Czy lepiej jest fotografować z wyższą czułością ISO, czy też używać niższej czułości i zwiększać ekspozycję podczas przetwarzania końcowego?

Z mojego zrozumienia, wyższe ISO daje bardziej ziarniste zdjęcie

Obawiam się, że rozumiesz niepoprawnie. Wysokie ISO nie „Niekoniecznie trzeba dawać bardziej ziarniste zdjęcie, ponieważ w grę wchodzą inne czynniki. W pewnych okolicznościach może się zdarzyć, że obniżenie czułości ISO zwiększa szum. Jakiś czas temu przeprowadziłem eksperyment, aby to udowodnić:

To, co widzisz, jest dokładnie tym, co opisujesz, jedno zdjęcie wykonane bez edycji z ISO 1600, a to samo zdjęcie zrobione z czułością ISO 100, rozjaśnione w poście, aby pasowało do pierwszego obrazu.

Jak możesz zobacz, że obraz ISO 100 jest znacznie głośniejszy.

Chodzi o to, że obrazy zawierają szum wystrzału i szum odczytu . Szum wystrzału występuje, ponieważ fotony są emitowane losowo przez źródła światła, co powoduje zmiany światła padającego na każdą część czujnika. Szum odczytu występuje, gdy sygnał analogowy jest przesyłany z czujnika do ADC .

To, co robi ustawienie ISO w aparacie, wzmacnia sygnał analogowy przed odczytem i digitalizacją. Podczas wzmacniania sygnału wzmacniany jest również szum śrutowy, więc stosunek sygnału do szumu jest taki sam. Jednak szum odczytu nie jest wzmacniany, jak to ma miejsce po wzmocnieniu. Kiedy robisz zdjęcia z niską czułością ISO i rozjaśniasz obraz w oprogramowaniu, szum fotonu i szum odczytu są wzmacniane, co daje wyższy poziom szumu.

Dlaczego więc uważa się, że ISO określa obraz? szum?

Prawdą jest, że najniższy możliwy poziom szumu uzyskuje się przy najniższym możliwym ISO, przy jak największej ilości światła padającego na czujnik .

Prawdą jest również, że największą prędkość mojego samochodu osiąga na piątym biegu. Ale to nie znaczy, że wrzucenie go na piąte miejsce przy silniku pracującym na biegu jałowym zwiększy moją prędkość. Największy wpływ na prędkość w pozycji przepustnicy. Przekładnia tylko zapobiega zgaśnięciu lub przekroczeniu obrotów silnika.

W ten sam sposób Największy wpływ na szum ma całkowita ilość światła padającego na czujnik. Musisz jednak ustawić czułość ISO, aby uniknąć prześwietlenia lub niedoświetlenia obrazu.

ISO nie ma bezpośredniego związku z szumem, jeśli w przypadku bardzo ciemnej sceny z niewielką ilością światła padającego na czujnik, będziesz miał szum niezależnie od ustawienia ISO. Podobnie, jeśli masz tony światła padające na czujnik, będziesz miał bardzo mało szumów niezależnie od ustawienia ISO (chociaż możesz mieć prześwietlenie!)

Innym problemem związanym z postrzeganiem szumów i czułości ISO jest to, że w każdym z automatycznych trybów fotografowania P / Tv / Av zwiększenie czułości ISO spowoduje, że aparat zmieni czas otwarcia migawki i / lub przysłonę, co skutkuje mniej światła padającego na czujnik oznacza większy szum n trybie ręcznym ze stałym czasem otwarcia migawki i przysłoną, zwiększenie czułości ISO nie spowoduje większego szumu na obrazie .

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

Problem polega na tym, że myślenie o ISO może prowadzić do nieporozumień. Na przykład, używając powyższego podejścia w słabym świetle z szeroko otwartą przysłoną, migawka może się maksymalnie wysunąć przy 1/30 s. Ludzie pamiętają część ISO 100 = najniższy poziom szumów , zapominają o konieczności uzyskania prawidłowej ekspozycji (lub są wprowadzani w błąd przez obraz z tyłu ekranu LCD, który może wyglądać dobrze wyeksponowany podczas „oglądania ekran w ciemności) i powodują niedoświetlenie obrazu, dając więcej szumów, niż gdyby zrobiono zdjęcie, powiedzmy, ISO 400.

