Co to jest „ISO” w aparacie cyfrowym?

Co to jest ogólnie „ISO” i jak zdefiniowana jest skala?

Czym różni się skala ISO prędkości filmu od czułości ISO stosowanej w aparatach cyfrowych?

Czy niższe ISO zawsze jest lepsze?

W fotografii ISO ogólnie odnosi się do miary „ Prędkości filmu ”, której używam, w tym odniesienia do czułości czujnika cyfrowego .

Krótko mówiąc, rzeczywiste litery ISO to nazwa Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (nie oficjalnie akronim - więcej informacji tutaj ), aw fotografii odnosi się do normy ISO 12232: 2006 i innych powiązanych norm: ISO 12232: 1998, ISO 5800: 1987, ISO 6: 1993 i ISO 2240: 2003. (Linki na stronie Szybkość filmu.) Film w przeszłości również stosował standardy ASA i DIN , te pierwsze wykorzystywały ten sam system numeracji, a DIN stosowały zupełnie inną skalę.

Standardy filmowe i cyfrowe są technicznie różne (w sposób, w jaki nie zbadałem wystarczająco dokładnie, aby w pełni się zgłosić), ale ogólnie są wystarczająco podobne, że ze względów praktycznych są zasadniczo takie same (niezależnie od niepowodzenia wzajemności , które wielu filmy są dość podatne na to, chociaż cyfrowa generalnie nie jest). Jeśli więc zmierzysz ekspozycję za pomocą aparatu cyfrowego, możesz użyć tej ekspozycji z filmem o tej samej ocenie co ustawienie ISO zastosowane w aparacie cyfrowym i oczekiwać podobnej ekspozycji (chyba że czas otwarcia migawki jest długi lub krótki wystarczy, aby Reciprocity nie uruchomiło się dla filmu) (zakładając także, że w innym przypadku podobny sprzęt - żadnych różnic w filtrach itp.).

Zarówno w cyfrowej, jak i filmowej wyższej liczbie oznacza większą czułość. Liczba dwa razy wyższa jest dwa razy większa (np. 200 jest dwa razy większa niż 100, 400 dwa razy większa niż 200 itd.). Tak więc, gdy fotografujesz w stosunkowo słabym świetle i chcesz względnie szybkiego (np. Wystarczająco szybkiego, aby zatrzymać ruch) czasu otwarcia migawki, niezbędna będzie wyższa ocena czułości (więc nie, niższa nie zawsze jest lepsza!)

W aparatach cyfrowych (i podobnie, ale inaczej w filmie) wyższe oceny ISO powodują hałas (związany z tym efekt w filmie to zwiększona ziarnistość ). Tak więc, chociaż nie zawsze jest to lepsze (zależy to od tego, czego szukasz), niższe oceny ISO są zawsze (lub przynajmniej prawie zawsze) niższe pod względem hałasu, co może być pożądane. (W przypadku fotografowania przy słabym świetle, gdzie czas otwarcia migawki nie stanowi problemu, długie ekspozycje zmieszane z niższymi wartościami ISO stworzą „lepszy” obraz - chociaż możliwe jest, że niektórym spodoba się efekt szumu; z pewnością czasami jest to atrakcyjne filmować ziarno).

Jeśli chodzi o sposób definiowania skali, opiera się ona na pomiarach obrazu wytworzonego na podstawie określonego scenariusza oświetlenia . Szczegóły są złożone, więc zostawię je jako ćwiczenie dla czytelnika. Podsumowując, (cyfrowo) jest to miara tego, jak szybko czujnik cyfrowy „nasyca się” światłem. (W przypadku filmu proces jest powiązany, ale inny.)

Podsumowując: wyższe ISO jest bardziej czułe, ale głośniejsze (ale niekoniecznie gorsze), cyfrowe i filmowe ocenione dla tego samego ISO (lub ASA dla filmu) będą miały podobną czułość, a skala zależy od tego, jak szybko obraz stanie się „ nasycony ”przy określonym natężeniu oświetlenia.

UWAGA: Przygotowuję się do eksperymentów związanych z kontrowersyjną odpowiedzią Matta Gruma. Mam nadzieję , że moje wyniki zapewnią miłą, wolną od szumów odpowiedź na ważną kwestię, którą porusza: że obraz o wysokiej czułości ISO z małą ilością światła będzie mniej głośny niż obraz o niskiej czułości ISO z taką samą ilością światła do czujnika , który jest później wzmacniany podczas przetwarzania końcowego. Więcej w przyszłości, mam nadzieję, że w ... EDYCJA: Cóż, przez jakiś czas nie udało mi się tego dokonać. W dalszym ciągu mogę to zrobić. W międzyczasie wskażę także ten artykuł która mówi o porównaniach natywnych i nienatywnych wartości ISO oraz ilości szumów w nich, co, chociaż w artykule nie jest dokładnie takie stwierdzenie, myślę, że prawdopodobnie jest bezpośrednio związane z dokładnie tym pytaniem.

