču "gurnut" za jedan f-stop. Moglo bi se reći da ovo nije fer prema Veliši, ali u realnoj upotrebi biće potrebno da eksponirate duže ili koristite ISO1600, dakle ipak minus za njega. Filter je 830nm; objektivi su 24STM za 7D i 50 1.8 za 5D2.

5D2:

 7D:

 

Prvo što mi je palo u oči su kanali. Oba aparata imaju najjači signal u crvenom kanalu, što je i logično jer je on najbliži infracrvenom delu spektra, ali je interesantno da je tek nešto malo manje zabeleženo u plavom delu koji je na potpuno suprotnoj strani spektra. Opet nemam ideju koji je od filtera odgovoran za ovu propustljivost.

Ono što je razlika je zeleni kanal - on je na Mališi mnogo više ugašen, nebo je potpuno crno u odnosu na Velišu. Levo je petarda:

Što se tiče detalja u infracrvenom delu spektra, tu situacija striktno zavisi od toga kako je pogođen fokus. Bolji objektivi kao i neki stariji skoro uvek imaju ugrađenu mehaničku skalu na kojoj manuelno fokusirate i određujete distancu do tačke fokusa, vrlo korisna stvar u praksi. Skoro svi imaju na ovoj skali i markiran fokus za infracrveni opseg, pošto svi (valjda) znamo da se infracrveni spektar po fokusu prilično razlikuje od vidljivog spektra - potrebno je fokusirati bliže u vidljivom da bi se dobio fokus na beskonačno u infracrvenom. Refraktorski objektivi su zapravo mali teleskopi koji, baš kao i veliki, muku muče sa fokusom različitih frekvencija u istoj tački. Vekovi su prošli dok smo uspeli da sve tri osnovne boje nateramo da se lome u istoj tački, a sad još i infracrveno... Nema šanse, ja ne znam da postoji ni jedan fotografski objektiv da je korigovan za isti fokus u bliskom infracvenom spektru. Reflektori se ne računaju; oni u veoma širokom opsegu spektra fokusiraju u istu tačku.

Ima još jedna sitnica: ove manuelne skale su kalibrisane za 720nm, odnosno meni na 830nm neće biti od značaja (premda može biti korisno). Dakle, na oba ova objektiva treba fokusirati na nekih 2m distance i to će onda biti približno fokusu na beskonačno u infracrvenom. 

5D2:

 7D:

 

Vidi se da kontrastom i detaljima Mališa ubija, premda je to prvenstveno do optike: 24 STM je noviji dizajn i svuda piše da je pogodniji za IR.

Ima još par stvari koje su interesantne za ovu vrstu fotografije, prvo su haloi koji se stvaraju oko svetlijih objekata. Ovo je stvar koja nema puno veze sa aparatom ili objektivom koji je korišćen, već je očigledno da sam Marumi 830nm propušta ili deo vidljive ili možda čak deo ultraljubičaste svetlosti, koje bi po prirodi stvari morale onda da budu defokusirane - i eto nama haloa.

 

Druga vesela degradacija zahvata samo pedeseticu i Velišu. Apsurdno ali pedestica ne vinjetira već potpuno obrnuto, prikazuje svetlije rubove u infracrvenom opsegu. Tu može da bude više razloga, od optičke konstrukcije ili premaza koji zatamnjuju centar ali periferiju manje, do potpune egzotike koja se tiče ofseta mikrosočiva na senzoru. Opšte je poznato da FF senzori primaju svetlost na rubovima pod velikim uglom, što je i logično jer su veći od APS-C senzora; ali je i poznato da ovo zapravo predstavlja glavni razlog vinjetiranja. Drugi razlog su sami objektivi i njihova konstrukcija, ali stoji činjenica da to i danas predstavlja nerešivu glavolomku za one koji konstruišu objektive, naročito one brze.

Ovo antivinjetiranje se vidi u svim kanalima, ali je upadljivije na monohromatskom snimku, pogledajte travu na rubovima kod petice. Sedmica toga nema ni u naznakama.

5D2:

 7D:

Zatekao sam se u jednom momentu na vrhu brežuljka odakle se pružao pogled na dve velike ćelije koje su upravo eksplodirale sto kilometara severno od mene. Pogrešio sam što sam imao u kući tri daljinska okidača za Canon, od toga dva neispravna... A sve ostalo sam imao, dva tripoda, pločice, objektive, moglo je da se snima istovremeno sa dva aparata (san svakog nezajažljivog astrofotografa). Dakle, ove fotke služe samo u ilustrativne svrhe, pošto su nastale jedna nakon druge odnosno u različitim svetlosnim uslovima. Prvo je snimano peticom i nebo je tad bilo svetlije; u oba slučaja je korišćen ISO1600 i 6sec izlaganja što je dalo relativno ujednačene munje po pitanju sjaja. Da napomenem: fotografija munja je malo specifična, pokupićete vi uvek dovoljno ambijentalnog svetla i u najmračnijoj noći, ali je cela poenta da munje držite u opsegu vidljivosti, da ne budu izbrisane dugim ekspozicijama ali da ne budu ni spaljene visokim ISO/blendom. 