Równie poprawne jest powiedzenie najniższy możliwy poziom szumu uzyskuje się, gdy do czujnika pada jak najwięcej światła (bez prześwietlania obrazu), a czułość ISO jest jak najwyższa (bez prześwietlania obrazu) .W większości przypadków najwyższe możliwe ISO będzie wynosić 100.

Myśląc najpierw o poziomie światła, a następnie ISO pozwala uniknąć pułapek, gdy istnieje pewien limit ilości światła, które można dostać do czujnika podczas ekspozycji.

Istnieją inne minsporozumienia, które wynikają z myślenia o ISO jako głównym czynniku determinującym szum. Jedno z takich nieporozumień dotyczy podstawowego ISO aparatu (minimum natywne) ISO. Ktoś z aparatem Y, którego bazowe ISO wynosi 200, mógłby pomyśleć, że „skoro ISO 200 zapewnia mi najczystsze obrazy, czy nie byłoby wspaniale mieć ISO 50 jak aparat X ”. Teraz może się zdarzyć, że kamera Y ma czujnik o fantastycznej wydajności kwantowej i bardzo dobrych mikrosoczewkach, co oznacza, że jest bardzo skuteczny w wychwytywaniu światła, przez co obrazy szybko ulegają prześwietleniu, co prowadzi do wysokiej bazowej czułości ISO. Kamera X może mieć znacznie starszy czujnik ze słabą QE, brakiem mikrosoczewek i niskim współczynnikiem wypełnienia. Marnuje dużo światła i dlatego wymaga dłuższej ekspozycji. Tworzy również obrazy z tym samym poziomem szumów przy ISO 50, co Y przy ISO 200. To, że liczba jest mniejsza, nie oznacza, że jest lepsze.

Wreszcie myślenie o świetle pomaga wyjaśnić. Czujniki pozbawione czułości ISO, takie jak najnowsza seria czujników Sony, które można znaleźć w aparatach takich jak Pentax K5 czy Nikon D800. Szum odczytu jest tak niski, że nie robi żadnej różnicy, jeśli wzmocnisz sygnał przed odczytem, co oznacza, że możesz uzyskać porównywalne wyniki przy wielu różnych ustawieniach ISO, udowadniając, że ISO nie jest odpowiedzialne za szum obrazu.

Moja preferowana metoda fotografowania to tryb ręczny z automatycznym ISO. Dzięki temu mogę wybrać głębię ostrości i wielkość rozmycia ruchu, które chcę / mogę tolerować na obrazie, a następnie aparat zminimalizuje szumy.