TL; DR:  Aby zminimalizować szum, uzyskaj jak najwięcej światła przez obiektyw (ponieważ szum jest spowodowany głównie niskim poziomem światła), stosując odpowiednie ustawienia przysłony i czasu otwarcia migawki.

Następnie, utrzymując te ustawienia na stałym poziomie, zwiększ ISO tak daleko, jak to możliwe (bez przycinania podświetlenia), ponieważ zmniejszy to proporcję sygnału, który jest odczytywanym szumem.

Czy niższe ISO zawsze jest lepsze?

Nie!

W przypadku stałej ilości światła wpadającego do kamery obniżenie czułości ISO nie spowoduje zmniejszenia szumów (poprawiony stosunek sygnału do szumu). Jedynym sposobem na zmniejszenie hałasu jest połączenie obniżenia czułości ISO z wpuszczeniem większej ilości światła poprzez otwarcie przysłony lub pozostawienie otwartej migawki dłużej.

Jeśli ilość światła, którą możesz wpuścić, jest ograniczona (osiągnąłeś maksymalny otwór przysłony i nie możesz użyć dłuższego czasu otwarcia migawki bez wprowadzenia rozmycia), wówczas zastosowanie najwyższego możliwego ISO (bez przycinania świateł) doprowadzi do najniższego szumu w wizerunek. Będzie to wydawać się sprzeczne z intuicją i zaprosić głosy negatywne (do tej pory siedem!), Więc pozwólcie, że wyjaśnię (patrz moja odpowiedź na komentarze na końcu).

Wysokie wartości ISO nie powodują hałasu, brak światła powoduje hałas. Powodem, dla którego ludzie kojarzą wysokie czułości ISO z szumem, jest to, że gdy zwiększa się ustawienie ISO w trybie migawki lub w trybie priorytetu przysłony, aparat albo zamyka przysłonę, albo zwiększa czas otwarcia migawki w celu kompensacji, co obniża ilość światła wpadającego do aparatu.

Oto wyjaśnienie, dlaczego słabe światło powoduje hałas:

Jednym z ważnych źródeł szumu na zdjęciach jest przypadkowa natura światła i nazywa się szumem fotonowym lub szumem strzału. Fotony są emitowane losowo ze źródeł światła. Jeśli zbierzesz dużo fotonów, losowość się uśrednia i otrzymujesz prawie dokładnie taką samą liczbę emitowaną w każdym kierunku. Jeśli zbierzesz znacznie mniej fotonów, liczba zebrana w sąsiednich pikselach (które powinny widzieć ten sam kolor) może się różnić, dając zmiany jasności zwane szumem lub ziarnem. W ten sposób brak światła prowadzi do hałasu. Zobacz Wikipedia: Strzał hałasu .

Innym źródłem hałasu jest szum odczytu. Zakłócenia odczytu występują, gdy ładunki analogowe na czujniku są digitalizowane (odczytywane). Szum odczytu jest w przybliżeniu stały w odniesieniu do liczby zarejestrowanych fotonów. Zwiększenie ISO wzmacnia sygnał, a tym samym szum fotonu, ale szum odczytu pozostaje taki sam.

Jeśli użyjesz niższego ISO (przy tej samej ilości światła wpadającego do twojego aparatu), otrzymasz niedoświetlony obraz, a po rozjaśnieniu go na słupku zwiększysz zarówno szum fotonu, jak i szum odczytu . Twój całkowity hałas będzie wtedy wyższy.

Oto przykład tego efektu w praktyce:

Te obrazy zostały sfotografowane z identycznym ustawieniem ISO paska ustawień i przetworzone dokładnie w ten sam sposób. Dolny jest wyraźnie głośniejszy, pomimo strzelania do ISO 100.

Jeśli wykreślisz szum względem ISO dla każdej pary czasu otwarcia migawki / przysłony, zauważysz, że szum zawsze wzrasta (czasem tylko nieznacznie) wraz ze spadkiem ISO . Dlatego nie rozumiem, jak można argumentować, że wysokie ISO powoduje, że obrazy są głośniejsze, biorąc pod uwagę, że gdy wszystko inne jest równe, niższe ISO dają więcej szumu!

