Czy lepiej jest strzelać z wyższym ISO, czy użyć niższego ISO i zwiększyć ekspozycję podczas przetwarzania końcowego?

Załóżmy, że są dwa zdjęcia wykonane w następującym scenariuszu:

Scenariusz 1 - Zdjęcie wykonane przy użyciu ISO 3200.

Scenariusz 2 - Zdjęcie wykonane przy ISO 100.

Oba zdjęcia są robione w scenariuszu o średnim świetle. Zdjęcie w scenariuszu 2 jest dość ciemne, a zdjęcie zrobione w scenariuszu 1 wygląda dobrze.

Z mojego zrozumienia, wyższe ISO daje bardziej ziarniste zdjęcie. Czy zatem zdjęcie w scenariuszu 2 (które wydaje się dość ciemne) można zmodyfikować w oprogramowaniu (np. Photoshop) w celu zwiększenia jasności i być lepsze niż zdjęcie zrobione z wyższym ISO?

Z mojego zrozumienia, wyższe ISO daje bardziej ziarniste zdjęcie

Obawiam się, że twoje zrozumienie jest nieprawidłowe. Wysoka czułość ISO niekoniecznie daje bardziej ziarniste zdjęcie, ponieważ wiąże się to z innymi czynnikami. W niektórych okolicznościach może się zdarzyć, że obniżenie ISO zwiększa hałas. Jakiś czas temu przeprowadziłem eksperyment, aby to udowodnić:

http://www.mattgrum.com/ISOcomparison/ISO_100_vs_ISO_1600.jpg

To, co widzisz, to dokładnie to, co opisujesz: jedno zdjęcie wykonane bez edycji ISO 1600, w porównaniu do tego samego zdjęcia zrobionego przy ISO 100, rozjaśnione pocztowo, aby pasowało do pierwszego obrazu.

Jak widać, obraz ISO 100 jest znacznie głośniejszy.

Chodzi o to, że obrazy zawierają odgłosy strzału i szum odczytu . Występuje hałas, ponieważ fotony są emitowane losowo przez źródła światła, co powoduje zmiany w świetle docierającym do każdej części czujnika. Zakłócenia odczytu pojawiają się, gdy sygnał analogowy jest przesyłany z czujnika do ADC .

Ustawienie ISO w kamerze polega na wzmocnieniu sygnału analogowego przed odczytem i digitalizacją. Wzmacniając sygnał, wzmacniany jest również szum strzału, więc stosunek sygnału do szumu jest taki sam. Jednak szum odczytu nie ulega wzmocnieniu, tak jak dzieje się to po wzmocnieniu. Podczas fotografowania z niskim ISO i rozjaśniania obrazu w oprogramowaniu, zarówno szum fotonu, jak i szum odczytu wzmacniają się, co daje wyższy poziom szumu.

Dlaczego więc uważa się, że ISO określa szum obrazu?

Prawdą jest, że najniższy możliwy poziom hałasu osiąga się przy najniższym możliwym ISO, przy jak największej ilości światła uderzającego w czujnik .

Prawdą jest również to, że największą prędkość mojego samochodu osiąga się na piątym biegu. Ale to nie oznacza, że ​​umieszczenie go na piątym miejscu, gdy silnik na biegu jałowym zwiększy moją prędkość. Największy wpływ na prędkość w położeniu przepustnicy. Przekładnia po prostu zapobiega zgaśnięciu silnika lub przegrzaniu silnika.

W ten sam sposób największy wpływ na hałas ma całkowita ilość światła padającego na czujnik. Ale musisz ustawić ISO, aby uniknąć prześwietlenia lub niedoświetlenia obrazu.

ISO nie ma bezpośredniego związku z szumem, jeśli masz bardzo słabą scenę z niewielką ilością światła padającego na czujnik, będziesz odczuwał szum niezależnie od ustawienia ISO. Podobnie, jeśli masz mnóstwo światła padającego na czujnik, będziesz miał bardzo mało szumów, niezależnie od ustawienia ISO (chociaż możesz mieć prześwietlenie!)

