È meglio scattare con un ISO più elevato o utilizzare un ISO più basso e aumentare l'esposizione in post-elaborazione?


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Supponiamo che ci siano due foto scattate nel seguente scenario:

Scenario 1 - Foto scattata con ISO di 3200.

Scenario 2 - Foto scattata con ISO di 100.

Entrambe le foto sono scattate in uno scenario di media luce. La foto nello Scenario 2 è piuttosto scura, mentre la foto scattata nello Scenario 1 sembra buona.

Da quanto ho capito, ISO più elevati danno una foto più sgranata. Quindi una foto nello scenario 2 (che appare piuttosto scura) può essere modificata nel software (ad esempio Photoshop) per aumentare la luminosità ed essere migliore della foto scattata con un ISO più elevato?


Credo che lo Scenario 1 produrrà l'immagine migliore con meno rumore - vedi qui: photo.stackexchange.com/questions/6615/…
MikeW

Risposte:


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Secondo la mia comprensione, ISO più elevati danno una foto più sgranata

Temo che la tua comprensione sia errata. L'ISO elevato non fornisce necessariamente una foto più sgranata in quanto vi sono altri fattori coinvolti. In alcune circostanze può accadere che abbassare ISO aumenti il ​​rumore. Ho fatto un esperimento qualche tempo fa per dimostrarlo:

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

Quello che vedi è esattamente ciò che descrivi, un'immagine scattata a ISO 1600 inedita, rispetto alla stessa fotografia scattata a ISO 100, illuminata in post per adattarsi alla prima immagine.

Come puoi vedere, l'immagine ISO 100 è notevolmente più rumorosa.

Quello che sta succedendo è che le immagini contengono rumore di ripresa e rumore di lettura . Il rumore di sparo si verifica perché i fotoni vengono emessi in modo casuale da sorgenti luminose che danno origine a variazioni della luce che colpiscono ogni parte del sensore. Il rumore di lettura si verifica quando il segnale analogico viene trasferito dal sensore all'ADC .

Ciò che l'impostazione ISO sulla fotocamera fa è amplificare il segnale analogico prima della lettura e della digitalizzazione. Quando si amplifica il segnale, anche il rumore di ripresa viene amplificato, quindi il rapporto segnale rumore è lo stesso. Tuttavia, il rumore di lettura non viene amplificato come accade dopo l'amplificazione. Quando si scatta a bassi ISO e si schiarisce l'immagine nel software, il rumore dei fotoni e il rumore di lettura vengono entrambi amplificati, offrendo un livello di rumore più elevato.


Quindi perché si ritiene che ISO determini il rumore dell'immagine?

È vero che il livello più basso possibile di rumore viene raggiunto al livello ISO più basso possibile con quanta più luce possibile colpisce il sensore .

È anche vero che la massima velocità per la mia auto si ottiene in quinta marcia. Ma questo non significa che metterlo in quinta posizione con il motore al minimo aumenterà la mia velocità. La maggiore influenza sulla velocità nella posizione dell'acceleratore. Gli ingranaggi impediscono solo lo stallo o la sovrapressione del motore.

Allo stesso modo la maggiore influenza sul rumore è la quantità totale di luce che cade sul sensore. Ma devi impostare l'ISO per evitare di esporre l'immagine in eccesso o in difetto.

ISO non ha una relazione diretta con il rumore, se hai una scena molto fioca con poca luce che cade sul sensore, allora avrai rumore indipendentemente dall'impostazione ISO. Allo stesso modo se hai tonnellate di luce che cade sul sensore avrai un rumore molto piccolo indipendentemente dall'impostazione ISO (anche se potresti avere una sovraesposizione!)

Un altro problema con le percezioni di rumore e ISO è che in una qualsiasi delle modalità di scatto automatico P / Tv / Av aumentando l'ISO, la fotocamera altererà la velocità dell'otturatore e / o l'apertura, il che si traduce in meno luce che colpisce il sensore, il che significa più rumore . Tuttavia, in modalità manuale per una velocità dell'otturatore e un'apertura fisse, l'aumento dell'ISO non comporterà più rumore nell'immagine .

