Si dovrebbero davvero preferire ISO più alti (a parità di tutte le altre cose)?


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La mia comprensione dell'impostazione ISO sulle fotocamere digitali è che, a differenza delle fotocamere a pellicola, la modifica dell'ISO non provoca alcun cambiamento fisico nella fotocamera. Piuttosto, dice semplicemente alla telecamera di moltiplicare le tensioni analogiche che legge dai sensori per un numero costante, che aumenta la luminosità di quel pixel nell'immagine JPEG in uscita. E poiché i file RAW memorizzano le tensioni effettive lette, prima che avvengano eventuali modifiche alla luminosità, i valori nel file RAW saranno gli stessi indipendentemente dall'impostazione ISO. Pertanto, se si scattano foto solo in formato RAW, l'impostazione ISO non fa assolutamente nulla (Inoltre significherebbe che le fotocamere digitali con ISO più elevati sono completamente un espediente di marketing) .

Tuttavia, questo post molto votato lo contraddice. Esso mostra l'immagine seguente:
Rumore alle impostazioni ISO
che sostiene che l'impostazione ISO non influenzano l'uscita RAW! † Indica inoltre "per ridurre al minimo il rumore, ottenere la maggior quantità di luce possibile nella fotocamera, quindi utilizzare l'ISO più elevato possibile senza sovraesposizione".

Se la mia comprensione è corretta, tutte le immagini con la stessa velocità dell'otturatore producono la stessa immagine (RAW), indipendentemente dall'impostazione ISO. Tuttavia, se la spiegazione nel post precedente è corretta, le immagini (RAW) scattate con un'impostazione ISO esposta in modo errato non possono essere corrette nel software senza introdurre ulteriore rumore. (Ho trovato questo thread online in cui diversi "esperti" discutono su quale comprensione sia corretta, ma non giungano mai a una conclusione)


Per capire quale comprensione sia corretta, ho provato a scattare un'immagine a vari ISO e velocità dell'otturatore, in modalità RAW + JPEG. Ho quindi caricato i file RAW in Photoshop e applicato la correzione automatica all'interno di "Camera Raw" (prima della conversione JPEG) .

Questi erano i risultati (clicca per ingrandire) :

Immagini RAW con correzione automatica PS
(Tutti gli scatti effettuati con la Sony a390 DSLR. Apertura f / 5.6, obiettivo zoom 18-55mm impostato su 55mm)

E per confronto, ecco i JPEG creati per quegli stessi scatti dalla fotocamera (nessuna correzione di Photoshop applicata):

Immagini JPEG con correzione automatica PS

Sembra che ci sbagliamo entrambi (cosa!?! ?? !!?) . L'impostazione ISO ha sicuramente avuto una grande differenza nell'immagine RAW finale, ma sembra che anche quando causa una sottoesposizione, l' uso dell'impostazione ISO più bassa comporta comunque la minima quantità di rumore !!

Suppongo che, per capire perché, devo sapere esattamente come funziona l'impostazione ISO nei DLSR - qualcuno potrebbe spiegarmelo? Il sensore è in qualche modo reso fisicamente più sensibile o è una semplice amplificazione digitale (o forse analogica) del segnale di tensione? O funziona in modo diverso in diverse fotocamere (la mia è una DLSR di livello piuttosto basso) ? Se il sensore non diventa fisicamente più sensibile, perché l'impostazione ISO influisce sull'immagine RAW? Perché un'immagine ISO100 sottoesposta ha comportato meno disturbi (dopo la correzione di Photoshop) rispetto alla stessa immagine con la stessa apertura / otturatore a ISO3200 (correttamente esposto)?


(Almeno, penso che sia quello che sta dicendo. Il post è ambiguo sul fatto che l'auto-correzione sia stata fatta sul file RAW o JPEG. Sto solo supponendo che sia stato fatto al RAW, comunque, mentre lo sto facendo per il JPEG sarebbe semplicemente stupido - amplificherebbe il rumore di compressione + quantizzazione, non il rumore della telecamera, il che renderebbe l'intero post errato)


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Ottima domanda Ho avuto lo stesso "modello mentale" di ISO per un po 'di me stesso, pur comprendendo che le prestazioni effettive sembrano non corrispondere perfettamente a quel modello.
D. Lambert,

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Non aiuta a confrontare l'output di una 30D vintage 2006 e una α390 vintage 2010. La profondità e la "latitudine" dei bit sono cambiate molto nel corso degli anni, al punto in cui si sta essenzialmente confrontando Kodachrome (una pellicola per diapositive piuttosto delicata) con Kodacolor (latitudine sufficiente per le fotocamere usa e getta).