Innym problemem związanym z postrzeganiem szumu i czułości ISO jest to, że w dowolnym z automatycznych trybów fotografowania P / Tv / Av zwiększenie czułości spowoduje zmianę czasu otwarcia migawki i / lub wartości przysłony, co powoduje, że mniej światła uderza w czujnik, co oznacza większy szum . Jednak w trybie ręcznym dla stałego czasu otwarcia migawki i wartości przysłony zwiększenie ISO nie spowoduje, że na obrazie będzie więcej szumów .

Dlaczego więc to ma znaczenie? W końcu jeśli chcesz uzyskać najniższy poziom szumów, jaki może zaoferować Twój aparat, wystarczy ustawić go na statywie, wybierz ISO 100 i pozostaw migawkę otwartą tak długo, jak to możliwe, zanim obraz zostanie prześwietlony.

Problem polega na tym, że najpierw myślenie o ISO może prowadzić do nieporozumień. Na przykład, gdy stosuje się powyższe podejście w słabym świetle z szeroko otwartą przysłoną, czas otwarcia migawki może wynosić maksymalnie 1 / 30s. Ludzie pamiętają ISO 100 = część o najniższym szumie , zapominają o konieczności uzyskania prawidłowej ekspozycji (lub są wprowadzani w błąd przez obraz z tyłu ekranu LCD, który może wyglądać dobrze naświetlony, gdy patrzysz na ekran w ciemności) i ostatecznie nie naświetlają obrazu, powodując więcej szumów niż w przypadku, gdyby strzelili z ISO 400.

Równie słuszne jest stwierdzenie, że najniższy możliwy poziom szumu jest osiągany, gdy jak najwięcej światła uderza w czujnik (bez prześwietlania obrazu), a ISO jest tak wysokie, jak to możliwe (bez prześwietlania obrazu) . W większości przypadków najwyższy możliwy ISO wynosi 100.

Myśląc najpierw o poziomie światła, następnie ISO pozwala uniknąć pułapek, gdy istnieje pewne ograniczenie ilości światła, które można dostać się do czujnika podczas ekspozycji.

Istnieją inne nieporozumienia wynikające z myślenia o ISO jako głównym czynniku determinującym hałas. Jedno z takich nieporozumień dotyczy podstawowego ISO aparatu (minimum macierzystego). Ktoś z aparatem Y, którego podstawowa czułość ISO wynosi 200, może pomyśleć „skoro ISO 200 zapewnia mi najczystsze obrazy, czy nie byłoby wspaniale mieć ISO 50 jak aparat X”. Może się zdarzyć, że kamera Y ma czujnik o fantastycznej wydajności kwantowej i bardzo dobrych mikrosoczewkach, co oznacza, że ​​jest bardzo skuteczna w przechwytywaniu światła, dlatego obrazy szybko się prześwietlają, co prowadzi do wysokiej bazy ISO. Kamera X może mieć znacznie starszy czujnik ze słabym QE, bez mikrosoczewek i niskim współczynnikiem wypełnienia. Marnuje dużo światła i dlatego wymaga dłuższych ekspozycji. Tworzy również obrazy o takim samym poziomie szumu przy ISO 50, jak Y przy ISO 200.

Wreszcie myślenie o świetle pomaga wyjaśnić czujniki „bez ISO”, takie jak najnowsza seria czujników Sony znaleziona w aparatach takich jak Pentax K5 lub Nikon D800. Szum odczytu jest tak niski, że nie ma znaczenia, jeśli wzmocnisz sygnał przed odczytem, ​​co oznacza, że ​​możesz uzyskać porównywalne wyniki przy wielu różnych ustawieniach ISO, co dowodzi, że ISO nie jest odpowiedzialne za zakłócenia obrazu.

Moją preferowaną metodą fotografowania jest tryb ręczny z automatyczną czułością ISO. Pozwala mi to wybrać głębię ostrości i rozmycie ruchu, które chcę / mogę tolerować na obrazie, a następnie zminimalizować szum dla mnie.