Allora perché c'è qualcosa di importante? Dopotutto, se desideri il rumore più basso che la tua fotocamera è in grado di offrire, basta impostarlo su un treppiede, scegliere ISO 100 e lasciare l'otturatore aperto il più a lungo possibile prima che l'immagine venga sovraesposta.

Il problema è che pensare prima all'ISO può portare a fraintendimenti. Ad esempio, quando si utilizza l'approccio sopra descritto in condizioni di scarsa illuminazione con l'apertura completamente aperta, l'otturatore potrebbe raggiungere il massimo a 1 / 30s. Le persone ricordano la ISO 100 = la parte con il rumore più basso , dimenticano la necessità di ottenere un'esposizione corretta (o sono fuorvianti dall'immagine sul retro del display LCD, che può apparire ben esposta quando si guarda lo schermo al buio) e finiscono per sottoporre l'immagine, dando più rumore che se avessero sparato a dire ISO 400.

È altrettanto corretto affermare che il livello di rumore più basso possibile si ottiene quando quanta più luce possibile colpisce il sensore (senza sovraesporre l'immagine) e l'ISO è il più alto possibile (senza sovraesporre l'immagine) . Nella maggior parte dei casi, l'ISO più alto possibile sarà 100.

Pensando prima al livello di luce, quindi l'ISO evita le insidie ​​quando c'è un limite a quanta luce si può ottenere sul sensore durante l'esposizione.


Ci sono altri malintesi che derivano dal pensare all'ISO come fattore principale che determina il rumore. Uno di questi equivoci si riferisce all'ISO di base (minimo nativo) di una telecamera. Qualcuno con una fotocamera Y la cui ISO base è 200 potrebbe pensare "dato che ISO 200 mi dà le immagini più pulite, non sarebbe bello avere ISO 50 come la fotocamera X". Ora può succedere che la fotocamera Y abbia un sensore con una fantastica efficienza quantica e ottimi microlenti, il che significa che è molto efficiente nel catturare la luce, quindi le immagini vengono sovraesposte rapidamente, portando a un ISO di base elevato. La fotocamera X potrebbe avere un sensore molto più vecchio con scarso QE, nessuna microlente e basso fattore di riempimento. Spreca molta luce e quindi richiede esposizioni più lunghe. Produce anche immagini con lo stesso livello di rumore a ISO 50 di Y a ISO 200.

Infine, pensare innanzitutto alla luce aiuta a spiegare i sensori "ISO less", come l'ultimo lotto di sensori Sony che si trovano in fotocamere come la Pentax K5 o la Nikon D800. Il rumore di lettura è così basso che non fa alcuna differenza se si amplifica il segnale prima della lettura, il che significa che è possibile ottenere risultati comparabili con molte impostazioni ISO diverse, dimostrando che ISO non è responsabile del rumore dell'immagine.


Il mio metodo di scatto preferito è in modalità manuale con auto-ISO. Questo mi consente di selezionare la profondità di campo e la quantità di sfocatura da movimento che voglio / posso tollerare nell'immagine, e quindi fare in modo che la fotocamera minimizzi il rumore per me.


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Niente come un semplice test per confutare ore di speculazioni! +1! Inoltre, ora che ho ISO automatico in M, quasi non lo lascio. Il più grande progresso nel mio recente aggiornamento del corpo, insieme alla setosa ISO 1600 :)
dpollitt,

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"Il motivo dell'associazione tra ISO elevati e rumore ..." Matt, non è esattamente corretto, e tu lo sai. Se l'immagine può essere correttamente esposta a un ISO inferiore (e supponiamo che un multiplo integrale dell'ISO di base della fotocamera per evitare scarse implementazioni), avrà entrambi un rumore più basso (risultante da un campionamento della luce più statisticamente valido —Un fenomeno probabilistico — o riduzione del rumore da sparo se si preferisce) e una gamma dinamica più elevata. Nel tuo esempio, una natura morta, l'esposizione ISO 100 avrebbe potuto facilmente essere 1 / 2s, risultando in meno rumore rispetto all'esposizione ISO 1600.

