DRとS/Nは一蓮托生です

もうカメラブログにしないというタガは外れたので……arataさんサイト経由betterLightの説明にも刺激されて前から思ってたことをちょっと気になることを書いてみる。
基本的にCCDのガンマというのは1。この辺誤解がある人がいるとおもうけど。人間の目は一概には定義できないけど2くらい。で、CCDから読み取れる値というのは12bitとか。最近はもっとかな。写真的にいえば1bit=1f-stopだから10f-stop以上もあることになって、DRは十分じゃないかということになるけど、そうはうまくいかない。階調というものがある。ガンマが違うので、デジカメには以下の宿命がある。

• シャドーのDRは滅茶苦茶のびてるけど階調はどんどん悪くなる。極端に言えば最下位ビットは1増加しただけで1段明るくなってしまう。
• ハイライトは人間の必要以上に階調があるが、DRは全然のびない。白飛びから数えてハイライト一段でCCDの表現幅の半分の階調を使ってしまう。

実際はそれにS/Nの問題が入ってくる。最下位ビットがノイズにうもれているのはいわずもがな。
ガンマ補正のトーンカーブは、(photoshopでトーンカーブ中間をつまむように)全体をぐっと持ち上げることになるんだけど、S/Nの関係でシャドーのいくつかの部分は捨てざるをえない。
最初に書いたようにD-A変換のビット数は今となっては十分たりているので、DRが広いのに綺麗な絵=CCDのS/N比が良いということになる。DRを重視したらどうなるかというとノイズが増える。highISOの絵。メーカーはどこもやらないけど極端な話、すてているシャドーをもちあげちゃってノイジーにしちゃえばDRはあがる。isoを増やしたらノイズ増やしていいよという暗黙の了解があるのでiso増やしてもDRはあまり減らない。同じノイズ感をたもとうとすればDRが減るはずだがメーカーはやらない。フィルム時代をひきずる一種トリック。だからS/Nの問題とDRはきってもきれない関係なんだけど、それをやや無視してDRだけみて色々いうのはちょっと変な気がする。メーカーのチューニングをみているだけというか。ノイズレベルと総合して判断すべき。(その辺を加味したDRならいいんだけど)。

※応用例：例えば9f-stopである程度の画質を確保しているデジ一眼があるとする。そのメーカーが同等のCCD製作能力でコンパクトデジつくるとして、画質面での妥協はそのデジ一眼のiso400相当でればよいとしよう。その時点で画素辺りの面積は1/4でよいことになる。さらにDRで妥協して7f-stopでいっかということにしちゃえば1/16。実際はもちろんコンデジならではの技術があるんだろうけど単純計算でもこうなる。

※よっぱらい記事です

まちがいあったら指摘してください、と最後に弱気。