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Sì, non un duplicato dopo la modifica.
mattdm,

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È possibile che l'affermazione secondo cui non esiste alcuna differenza tra i valori ISO in modalità RAW sia errata se esiste la possibilità che gli algoritmi di esposizione automatica siano influenzati negativamente dal rumore correlato a un valore ISO più elevato che consente una velocità dell'otturatore più lenta.

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@BBking: Sì, è quello che alla fine sono uscito anche da tutto questo. Avevo appena letto dal post di Matt l'affermazione scioccante "In realtà, ISO elevati sono buoni!" mancando il sottotesto nascosto "..bene rispetto all'aumento della luminosità in post, ma comunque non buono come aumentare l'apertura, la velocità dell'otturatore o l'illuminazione!"
BlueRaja - Danny Pflughoeft,

Risposte:


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Sarebbe sbagliato pensare che l'aumento dell'ISO non comporti alcun cambiamento "fisico" nella fotocamera. Il problema con ISO è che le persone spesso lo chiamano sensibilità . Questo è davvero un termine improprio ... la sensibilità è un attributo fisso di ogni dato sensore e non può essere modificato.

La sensibilità è davvero più sinonimo dell'efficienza quantica dei fotodiodi, tenendo conto della percentuale di luce filtrata dal filtro cutoff IR, filtro passa-basso e array di filtri colorati. In generale, la maggior parte delle DSLR in questi giorni ha effettivamente una "sensibilità" del 13-18% alla luce ... ciò significa che solo circa il 13-18% della luce che passa attraverso l'obiettivo raggiunge effettivamente il fotodiodo e rilascia effettivamente un elettrone. Circa il 60% della luce o più viene filtrato dalla pila di filtri e dal CFA, e l'efficienza quantistica dei fotodiodi (il tasso di colpi di fotoni al rilascio di elettroni) nei moderni sensori varia da ~ 45% a ~ 60%.

L'ISO è in realtà solo un'istruzione per l'elettronica della fotocamera per modificare il modo in cui la carica elettronica, il segnale analogico, memorizzato nel sensore viene amplificato per produrre una corretta esposizione. In tal senso, c'è un cambiamento "fisico" in ciò che sta realmente accadendo al segnale dell'immagine all'interno dell'elettronica del sensore. Un certo guadagno viene applicato al segnale originale nel sensore al momento della lettura. L'aumento dell'ISO modifica questo guadagno, con conseguente maggiore e maggiore amplificazione del segnale.

La tua domanda è: l'aumento dell'ISO è importante e la modifica dell'ISO influisce sul RAW? La risposta è SÌ e SÌ! Se hai girato tutto a ISO 100 e hai cambiato "amplificazione" digitalmente in post, le tue immagini saranno molto più rumorose rispetto a quando usi l'impostazione più appropriata nella tua fotocamera. I meccanismi di amplificazione del segnale di immagine eseguiti dalla fotocamera sono di gran lunga superiori alla tua spinta ISO digitale di base con una sorta di strumento di post elaborazione come Lightroom. L'immagine di esempio di Matt Grum a cui hai fatto riferimento dal post originale dovrebbe essere un esempio ideale di ciò. Notate quanto peggio è il rumore nell'immagine ISO 100 potenziata digitalmente rispetto all'immagine ISO 1600? C'è un sacco di rumore di colore blu, i motivi a strisce stanno iniziando a comparire e c'è una perdita di dettagli. La fotocamera ha fatto un lavoro molto migliore quando gli è stato detto di usare ISO 1600 ... c'è meno rumore, più dettagli, dettagli più nitidi.

Il motivo per cui l'ISO migliorato nella fotocamera è migliore è che funziona con il segnale nativo originale direttamente dal sensore prima che qualsiasi elettronica a valle abbia la possibilità di introdurre ulteriore rumore. In un sensore di immagine CMOS (CIS), ogni pixel ha un circuito integrato di riduzione del rumore (CDS, doppio campionamento correlato ... questo misura la carica di corrente scura nel pixel al "tempo di ripristino" e lo memorizza in modo tale che può essere sottratto alla lettura) così come un amplificatore incorporato. Quando ogni colonna di pixel viene letta, la carica del pixel viene inizialmente denegata dal circuito CDS, e quella carica "pulita" viene quindi direttamente amplificata prima di essere inviata al circuito di lettura inviato off-die. La conversione da analogico a digitale, o ADC, si verifica fuori dallo stampo del sensore in un chip DSP nella maggior parte delle fotocamere (ci sono alcune eccezioni, più in un momento).