Formalnie lepiej jest stosować wyższe ISO, o ile zaimplementowane jest wyższe ISO w taki sposób, w jaki powinno być realizowane: jako wyższe ustawienie wzmocnienia dla wewnętrznego analogowego wzmacniacza sygnału w kamerze, tj. Wzmacniacza sygnału, który działa w sygnale przed przekształca się w dyskretną formę cyfrową.

Z czysto matematycznego punktu widzenia wewnętrzny wzmacniacz „zwielokrotnia” sygnał, podobnie jak suwak „Ekspozycja” w niektórych programach do obróbki końcowej. Jednak mnożenie odbywa się po analogowej stronie przepływu przetwarzania, zanim sygnał zostanie przekształcony w postać cyfrową. Wyklucza to jakiekolwiek błędy zaokrąglania, które są niezmiennie wprowadzane, gdy mnożenie (lub praktycznie jakakolwiek inna transformacja wartości obrazu) jest przeprowadzana na dyskretnych zdigitalizowanych wartościach.

Oczywiście, aby wszystko to zadziałało, kamera musi wdrożyć ustawienie ISO, dostosowując wzmocnienie wewnętrznego wzmacniacza analogowego. Tańsze aparaty cyfrowe mogą implementować „fałszywe” ustawienia ISO, utrzymując stały wzrost wzmacniacza i mnożąc dane obrazu po konwersji do postaci cyfrowej. Takie wdrożenie nie przyniesie absolutnie żadnych znaczących korzyści w porównaniu z tym, co możesz zrobić w przetwarzaniu końcowym. Jest to dokładnie to samo, co suwak „Ekspozycja” w oprogramowaniu do przetwarzania końcowego.

Tymczasem wiele nowoczesnych lustrzanek implementuje większość ustawień ISO poprzez regulację wzmocnienia wzmacniacza, a jednocześnie „symulując” najbardziej ekstremalne ustawienia ISO (najwyższe i / lub najniższe) poprzez cyfrowe mnożenie. Nie ma sensu używać takich symulowanych wartości ISO z powodów wymienionych powyżej. Niektóre kamery mogą implementować „standardowe” wartości ISO (kłamstwa 100, 200, 400, 800 itd.) Poprzez regulację wzmocnienia wzmacniacza, symulując ułamkowe wartości ISO przez cyfrowe mnożenie od najbliższej „standardowej” wartości ISO. Ponownie nie ma sensu używać takich symulowanych wartości ISO.

Jeśli iso 3200 nie jest prześwietlone, to iso 100 jest bardzo ciemne, nie tylko całkiem ciemne. W zakresie 8 bitów mieściłby się w przedziale od 0 do 15 pikseli, więc jest bardzo głośny, a ISO 3200 byłby całkiem w porządku, z wyjątkiem ciemnych obszarów.

Te obrazy to ISO 400,400,800,1600 od lewej do prawej na starym Canonie 400D, gdzie wiadomo, że wysokie iso jest złe. Ale ISO 1600 jest najlepszy.

Większy

Rzeczywiście, najlepszym sposobem na obniżenie szumu jest dodanie światła do czujnika, ustawienie lub dodanie światła do sceny. Operacje te wiążą się z dodatkowymi kosztami: dodanie światła zmienia scenę, którą chcemy uchwycić, dodanie światła przez czas ekspozycji grozi rozmyciem spowodowanym ruchem, które może być gorsze niż szum, i otwarcie przysłony (jeśli to możliwe) zmniejszy DOF i sprawi, że obiektyw będzie miękki , a może nawet dodać trochę frędzli .

Tutaj dodałem flash, ISO 200-800 (1600 prześwietlałoby):

Większy

Widzimy tutaj, że teraz jest wystarczająca ilość światła, aby we wszystkich przypadkach uzyskać obraz o niskim poziomie szumów - szczególnie zauważ, że wznoszenie się w iso wciąż nie powoduje, że będzie głośniej. Brak światła powoduje hałas, a nie wysokie iso.

Podsumowując, light> iso, ale wyższy iso! = Twój wróg; to twój przyjaciel, gdy światło Cię zawodzi.

