É melhor fotografar com um ISO mais alto ou usar um ISO mais baixo e aumentar a exposição no pós-processamento?

No meu entendimento, ISO mais alto fornece uma foto mais granulada

Temo que seu entendimento esteja incorreto. ISO alto não “t necessariamente fornece uma foto mais granulada, pois há outros fatores envolvidos. Em algumas circunstâncias, pode ser que a redução do ISO aumente o ruído. Fiz um experimento há algum tempo para provar isso:

O que você está vendo é exatamente o que você descreve, uma imagem tirada com ISO 1600 não editada, versus a mesma foto tirada com ISO 100, iluminada na postagem para corresponder à primeira imagem.

Como você pode veja que a imagem ISO 100 é consideravelmente mais barulhenta.

O que está acontecendo é que as imagens contêm ruído de filmagem e ruído de leitura . O ruído de disparo ocorre porque os fótons são emitidos aleatoriamente por fontes de luz, o que dá origem a variações na luz que atinge cada parte do sensor. O ruído de leitura ocorre quando o sinal analógico é transferido do sensor para o ADC .

O que a configuração ISO da câmera faz é amplificar o sinal analógico antes da leitura e digitalização. Ao amplificar o sinal, o ruído do tiro também é amplificado, portanto, a relação sinal / ruído é a mesma. No entanto, o ruído de leitura não é amplificado como acontece após a amplificação. Quando você fotografa com ISO baixo e clareia a imagem no software, o ruído do fóton e o ruído da leitura são amplificados, resultando em um nível de ruído mais alto.

Então, por que o ISO é considerado para determinar a imagem ruído?

É verdade que o menor nível de ruído possível é alcançado com o ISO mais baixo possível com o máximo de luz possível atingindo o sensor .

Também é verdade que a maior velocidade do meu carro é alcançada na quinta marcha. Mas isso não significa que colocá-lo em quinto lugar com o motor em marcha lenta aumentará minha velocidade. A maior influência na velocidade na posição do acelerador. A marcha apenas evita estolar ou sobrevelocidade do motor.

Da mesma forma, o a maior influência no ruído é a quantidade total de luz que incide sobre o sensor. Mas você deve definir o ISO para evitar super ou subexposição da imagem.

O ISO não tem uma relação direta com o ruído, se você ter uma cena muito escura com pouca luz incidindo sobre o sensor, então você terá ruído independente da configuração ISO. Da mesma forma, se houver toneladas de luz incidindo sobre o sensor, haverá muito pouco ruído, independentemente da configuração ISO (embora possa ter superexposição!)

Outro problema com a percepção de ruído e ISO é que em qualquer um dos modos de disparo automático P / Tv / Av aumentar o ISO fará com que a câmera altere a velocidade do obturador e / ou a abertura resultante em menos luz atingindo o sensor, o que significa mais ruído. No modo manual para uma velocidade de obturador e abertura fixas, aumentar o ISO não resultará na presença de mais ruído na imagem .

Então, por que isso importa? Afinal, se você deseja o menor ruído que sua câmera pode oferecer, basta configurá-la em um tripé, escolher ISO 100 e deixar o obturador aberto o maior tempo possível antes que a imagem fique superexposta.

O problema é que pensar sobre ISO primeiro pode levar a mal-entendidos. Por exemplo, ao usar a abordagem acima em luz fraca com a abertura totalmente aberta, o obturador pode atingir no máximo 1 / 30s. As pessoas se lembram da parte ISO 100 = menor ruído , esquecem da necessidade de obter uma exposição correta (ou são enganadas pela imagem na parte de trás do LCD, que pode parecer bem exposta quando você está vendo a tela no escuro) e acabam subexpondo a imagem, gerando mais ruído do que se eles “disparassem, digamos, em ISO 400.

É igualmente correto dizer o nível mais baixo possível de ruído é alcançado quando o máximo possível de luz atinge o sensor (sem superexposição da imagem) e o ISO é o mais alto possível (sem superexposição da imagem) .Na maioria dos casos, o ISO mais alto possível será 100.

Pensando primeiro no nível de luz, o ISO evita armadilhas quando há algum limite para a quantidade de luz que você pode obter no sensor durante a exposição.