Gli ADC sono di solito moderatamente paralleli, possono esserci otto, sedici, forse più in una data telecamera. Nonostante siano paralleli, ognuno deve ancora elaborare centinaia di migliaia se non milioni di pixel in una frazione di secondo. Ciò richiede un'alta frequenza operativa, che tende a introdurre rumore aggiuntivo. Questa è la fonte principale di rumore cromatico e di bande nella maggior parte delle DSLR che presentano tale. L'immagine ISO 100 che è stata potenziata in post sta aumentando anche questo ulteriore rumore post-lettura che viene introdotto a valle del sensore .

Aumentando l'ISO nella fotocamera, si amplifica direttamente il segnale dell'immagine e qualsiasi ulteriore contributo a valle al rumore influisce solo sull'estremità inferiore del segnale. Ciò preserva il rapporto segnale immagine / rumore elettronico. C'è un ulteriore contributo al rumore che non ha nulla a che fare con l'elettronica. La natura casuale della luce stessa provoca una distribuzione di Poisson degli attacchi di fotoni. Con meno luce totale che colpisce il sensore, il rumore di Poisson sarà più alto. Se avessi un sensore silenzioso, che non presentava alcun rumore elettronico proprio ... allora usare ISO 1600 sarebbe lo stesso che usare ISO 100 e aumentare l'esposizione di quattro stop in post. La quantità di rumore nelle due immagini sarebbe identica e sarebbe tutto il rumore che risulta dalla natura fisica casuale della luce.


Oggi sul mercato esiste un sensore quasi silenzioso. Il sensore Exmor di Sony utilizza un design di lettura ADC / CDS digitale ON-DIE altamente parallelo, a colonna parallela. A differenza della maggior parte dei sensori, che mantengono un segnale analogico attraverso una tubazione dal sensore al DSP (fino a subito dopo l'ADC), Exmor esegue sia CDS che ADC on-die, e in modo digitale. Anziché ogni pixel con circuiti CDS analogici per misurare la corrente scura per pixel, Exmor esegue una lettura di ripristino, la lettura di ripristino viene immediatamente convertita in digitale e memorizza l'intera carica di "corrente oscura" dei sensori in un'immagine virtuale di valori negativi. Quando viene effettuata un'esposizione, il segnale dell'immagine viene letto, convertito in digitale e l'immagine di ripristino negativo viene applicata all'immagine di esposizione positiva.

Poiché esiste un ADC per colonna in Exmor, anziché un ADC per dozzine di colonne, possono operare a una frequenza inferiore. Tra l'utilizzo di CDS digitali, ADC per colonna e componenti a bassa frequenza, Exmor introduce un rumore quasi zero , non introduce alcun rumore visibile di bande o pattern e, a tutti gli effetti, può essere considerato un sensore "silenzioso".C'è ancora un po 'di rumore, e aumentando sufficientemente un'esposizione in post, alla fine si renderà visibile quel rumore. Si potrebbe, tuttavia, scattare una foto a ISO 100, sollevarla di quattro stop e farla sembrare quasi altrettanto bella di una foto scattata a ISO 1600. In effetti, nel caso di Exmor ... cioè ESATTAMENTE il caso! Tutta l '"amplificazione" in Exmor è di natura digitale, sebbene l'elettronica del sensore tenda ad essere migliore rispetto al sollevamento manuale dell'esposizione in post, con un piccolo margine.


È anche importante rendersi conto che l'aumento dell'ISO stesso non aggiunge effettivamente il rumore stesso. ISO non è una fonte di rumore! Supponendo un sensore silenzioso, se si espone una scena statica in modo da ottenere un'esposizione corretta a ISO 100 e si espone la stessa scena statica in modo da ottenere un'esposizione corretta a ISO 3200, quest'ultima avrà più rumore. Perchè lo chiedi? Il rumore di Poisson, più comunemente chiamato rumore di fotone sparato, o rumore causato dalla natura casuale della luce, è la causa. Nell'immagine ISO 100 correttamente esposta, stai usando un'apertura più ampia, usando un otturatore più lungo o entrambi. Partiamo dal presupposto che stiamo solo cambiando la velocità dell'otturatore, per mantenere il DOF e ottenere esattamente la stessa scena sia a ISO 100 che a ISO 3200. La differenza nella velocità dell'otturatore è di cinque stop. Questa è una differenza di trentadue volte nella quantità di luce sul sensore! Maggiore è la luce, minore sarà il rumore del fotone sparato ... il rapporto segnale-rumore (SNR) dell'immagine rispetto al proprio rumore naturale è maggiore con un'immagine ISO 100 correttamente esposta e molto più bassa con un immagine ISO 3200 correttamente esposta.