Odpowiedź na komentarze

Przepraszamy, ale twoje wyjaśnienie nie zmienia faktu, że twoje podstawowe stwierdzenie jest błędne. To, czego zwykle chcesz użyć, to najniższe ISO, które zapewni odpowiednią ekspozycję dzięki użytecznej kombinacji czasu otwarcia migawki i przysłony

Metoda, której używasz, nie ma rzeczywistych konsekwencji, gdy pomyślisz o niej za pomocą trybu automatycznego i wybranie wartości ISO, która powoduje, że migawka / przysłona są tak długie / szerokie, jak tylko można uciec, jest równoważne z ustawieniem migawki / przysłona ma być jak najdłuższa / najszersza, a następnie ustawienie ISO w celu uzyskania prawidłowej ekspozycji.

Jednak nie sugerowałem metodologii fotografowania, chodziło mi o to, aby zminimalizować hałas, chcesz wpuścić jak najwięcej światła, biorąc pod uwagę, że osiągnąłeś to dzięki migawce / przysłonie / lampie błyskowej lub cokolwiek innego, ISO powinna być tak wysoka, jak to możliwe (przed klipem z wyróżnieniem), ponieważ wszystko inne spowoduje niedoświetlenie, a tym samym większy szum odczytu.

jeśli faktycznie zmienisz czas otwarcia migawki i / lub przysłonę (zgodnie z zasadą wzajemności, jak to normalnie by się robiło), to zgadnij co: otrzymujesz więcej fotonów na czujniku dla tej samej „ekspozycji” (nazwij to EV skorygowanym dla dane ISO)! Więc mniej hałasu!

Tak, ale nie można zwiększyć ISO, a jednocześnie zmienić ustawienia, aby wpuścić mniej światła, a następnie stwierdzić, że masz więcej hałasu, ponieważ używasz wyższej ISO. Zwłaszcza, gdy możesz pokazać, że jeśli samodzielnie zwiększysz ISO, zmniejszysz hałas!

To tak, jakby kupować samochód z mniejszym silnikiem w celu zmniejszenia zużycia paliwa, jeździć wszędzie stopą płasko do podłogi i stwierdzić, że małe silniki zwiększają zużycie paliwa! Zmień jedną zmienną na raz.

W odniesieniu do oświadczenia:

Czy niższe ISO zawsze jest lepsze?

Wydaje się, że istnieje wiele różnych opinii na ten temat i chociaż mogą się one wzajemnie wykluczać, nie jestem pewien, czy tak jest. Nie ma cięcia i suszenia „Tak, ustawienie X ISO jest zawsze lepsze”. Myślę, że to, co jest lepsze, bardzo zależy od kontekstu ... od tego, co próbujesz strzelać i jaki rodzaj światła jest dostępny.

Dwa wyrażone punkty widzenia obejmują:

• Użyj najwyższego możliwego ISO, aby zmaksymalizować nasycenie (a tym samym zminimalizować szum) bez przycinania rozjaśnień.
• Użyj najniższej możliwej czułości ISO, aby zminimalizować szumy, używając właściwej migawki i przysłony, aby uzyskać odpowiednią ekspozycję.

Ogólny konsensus jest taki, że wybór najlepszego możliwego naświetlenia ISO jest najlepszym podejściem. To stwierdzenie jest jednak mocno obciążone ukrytym znaczeniem, ponieważ najniższe możliwe ISO niekoniecznie musi być ISO 100. Możesz być zmuszony użyć dłuższego czasu otwarcia migawki lub węższej przysłony, aby osiągnąć pożądane kreatywne efekty, zmuszając Cię do użycia wyższe ISO w celu utrzymania właściwej ekspozycji. Możesz również napotkać problemy z dostępnym światłem i osiągnąć granice obiektywu (tj. Maksymalną przysłonę) i zostać zmuszony do zastosowania wyższej wartości ISO w celu uzyskania prawidłowej ekspozycji. Myślę, że właśnie o to Matt Grum starał się poruszyć.