Komentarze

• Nie ma to jak prosty test, aby obalić godziny spekulacji! +1! Poza tym teraz, gdy mam auto-ISO w M, prawie go nie opuszczam. Największy postęp w mojej ostatniej aktualizacji ciała, wraz z jedwabistym ISO 1600 🙂
• ” Powód związku między wysokim ISO a szumem … ” Matt, że ' nie jest dokładnie poprawne i wiesz o tym. Jeśli obraz można prawidłowo naświetlić przy niższej czułości ISO (i niech ' s przyjmie całkowitą wielokrotność kamery ' s bazowe ISO, aby usunąć słabe implementacje), będzie miał zarówno niższy szum (wynikający z bardziej statystycznie poprawnego próbkowania światła – zjawisko probabilistyczne – lub zmniejszony szum wystrzału, jeśli wolisz), jak i wyższą dynamikę zasięg. W Twoim przykładzie martwa natura, ekspozycja ISO 100 mogłaby z łatwością wynosić 1/2 s, co skutkowało mniejszym szumem niż ekspozycja ISO 1600.
• (cd ' d) Ja ' nie mam problemu z ogólnym stwierdzeniem – że poprawne ujawnienie będzie lepsze niż ” naprawianie w poście ” – ' polega tylko na tym, że pomijasz część, w której powinieneś powiedzieć, że popraw ekspozycje przy niższych wartościach ISO (przynajmniej do momentu trafienia podstawowego ISO) spowoduje niższy poziom szumów niż przy równie dobrze naświetlonych zdjęciach przy wyższych czułościach ISO.
• Stan go dopadł. Otrzymujesz najniższy pozorny szum przy najwyższym możliwym stosunku sygnału do szumu i nasyceniu pikseli. Czasami nie masz innego wyjścia, jak tylko wybrać przysłonę i czas otwarcia migawki, i wcisnąć ISO tak wysoko, jak to możliwe, bez obcinania tej przysłony i czasu otwarcia migawki … ale ogólnie rzecz biorąc, używanie najniższego ustawienia ISO przy jednoczesnym uzyskaniu właściwej ekspozycji spowoduje najczystsze obrazy. Jeśli masz możliwość naświetlania przez kilka sekund lub użyj ultraszerokiej przysłony, przesuwając ekspozycję w prawo, przy ISO 100 … zrób to. ' Będziesz miał bardziej przejrzysty obraz.
• @jrista Maksymalny współczynnik SNR jest rzeczywiście osiągany przy minimalnej czułości ISO i jak największej ilości światła padającego na czujnik. Mówisz, że ” używając najniższego ustawienia ISO, a jednocześnie uzyskując właściwą ekspozycję, uzyskasz najczystsze obrazy ” , problem, który mam z tym polega na tym, że kładzie nacisk na ISO. Podejście ” ustaw ISO na 100, a następnie upewnij się, że obraz jest odpowiednio naświetlony ” zagwarantuje najczystsze obrazy jeśli są dostępne jest wystarczająco dużo światła , ale co się dzieje, gdy migawka osiąga maksimum przy 1/30 s, ludzie pamiętają ISO = 100 bitów i zapominają o drugiej części, co prowadzi do zwiększonego szumu. ' widziałem to.

Formalnie lepiej jest iść z wyższym ISO, o ile wyższe ISO jest zaimplementowane tak, jak powinno być realizowane: jako wyższe ustawienie wzmocnienia dla wewnętrznego wzmacniacza sygnału analogowego w kamerze, czyli wzmacniacza sygnału pracującego w sygnale zanim zostanie przekonwertowany na dyskretną postać cyfrową.

Z czysto matematycznego punktu widzenia, wewnętrzny wzmacniacz również „zwielokrotnia” sygnał, tak jak robi to suwak „Ekspozycja” w niektórych programach do przetwarzania końcowego. Jednak mnożenie jest wykonywane po analogowej stronie przepływu przetwarzania, zanim sygnał zostanie przekształcony w postać cyfrową. Wyklucza to wszelkie błędy zaokrąglania, które są niezmiennie wprowadzane, gdy mnożenie (lub praktycznie każda inna transformacja wartości obrazu) jest wykonywana na dyskretnych zdigitalizowanych wartościach.

Oczywiście, aby to wszystko zadziałało, aparat musi zaimplementuj ustawienie ISO, dostosowując wzmocnienie wewnętrznego wzmacniacza analogowego. Tańsze aparaty cyfrowe mogą zaimplementować „fałszywe” ustawienia ISO, utrzymując stałe wzmocnienie wzmacniacza i mnożąc dane obrazu po konwersji do postaci cyfrowej. Taka implementacja nie przyniesie absolutnie żadnych znaczących korzyści w stosunku do tego, co możesz zrobić w przetwarzaniu końcowym. To dokładnie to samo, co suwak „Ekspozycja” w oprogramowaniu do obróbki końcowej.

Tymczasem wiele nowoczesnych lustrzanek jednoobiektywowych implementuje większość swoich ustawień ISO poprzez regulację wzmocnienia wzmacniacza, „symulując” najbardziej ekstremalne Ustawienia ISO (najwyższe i / lub najniższe) przez mnożenie cyfrowe. Nie ma sensu używać takich symulowanych wartości ISO z powodów wymienionych powyżej. Niektóre aparaty mogą wdrażać „standardowe” wartości ISO (np. 100, 200, 400, 800 itd.), Dostosowując wzmocnienie wzmacniacza, jednocześnie symulując ułamkowe wartości ISO przez cyfrowe mnożenie z najbliższej „standardowej” wartości ISO. Ponownie, nie ma sensu używać takich symulowanych wartości ISO.