Existem outros pequenos entendimentos que se originam do pensamento sobre o ISO como o principal fator que determina o ruído. Um desses mal-entendidos diz respeito ao ISO básico da câmera (mínimo nativo). Alguém com uma câmera Y cujo ISO básico é 200 pode pensar “já que o ISO 200 me dá as imagens mais limpas, não seria ótimo ter um ISO 50 como a câmera X “. Agora, pode ser que a câmera Y tenha um sensor com eficiência quântica fantástica e microlentes muito boas, o que significa que é muito eficiente na captura de luz, portanto, as imagens ficam superexpostas rapidamente, levando a um ISO de base alto. A câmera X pode ter um sensor muito mais antigo com QE ruim, sem microlentes e fator de preenchimento baixo. Desperdiça muita luz e, portanto, requer exposições mais longas. Também produz imagens com o mesmo nível de ruído em ISO 50 que Y em ISO 200. Só porque o número é menor não significa que seja melhor.

Finalmente, pensar primeiro na luz ajuda a explicar ” Sensores ISO menos “, como o último lote de sensores Sony encontrados em câmeras como Pentax K5 ou Nikon D800. O ruído de leitura é tão baixo que não faz nenhuma diferença se você amplificar o sinal antes da leitura, o que significa que você pode obter resultados comparáveis em muitas configurações ISO diferentes, provando que o ISO não é responsável pelo ruído da imagem.

Meu método preferido de fotografia é o modo manual com ISO automático. Isso me permite selecionar a profundidade de campo e a quantidade de desfoque de movimento que desejo / posso tolerar na imagem e, em seguida, fazer com que a câmera minimize o ruído para mim.

Comentários

• Nada como um teste simples para refutar horas de especulação! +1! Além disso, agora que tenho ISO automático no M, dificilmente o deixo. O maior avanço na minha recente atualização de carroceria, junto com o sedoso ISO 1600 🙂
• ” A razão para a associação entre alto ISO e ruído … ” Matt, isso ‘ não é exatamente correto, e você sabe disso. Se a imagem puder ser exposta corretamente em um ISO inferior (e deixe ‘ s assumir um múltiplo integral da câmera ‘ s ISO de base para obter implementações ruins fora do caminho), ele terá tanto ruído inferior (resultante de uma amostragem mais válida estatisticamente da luz – um fenômeno probabilístico – ou ruído de tiro reduzido se você preferir) e uma dinâmica superior faixa. Em seu exemplo, uma natureza morta, a exposição ISO 100 poderia facilmente ter sido de 1 / 2s, resultando em menos ruído do que a exposição ISO 1600.
• (cont ‘ d) Eu ‘ não estou tendo problemas com a declaração geral — que expor corretamente será melhor do que ” corrigir no post ” —it ‘ é apenas deixar de fora a parte onde deveria dizer que exposições corretas em valores ISO mais baixos (pelo menos até que o ISO base seja atingido) resultará em menos ruído do que fotos igualmente bem expostas com ISOs mais altos.
• Stan acertou em cheio. Você obtém o menor ruído aparente com a maior relação sinal / ruído e saturação de pixel possíveis. Às vezes você não tem opção a não ser selecionar uma abertura e velocidade do obturador, e empurrar ISO o mais alto que puder sem cortar a abertura e a velocidade do obturador … mas, de modo geral, usar a configuração ISO mais baixa e ainda obter uma exposição adequada resultará em as imagens mais limpas. Se você tem a capacidade de expor por vários segundos, ou usa uma abertura ultra ampla, enquanto empurra a exposição para a direita, em ISO 100 … então faça isso. Você ‘ terá uma imagem mais limpa.
• @jrista Max SNR é realmente obtido em ISO mínimo com o máximo possível de luz atingindo o sensor. Você diz ” usar a configuração ISO mais baixa e ainda obter uma exposição adequada resultará em imagens mais limpas ” , o problema que tenho com isso é que dá ênfase ao ISO. A abordagem de ” definir ISO para 100 e, em seguida, certificar-se de que a imagem está devidamente exposta ” garantirá imagens mais limpas se houver tem luz suficiente , mas o que acontece quando o obturador atinge o máximo em 1 / 30s é que as pessoas lembram do ISO = 100 bits e esquecem da segunda parte, levando a um aumento do ruído. Eu ‘ vi isso acontecer.