Z wyjątkiem specyficznych potrzeb twórczych (tj. Czasu otwarcia migawki mroźnego dla akcji lub dużego DOF przy małej aperturze), najniższego ustawienia ISO z niezbędną migawką i aperturą, aby uzyskać „prawidłową” ekspozycję (tj. Ekspozycję, która nie jest prześwietlona ani niedoświetlona, ​​lub jeśli postępujesz zgodnie z ETTR, który nie wysadził żadnych wyróżnień), nadal jest najlepszą praktyką. Można to łatwo wykazać, jak pokazują przykładowe zdjęcia poniżej. Ten zestaw przykładów został nakręcony z myślą o kilku rzeczach:

1. Krótki czas otwarcia migawki nie jest wymagany, więc uzyskanie odpowiedniej ekspozycji może trwać tak długo, jak to konieczne.
2. Głębia ostrości nie jest wymagana, więc zrobi to najszersza przysłona.
3. Dostępne światło jest stałe i nie można go zmienić.
4. Zastosowany zostanie statyw i zwolnienie kabla, aby wyeliminować wszelkie drgania aparatu.

Najczystszym ujęciem jest, jak widać, ujęcie ISO 100. Na maksymalnym otworze ISO 100 wymagało czasu ekspozycji 0,6 sekundy. Jest to dość długie, ale ponieważ nie było ruchu, długa ekspozycja nie stanowi problemu. Zdjęcie ISO 1600 jest nadal prawidłowo naświetlone i zastosowano czas otwarcia migawki dokładnie cztery stopnie krótszy niż w przypadku zdjęcia ISO 100. Pomimo prawidłowej ekspozycji istnieje oczywiście dodatkowy hałas. Końcowe ujęcie było kolejnym ujęciem ISO 100 przy tych samych ustawieniach, co ujęcie ISO 1600, z wartością ekspozycji skorygowaną o + 4 EV w Lightroom. Poziom hałasu w tym ujęciu jest oczywiście o FAR wyższy niż w pozostałych dwóch, ponieważ został cyfrowo ulepszony.

Biorąc pod uwagę te przykłady, możemy dojść do kilku logicznych wniosków:

• Zastosowanie minimalnej czułości ISO dla scen bez ruchu podczas fotografowania na statywie spowoduje wytwarzanie możliwie najniższego szumu.
  • Wspólne dla krajobrazów i scen martwych.
  • Niezbyt często w przypadku zdjęć sportowych, dzikiej przyrody, ptaków lub innych fotografii akcji.
  • Zależy to np. Od portretów, jednak ponieważ zazwyczaj można kontrolować ilość dostępnego światła do portretów, zwykle powinno być możliwe niskie ISO.
• Zastosowanie minimalnej czułości ISO dla sceny, która pozwala na prawidłową ekspozycję, zminimalizuje szum, ale może nie być najniższym możliwym szumem.
  • Jeśli chcesz zatrzymać działanie przy długim czasie otwarcia migawki lub zwiększyć swoją głębię ostrości z wąską przysłoną, konieczne może być zwiększenie ISO w celu utrzymania ekspozycji.
• Fotografowanie z najniższą czułością ISO niezależnie od sytuacji to zły pomysł.
  • Powoduje to często niedostateczną ekspozycję (prawdopodobnie ciężką), gdy dostępne światło nie jest optymalne.
  • Spowoduje to znacznie większy hałas, gdy ekspozycja zostanie skorygowana podczas przetwarzania końcowego.

Myślę, że dobrym sposobem, aby dowiedzieć się, jakie ustawienia ISO są najlepsze dla różnych scen i oświetlenia, jest ustawienie ISO na Auto, użycie trybu ręcznego, zrobienie kilku zdjęć i przejrzenie wyników. Automatyczny pomiar ekspozycji w aparacie zawsze będzie próbował stworzyć „właściwą” ekspozycję, a gdy masz scenę z szerokim zakresem tonów, przez większość czasu powinien wybierać właściwe ustawienie. Możesz także spróbować ręcznie ustawić wyższy lub niższy ISO niż wybrany automatycznie przez aparat i ponownie wykonać zdjęcie, aby zobaczyć wyniki. Poza fotografowaniem krajobrazu i martwej natury prawdopodobnie nie znajdziesz pojedynczego „poprawnego” lub „najlepszego” ustawienia ISO. Uważam jednak, że ogólną zasadą będzie zawsze:

Wybierz najniższą możliwą czułość ISO, zachowując odpowiednią ekspozycję dla rodzaju wykonywanego zdjęcia.

