Преимущества цифровой фотографии по сравнению с пленочной были рассмотрены фотографами и кинематографистами в начале 21-го века после того, как потребительские цифровые камеры стали широко доступны. Цифровая фотография и цифровая кинематография имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с пленочной и кинопленочной фотографией. [1] [2] В 21-м веке фотография стала преимущественно цифровой, но традиционные фотохимические методы продолжают служить многим пользователям и приложениям.
Визуальное качество цифровой фотографии можно оценить несколькими способами. Количество пикселей изображения связано с его пространственным разрешением и часто используется в качестве показателя качества . Количество элементов изображения ( пикселей ) в датчике изображения обычно исчисляется миллионами и называется « мегапикселями ». [3] Плотность пикселей датчика устанавливает ограничение на конечное выходное разрешение изображений, снятых с помощью этого датчика. [4] Другие факторы, такие как влияние шаблона Байера или другого фильтра на цифровой датчик и алгоритм обработки изображений, используемый для интерполяции необработанных данных датчика в пиксели изображения. Большинство цифровых датчиков расположены в виде прямоугольной сетки, что делает определенные изображения (например, параллельные линии) восприимчивыми к артефактам муарового узора . Пленка не подвержена муару из-за случайной ориентации солей серебра в ее эмульсии, однако узор этих солей серебра может стать видимым при увеличении, создавая узоры, называемые «зерном» на конечном выходе. [5]
Разрешение изображений на пленке зависит от площади пленки, используемой для записи изображения ( 35 мм , средний формат или большой формат ), и светочувствительности пленки . Оценки разрешения фотографии, сделанной с помощью 35 -мм пленочной камеры, различаются. Больше информации может быть записано, если используется мелкозернистая пленка , в то время как использование некачественной оптики или крупнозернистой пленки может привести к более низкому разрешению изображения. Кадр 36 мм × 24 мм пленки со светочувствительностью ISO 100 первоначально оценивался как содержащий эквивалент 20 миллионов пикселей, [6] : 99 или приблизительно 23 000 пикселей на квадратный мм.
Многие профессиональные пленочные камеры используют среднеформатные или крупноформатные пленки. Из-за относительно большого размера области изображения, которую обеспечивают эти носители, они могут записывать изображения с более высоким разрешением, чем большинство потребительских цифровых камер. Исходя из вышеуказанной плотности пикселей, среднеформатное пленочное изображение может записывать эквивалентное разрешение приблизительно 83 миллиона пикселей в случае кадра 60 x 60 мм, до 125 миллионов пикселей в случае кадра 60 x 90 мм. В случае большого формата пленки 4 x 5 дюймов могут записывать приблизительно 298,7 миллиона пикселей и 1200 миллионов пикселей в случае пленки 8 x 10 дюймов. Однако, как и в цифровой системе, плохое оптическое качество линз снизит разрешающую способность эмульсии пленки. [7] [8] [9]
Шум от выстрела , вызванный спонтанными колебаниями в обнаруженных фототоках, ухудшает темные области электронных изображений случайными изменениями цвета и яркости пикселей. Зернистость пленки становится очевидной в областях ровного и нежного тона. Зернистость и чувствительность пленки связаны, причем более чувствительные пленки имеют более очевидную зернистость. Аналогично, с цифровыми камерами, изображения, сделанные при более высоких настройках чувствительности, показывают больше шума изображения, чем те, которые сделаны при более низкой чувствительности. [6]
Однако даже если обе технологии имеют присущий им шум, широко признано, что для цветной цифровой фотографии шум/зернистость гораздо ниже, чем у пленочной при эквивалентной чувствительности, что приводит к преимуществу в качестве изображения. [10] Для черно-белой фотографии зернистость играет более положительную роль в качестве изображения, и такие сравнения менее обоснованы.
Шум в цифровых камерах может вызывать искажение цвета или узоры, похожие на конфетти, при освещении в помещении, как правило, сильнее всего проявляясь в синей составляющей и слабее всего в красной составляющей. Почти все цифровые камеры применяют шумоподавление к фотографиям с длительной выдержкой, чтобы противодействовать шуму из-за утечки пикселей. При очень длительной выдержке датчик изображения должен работать при низких температурах, чтобы предотвратить влияние шума на конечное изображение. Зернистость пленки не зависит от времени экспозиции, хотя предельная чувствительность пленки изменяется при длительной выдержке, явление, известное как отказ взаимности .