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(proseguendo) Non sto mettendo in discussione l'affermazione generale - che esporre correttamente sarà meglio di "correggere in post" - è solo che continui a tralasciare la parte in cui dovresti dire che le esposizioni corrette a valori ISO più bassi ( almeno fino a quando non viene colpito l'ISO di base) si otterrà un rumore inferiore rispetto agli scatti altrettanto ben esposti a ISO più elevati.

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Stan l'ha inchiodato. Ottieni il rumore apparente più basso con il rapporto segnale / rumore più elevato possibile e saturazione dei pixel. A volte non hai altra scelta che selezionare un'apertura e una velocità dell'otturatore e spingere ISO il più in alto possibile senza tagliare un'apertura e una velocità dell'otturatore ... ma in generale usando l'impostazione ISO più bassa pur ottenendo un'esposizione corretta si otterrà le immagini più pulite. Se hai la possibilità di esporre per diversi secondi o utilizzare un'apertura ultra ampia, spingendo l'esposizione a destra, a ISO 100 ... quindi fallo. Avrai un'immagine più pulita.
jrista

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@jrista Max SNR si ottiene infatti a ISO min con quanta più luce possibile colpisce il sensore. Dici che "l'utilizzo dell'impostazione ISO più bassa pur ottenendo un'esposizione corretta produrrà le immagini più pulite" , il problema che ho con questo è che pone l'accento sull'ISO. L'approccio di "imposta ISO su 100 e quindi assicurati che l'immagine sia correttamente esposta" garantirà le immagini più pulite se c'è abbastanza luce , ma cosa succede quando l'otturatore raggiunge il massimo a 1 / 30s è che la gente ricorda l'ISO = 100 bit e dimenticare la seconda parte, portando ad un aumento del rumore. L'ho visto accadere.
Matt Grum,

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Formalmente, è meglio andare con ISO più alti, fintanto che ISO più alti sono implementati nel modo in cui dovrebbe essere implementato: come impostazione di guadagno maggiore per l'amplificatore del segnale analogico interno nella fotocamera, cioè amplificatore di segnale che funziona nel segnale prima viene convertito in forma digitale discreta.

Dal punto di vista puramente matematico, anche l'amplificatore interno "moltiplica" il segnale, proprio come fa il cursore "Esposizione" in alcuni software di post-elaborazione. Tuttavia, la moltiplicazione viene eseguita sul lato analogico del flusso di elaborazione, prima che il segnale venga convertito in forma digitale. Ciò preclude qualsiasi errore di arrotondamento che viene inevitabilmente introdotto quando la moltiplicazione (o praticamente qualsiasi altra trasformazione del valore dell'immagine) viene eseguita sui valori digitali discreti.

Naturalmente, affinché tutto ciò funzioni, la tua fotocamera deve implementare le impostazioni ISO specificatamente regolando il guadagno dell'amplificatore analogico interno. Le fotocamere digitali più economiche potrebbero implementare impostazioni ISO "false" mantenendo costante il guadagno dell'amplificatore e moltiplicando i dati dell'immagine dopo la conversione in formato digitale. Tale implementazione non offrirà assolutamente alcun vantaggio significativo rispetto a ciò che è possibile fare in post-elaborazione. È esattamente la stessa cosa del cursore "Esposizione" nel software di post-elaborazione.