Se utilizziamo la Nikon D800 (che utilizza un sensore Sony Exmor), riprendendo un'immagine sottoesposta di cinque stop a ISO 100 e un'altra correttamente esposta a ISO 3200 e amplificando l'immagine ISO 100, sarà sempre leggermente più rumorosa della Immagine ISO 3200. Ha effettivamente lo stesso SNR rispetto al rumore dei fotoni, e avrà anche un contributo molto piccolo di rumore di lettura che verrà amplificato insieme al resto dell'immagine.


Bene, hai chiesto di sapere esattamente come funzionava l'ISO in una moderna fotocamera digitale. Questa non è una spiegazione completa e diversi produttori gestiscono in modo diverso alcune impostazioni ISO elevate. Ad esempio, i sensori Canon amplificheranno il segnale dell'immagine direttamente dal sensore fino a un certo punto, quindi utilizzeranno un ulteriore amplificatore a valle tra il sensore e l'ADC per ottenere la coppia superiore di arresti (ovvero in una telecamera che va a ISO 6400, ISO 1600 è l'impostazione massima "nativamente amplificata" e ISO 3200 e 6400 comportano un'ulteriore amplificazione a valle, ma ancora analogica.) Le impostazioni "ISO estese" sono speciali anche sulla maggior parte delle telecamere in quanto tutto ciò che realmente sono è boost digitale. Quindi qualsiasi impostazione chiamata HI, o H1, H2, ecc., Non è una vera impostazione ISO ... è una falsa impostazione ISO.


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Potresti anche voler aumentare l'ISO se stai scattando in condizioni di scarsa luminosità, come sport al chiuso. Ancora una volta, non si tratta necessariamente di "esposizione" ... tecnicamente parlando, l'esposizione riguarda la quantità di luce sul sensore e ciò è influenzato esclusivamente dall'apertura e dall'otturatore. Ancora una volta, con lo sport ... hai bisogno di un otturatore abbastanza alto da congelare adeguatamente il movimento nei giocatori. Nel caso della fotografia del cielo notturno, gli ISO elevati potrebbero finalmente diventare "esposizione" ... ma non sempre. Posso esporre il cielo notturno per 45 secondi a 400 ISO senza startrailing, ma quando scatti le meteore, di nuovo è ...
jrista

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... non necessariamente sull'esposizione. Voglio un certo rapporto di luminosità tra le meteore e le stelle. Le esposizioni lunghe aumentano troppo il rapporto di luminosità, con conseguente meteore molto deboli. Esposizioni più brevi con ISO più elevati danno come risultato "tempo sui pixel" simile, permettendomi di ridurre il rapporto tra stelle e meteore, rendendo le meteore relativamente più luminose e più interessanti. Se voglio più "esposizione", userò un obiettivo con un'apertura più ampia, che otterrà letteralmente più luce sul sensore ... tuttavia, userei comunque un ISO più elevato per normalizzare il tempo sui pixel per gli acquazzoni meteorici.
jrista

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Innanzitutto, non sono sicuro di come la tua fotocamera possa avere un ISO "base" di 400, se lo fa anche ISO 100. Di solito, ISO 100 è l'impostazione che fa "pieno uso" del sensore. Se FWC è di 60.000 elettroni, allora ISO 100 assicurerà che la massima saturazione in termini di elettroni sia 60.000 e applicherà il guadagno necessario per assicurarsi che 60.000 elettroni di valore di carica si convertano all'unità digitale massima (supponendo che non vi siano offset di polarizzazione, in un 14 -bit sensore che sarebbe 2 ^ 14 o 16384.) ISO 400 richiederebbe un guadagno per aumentare per garantire che un max. sat. di 15.000 convertiti in un'unità digitale di 16384, ecc.
jrista

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Ci sono stati molti commenti in rete su Canon che utilizzavano un ISO di base di 160. Anche questo è un errore, perché le persone mettono direttamente in relazione rumore e ISO un po 'troppo. Canon utilizza un meccanismo ISO strano. I loro amplificatori sono in grado di eseguire solo passi di punto, quindi qualsiasi impostazione di terzo o mezzo punto deve essere "spinta" o "estratta" da un'impostazione di punto pieno nativa. ISO 125 è una spinta di 1/3 di stop di ISO 100 eseguita dall'amplificatore a valle (post-sensore / pre-ADC). ISO 160 è un pull down a valle di 1/3 di stop di ISO 200. Lo stesso vale per 250/320, 500/650, 1000/1250, ecc. L'ISO di base è ancora 100.
jrista