W przypadku martwej natury prawdopodobnie będzie to zawsze minimalne natywne ISO (bez użycia jakiegokolwiek rozszerzenia ISO). W przypadku krajobrazu prawdopodobnie będą to niższe czułości ISO, takie jak 100 lub 200. W przypadku fotografii akcji, w tym sportu, dzikiej przyrody, ptaków, dzieci itp., Najniższe ISO może się zmieniać dla każdego zdjęcia i może różnić się od ISO 200 do ISO 3200 lub dalej i będzie to bardzo zależało od dostępnego światła. Dużo światła pozwoli ci użyć niższego ISO, mniej światła będzie dyktować wyższe ISO. Niezależnie od tego, jakiego ISO używasz do zdjęć akcji, inną dobrą zasadą jest:

Zawsze lepiej jest zrobić zdjęcie, niż przegapić, ponieważ nie lubisz ustawień aparatu niezbędnych do uchwycenia go.

Nawet jeśli musisz użyć ISO 3200, aby uzyskać przyzwoite zdjęcia sportowe w pomieszczeniach za pomocą obiektywu f / 1.4, przynajmniej dostaniesz ujęcia. Te zdjęcia ISO 3200 będą miały mniejszy hałas niż zdjęcia ISO 1600, które są niedoświetlone, a następnie poprawione za pomocą przetwarzania końcowego, jak pokazano w (raczej skrajnym) przykładzie powyżej. Algorytmy usuwania szumów są obecnie również bardzo zaawansowane i mogą znacznie obniżyć poziom hałasu strzału o wysokiej czułości ISO do bardziej akceptowalnych poziomów. To znowu sprawia, że ​​stosowanie wyższej czułości ISO, która zapewni poprawną ekspozycję, jest lepszą opcją niż niższa czułość ISO, która prawdopodobnie będzie niedoświetlona i wymagać korekty po procesie.

EDYTOWAĆ:

Dalsze badania w celu potwierdzenia twierdzeń Matta na temat ISO doprowadziły do ​​kolejnego przykładowego obrazu. Poniższy obraz jest podzielony na cztery pasma, z których dwa reprezentują ekspozycję zgodnie z metodologią Matta, a dwa reprezentują ekspozycję, w której ISO jest utrzymywane na możliwie najniższym poziomie. Twierdzenie było takie, że próbując eksponować scenę, ustawiasz przysłonę i migawkę, a następnie używasz najwyższego możliwego ISO bez zdmuchiwania świateł i poprawiasz ekspozycję poprzez przetwarzanie końcowe poprzez redukcję EV, aby uzyskać obraz o najniższym szumie. Jest to sprzeczne z normalnym stwierdzeniem, że należy stosować najniższą czułość ISO i regulować przysłonę i / lub migawkę, aby uzyskać prawidłową ekspozycję w celu utrzymania możliwie najniższego szumu.

Pierwszy i trzeci pas na powyższym zdjęciu zostały sfotografowane poprzez wybranie określonego czasu otwarcia migawki i przysłony, a następnie zwiększenie ISO w miarę możliwości bez przycinania pasemek. Drugi i czwarty pas na powyższym zdjęciu zostały sfotografowane poprzez wybranie ISO 100 i określonej przysłony oraz dostosowanie czasu otwarcia migawki w celu uzyskania prawidłowej ekspozycji (bez ETTR.) Oba obrazy zostały skorygowane w postprodukcji za pomocą funkcji „Auto Tone” Lightrooma, co spowodowało nieznaczne zmniejszenie ekspozycji obrazu o wysokiej czułości ISO i prawie pozostawiło obraz ISO 100 taki sam.

Pomiędzy tymi dwoma zdjęciami występuje różnica o trzy stopnie ISO, a podwyższony poziom szumów obrazu ISO 800 jest bardzo wyraźny w odcieniach. W półcieniach obserwuje się pewien wzrost szumu na obrazie ISO 800 w stosunku do obrazu ISO 100. Na wszystkich poziomach tonalnych drobne szczegóły zostały utracone w takim czy innym stopniu na obrazie ISO 800 w porównaniu do obrazu ISO 100. Można to zaobserwować, badając pilota w podstawce, z przodu dłoni iw dowolnych odcieniach cienia. W środkowych tonach i rozjaśnieniach poziomy hałasu nie są wystarczająco wysokie, aby spowodować znaczną degradację wydruku. Poziom hałasu w półcieniach i cieniach może jednak wpływać na drobne szczegóły, takie jak zdjęcia makro lub jakiekolwiek zdjęcia, które przekraczają granice rozdzielczości obiektywu lub czujnika.