Nel frattempo, molte moderne fotocamere reflex implementano la maggior parte delle loro impostazioni ISO regolando il guadagno dell'amplificatore, mentre "simulano" le impostazioni ISO più estreme (le più alte e / o le più basse) mediante la moltiplicazione digitale. Non ha senso utilizzare tali valori ISO simulati per i motivi sopra menzionati. Alcune fotocamere potrebbero implementare valori ISO "standard" (si trovano 100, 200, 400, 800 ecc.) Regolando il guadagno dell'amplificatore, simulando al contempo valori ISO frazionari mediante la moltiplicazione digitale dal valore ISO "standard" più vicino. Ancora una volta, non ha senso utilizzare tali valori ISO simulati.


La mia Canon 70D sembra (tramite Rawdigger) avere un intervallo di circa 12000 valori discreti per ciascun campione. La dimensione dei pixel indica che una capacità del pozzo è pari a 23000, se la memoria serve. IAC, circa il doppio. Ciò implica che l'impostazione ISO ha (un piccolo) effetto sul modo in cui i conteggi dei fotoni sono associati ai valori di campionamento. Se il campione fosse 15 bit (non 14), potrebbe restituire sempre tutte le informazioni raccolte. Così com'è, deve avere almeno un'impostazione alta / bassa che controlla se prendere la metà fioca o tagliare la precisione a metà. altrimenti, è guadagno analogico o ridimensionamento digitale?
JDługosz,

Un piccolo avvertimento, l'attuale standard ISO non suggerisce alcun metodo preferito di implementazione della velocità ISO. L'implementazione analogica comporta un rapporto inferiore tra "rumore di trasporto" e segnale perché il "rumore di trasporto" (il rumore sulla strada per l'ADC) è praticamente costante mentre il segnale viene potenziato. Per i sensori con implementazione analogica a basso rumore di lettura diventa progressivamente irrilevante in termini di riduzione del rumore, rendendo simulato il comportamento di tutte le impostazioni della velocità ISO.
Iliah Borg

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Se iso 3200 non è sovraesposto, allora iso 100 è molto scuro, non solo abbastanza scuro. Nell'intervallo di 8 bit andrebbe tra 0 e 15 pixel, quindi molto rumoroso, e l'iso 3200 andrebbe abbastanza bene, tranne nelle regioni scure.

Queste immagini sono ISO 200.400.800.1600 da sinistra a destra su una vecchia Canon 400D in cui si sapeva che gli alti iso erano cattivi. Ma ancora la ISO 1600 è la migliore.

iso 200-1600 Più grandi

In effetti, il modo migliore per ridurre il rumore è aggiungendo luce al sensore, attraverso le impostazioni o aggiungendo luce alla scena. Queste operazioni hanno un costo: l'aggiunta di luce cambia la scena che vogliamo catturare, l'aggiunta di luce attraverso il tempo di esposizione rischia la sfocatura da movimento che può essere peggiore del rumore e l'apertura del diaframma (se possibile) riduce il DOF e rende l' obiettivo morbido , e forse anche aggiungere un po 'di frange .

Qui ho aggiunto il flash, iso 200-800 (1600 sovraesporre):

veloce Più grandi

Qui vediamo che ora c'è abbastanza luce per creare un'immagine a basso rumore in tutti i casi - in particolare notare che salire su iso non lo rende ancora più rumoroso. La mancanza di luce lo rende rumoroso, non alto iso.

In conclusione, luce> iso, ma iso superiore! = Il tuo nemico; è tuo amico quando la luce ti manca.


3

Per correggere un po 'la tua affermazione,

"Un ISO più elevato produrrà un'immagine più granulosa all'esposizione standard ."

L'ISO utilizzato non ha alcun impatto sulla luce che penetra nella fotocamera o sulla sensibilità del sensore alla luce. È necessario registrare una certa quantità di segnale per silenziare il rumore inerente al sistema. Con un ISO elevato, il sensore elabora una quantità minore di luce come più luce e quindi sviluppa un'immagine più velocemente, ma ha più rumore.