Komentarze

• Mój Canon 70D wydaje się (przez Rawdigger) mieć zakres około 12000 dyskretnych wartości dla każdej próbki. Rozmiar pikseli wskazuje, że pojemność studni wynosi około 23000, jeśli pamięć jest obsługiwana. IAC, około dwukrotnie. Oznacza to, że ustawienie ISO ma (niewielki) wpływ na sposób odwzorowania liczby fotonów na wartości próbek. Gdyby próbka miała 15 bitów (nie 14), mogłaby zawsze zwrócić wszystkie zebrane informacje. W rzeczywistości musi mieć co najmniej ustawienie wysokie / niskie, które kontroluje, czy zmniejszyć o połowę przyciemnienie, czy o połowę. w przeciwnym razie czy jest to wzmocnienie analogowe, czy skalowanie cyfrowe?
• Małe zastrzeżenie, obecny standard ISO nie ' nie sugeruje żadnych preferowanych metod implementacji szybkości ISO. Implementacja analogowa skutkuje niższym stosunkiem ' hałasu transportowego ' do sygnału, ponieważ ' szum transportowy ' (szum na drodze do ADC) jest prawie stały, gdy sygnał jest wzmocniony. W przypadku czujników z niskim szumem odczytu implementacja analogowa staje się stopniowo nieistotna pod względem redukcji szumów, przez co zachowanie wszystkich ustawień czułości ISO jest bardzo zbliżone do symulowanego.

Jeśli iso 3200 nie jest prześwietlone, to iso 100 jest bardzo ciemne, a nie tylko całkiem ciemne. W zakresie 8-bitowym będzie to wartości od 0 do 15 pikseli, więc bardzo zaszumione, a ISO 3200 byłoby całkiem dobre, z wyjątkiem ciemnych regionów.

Te obrazy mają wartości ISO 200,400,800,1600 od lewej do prawej stary Canon 400D, w którym wysokie iso było złe. Ale nadal najlepsze jest ISO 1600.

Większy

Rzeczywiście, najlepszym sposobem na zmniejszenie szumów jest dodanie światła do czujnika, poprzez ustawienia lub przez dodanie światła do sceny. Te operacje wiążą się z kosztami: dodanie światła zmienia scenę , którą chcemy uchwycić, dodanie światła poprzez ryzyko związane z czasem ekspozycji rozmycie ruchu , które może być gorsze niż szum i otwieranie tęczówki (jeśli to możliwe) zmniejsza DOF i sprawia, że miękki , a może nawet dodać frędzle .

Tutaj dodałem flash, iso 200-800 (1600 prześwietliłoby się):

Większy

Widzimy tutaj, że teraz jest wystarczająco dużo światła, aby uzyskać obraz o niskim poziomie szumów we wszystkich przypadkach – szczególnie zauważ, że podniesienie poziomu ISO nadal nie czyni go głośniejszym. Brak światła czyni go głośnym, a nie wysokim iso.

Podsumowując, light> iso, ale wyższe iso! = twój wróg; to twój przyjaciel, gdy światło cię zawiedzie.

Aby trochę poprawić swoje stwierdzenie,

„Wyższa czułość daje bardziej ziarnisty obraz przy standardowej ekspozycji . ”

Zastosowane ISO nie ma wpływu na światło wpadające do aparatu ani na czułość czujnika na światło.Musi zostać zarejestrowana określona ilość sygnału, aby wyciszyć szum, który jest nieodłącznym elementem systemu. Przy wysokiej czułości ISO czujnik przetwarza mniejszą ilość światła jako więcej światła, dzięki czemu obraz jest szybszy, ale generuje więcej szumów.

To samo zdjęcie, zrobione z niższą czułością ISO, ale z tą samą prędkością, będzie nadal zawierało taką samą ilość szumów, ale jak zauważa Matt Grum, konwersja cyfrowa prawdopodobnie wzmocni szum, a tym samym spowoduje gorszy ogólny obraz, ponieważ wchodzące poziomy będą tak niskie, gdy nadal będą w formie analogowej.