Традиционные системы измерения экспозиции и автофокусировки используют вторичные датчики, показания которых обычно имеют низкую точность (например, очень небольшое количество усредненных показаний из различных областей изображения по сравнению с полностью разрешенной информацией об изображении) и могут не соответствовать фактически записанному изображению, например, из-за проблем с параллаксом , различной чувствительности к поляризации , различного спектрального отклика, различного амплитудного отклика, оптических аберраций оптических элементов в системе датчиков, различной чувствительности к рассеянному свету или несоосности фокальной плоскости датчика. Большинство цифровых камер позволяют пользователям захватывать и анализировать информацию об изображении с того же датчика, который используется для записи изображения в реальном времени. Использование этой информации для определения экспозиции и фокусировки по сути устраняет большинство проблем с выравниванием и калибровкой, одновременно устраняя стоимость вторичных датчиков измерения.
Пленка обычно предполагает использование отдельных пленок для учета баланса белого сцены (обычно в двух вариантах: для солнечного света или ламп накаливания) или использование фильтров. Многие пленочные камеры имели циферблат, помогающий пользователю отслеживать тип пленки, загруженной в камеру.
Динамический диапазон является существенным фактором качества как цифровых, так и эмульсионных изображений. Как пленочные, так и цифровые [ сомнительные – обсудить ] датчики демонстрируют нелинейные реакции на количество света, и на краях динамического диапазона, близко к недодержке и передержке, носитель будет демонстрировать особенно нелинейные реакции. Нелинейный динамический отклик или качества насыщения эмульсионной пленки часто считаются фотографами желаемым эффектом, а искажение цвета, контрастности и яркости значительно различается в зависимости от пленки. На эмульсионной пленке существует непрерывный, но относительно ограниченный диапазон уровней цвета, тогда как цифровой датчик хранит целые числа, создавая широкий диапазон дискретных уровней цветов. [ требуется ссылка ] Полосы могут быть видны в необычном случае, когда они не скрыты шумом, и детали могут быть потеряны, особенно в затененных и светлых областях.
Производители цифровых камер постоянно совершенствуют динамический диапазон, захватываемый их продуктами, и современные камеры имеют более 14 ступеней динамического диапазона. [11] Некоторые камеры имеют режим автоматического брекетинга экспозиции , который можно использовать совместно с программным обеспечением для обработки изображений с высоким динамическим диапазоном . [ необходима цитата ] Аналоговые выходные носители также имеют более ограниченный динамический диапазон, который они могут отображать по сравнению с пигментными струйными носителями. [ необходима цитата ]
Гибкость и удобство являются одними из причин широкого распространения цифровых камер. В пленочных камерах рулон обычно полностью экспонируется перед обработкой. Когда пленка возвращается, можно увидеть фотографию, но большинство цифровых камер оснащены жидкокристаллическим дисплеем , который позволяет просматривать изображение сразу после съемки. Фотограф может удалить нежелательные или ненужные фотографии или переснять изображение, если это необходимо. Пользователь, которому нужны отпечатки, может быстро и легко распечатать только необходимые фотографии.
Фотопленка изготавливается с определенными характеристиками цветовой температуры и чувствительности (ISO). Условия освещения часто требуют характеристик, отличающихся от характеристик пленки, требуя использования фильтров или коррекции при обработке . Цифровая фотография позволяет регулировать цветовую температуру и чувствительность при каждом снимке вручную или автоматически.
Цифровые изображения можно удобно хранить на персональном компьютере или в автономном хранилище , например, на небольших картах памяти . Профессиональные цифровые камеры могут хранить изображения в формате RAW , который сохраняет выходные данные с датчика, а не обрабатывает их немедленно для формирования изображения. При редактировании в подходящем программном обеспечении, таком как Adobe Photoshop или программа GNU GIMP (которая использует dcraw для чтения файлов RAW), пользователь может манипулировать определенными параметрами, такими как контрастность, резкость или цветовой баланс , перед созданием изображения. Изображения JPEG можно манипулировать аналогичным образом, хотя обычно менее точно; программное обеспечение для этой цели может поставляться с камерами потребительского уровня. Цифровая фотография позволяет быстро собирать большое количество архивных документов, обеспечивая удобство, меньшую стоимость и большую гибкость в использовании документов. [12]
Есть некоторые области, где пленка может иметь некоторые преимущества. Современные пленочные камеры не так прожорливы, как современные цифровые камеры, и могут работать дольше на меньших батареях. Некоторые пленочные камеры, особенно старые, могут работать без батарей: некоторые будут работать полностью без батарей, в то время как другие могут потерять некоторые функции, такие как измерение и некоторые выдержки. Батарейки, которые нужны только для питания экспонометров, часто очень малы и могут работать долго. Это может быть благом для тех, кто может проводить долгое время с ограниченным или отсутствующим доступом к электричеству или источнику батарей.