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Le esposizioni inviate hanno più rumore rispetto all'impostazione su cui si basano. ISO 125, 250, 500 e 1000 hanno tutti un rumore maggiore rispetto ai rispettivi ISO 100, 200, 400 e 800. Al contrario, le esposizioni tirate hanno meno rumore rispetto all'impostazione su cui si basano. ISO 160, 320, 640 e 1250 hanno meno rumore rispetto ai loro genitori ISO 200, 400, 800 e 1600. La differenza di rumore è spesso abbastanza evidente, motivo per cui così tante persone pensano che Canon usi un ISO di base di 160, poiché spesso sembra più pulito di ISO 100. L'ISO di base è davvero buono e veramente 100, ma a volte tali miti sono difficili da sfatare.
jrista

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La modifica dell'impostazione ISO provoca un cambiamento nella videocamera , altera l'amplificazione su chip. Le tensioni prodotte dalla luce in entrata vengono amplificate prima della digitalizzazione. La ragione di ciò è che il segnale analogico rileva il rumore mentre si dirige verso l'ADC (convertitore da analogico a digitale). Amplificando prima un segnale debole, gli effetti di questo rumore vengono ridotti rispetto alla digitalizzazione del segnale debole e quindi applicando matematicamente l'amplificazione ai valori digitalizzati (che è ciò che Photoshop sta facendo nel tuo esempio), poiché ciò amplifica il rumore letto.

Il motivo per cui non si riscontra lo stesso effetto con la Sony a390 è che il modello è dotato della tecnologia brevettata Sony progettata per ridurre drasticamente l'accumulo di rumore di lettura sulla strada per l'ADC. L'unico vantaggio dell'utilizzo dell'impostazione ISO nella fotocamera è di ridurre il rumore di quantizzazione che può sorgere se non ci sono abbastanza valori digitali per rappresentare piccoli cambiamenti in un segnale debole. A parte questo, l'ISO è quasi ridondante (o peggio è controproducente come se la misurazione non fosse corretta, un'immagine ISO alta potrebbe essere ritagliata, mentre un'immagine ISO bassa non lo farebbe).


L'amplificazione analogica non ridurrebbe affatto il rumore, infatti l'amplificatore introdurrà sempre una piccola quantità di rumore. Sarebbe comunque preferibile fare l'amplificazione dopo la conversione da analogico a digitale, poiché ciò causerebbe la perdita dei bit di dati più bassi (causando una perdita di qualità dell'immagine: questo è ciò che si intende per quantizzazione rumore) . ... Vieni a pensarci bene, questa spiegazione spiegherebbe perché ISO3200 aveva un rumore maggiore nelle mie immagini sopra - Mi chiedo se è la ragione corretta / unica?
BlueRaja - Danny Pflughoeft il

@ BlueRaja-DannyPflughoeft Ogni fase del processo aggiunge ulteriore rumore di "corrente oscura". Ecco perché il valore della tensione analogica per ciascun sensel viene amplificato on-die a livello di sensel prima ancora che venga letto (per i sensori CMOS). Amplificazione analogico non riduce "fotone" rumore causato dalla natura casuale di luce che colpisce la densità di fotoni in qualsiasi momento particolare all'interno di un campo di luce, ma certamente non ridurre l'effetto di lettura rumore (a / k / a corrente di buio rumore ) che viene aggiunto tra ciascun sensel e il DAC.
Michael C,

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E poiché i file RAW memorizzano le tensioni effettive lette, prima che avvengano eventuali modifiche alla luminosità, i valori nel file RAW saranno gli stessi indipendentemente dall'impostazione ISO.

Questo presupposto non è corretto. Le impostazioni ISO nelle fotocamere digitali cambiano la quantità di amplificazione della tensione analogica da ciascun sensore (pozzo pixel) prima che il segnale venga letto, e tanto meno convertito in informazioni digitali.

Ciò che viene registrato nei file non elaborati sono i valori del segnale analogico amplificato convertiti in informazioni digitali. La ragione di ciò è che c'è ulteriore rumore aggiunto dai percorsi elettronici tra il sensore e il convertitore digitale-analogico (DAC). Se le tensioni analogiche di ciascun sensore non fossero amplificate prima di essere lette, sarebbero così deboli che il rumore della "corrente oscura" aggiunto dal percorso tra il sensore e il DAC avrebbe sopraffatto tutti tranne i segnali più forti (ad es. Qualsiasi cosa tranne le immagini che sono stati catturati in una luce molto intensa e / o per periodi molto lunghi).

Pertanto, se si scattano foto solo in formato RAW, l'impostazione ISO non fa assolutamente nulla (Inoltre significherebbe che le fotocamere digitali con ISO più elevati sono completamente un espediente di marketing).

