Система распознования сцены Nikon

Матричный замер экспозиции был впервые применен на камере Nikon FA, в 1983 году. На сегодняшний взгляд, это был достаточно примитивный датчик с 5 зонами замера. Экспозиция измерялась каждым сегментом отдельно от всей сцены, но принятие решения об экспозиции всего кадра (сцены), делалось не на основе "осреднения" этих данных, а на основе сравнения и комбинации с данными, накопленными в базе из 30 000 предварительно отснятых изображений, с разными видами и схемами освещения. Эта база находится в памяти компьютера камеры и каждый ее "снимок" представлен не файлом реального изображения, а перечислением данных об измеренной каждым из пяти сегментов экспозиции.  Для каждой комбинации этих данных в базе, существует уже выбранная экспозиция. Задачей процессора является сравнение и подбор наиболее близких комбинаций полученных с датчика камеры и из базы данных.  Основываясь на вышесказанном можно утверждать, что вычисление экспозиции кадра производится статистическим методом.  Учитывая бесконечное разнообразие сюжетов и съёмочных условий, невозможно  учесть все возможные ситуации освещения и компановки кадра.

Потом появились датчики 8-ми (F90, F70) и 10ти - (F80, F100) зонные с улучшенным замером. Естественно, что появление в системе экспозамера каждого дополнительного сегмента скачкообразно повышало ее точность. При этом появлялись новые базы данных, которые дополняли (объединялись) с старыми.

 

matrix_metering
Так выглядит алгоритм 3D матричного замера экспозиции в системе Nikon. С каждого сегмента датчика снимались три параметра: яркость, контрастность, расстояние до объекта (при использовании для съемки объективов D типа ).

 

 

Sensorlocation
Место расположения сенсора 3D Color Matrix Metering II в камере

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Улучшенное управление параметрами съемки с помощью 1,005-pixel RGB сенсора важный шаг вперед.

saph_01
Так выглядит сенсор 3D Color Matrix Metering II

Большим качественным скачком в системе экспозамера Nikon стало появление датчика RGB собственной разработки Nikon с 1,005 пикселами (они же сегменты матричной системы измерения), который и дал старт развитию трехмерного цветного матричного замера экспозиции (3D Color Matrix Metering).  Этот метод и датчик были впервые применены  на профессиональной камере Nikon F5 в 1996 году и прекрасно зарекомендовали себя в эксплуатации.

Следующим этапом стал  3D Color Matrix Metering II, впервые установленный на Nikon D2X в 2004 году.

Патентованная система Nikon 3D Color Matrix Metering II наилучшим образом устанавливает параметры экспозиции благодаря более точному определению положения и размеров светлых и темных участков изображения. Эта новейшая система оценивает данные о яркости, цвете, контрасте, выбранной зоне фокусировки и расстоянии от фотокамеры до объекта, сравнивает полученные результаты с информацией из обширной внутренней базы данных, созданной на основе 30 000 реальных сцен и вычисляет оптимальные параметры экспозиции как для автоматических режимов, так и для режимов с ручным управлением. Данный способ замера экспозиции идеально подходит для съемки в обычных условиях. Он может также помочь и в тех случаях, когда нет времени для установки параметров вручную. Cистема Nikon 3D Color Matrix Metering II является непревзойденной по скорости, точности и эффективности функционирования. Сегодня ее точность необычайно высока и пока непревзойдённа. Датчики RGB собственной разработки Nikon с 1,005 пикселами, используемые во всех флагманских SLRs Nikon, начиная с пленочной Nikon F5, производят уникальный анализ сцены, на который не способны другие камеры. 

saimg_01
Система распознавания сцены SRS

Как дальнейшее развитие системы для полупрофессиональных камер появилась упрощенная модификация 3D Color Matrix Metering IIс 420 пикселами (сегментами), которая устанавливалась в камеры D80, D60, D50, D40. 

Используя 3D Color Matrix Metering II также удалось существенно поднять точность автофокусировки AF и автобаланса белого AWB. Технология названа Системой Распознавания Сцены (SRS) и призвана решать три основные задачи фотографа: замер экспозиции, автофокусировку и установку баланса белого.

 

 

Дифракционная решетка

difr1

difr2

Эта революционная технология стала возможна с применением в системе измерения дифракционной решётки Nikon. Используя сверхтонкую технологию изготовления 1/100 микрона, Nikon-дифракционная решётка имеет микроструктуру менее чем 1 микрон - что соизмеримо с длиной волны света. Падающий свет, достигающий фильтра разделения цвета RGB, делится на монохроматические составляющие дифракционной решеткой так, как будто он прошел через призму. Таким образом, отделенный от цвета свет проходит через соответствующие цветные фильтры, позволяя датчику RGB с 1,005 пикселами точно прочесть информацию с учетом ее цветовой составляющей. Высокие результаты достигаются благодаря точной оптической системе измерения и мощной быстродействующей системе обработки данных, работающей с объёмом информации исходных данных в три раза большим, чем в обычных системах. База данных в алгоритме экспозамера была в очередной раз модернизирована для лучшего использования с  датчиком RGB с 1,005 пикселами и c дифракционной решёткой. 