Deda:

 Unuk:

 

Vidi se ko je imao bolje svetlosne uslove, ali i ko može više da podnese obradu na ISO1600, premda je potpuno očigledno da na pojedinačnim snimcima razlike ovde i nisu spektakularne. Obrada je uključivala promenu WB i curves, dakle nimalo prijatna tortura za svaki senzor, pogotovo za ove prepotopske.

Ali sve je ovo gore samo ilustracija u odnosu za ono šta sam ja tim fotoaparatima primarno namenio, a to je astrofotografija. I u startu hoću da im uslove učinim što težim: snimaće se pod punim Mesecem gde je dinamički raspon najmanji i gde je izvući detalje najteže. Snimaće se istim objektivima kao i gore ali na f4 i bez fletova odnosno korekcije vinjetiranja.

Ovo je malo nefer poređenje prema Mališi pošto on koristi objektiv sa malo širim FOV od Veliše, ali je to staklo bar dve decenije novije konstrukcije, tako da bi trebalo da bude bolje (a i košta više). Dakle, u oba slučaja imamo sazvežđa Strelac i Škorpija sa astrotreka, 25x30sec, ISO800, f4.0; snimci su nakon stekinga praktično potpuno isti do te mere da teško da neko može da zaključi koji je koji, mada je jasno da je donji snimak 7D jer ima nešto šire vidno polje i delić šume u njemu: 

Što se stekinga tiče, sve je odrađeno u Irisu plus što je odrađeno automatsko skidanje gradijenata, što u dotičnom programu možda dobro funkcioniše na teleskopskim slikama. Sa iole širim kadrovima odnosno jačim gradijentima je priča daleko složenija - pogotovo ako nisu oduzeti fletovi. Dakle saplitanje na svakom koraku, ali upravo to i hoću.

Nakon potpuno isto primenjenih komandi (Levels black point 80 i Curves 20/43 +  133/100) mogu opet da konstatujem da razlika u svetlini neba postoji ali je potpuno obrnuta od gorenavedenog primera, tačnije sad je Mališa svetliji. Ovo onda mogu slobodno da pripišem promeni sjaja neba pošto se na dnevnom primeru veoma malo toga menja za minut, ali za 15 minuta se Mesec ipak dosta više pomeri i eto razlike.

Ovo je takođe glavobolja za rešiti po pitanju boja iz razloga plavog neba koje prouzrokuje pun Mesec, ali je sve to pomešano sa narandžastim svetlosnim zagađenjem na horizontu i bojom Mlečnog Puta koja je slična. Dakle, interpretacija pravih boja ovde mora u potpunosti da omane i bude subjektivna.

Snimci su smanjeni; vide se gradijenti na sve strane ali i činjenica da je neko opet izvukao deblji kraj. 

5D2:

 7D:

Isečci u originalnoj rezoluciji pokazuju ko je dobio popriličan šut u zadnjicu. Ako je ovo jedna petina blende, onda šta li je tek neka veća razlika...

5D2:

 7D:

Na stranu što postoji razlika u aperturi (pedesetica ima na f4 aperturu od 12 ipo milimetara stakla, 24-ka duplo manje tj 6mm), što dalje implicira manje zvezda i tamnijih detalja, ali razlika u šumu je drastična. Imajte u vidu da su parametri izvlačenja u Photoshopu bili virtuelno isti i da ova razlika koliko je prikazana - realno postoji u svakoj fotografskoj situaciji, samo je pitanje da li će biti naglašena (a odgovor je - ne, barem ne u 99% slučajeva prosečne fotografske upotrebe). Dakle, još jednom, manja apertura nema nikakvog uticaja na šum pošto je izvlačenje isto; manja apertura je odgovorna za manji broj detektovanih zvezda i za slabije detalje na objektima. U prevodu: sedmica ima očekivano lošiji rezultat.

Da vidimo boje maglina na nemodifikovanim aparatima. Omega nebula je kod oba aparata uvećana 5x u odnosu na originalnu rezoluciju, kanali su u neposrednoj blizini magline kalibrisani na istu vrednost.

5D2:

 7D:

 

Vidi se da manji aparat ima i manje problema sa zelenom bojom koja je kod astrofotografa ozloglašena. Boje magline su realističnije, dok 5D2 vuče na zeleno, a to važi i za boje zvezda slabijeg sjaja. Ovde dolazi u obzir neadekvatna RAW interpretacija od strane Irisa, ali nije samo to u pitanju budući da je na infracrvenim primerima gore pokazano da je zeleni kanal de facto jači na petici. Poenta je da na svim nemodifikovanim Kanonima Iris koristi iste parametre, a to onda ovde dovodi do malih ali nakon oštrije obrade ipak vidljivih razlika i to na štetu dede ovog puta.