Poiché la premessa originale, citata sopra, è errata, ne consegue che la conclusione basata su tale premessa errata è ugualmente errata. Ciò che viene convertito dall'ADC e registrato nei dati di immagine grezzi è materialmente influenzato dall'amplificazione on-die della tensione analogica da ciascun sensore.

Il consiglio nella risposta a cui si fa riferimento all'inizio della domanda deve essere inteso come "... lasciare abbastanza luce nella fotocamera e quindi utilizzare il valore ISO più elevato che non si traduca in luci soffiate. Se viene lasciata abbastanza luce nella la fotocamera, quell'ISO ideale potrebbe essere l'impostazione ISO minima della fotocamera. Solo quando siamo limitati dalla quantità di luce disponibile, dall'ampiezza massima dell'apertura della fotocamera / dall'impostazione dell'apertura necessaria per ottenere la profondità di campo desiderata o dal tempo di otturazione necessario per evitare di sfocare un soggetto in movimento consiglia di aumentare l'ISO all'impostazione più alta che non sovraesporre le alte luci diventano applicabili a un'impostazione ISO superiore all'ISO di base della fotocamera.


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I sensori non possono essere resi più o meno sensibili. Rispondono semplicemente alle foto liberando una carica elettrica che si accumula per photosite.

Quella carica è una quantità analogica . Tecnicamente, è discreto a livello atomico ma è trattato come un valore analogico. Quando ISO è impostato sulla fotocamera, ciò che cambia è il punto di saturazione che viene mappato sul valore digitale più alto possibile. Le cariche più basse vengono mappate proporzionalmente dal convertitore A / D, motivo per cui si ottiene ancora la stessa profondità di bit per pixel in tutti i normali ISO. A differenza dell'ISO espanso, che spesso viene elaborato in modo digitale.

L'output RAW registra i valori digitali ed è quindi influenzato dall'ISO. Se si moltiplica digitalmente il segnale per emulare ISO, si perderà la profondità di bit e si moltiplicherà il rumore presente nel segnale analogico.


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Se si amplifica il segnale analogico, si moltiplica anche il rumore presente nel segnale, la loro chiave amplifica il segnale prima che si sia accumulato troppo rumore.
Matt Grum

Questa risposta ha verificato ciò che avevo già assunto nella domanda, ma questo non spiega perché ISO3200 avrebbe più rumore se esposto correttamente rispetto a ISO100 alla stessa apertura / velocità dell'otturatore o perché i miei risultati differirebbero da Matt's
BlueRaja - Danny Pflughoeft

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Credo che la tua ipotesi sia errata. Anche se forse in alcune fotocamere potrebbe esserci un guadagno fisso e l'ISO è un filtro puramente digitale (che potrebbe essere fatto offline altrettanto facilmente), credo che su molte fotocamere, l'impostazione ISO controlli effettivamente il guadagno analogico del rivelatore.

ISO più elevati non sono desiderabili, poiché più guadagno significa più rumore.

In qualsiasi sistema di amplificazione analogico, la stadiazione del guadagno è importante per ottenere il segnale migliore. Nel sistema fotografico, il nostro primo guadagno è il potere di raccolta della luce dell'obiettivo. Il secondo guadagno è la sensibilità del film o l'effettivo guadagno elettronico del rivelatore, a seconda dei casi.

I risultati meno rumorosi si ottengono se si lascia entrare abbastanza luce e si utilizza solo un guadagno moderato.

L'uso di un guadagno maggiore (ISO più elevato) nel rivelatore è un "male necessario" per condizioni di scarsa luminosità o quando sono necessarie esposizioni brevi per eliminare la sfocatura da movimento o un'apertura bassa per la profondità di campo.

Cioè la scelta dell'ISO è sostanzialmente guidata dagli altri parametri: luce / apertura disponibili e velocità dell'otturatore.


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Sebbene di per sé non errato, l'affermazione contenuta in quella risposta è confusa.

La risposta non sta confrontando il rumore con diverse impostazioni ISO, sta confrontando la differenza tra amplificazione analogica e digitale. L'impostazione di un ISO più elevato utilizza l'amplificazione analogica, in modo da ottenere prestazioni migliori rispetto alla sottoesposizione dell'immagine e alla compensazione in post elaborazione, in quanto utilizza l'amplificazione digitale.

Una dichiarazione più utile sarebbe:

Se si desidera ridurre al minimo il rumore, è necessario utilizzare l'impostazione ISO più bassa possibile. Dovresti usare un'impostazione ISO più alta se ne hai bisogno per ottenere un'esposizione corretta, quando non puoi ottenere più luce nella fotocamera.