Formalmente , é melhor ir com um ISO mais alto, contanto que um ISO mais alto seja implementado da maneira que deve ser implementado: como configuração de ganho mais alto para o amplificador de sinal analógico interno na câmera, ou seja, amplificador de sinal que funciona no sinal antes de ser convertido para a forma digital discreta.

Do ponto de vista puramente matemático, o amplificador interno também “multiplica” o sinal, assim como o controle deslizante “Exposição” em alguns softwares de pós-processamento. No entanto, a multiplicação é realizada no lado analógico do fluxo de processamento, antes que o sinal seja convertido para a forma digital. Isso impede quaisquer erros de arredondamento que são invariavelmente introduzidos quando a multiplicação (ou virtualmente qualquer outra transformação de valor de imagem) é realizada nos valores digitalizados discretos.

Claro, para que tudo isso funcione, sua câmera deve implemente a configuração ISO especificamente ajustando o ganho do amplificador analógico interno. Câmeras digitais mais baratas podem implementar configurações ISO “falsas”, mantendo o ganho do amplificador constante e multiplicando os dados da imagem depois de convertidos para a forma digital. Essa implementação não oferecerá absolutamente nenhum benefício significativo sobre o que você pode fazer no pós-processamento. É precisamente a mesma coisa que o controle deslizante “Exposição” no software de pós-processamento.

Enquanto isso, muitas câmeras SLR modernas implementam a maioria de suas configurações de ISO ajustando o ganho do amplificador, enquanto “simulam” o mais extremo Configurações ISO (o mais alto e / ou o mais baixo) por multiplicação digital. Não faz sentido usar esses valores ISO simulados pelos motivos mencionados acima. Algumas câmeras podem implementar valores ISO “padrão” (mentir 100, 200, 400, 800 etc.) ajustando o ganho do amplificador, enquanto simula valores ISO fracionários por digital multiplicação a partir do valor ISO “padrão” mais próximo. Novamente, não há sentido em usar esses valores ISO simulados.

Comentários

• Meu Canon 70D parece (via Rawdigger) ter um intervalo de cerca de 12.000 valores discretos para cada amostra. O tamanho dos pixels indica que a capacidade de um poço é cerca de 23.000, se a memória falhar. IAC, cerca do dobro. Isso implica que a configuração ISO tem (um pequeno) efeito sobre como as contagens de fótons são mapeadas para valores de amostra. Se a amostra fosse de 15 bits (não 14), ela poderia retornar todas as informações coletadas sempre. Como está, deve ter pelo menos uma configuração alta / baixa que controle se deve tomar a metade escura ou cortar a precisão pela metade. caso contrário, é ganho analógico ou escala digital?
• Uma pequena advertência, o padrão ISO atual não ‘ sugere qualquer método preferido de implementação de velocidade ISO. A implementação analógica resulta em uma proporção menor de ‘ ruído de transporte ‘ para sinalizar porque ‘ ruído de transporte ‘ (o ruído no caminho para o ADC) é praticamente constante enquanto o sinal é aumentado. Para sensores com baixo ruído de leitura, a implementação analógica torna-se progressivamente irrelevante em termos de redução de ruído, tornando o comportamento de todas as configurações de velocidade ISO muito próximas do simulado.

Se a iso 3200 não for superexposta, a iso 100 é muito escura, não apenas muito escura. Na faixa de 8 bits, ficaria entre 0 e 15 valores de pixel, muito barulhento, e o iso 3200 seria muito bom, exceto em regiões escuras.

Essas imagens têm ISOs 200.400.800.1600 da esquerda para a direita em uma velha Canon 400D onde a alta iso era conhecida por ser ruim. Mas ainda assim o ISO 1600 é o melhor.

Maior

Na verdade, a melhor maneira de reduzir o ruído é adicionando luz ao sensor, por meio de configurações ou adicionando luz à cena. Essas operações têm um custo: adicionar luz muda a cena que queremos capturar, adicionando luz por meio de riscos de tempo de exposição desfoque de movimento que pode ser pior do que o ruído e abrindo a íris (se possível) diminua o DOF e torna a lente soft , e talvez até mesmo adicionar alguns franjas .

Aqui eu adicionei flash, iso 200-800 (1600 superexporia):

Maior

Aqui, vemos que agora há luz suficiente para fazer uma imagem de baixo ruído em todos os casos – observe especialmente que subir em iso ainda não torna mais barulhento. Falta de luz torna barulhento, não é alto iso.