Podczas gdy kompensacja ujemnej ekspozycji w przetwarzaniu końcowym rzeczywiście obniżyła poziom szumu obrazu o wysokiej ISO do bardziej akceptowalnych poziomów, nie ma wątpliwości, że zastosowanie najniższej możliwej czułości spowoduje mniejszy szum niż nawet ujemna kompensacja ekspozycji o wysokim ISO po procesie wizerunek.

Prawdziwe pytanie brzmi: czy zawsze należy stosować najniższą możliwą ISO? Jeśli można wystawiać scenę, którą próbujesz uchwycić bez żadnych niepożądanych skutków ubocznych, takich jak rozmycie, niedoświetlenie, itp następnie wybierz najniższą prawdziwe ISO można (Ustawienia rozszerzone ISO zwykle osiągnąć ustawiając niższe ISO poprzez cyfrowy, zamiast analogowych, oznacza ... dlatego należy na przykład unikać rozszerzenia ISO 50). Jeśli nie możesz eksponuj scenę, którą próbujesz uchwycić, bez niepożądanych efektów ubocznych, które mogą mieć miejsce podczas fotografowania sportu lub dzikiej przyrody, fotografowania koncertów lub robienia wszelkiego rodzaju zdjęć w pomieszczeniach z dowolną akcją, a następnie podwyższania ISO do minimalnego akceptowalnego poziomu które pozwolą ci odpowiednio eksponować scenę (tj. wyeliminować rozmycie ruchu, eksponować na odpowiednim poziomie itp.).

Jeśli masz nadmiar, prześwietlenie poprzez wybranie maksymalnej czułości ISO bez przycinania świateł i zastosowanie pewnej ujemnej kompensacji ekspozycji podczas przetwarzania końcowego, może pomóc złagodzić skutki hałasu o bardzo wysokiej czułości ISO i będzie lepszym wyborem niż wybór ISO jest to zbyt niska wartość, a następnie zastosowanie dodatniej kompensacji ekspozycji podczas przetwarzania końcowego (co tylko zwiększy efekty hałasu).

ISO jest efektywną czułością czujnika, zarówno filmowego, jak i cyfrowego. Teoretycznie ISO dla aparatu cyfrowego powinno być takie samo jak dla aparatu filmowego.

ISO na folii zależy od wielkości ziarna substancji chemicznej. Oznacza to, że rozdzielczość będzie lepsza przy niższym filmie ISO. Ponadto, ponieważ ziarno filmu jest wszystko albo nic, doprowadzi to do plamistości lub hałasu.

Sposób, w jaki ISO jest uzyskiwane w aparacie cyfrowym, może pomóc zrozumieć, dlaczego jest to ważne i dlaczego użycie wyższej ISO nie zawsze jest dobrą rzeczą. Nie znam sposobu, w jaki został osiągnięty w filmie, więc nie mogę tak naprawdę z nim rozmawiać, ale wyobrażam sobie, że używa nieco podobnych zasad.

Przede wszystkim Matt wykonał świetną robotę wyjaśniając różne źródła hałasu. To, co dzieje się w kamerze, sprowadza się do następujących rzeczy.

1. Światło uderza w czujnik.
2. Sygnał z czujnika jest przepuszczany przez obwód wzmocnienia . Wielkość wzmocnienia zależy od zastosowanego ustawienia ISO.
3. Wartość sygnału jest następnie przepuszczana przez konwerter A2D . Spowoduje to odwzorowanie wzmocnionego sygnału na zakres od 0 do 255 (lub wyższy, w zależności od liczby bitów w konwerterze), sygnał cyfrowy.

Kamera może wówczas usunąć niektóre podstawowe źródła hałasu, zwłaszcza szum „ciemnego prądu”. To sygnał, jeśli chcesz odsłonić całkowitą czerń.

Co się dzieje, kiedy podnosisz ISO? Zasadniczo są dwie ścieżki, które omówię poniżej.

Jeśli czułość ISO zostanie zwiększona, a czas otwarcia migawki odpowiednio zmniejszony, poziom sygnału przechodzącego do konwertera A2D pozostanie taki sam. Jednak ilość sygnału na czujniku jest zmniejszona. Oznacza to, że każdy szum zależny od czujnika zostanie w efekcie wzmocniony. Obejmuje to między innymi hałas strzałowy. Niektóre inne formy hałasu nie będą wzmacniane.

Druga opcja polega na tym, że oryginalny obraz był niedoświetlony, ale ISO powoduje jego prawidłowe naświetlenie. Można poprawić kontrast niedoświetlonego obrazu, aby uzyskać taki sam maks / min, jak prawidłowo naświetlony obraz. Sygnał wychodzący z konwertera A2D będzie miał efektywnie mniejszy zasięg. Pozostawi to tylko kilka poziomów światła, co prowadzi do znacznie głośniejszego obrazu niż prawidłowo naświetlony obraz.

