Dlaczego najniższa wartość ISO zawsze wynosi 100?

Najniższe ISO w aparatach cyfrowych zawsze wydaje się wynosić 100. Czasami przydałoby się znacznie niższe ISO, głównie przy fotografowaniu z długimi czasami ekspozycji.

Czego nie ma w ustawieniach ISO 50, 20, a nawet 10…?

Czujniki kamery (zobacz przegląd tego artykułu) składają się z bardzo dużej liczby poszczególnych elementów czujnika, z których każdy można uznać za wiadro zbierające fotony. Wiadra te mają maksymalną liczbę fotonów, które mogą przechwycić, zanim się zapełnią, co nazywa się nasyceniem (wtedy następuje wycięcie podświetlenia). Na tę maksymalną pojemność nie ma wpływu ustawienie ISO aparatu.

Jak stwierdzono w tym pytaniu, najniższa lub „podstawowa” ISO zwykle odpowiada niezamplifikowanej czułości czujnika, zwiększenie ISO powoduje pomnożenie odczytów z czujnika, co oznacza, że ​​maksymalna wartość, którą można zapisać na zarejestrowanym obrazie, może wynosić osiągnięty, zanim dołki czujnika zostaną nasycone.

Zmniejszenie ISO wymagałoby zatem „demamplifikacji” odczytów czujnika, co można zrobić tylko po odczytaniu poziomów czujnika, a zatem nie może faktycznie zmniejszyć czułości czujnika na przychodzące światło. Spowoduje to, że jakikolwiek sztuczny spadek czułości spowoduje również odpowiednie zmniejszenie zakresu dynamicznego podczas kompresji całkowitego zakresu poziomów czujników do mniej niż całkowitej części zakresu poziomów, które można zapisać na obrazie.

Wszystko to jest daleką drogą do powiedzenia, że ​​czujniki aparatu mają stałą minimalną czułość na światło, niezależnie od tego, jak nazywany jest ISO. Każdy sztuczny spadek ISO poniżej tego minimum czujnika nie spowoduje, że czujnik będzie mniej wrażliwy na światło, a także zmniejszy zakres poziomów światła, które można zarejestrować na zdjęciu.

Filtry neutralnej gęstości rozwiązują problem konieczności dłuższej ekspozycji (bez przycinania) niż pozwala na to minimalna czułość aparatu, zmniejszając ilość światła padającego na czujnik, co powoduje, że kubełki czujnika wypełniają się wolniej niż bez filtra jest używany.

Zmniejszenie czułości ISO poniżej minimum można wykonać tylko po odczytaniu zarejestrowanych wartości z czujnika, a zatem nie może faktycznie przyciemnić obrazu uderzającego w czujnik, co jest wymagane do uzyskania „prawdziwie” wydłużonego czasu ekspozycji. Efektem takiego zmniejszenia jest wzrost postrzeganego czasu ekspozycji podczas patrzenia na ostateczny obraz, który w rzeczywistości jest jedynie artefaktem zmiażdżenia poziomów światła zarejestrowanych na czujniku w mniejszym zakresie podczas zapisywania ich na zdjęciu. Filtry neutralnej gęstości powodują, że obraz trafiający na czujnik jest ciemniejszy, co powoduje wydłużenie „prawdziwego” czasu ekspozycji.

Wartość liczbową najniższego ISO oblicza się w odniesieniu do norm opisanych w tym pytaniu.

Nie mogę teraz znaleźć odniesienia, ale pamiętam po przeczytaniu, że czujniki mają użyteczny zasięg, więc najniższe ISO jest wybierane w taki sposób, aby uzyskać jak najbardziej użyteczny zasięg. Natywny zakres mojego aparatu to ISO 200-3200, czyli pięć stopni. Gdyby to miało rozpocząć się od ISO 50, byłbym podekscytowany, gdy mam taką wolną prędkość, kiedy chcę / potrzebuję, ale pięć przystanków oznaczałoby, że najwyższa oferowana ISO wynosiłaby 800 - i strzelam zdecydowanie za dużo w 1600 i 3200, aby chcieć ograniczyć się do wysokiej klasy. Ponadto ISO 800 miałby znacznie więcej hałasu - być może podobnie jak poziom hałasu ISO 3200. Począwszy od ISO 10, oznacza to, że górna granica wynosi tylko 160. 200-3200 zapewnia znacznie bardziej użyteczny zakres niż 50-800 lub 10-160 dla większości użytkowników. Łatwo jest dodać filtr neutralnej gęstości, aby uzyskać dłuższy czas otwarcia migawki, ale nie ma „filtra rozjaśniającego” negować wysokie wymagania ISO. (Ale czy to nie byłoby niesamowite?)

Ten post na blogu w DPreview wskazuje, że:

ISO 100 to ustawienie „normalne” dla większości kamer, chociaż niektóre obniżają się nawet do ISO 50.

Nie oznacza to jednak, dlaczego tak jest ani które kamery mają to ustawienie.

Ten post na Digicaminfo zawiera następujące oświadczenia:

Większość lustrzanek wytwarza obrazy zasadniczo pozbawione szumów przy najniższych ustawieniach czułości ISO, zwykle ISO 100-200

Dla porównania małe aparaty cyfrowe z matrycą są w stanie wytwarzać obrazy o niskim poziomie szumów przy najniższym ustawieniu czułości ISO, zwykle ISO 50/80/100

Co wskazywałoby, że ustawienie niższej wartości ISO niż 100 nie zapewniłoby lepszego obrazu, ponieważ nie można mieć mniejszego szumu niż „bez szumu”. Producenci najwyraźniej podjęli tę decyzję, prawdopodobnie na podstawie badań (?), Biorąc pod uwagę, że istnieją inne sposoby (na przykład filtry o neutralnej gęstości) zmniejszenia poziomów światła.

Podstawowa wartość ISO nie zawsze wynosi 100, ale jest bliska (zwykle w zakresie 80-200), a przyczyny są zaskakująco proste i nietechniczne:

1. Sytuacje, w których ISO 100 jest zbyt wysoki, są stosunkowo rzadkie (porównaj liczbę osób, które chcą strzelać szeroko otwartymi lub długimi ekspozycjami w jasnym świetle z liczbą osób, które mają problemy z uzyskaniem ładnych zdjęć w pomieszczeniu) i można je łatwo naprawić za pomocą filtra ND .

2. i związane z pierwszym powodem - nikt nie wybiera kamery na podstawie jej wydajności, gdy jest za dużo światła - wystarczy spojrzeć na wszystkie pytania dotyczące rekomendacji sprzętu na tej stronie - wszyscy stosują tę samą formułę: „Strzelam dużo X, jaką kamerą najlepiej strzelać do X w słabym świetle ”.

Istnieje dobry techniczny powód, dla którego obecne aparaty nie oferują niższej opcji ISO - ale jeśli rynek chciałby mieć aparat o niskiej ISO, inżynierowie z Sony, Canon i Fujifilm już rozwiązaliby te problemy (wymieniłem tylko te firmy, ponieważ robią to własne czujniki, prawie wszyscy kupują czujniki od Sony)