Улучшенное обнаружение объекта в зоне автофокуса

SRS, работая с цветом, также максимально улучшает точность автофокусировки, автоэкспонирования, и Авто Баланса Белого. 

SRS использует цветовую информацию датчика RGB с 1,005 пикселами, чтобы обнаружить предмет в AF. Преимущество этой системы очевидно при использовании динамического выбора области автофокусировки с 51 точкой (3D слежение), при этом система автоматически перемещает точки фокусировки в соответствии с движением объекта в кадре. Эту технологию используют камеры D3, D300, D700. Чем больше точек автофокуса, тем более эффективно камера захватывает выбранный объект. Но большое число точек фокусировки, требует и бОльшего мастерства и внимания  со стороны фотографа.

Важно:

Когда установлен выбор области автофокусировки "динамический с 3D слежением", а режим автофокусировки AF-C (непрерывный), цвет предмета и информация о яркости читаются в выбранной пользователем начальной точке фокусировки и остаются неизменными при перемещении объекта к другим точкам фокусировки. Используя информацию от SRS "Отслеживание", камера  автоматически переключает точки фокусировки в соответствии с движениями предмета.

Фотограф таким образом может не беспокоиться о выборе точки фокусировки, пока объект находится в зоне действия 51 точки датчика, и может сконцентрироваться исключительно на компоновке кадра и прочих важных моментах.

saph_02

  • Новый датчик автофокуса Multi-CAM3500DX (51 точка, из них 15 "крестов", увеличенный вертикальный охват)
  • Управление автофокуса цветом (использование информации от датчика AE на 1005 пикселей)
  • Калибровка автофокуса (подстройка -- фиксированная или до 20 различных параметров настройки объектива)
  • Система Распознавания Сцены (Scene Recognition System, с использванием либо датчика экспозиции, либо датчика автофокуса),

Улучшенное представление AF системы "Идентификации объекта"

saph_03

В режиме автоматического выбора области автофокусировки, используя SRS “Идентификация объекта” информация, определяющая объект как человеческое существо, приоритетна и камера фокусируется на этом объекте (человеке).   Основанный на информации о расстоянии, полученной от AF D-типа объектива NIKKOR, камера в состоянии вычислить пропорции и определить присутствие и положение человека в кадре. Эта способность камеры автоматически определяет и устанавливает зону фокусировки, когда на этот выбор у фотографа нет времени. Так же эта возможность чрезвычайно удобна, когда съемка происходит в режиме  Live View's, не  используя видоискатель и трудно выбрать точку фокусировки. 

 

 

Улучшенный экспозамер

На D3, D300, D700, в дополнение к улучшенной точности измерения экспозиции, Nikon также решил новую проблему - Activ D-lighting, которая комбинирует контроль за экспонированием и осуществляет оперативную обработку изображения. С обычными системами, когда контраст в кадре слишком высок, или света или тени будут потеряны, фотограф должен был пожертвовать или одним, или другим. Теперь Activ D-lighting в определенной степени решает эту проблему, работая в комбинации с 3D Цветной Матрицей II.  После съёмки производится обработка изображения,  уровень и глубина которой устанавливается пользователем (Activ D-lighting), чтобы сделать изображение таким, как мы видим его невооруженным глазом. Здесь база данных фактических снимков также  делает крупный вклад.

Улучшение точности системы установки автоматического баланса белого (AWB)

saph_04

Система Распознавания Сцены (Scene Recognition System ) значительно улучшила точность Авто Баланса Белого (AWB). Хотя AWB системы Nikon вполне удволетворяли ведущих фотографов, со сложными, специфическими источниками освещения, в некоторых случаях обычная система ABW не справлялась. Поскольку обычная система AWB, например, под ртутными лампами освещающими белый объект, окрашивает его в зеленый, и зеленый цвет растительности оказывается точно таким. Как Nikon решил эту проблему? Когда предмет - зеленая растительность, источник света - чаще всего естественный дневной свет. Если бы источник света мог быть идентифицирован, камера могла бы принять точное решение, удалить ли зеленый (с ртутными лампами), или позволить зеленому остаться (с естественным дневным светом). Были проанализированы приблизительно 20 000 изображений фактических снимков и построены алгоритмы, которые резко улучшают точность AWB, определяя вид источника света. SRS при помощи 3D Color Matrix Metering II  рассматривает цвет и яркость сцены как свойства источника света, освещающего эту сцену. Камера определяет источник света, в основном по этим свойствам тем же самым методом как 3D Color Matrix Metering II производит экспозамер т.е. извлекая из базы данных с 20 000 ситуаций вариант схожий с снимаемой сценой по цвету и яркости. В результате, снимая под лампами накаливания, например, система поддерживает "теплоту" цвета и воспроизводит изображение так, как данную сцену увидел бы человеческий глаз. Таким образом Nikon решил на первый взгляд кажущуюся легкой, чрезвычайно трудную задачу точного цветовоспроизведения. Снимая в помещении спортивные состязания или театральные спектакли при условиях освещения, которые обычные системы AWB нашли бы сложными, AWB Nikon правильно определяет источник света и устанавливает AWB c высокой точностью.