Kilka innych interesujących rzeczy. Czujniki mają tendencję do krwawienia, jeśli są nasycone sąsiednimi pikselami. Jeśli obraz zostanie zwiększony w ISO i zmniejszony czas otwarcia migawki, wówczas nie zostanie nasycony na samym FPA, usuwając niektóre artefakty. Może to prowadzić do nieco lepszej wydajności po nasyceniu.

Zasadniczo wysokie ISO w aparacie cyfrowym będzie miało mniejszy szum niż ten sam ISO na filmie, ze względu na znacznie lepszy sposób na osiągnięcie wysokiego ISO.

Mam nadzieję, że nie było to zbyt techniczne, ale jestem podekscytowany, że mogę podzielić się swoją wiedzą na temat inżynierii elektrycznej ze społecznością :-) Daj mi znać, jeśli masz więcej pytań, a ja postaram się wyjaśnić to jeszcze lepiej.

Aby odpowiedzieć na drugie pytanie, powiedziałbym, że niższe ISO nie zawsze jest lepsze, ale ogólnie najlepiej jest stosować najniższą możliwą ISO. Na przykład podczas fotografowania w pomieszczeniu wyższa czułość ISO pozwala na zastosowanie krótszego czasu ekspozycji, co prowadzi do mniejszego rozmycia ruchu. Zwykle używam najniższej czułości ISO, która pozwoli mi nie przekroczyć limitu czasu otwarcia migawki wynoszącego 1 / długość obiektywu. Ale zawsze są wyjątki.

Szybkość filmu

W fotografii analogowej ISO mierzy wrażliwość filmu na światło. Film o większej prędkości szybciej osiągnie punkt nasycenia (lub prześwietlenia).

W jasnym świetle można użyć filmu o niskiej ISO. W sytuacjach przyciemnienia może to wymagać szerszej przysłony niż dostępna lub bardzo długiego czasu otwarcia migawki.

Możesz użyć filmu o wysokiej czułości, gdy nie ma wystarczającej ilości światła do właściwej ekspozycji. Jeśli jednak używasz go z dużą ilością światła, będziesz musiał ograniczyć światło docierające do aparatu za pomocą czasu otwarcia migawki i wartości przysłony.

(Niezbyt dobrze zaznajomiony z fotografią analogową, więc niewiele informacji tutaj.)

Cyfrowe ISO

W fotografii cyfrowej, ISO jest w zasadzie to :

Jest to po prostu dowolna liczba ^1, która opisuje stopień wzmocnienia zastosowanego do sygnału analogowego ² z czujnika przed przetworzeniem go na liczbę cyfrową. Reprezentuje liczbę fotonów wymaganych do wytworzenia wartości „jeden” na wynikowym pikselu cyfrowym.

To nie nie opisać czułość czujnika.

Zwiększenie czułości ISO nie pozwoli zobaczyć więcej światła w ciemności i nie nasyci czujnika szybciej. Po prostu rozciągnie sygnał, więc potrzeba mniej światła do wytworzenia tej samej wartości w pikselach, wzmacniając również szum. Tak więc obraz będzie nasycić szybciej, ale nie będzie wykorzystanie pełnego potencjału sensora.

To dobrze czy źle?

Więc jeśli ISO wzmacnia hałas, czy mniej zawsze lepiej? Nie. Jeśli nie masz wystarczającej ilości światła, jedyną alternatywą dla wysokiej czułości ISO jest wzmocnienie obrazu podczas przetwarzania końcowego, co wzmocni cały ten sam szum, który można uzyskać dzięki ISO. Co gorsza, doda jeszcze więcej hałasu. ³⁾

Skąd zatem bierze się powszechne błędne przekonanie, że więcej ISO oznacza więcej hałasu? Ponieważ ludzie, przyzwyczajeni do analogów, wybierają numer ISO i trzymają się go, a następnie ustawiają ekspozycję, aby zapobiec prześwietleniu powstałego obrazu.

Jest to do góry nogami, ponieważ ogranicza się ilość użytecznego światła wpadającego do czujnika, aby spełnić dowolnie wybrane ograniczenie .

Zamiast tego wybierz najlepszą wartość przysłony i szybkość migawki dla swoich warunków. Pozwoli to zminimalizować hałas strzału. Następnie podnieś ISO tak bardzo, jak to możliwe, bez prześwietlania, aby zmniejszyć szum odczytu.