Em conclusão, luz> iso, mas iso superior! = seu inimigo; é seu amigo quando a luz lhe falha.

Para corrigir um pouco sua afirmação,

“Um ISO mais alto produzirá uma imagem mais granulada com exposição padrão . ”

O ISO usado não tem impacto na luz que entra na câmera ou na sensibilidade do sensor à luz.Uma certa quantidade de sinal deve ser registrada para silenciar o ruído que é inerente ao sistema. Em um ISO alto, o sensor processa uma quantidade menor de luz conforme mais luz e, portanto, desenvolve uma imagem mais rápido, mas tem mais ruído.

Essa mesma imagem, tirada com um ISO menor, mas na mesma velocidade ainda terá a mesma quantidade de ruído, mas como Matt Grum aponta, a conversão digital provavelmente amplificará o ruído e, assim, fará um imagem geral pior, pois os níveis de entrada serão tão baixos quando ainda na forma analógica.

A razão de haver menos ruído na exposição padrão é que o tempo adicional que a luz é coletada pelo sensor resulta em mais em comparação com a quantidade relativamente constante de ruído.

Basicamente, você obtém ruído das flutuações de potência na câmera e do sensor de imagem se usar um ISO mais baixo e não fizer uma exposição padrão.

Se você tiver um tripé e puder, use ISO baixo. Se você não puder usar um tripé, aumente o ISO porque as imagens granuladas são melhores do que as tremidas. Uma imagem muito escura não pode ser recuperada (como uma imagem queimada) uma vez que obtém “áreas totalmente escuras” porque não há nada para recuperar (sem detalhes). Portanto, se você pode ver as coisas pelo visor e depois de tirar a foto ainda tem os detalhes, está tudo bem. Além disso, verifique o histograma.

Comentários

• Este não é um bom conselho, consulte a resposta de @Matt Grumm ‘ para obter detalhes.
• Para esclarecer, o usuário não perguntou se deveria usar uma exposição mais longa em um ISO mais alto, ele estava perguntando se o mesmo tempo de exposição seria melhor aumentado artificialmente ou se usar um ISO mais alto seria melhor. Matt Grum ‘ a resposta é a corrija a resposta para a pergunta feita.
• Se você puder ler a resposta 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)

Depende da câmera. Aumentar o ISO aumenta o sinal do sensor, e isso é diferente de iluminar a imagem na postagem. O ISO alto pode ser considerado um O aumento de hardware enquanto o brilho na postagem pode ser considerado um aumento de software.

Aumentar o ISO pode resultar em menos ruído, pode não ser, em comparação com o brilho pós-processamento. A maioria das câmeras aumenta o sinal apenas até um ponto (ISO de 400 a 1000 ou mais) e atinge aumentos de ISO efetivos além disso por manipulação de software. Novamente, o ponto em que isso acontece varia de acordo com o modelo da câmera.

Você teria que testar o modelo específico da sua câmera para saber como os efeitos do alto ISO e do brilho PP diferem.

Em de qualquer forma, você deseja uma exposição boa , ou seja, dados brutos com as informações mais úteis e a exposição à direita técnica geralmente é uma boa maneira de conseguir isso.

Você está falando sobre uma câmera digital aqui. Se em exposição igual, a qualidade poderia ser melhorada diminuindo o valor ISO e amplificando digitalmente o sinal, por que a câmera não faria isso sozinha? Onde estaria o ponto em tornar artificialmente a imagem pior do que ela poderia ser?

Com o filme, você poderia argumentar que técnicas semelhantes podem fazer algum sentido, já que a exposição e o processamento de laboratório são dois estágios diferentes controlados por atores diferentes e, se você tivesse controle sobre os dois atores em vez de apenas um, poderia melhorar os resultados de uma vez er que você não poderia controlar apenas a exposição.

Mas a fotografia digital produzida na câmera está completamente sob controle da câmera. Se subexpor e, em seguida, amplificar o resultado digitalmente fosse o melhor caminho a seguir, é assim que o ISO seria implementado (na verdade, ” invariante ISO ” sensores como os sensores Sony Exmor mais recentes fazem isso dessa maneira; mas com vários outros / mais antigos / menores, o circuito no domínio analógico pode fazer um trabalho melhor quando prevê uma exposição menor).