По сравнению с пленкой, цифровые камеры способны работать с гораздо более высокой скоростью (чувствительностью к свету) и могут работать лучше при слабом освещении или очень коротких выдержках. Эффективную скорость цифровой камеры можно настроить в любое время, в то время как в пленочной камере для изменения скорости необходимо заменить пленку. [ необходима цитата ] Однако пленка доступна с гораздо более низкой скоростью, чем цифровая, которая редко опускается ниже ISO 100 или 400, ряд как цветных, так и черно-белых пленок продается с ISO 50, что позволяет получать лучшее изображение в условиях высокой освещенности, обеспечивая более плавное изображение и низкую зернистость. Между тем черно-белые пленки продаются с еще более низкими значениями ISO, такими как 20 или 25, по состоянию на 2022 год самое низкое значение ISO, продаваемое в продаже, составляет 0,8 (FPP Super Positive), что позволяет делать чрезвычайно высококонтрастные изображения.
Пыль на плоскости изображения — постоянная проблема для фотографов, особенно в цифровой фотографии. Зеркальные фотокамеры особенно подвержены проблемам с пылью, поскольку датчик остается на месте, в то время как пленка продвигается через камеру для каждой экспозиции. Мусор в камере, такой как пыль или песок, может поцарапать пленку; одна песчинка может повредить целую катушку пленки. По мере старения пленочных фотокамер на деталях внутри камеры подачи пленки могут образовываться заусенцы. С цифровой зеркальной фотокамерой трудно избежать пыли, но ее легко устранить с помощью компьютера с программным обеспечением для редактирования изображений. Некоторые цифровые зеркальные фотокамеры оснащены системами, которые удаляют пыль с датчика путем вибрации или постукивания по нему, иногда в сочетании с программным обеспечением, которое запоминает, где находится пыль, и удаляет пиксели, пораженные пылью, с изображений. [ необходима цитата ]
Компактные цифровые камеры оснащены фиксированными объективами, что затрудняет попадание пыли в область изображения. Аналогичные пленочные камеры часто бывают только светонепроницаемыми и не имеют защитного покрытия от воздействия окружающей среды. Некоторые современные зеркальные фотокамеры, например Olympus E-3, оснащены обширными пыле- и погодозащитными уплотнителями, чтобы избежать этой проблемы.
Системы цифровой обработки изображений и пленочные фотоаппараты имеют разные акценты на стоимость. Цифровые фотоаппараты значительно дороже в покупке, чем пленочные эквиваленты. Однако цены быстро падают из-за интенсивной конкуренции. С другой стороны, пленочные фотоаппараты довольно недороги в покупке, особенно бывшее в употреблении оборудование, но требуют постоянных затрат на пленку и проявку. [13] Однако в цифровой сфере можно утверждать, что постоянное состояние технологических изменений заставит цифрового пользователя продолжать обновлять и покупать другое оборудование, как только его цифровая камера быстро устареет. [14] Другие расходы на цифровую фотографию включают специализированные батареи, карты памяти и долгосрочное хранение данных. Стоимость программного обеспечения для цифрового редактирования может быть значительной, особенно если требуются новые функции. Появление очень высококачественных телефонных камер с начала 2010-х годов делает ненужными недорогие цифровые фотоаппараты с небольшим сенсором, почти так же быстро, как они росли десятилетием ранее в 2000-х годах. Следовательно, производители сосредотачивают внимание на премиальных моделях, таких как компактные системные камеры и компактные камеры с большим сенсором. Мобильные телефоны, такие как iPhone X, Samsung Galaxy S8 и Nokia Lumia 1020, способны создавать изображения, которые могут конкурировать или превосходить более дешевые специализированные камеры. Струйные принтеры могут делать низкокачественные отпечатки дешево и легко из цифровых файлов, но высококачественная струйная печать имеет затраты, сопоставимые с печатью мокрых фотографий, независимо от исходного источника изображения.
В дебатах по поводу кино и цифровых технологий есть аргументы, характерные для киноиндустрии .
Большая часть цифрового кино отображается в разрешении 2K или 4K ; 2K — это лишь немного большее разрешение, чем ориентированный на потребителя формат HD 1080p . [15]
Известные кинорежиссеры , такие как Кристофер Нолан [16], Пол Томас Андерсон [17] и Квентин Тарантино публично критиковали цифровое кино и цифровую кинематографию и выступали за использование пленки и кинокопий. Наиболее известно, что в 2012 году Тарантино заявил, что хочет уйти на пенсию, потому что (хотя он все еще может снимать на пленку) он не может проецировать на 35-миллиметровые копии в большинстве американских кинотеатров из-за быстрого перехода на цифру. [18] Недавно Полу Томасу Андерсону удалось создать наибольшее количество 70-миллиметровых кинокопий за многие годы для своего фильма «Мастер» . Есть также много кинорежиссеров, таких как Питер Джексон , Гильермо дель Торо , Джордж Лукас и Джеймс Кэмерон , которые являются непреклонными сторонниками цифрового кино и потенциала более высокой частоты кадров , который оно приносит.
пленка против цифровости.