Aby nieco poprawić swoje oświadczenie,

„Wyższe ISO zapewni bardziej ziarnisty obraz przy standardowej ekspozycji ”.

Zastosowana czułość ISO nie ma wpływu na światło wpadające do aparatu ani na wrażliwość czujnika na światło. Należy zarejestrować pewną ilość sygnału, aby wyciszyć szum związany z systemem. Przy wysokiej czułości ISO czujnik przetwarza mniejszą ilość światła jako więcej światła, dzięki czemu szybciej rozwija obraz, ale ma więcej szumów.

Ten sam obraz, zrobiony z niższą czułością ISO, ale przy tej samej prędkości, nadal będzie miał taką samą ilość szumów, ale jak zauważa Matt Grum, cyfrowa konwersja prawdopodobnie wzmocni szum i tym samym pogorszy ogólny obraz wraz ze wzrostem poziomu będzie tak niski, gdy nadal będzie w formie analogowej.

Powodem tego, że przy standardowej ekspozycji jest mniej hałasu, jest to, że dodatkowy czas, w którym światło jest zbierane przez czujnik, daje więcej sygnału w porównaniu ze stosunkowo stałą ilością szumu.

Zasadniczo uzyskujesz szum zarówno z wahań mocy w aparacie, jak i szum z matrycy, jeśli używasz niższego ISO i nie robisz standardowej ekspozycji.

Jeśli masz statyw i możesz, użyj niskiej czułości ISO. Jeśli nie możesz użyć statywu, zwiększ czułość ISO, ponieważ ziarniste obrazy są lepsze niż wstrząsy. Bardzo ciemnego obrazu nie można odzyskać (jako spalonego), gdy uzyska „pełne ciemne obszary”, ponieważ nie ma nic do odzyskania (brak szczegółów). Jeśli więc widzisz rzeczy przez wizjer, a po zrobieniu zdjęcia nadal masz szczegółowe informacje, to jest OK. Sprawdź także histogram.

Wiele czynników tutaj, to nie tylko kwestia ogromnego skoku w ISO. Masz szybki obiektyw (F2,8) i nieruchomy obiekt ze światłem, które można przesuwać.

Po co męczyć się aż do ISO 1600, jeśli możesz po prostu podkręcić światło otoczenia, przejść do ISO 400 lub coś takiego i usunąć hałas jako problem?

Jeśli światła nie można przesunąć (nawet z małą latarką i kawałkiem papieru jako dyfuzorem? Poważnie?), Nie masz szybszej soczewki i po prostu musisz mieć zdjęcie książek w ciemności. .. dobrze, a następnie zrób co najmniej kilka kolejnych zdjęć w ISO 800, 1000 i 1200, aby zobaczyć, co dostajesz.

Następnie będziesz zmuszony (chwycić perły !!) spędzić całą MINUTĘ w Lightroomie, aby zrównoważyć kolor, podbić ekspozycję i dodać trochę przejrzystości, zanim skończysz.

To zależy od aparatu. Zwiększenie czułości ISO wzmacnia sygnał z czujnika, co różni się od rozjaśniania obrazu w poście. Wysoka czułość ISO może być postrzegana jako ulepszenie sprzętowe, a rozjaśnianie w poście może być uważane za ulepszenie oprogramowania.

Zwiększenie ISO może skutkować mniejszym szumem, a może nie, w porównaniu do rozjaśniania po obróbce. Większość kamer zwiększa sygnał tylko do pewnego punktu (od 400 do 1000 ISO) i osiąga efektywny wzrost ISO dodatkowo dzięki manipulacjom programowym. Ponownie, w którym momencie to się dzieje, zależy od modelu aparatu.

Musisz przetestować swój konkretny model aparatu, aby dowiedzieć się, jak różnią się efekty rozjaśnienia o wysokiej czułości ISO i PP.

W każdym razie chcesz mieć dobrą ekspozycję, to znaczy surowe dane z najbardziej użytecznymi informacjami, a ekspozycja na odpowiednią technikę jest zwykle dobrym sposobem na osiągnięcie tego.