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Per ridurre al minimo il rumore, si desidera quanta più luce possibile sul sensore, soggetto a (1) non alle alte luci in cui si desidera conservare i dettagli, (2) impostazione dell'apertura per la profondità di campo desiderata e (3) impostazione dell'otturatore velocità per il motion blur desiderato (soggetto e fotocamera) o mancanza di motion blur.

L'aumento dell'ISO ti aiuterà se fai quanto sopra e sei ancora al di sotto del ritaglio delle alte luci desiderate? Se l'aumento dell'ISO diminuisce il rumore di lettura, può essere d'aiuto. Dipende dal sensore della fotocamera. In alcuni sensori si ottiene meno rumore di lettura se si aumenta ISO, almeno fino a un certo punto. In altri sensori (a volte chiamati senza ISO), il rumore di lettura non aumenta con ISO.

Questo presuppone che tu stia girando a fuoco vivo.


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Ho esaminato il problema che vedi più rumore nello spettacolo ISO alto rispetto allo scatto Iso 100 anche se tutti ti dicono che dovrebbe essere opposto. Le persone ti stanno dicendo perché dovrebbe essere opposto e Jrista ti ha detto perché l'effetto non è così evidente con la tua fotocamera come ad esempio con le fotocamere Canon (quasi uguali). Ma la tua nota che sembrava essere meno rumore in iso 100 post-potenziato e non uguale o più rumore è ancora valida.

Sono andato avanti esaminando il tuo risultato. La conclusione della dimostrazione originale di Matt presuppone che il risultato finale sia la stessa immagine dalle stesse condizioni, in cui quindi si aumenta ISO e si aumenta l'esposizione in post per esporre correttamente. Vale a dire la stessa luminosità @ la stessa luce in arrivo. Quindi ho confrontato il tuo istogramma 0,01s iso 100 vs iso 3200 e ho scoperto che non hai aumentato iso 100 tanto quanto iso 3200. C'è una differenza del 40% circa.

iso3200 40 percento più luminoso

Se aumentiamo la tua immagine ISO 100 per abbinare meglio ISO 3200, diamo un'occhiata al risultato:

più spinta a iso 100

Ora sembra abbastanza uguale se guardi la potenza del rumore, quindi Jrista ha ragione sul tuo sensore quasi perfetto. Forse le trame al buio sono un po 'migliori con iso 3200 e i grani bluastri sembrano più grandi, ma è difficile concludere la qualità del rumore in queste immagini convertite sul web. dobbiamo vedere i risultati sul raw.


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Una risposta molto rapida: aumentando l'impostazione iso si sta applicando un guadagno maggiore al segnale. Ciò significa che si sta moltiplicando in modo "analogico" (amplificando una corrente) e non in modo "digitale", (moltiplicando un numero per 2, per 4 .... e così via, che corrisponderebbe al modello mentale ).

Negli ultimi anni un termine sta guadagnando popolarità (non penso che sia particolarmente ben scelto) che descriva un sensore che funziona come immagini, ed è "telecamera isoless".


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Prima di accettare una risposta, volevo solo aggiungere un riepilogo di ciò che ho imparato da tutte queste grandi risposte e da molte altre fonti. Ho visto diversi utenti raccomandare di "utilizzare la massima ISO possibile senza sovraesporre", senza ulteriori spiegazioni o qualificazioni, il che è completamente sbagliato.

Lo sto creando community-wiki, quindi sentiti libero di aggiungere o correggere eventuali errori.


Foglio informativo ISO sulle fotocamere digitali

  • L'uso dell'ISO più basso (per una data esposizione, il che significa che dovresti cambiare anche l'apertura o la velocità dell'otturatore) ti darà sempre il minimo rumore; tuttavia, non ti darà sempre la migliore immagine .

    Ad esempio, avere una bassa velocità dell'otturatore a ISO 100 potrebbe rendere l'immagine un po 'sfocata, mentre avere una maggiore velocità dell'otturatore a ISO 400, nonostante abbia più rumore, potrebbe apparire migliore a causa della mancanza di sfocatura (e il rumore potrebbe non anche essere visibile) .

    Non c'è una buona regola per sapere quando sarà il caso. Dovresti sperimentare molto per ottenere questa intuizione.

    • I valori ISO che non lo sono some-power-of-2 * 100potrebbero costituire un'eccezione a questa regola, probabilmente preferita ai valori ISO più bassi. Vedi ad esempio qui .

    • Contrariamente a questa risposta , tutte le altre impostazioni sono uguali e senza ritaglio, tutte le impostazioni ISO saranno quasi equivalenti in termini di immagine RAW auto-corretta. La differenza è che l'impostazione ISO più bassa avrà meno contrasto / rumore di quantizzazione, a causa della perdita di informazioni (perché la correzione dell'esposizione è fatta digitalmente, piuttosto che analogica) , ma tenderà ad avere un rumore complessivo leggermente inferiore , perché gli amplificatori usato da ISO più alti crea del rumore e perché ISO più alti sono più sensibili al rumore degli spari .