Przyczyną mniejszego szumu przy standardowej ekspozycji jest to, że dodatkowy czas, w którym światło jest zbierane przez czujnik, daje więcej w porównaniu do względnie stałej ilości szumu.

Zasadniczo, jeśli używasz niższej czułości ISO i nie wykonujesz standardowej ekspozycji, generują szumy zarówno z wahań mocy w aparacie, jak iz szumu z przetwornika obrazu.

Jeśli masz statyw i możesz, użyj niskiego ISO. Jeśli nie możesz użyć statywu, zwiększ ISO ponieważ ziarniste obrazy są lepsze niż obrazy poruszone. Bardzo ciemnego obrazu nie można odzyskać (jako wypalonego) po uzyskaniu „całkowicie ciemnych obszarów”, ponieważ nie ma nic do odzyskania (brak szczegółów). Jeśli więc widzisz przez wizjer i po zrobieniu zdjęcia nadal masz szczegóły, wszystko jest w porządku. Sprawdź też histogram.

Komentarze

• To nie jest dobra rada, zobacz odpowiedź @Matt Grumm ', aby poznać szczegóły.
• Aby wyjaśnić, użytkownik nie pytał, czy powinien używać dłuższej ekspozycji na wyższym ISO, pytał, czy ten sam czas naświetlania nie byłby lepiej sztucznie podniesiony, czy też lepsze byłoby użycie wyższej czułości. Matt Grum ' odpowiada poprawną odpowiedź na zadane pytanie.
• Jeśli możesz przeczytać pełną odpowiedź: 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)

To zależy od aparatu. Zwiększenie czułości ISO wzmacnia sygnał z czujnika, co różni się od rozjaśniania obrazu w poście. Wysokie ISO można traktować jako przyspieszenie sprzętowe, podczas gdy rozjaśnienie w poście może być traktowane jako przyspieszenie programowe.

Zwiększenie ISO może spowodować mniej szum, może nie, w porównaniu z rozjaśnianiem po obróbce. Większość aparatów wzmacnia sygnał tylko do pewnego punktu (około 400 do 1000 ISO), a ponadto uzyskuje efektywny wzrost czułości ISO poprzez manipulację oprogramowaniem. Ponownie, moment, w którym to się stanie, zależy od modelu aparatu.

Musiałbyś przetestować konkretny model aparatu, aby wiedzieć, jak różnią się efekty rozjaśnienia przy wysokich czułościach ISO i PP.

W w każdym razie chcesz dobrej ekspozycji, czyli chcesz uzyskać nieprzetworzone dane z najbardziej użytecznymi informacjami, a ekspozycja po prawej stronie technika jest zazwyczaj dobrym sposobem na osiągnięcie tego celu.

Mówisz tutaj o aparacie cyfrowym. Jeśli w jednakową ekspozycję, jakość można by poprawić obniżając wartość ISO i wzmacniając cyfrowo sygnał, dlaczego aparat miałby tego nie robić sam? Gdzie miałoby sens sztuczne pogorszenie jakości obrazu?

W przypadku filmu można argumentować, że podobne techniki mogą mieć jakiś sens, ponieważ ekspozycja i obróbka laboratoryjna to dwa różne etapy kontrolowane przez różnych aktorów, a gdybyś miał kontrolę nad oboma aktorami, a nie tylko jednym, mógłbyś poprawić wyniki w jednym eee, że nie można by było tylko poprzez kontrolę ekspozycji.

Ale cyfrowe zdjęcie wykonane aparatem jest całkowicie pod kontrolą aparatu. Jeśli niedoświetlenie, a następnie cyfrowe wzmocnienie wyniku byłoby najlepszym rozwiązaniem, to w ten sposób zaimplementowano by ISO (w rzeczywistości ” niezmienny ISO ” czujniki, takie jak nowsze czujniki Sony Exmor, robią to w ten sposób; ale w przypadku wielu innych / starszych / mniejszych czujników obwody w domenie analogowej mogą działać lepiej, gdy przewidują niższą ekspozycję).