Lub po prostu pozwól, aby kamera automatycznie wybrała ISO.

Przypisy:

¹ Ustawiają liczby, aby obraz wyglądał jak zdjęcie zrobione z filmem o tej czułości ISO w podobnych warunkach. Niestety nie biorą pod uwagę wielkości czujnika, co jeszcze bardziej dezorientuje powszechny mit, że większe czujniki są lepsze w warunkach słabego oświetlenia.

² Niektóre aparaty oszukują również wzmacniając sygnał cyfrowy , po konwersji A / D. Nie pomaga to mitowi, że wyższe ISO wytwarza więcej hałasu, gdy w rzeczywistości jest odwrotnie.

³ Dodatkowy szum nazywany jest szumem odczytu, który jest wprowadzany przez przetwornik A / D po zastosowaniu ISO.

W fotografii cyfrowej czułość ISO nie charakteryzuje czułości czujnika. Ustawienie czułości ISO w aparacie cyfrowym kontroluje stopień wzmocnienia / zwielokrotnienia sygnału z czujnika po przechwyceniu danych. Czułość ISO nie kontroluje czułości czujnika i jest bardziej jak „push” przetwarzania filmu, a tym samym kontroluje ogólną jasność wyniku.

Ze względu na ograniczenia konwerterów analogowo-cyfrowych w niektórych aparatach wyższe ISO może powodować mniej szumów i mniej zatkanych cieni.

Do tej pory brakowało mi we wszystkich odpowiedziach, że ISO jest zasadniczo równoważne ocenie ASA filmu poprzez opisanie stałej materiału opisującej stosunek ekspozycji świetlnej (całka czasowa gęstości strumienia świetlnego na powierzchnię) do nasycenia medium (film wartości ujemne lub maksymalne wartości czujnika / pliku w formacie cyfrowym). Jeśli pracujesz z większymi czujnikami / filmami / płytkami, zachowując tę ​​samą wartość ISO / ASA, będziesz potrzebować fizycznie większych otworów, aby pokryć większy obszar o tej samej jasności. Dla tego samego kadrowania będziesz miał proporcjonalnie większą ogniskową, więc okazuje się, że współczynniki takie jak f / 2.8 dobrze łączą się z wartościami ISO i czasem ekspozycji w celu ustalenia prawidłowej ekspozycji.

Teraz film ma ziarno, a film o wyższej czułości osiąga swoje wyniki kosztem większej wielkości ziarna. W podobny sposób wyższa czułość czujników cyfrowych wiąże się z kosztem większych miejsc pikseli, co powoduje zmniejszenie liczby pikseli lub wymaga większych czujników. Bardzo regularna siatka czujnika cyfrowego i stosunkowo wysoka wydajność w porównaniu do filmu sprawia, że ​​istotny jest jeszcze jeden czynnik: hałas. Występuje to jako szum elektroniczny amplifikacji / kwantyfikacji, jak również statystyczny szum rejestracji fotonów (ten ostatni jest w pewnym stopniu istotny dla filmu, ponieważ również podlega prawdopodobieństwu interakcji fotonu / ziarna). Możesz przechowywać film w ciemności przez wiele miesięcy bez zmian, ale nie możesz uruchomić elektronicznego czujnika w ciemności bez otrzymania sygnału.

Teraz w przypadku znacznej liczby czujników cyfrowych istnieje zmienne (zależne od ISO) analogowe wzmocnienie sygnału czujnika przed digitalizacją, więc wybór ISO ma stały wpływ na zawartość surowego obrazu. Jeśli dobrze pamiętam, czujniki Sony „Exmor” nie mają tego rodzaju wzmocnienia analogowego, więc ich surowe dane obrazu są niezależne od ustawienia ISO, a ISO jest bardziej kwestią zastosowanego przetwarzania końcowego, które skaluje te dane do pożądanej jasności.

Zasadniczo, im wyższa liczba pikseli, tym więcej szumu można oczekiwać przy wyższych wartościach ISO, a większe obszary czujnika pomogą w przeciwdziałaniu temu. Dystrybucja bardziej skomplikowanej elektroniki dla czujników CMOS na większych obszarach pomaga również utrzymać niską produkcję ciepła dla ciągle używanych czujników (wymaganych w przypadku kamer bezlusterkowych i / lub podglądu na żywo lub wideo), a ciepło czujnika jest kolejnym źródłem hałasu.