Quella stessa immagine, presa con un ISO più basso, ma alla stessa velocità avrà comunque la stessa quantità di rumore, ma come sottolinea Matt Grum, la conversione digitale probabilmente amplifica il rumore e quindi peggiora l'immagine complessiva dei livelli in sarà così basso quando sarà ancora in forma analogica.

La ragione per cui vi è meno rumore all'esposizione standard è che il tempo aggiuntivo in cui la luce viene raccolta dal sensore produce più segnale rispetto alla quantità relativamente costante di rumore.

Fondamentalmente si ottiene rumore da entrambe le fluttuazioni di potenza nella fotocamera e dal rumore dal sensore di immagine se si utilizza un ISO inferiore e non si fa un'esposizione standard.


2

Se hai un treppiede e puoi, usa ISO bassi. Se non è possibile utilizzare un treppiede, aumentare l'ISO perché le immagini sgranate sono migliori di quelle scosse. Una foto molto scura non può essere recuperata (come bruciata) una volta che ottiene "aree completamente scure" perché non c'è nulla da recuperare (nessun dettaglio). Quindi, se riesci a vedere le cose attraverso il mirino e dopo aver scattato la foto hai ancora dei dettagli, va bene. Inoltre, controlla l'istogramma.


Questo non è un buon consiglio, vedi la risposta di @Matt Grumm per i dettagli.
Håkon K. Olafsen,

Per chiarire, l'utente non stava chiedendo se avrebbe dovuto usare un'esposizione più lunga con un ISO più alto, stava chiedendo se lo stesso tempo di esposizione sarebbe stato aumentato artificialmente meglio o se sarebbe stato meglio usare un ISO più alto. La risposta di Matt Grum è quella corretta per la domanda posta.
AJ Henderson

Se riesci a leggere la risposta completa:A very dark picture cannot be recovered (as a burned one) once it gets "full dark areas" because there is nothing to recover (no details)
vectorialpx, il

1

Molti fattori qui, non è solo una questione di un enorme salto in ISO. Hai un obiettivo veloce (F2.8) e un oggetto fermo con luce che può essere spostato.

Perché preoccuparsi di andare fino a ISO 1600, se puoi semplicemente accendere la luce ambientale, passare a ISO 400 o giù di lì e rimuovere il rumore come problema?

Se la luce non può essere spostata (nemmeno con una piccola torcia e un pezzo di carta come diffusore? Seriamente ??), non hai un obiettivo più veloce e devi semplicemente avere quella foto di libri al buio. ..bene, almeno scatta qualche altro scatto a ISO 800, 1000 e 1200 per vedere cosa ottieni.

Quindi, sarai costretto a (stringere le perle !!) a passare un intero MINUTO in Lightroom per bilanciare il colore, aumentare l'esposizione e aggiungere un po 'di chiarezza prima di aver finito.


Potresti essere più condiscendente?
Damien Roche,

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Dipende dalla fotocamera. L'aumento dell'ISO aumenta il segnale dal sensore, e questo è diverso dall'illuminare l'immagine in post. L'ISO elevato può essere considerato un potenziamento dell'hardware, mentre lo schiarimento in post può essere considerato un potenziamento del software.

L'aumento dell'ISO potrebbe comportare una riduzione del rumore, a differenza dell'effetto di schiarimento post-elaborazione. La maggior parte delle telecamere aumenta il segnale solo fino a un certo punto (da 400 a 1000 ISO o giù di lì) e ottiene incrementi ISO effettivi oltre a quello mediante la manipolazione del software. Ancora una volta, a che punto questo accade varia a seconda del modello di fotocamera.

Dovresti testare il tuo modello specifico di fotocamera per sapere in che modo differiscono gli effetti di elevati valori di luminosità ISO e PP.

In ogni caso, vuoi una buona esposizione, ovvero vuoi dati grezzi con le informazioni più utili in esso, e esporre alla giusta tecnica è di solito un buon modo per raggiungere questo obiettivo.

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