      Questo è esattamente ciò che ho osservato nelle immagini nella domanda.

    • Per alcuni sensori, l'aumento dell'ISO può ridurre il rumore di lettura, almeno fino a un certo punto. Vedi http://www.sensorgen.info/

  • Se la dimensione dell'apertura o la velocità dell'otturatore sono flessibili per lo scatto che si desidera scattare (cioè non causerà sfocatura, non comprometterà la visione artistica, ecc.) , Utilizzare la combinazione che consente di avere l'ISO più basso possibile , pur mantenendo l'esposizione corretta, per ridurre al minimo il rumore.

    • Se la dimensione dell'apertura o la velocità dell'otturatore sono flessibili per lo scatto che si desidera scattare (ovvero non causerà sfocatura, non comprometterà la visione artistica, ecc.) , Utilizzare la combinazione che produce la maggior quantità di luce sul sensore , purché non si stiano tagliando le alte luci in cui si desidera conservare i dettagli.
  • Se le dimensioni dell'apertura e la velocità dell'otturatore sono sia rigide che immutabili, scegliere l'ISO che fornisce l'esposizione corretta per ridurre al minimo il rumore.

    • Questo potrebbe non essere sempre possibile. Se devi scegliere tra un ISO inferiore che è sottoesposto e un ISO superiore che è sovraesposto, è generalmente meglio scegliere l'ISO più alto e fissare l'esposizione in post.
  • Se le dimensioni dell'apertura e la velocità dell'otturatore sono sia rigide che immutabili, scegliere l'ISO che fornisce i risultati con il rumore di lettura più basso, a condizione che non si stiano tagliando le alte luci in cui si desidera preservare i dettagli e regolare la luminosità in post.


Ulteriori informazioni

  • I valori dei sensori della fotocamera sono analogici, ma devono essere convertiti in digitali per essere utilizzati da un computer. Qualsiasi amplificazione di questi valori deve essere effettuata prima della conversione analogico-digitale, per evitare di perdere informazioni (rumore di quantizzazione) . L'impostazione ISO nella fotocamera controlla la quantità di amplificazione analogica eseguita. Questo è il motivo per cui l'impostazione ISO influisce sull'uscita RAW.

  • L'impostazione "Auto-ISO" su molte fotocamere non supererà un determinato ISO (per evitare disturbi) , anche se tale ISO è necessario per un'esposizione corretta. In questi casi, dovrai impostare l'ISO manualmente.

  • L'esposimetro non è sempre corretto, quindi la ricerca dell'esposizione corretta potrebbe richiedere qualche sperimentazione.

  • Le immagini sono talvolta intenzionalmente sovraesposte, per ridurre il rumore e ottenere la massima profondità di bit possibile dal file di output RAW. Questo si chiama Expose To The Right (ETTR) ( Vedi anche ) . In questo caso, si applicano ancora tutte le regole sopra riportate; sostituisci semplicemente la frase "esposizione corretta" con "massima sovraesposizione senza ritagli".

    • Una sovraesposizione eccessiva comporterà il troncamento dei valori (massimo perché sono più alti di quanto il sensore sia in grado di gestire) . Questo è il motivo per cui non è stato possibile ripristinare gli scatti ISO 800 e ISO 3200 a sinistra dell'immagine nella domanda.

Considererei "l'esposizione corretta" un'esposizione "non-clipping più elevata" e spesso anche "il ritaglio con esposizione più elevata evidenzia solo", perché "il basso contrasto" come nell'esempio accade raramente, e la sovraesposizione è per definizione più di così, nel senso che taglierà ancora di più.
Michael Nielsen,

"... e perché ISO più elevati sono più sensibili al rumore degli spari." Solo se la quantità di luce catturata è inferiore! Il rumore di sparo è il risultato della distribuzione casuale di fotoni all'interno di un campo luminoso. Come per tutto ciò che è influenzato dalla casualità, maggiore è la dimensione del campione, minore è la deviazione dalla norma rispetto al valore medio. Più bassa è la dimensione del campione, maggiore sarà la deviazione standard dalla norma.
Michael C,

"Questo è esattamente ciò che ho osservato nelle immagini nella domanda." Quello che hai osservato è che il tuo software di conversione non ha "potenziato automaticamente" l'immagine ISO alla stessa luminosità dell'immagine ISO 3200. Vedi la risposta di @MichaelNielsen.
Michael C,
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