Primetno je da deda Veliša ima problem sa oduzimanjem dark-frejma, očigledno je nešto Iris zabrljao, ima dosta stuck piksela koji nisu rešeni. Ali je isto tako i činjenica da na dužim ekspozicijama 5D2 jednostavno ne briljira ako ova opcija u aparatu nije uključena.

ISO1600, 180sec bez redukcije:

Isto to ali sa redukcijom:

Razlika je prilična i to naglašava potrebu za adekvatnim dark-frejmovima, naročito podrazumeva da se vodi računa o temperaturi koja ne sme da se razlikuje prilikom snimanja light i dark frejmova.

Analiza stvari koje nisu pomenute: šum čitanja i AD konverter su noviji za jednu generaciju i nesumnjivo bolji kod 7D. Iako je sam senzor primetno lošiji nego kod 5D2, novija elektronika čini tu razliku manjom nego što bi realno bila kad bi bila upotrebljena ekvivalentna elektronika. Šum čitanja je na oba aparata dosta dobar, sedmica ima na ISO100 12.1 elektron a petica 24.2 što je i logično za veće piksele i stariju elektroniku. Ali je na ISO1600 (što je za astrofotografiju najvažnije) situacija obrnuta, Veliša vodi sa 2.5 prema 3, uz kapacitet od 3710 prema 2040 elektrona. Te cifre objašnjavaju zašto je gore razlika u šumu drastična. 

Da je 7D napravljen tehnologijom petice, bio bi sa 18mpx još lošiji i to je fakat. Ali je i činjenica da je 5D2 napravljen tehnologijom sedmice bio bi bolji - upravo to je i urađeno sa 5D3 koji je na višim ISO vrednostima jasno bolji od dvojke. Osim toga, kriva (tačnije prava) dinamičkog raspona u odnosu na upotrebljeni ISO ima neki svoj nagib koji proizvođači mogu da biraju. Drugim rečima, može se dobiti veliki dinamički raspon na ISO100 ali da zauzvrat imate relativno lošiji visok ISO i ovo je slučaj sa 5D2 koji je očigledno bio zamišljen kao studijski alat. Sedmica ima drugačiju prirodu, tu je deo performansi na ISO100 trampljen za neko malo poboljšanje na ISO1600-6400 i to je dokaz da je reč o reporterskoj mašini, uostalom, danas skoro svi proizvođači usvajaju ovaj pristup pošto tržište oduvek pozitivno reaguje na ISO milion.

Dakle, pravi heroj ovde po meni je očigledno 7D koji uopšte nije toliko loš koliko bi se na prvi pogled činilo. Jasno je da će FF senzor dominirati, kao što će traktor uvek biti bolji od SUV-a kad na dnevni red dođe oranje, tu sirovu snagu petice od 66000 elektrona nikad nijedan krop nije dostigao niti će; ali ja sam lično očekivao još poražavajući rezultat po mali senzor.

Ovde moram još malo da se dotaknem semikonduktorske teorije i prakse. Svaki piksel na senzoru se sastoji od četiri manja subpiksela, odnosno četiri subjedinice koje svaka za sebe skupljaju fotone. To su tzv fotodiode. Iznad njih se nalazi po jedna staklena kap propisane boje koja propušta fotone samo tačno određene boje, postoje dakle po jedan crveni i plavi subpiksel, i dva zelena koji služe upravo tome - da detektuju tačnu boju koju će veliki četvorodelni piksel unutar prikazane slike zapravo predstavljati. Zašto ima dva zelena, pa eto, da bi priča bila jednostavnija sa računskog aspekta. Lakše je raditi sa binarnim kodom ako imate po četiri segmenta nego ako imate po tri, gde onda morate da izmislite novu matematiku da bi digitalni aparati korespondirali sa kompjuterima.

Svaka fotodioda ima neki svoj kapacitet, kao što je gore navedeno (5D 66 000 elektrona a 7D 25 000) ali ono što je bitno napomenuti to su dve stvari:

1) to je kapacitet (FWC) na nativnom, baznom ISO-u, npr ISO100. Čim dignete ISO vi kao prvo od 14-bitne informacije morate da oduzmete deo informacije tj neki bit da biste uopšte rekli aparatu sa koliko da pomnoži signal (ISO1600 je npr 16 X ISO100). Dakle, vi više nemate 14-bitnu paletu odnosno 16 000 boja po kanalu već manje.

2) kako dižete ISO tako se i brojanje fotona smanjuje, tako da ISO1600 ima recimo maksimalni kapacitet kod dede gorepomenutih 3710 elektrona, što daje manje boja, veći šum, veću grešku pri interpretaciji i manji dinamički raspon zbog oduzimanja bita. 

U finalu nije isto da li iz 66 000 elektrona ili iz 25 000 izbrojite tih 16 000 nijansi. U prvom slučaju na svaka 4 elektrona dođe po jedna nijansa a u drugom na svaki elektron ipo, i eto zašto deda mlati sve živo na ISO100.

Idući put ću testirati aparate na mračnom nebu i to će biti prava odnosno realna slika njihove upotrebe u astrofotografiji.