Нічого особливого
У ISO 1600 немає нічого особливого , хоча в деяких випадках налаштування ISO за межами 1600 використовували менш ефективні та ефективні способи посилення сигналу зображення. Якщо ви встановите ISO на камеру, це просто доручити камері змінити максимальну точку насичення датчика, від якої сигнал буде посилюватися. Підвищення ISO, як правило, дасть змогу камері підсилювати сигнал до того, як електроніка нижче за течією додасть більше електронного та квантового шуму, тому використання більш високого ISO камери зазвичай (із застереженнями) краще, ніж використання низького ISO та посилення експозиції після публікації, коли ви можете ' не отримуйте достатньо світла вниз для об'єктива.За ISO 1600 не існує спеціальної математики, яка є "найкращим" високим рівнем ISO для мінімізації шуму у всіх випадках , однак можуть бути спеціальні механічні підсилювачі, які впливають на якість шуму при високій ISO в деяких випадках. Шум - це функція двох ключових факторів: електронного шуму, присутнього в ланцюзі датчика та меншого розміру шуму, і шуму фотонного пострілу, який іноді називають гауссовим шумом, який є основним фактором шуму. Якість виявлення шуму (якість шуму) є фактором методу (ів) посилення.
Шум
Шум є атрибутом сигналу зображення , і в кінцевому рахунку пов'язаний з тим, як сконструйований датчик, характер його виготовлення, співвідношення сигнал / шум (S / N) , посилення сигналу, ефективність АЦП та ряд інших факторів. Ці фактори відрізняються від марки до марки, моделі до моделі, а в чомусь навіть від однієї камери до другої тієї ж моделі. Нові датчики, як правило, випромінюють менше шуму взагалі, ніж старі датчики, незалежно від розміру пікселя або використовуваної установки ISO. Найвищий ISO-режим може відрізнятися від двох зразків однієї камери (що часто рекламується як у випадку з Canon 7D DSLR) та від камер різних поколінь (таких як Canon 400D і 650D).
Електронний шум , який може мати різноманітні форми, такі як шум з фіксованим малюнком (FPN), шум горизонтального та вертикального смуг (HVBN), часто є неприродним малюнком і, таким чином, дуже небажаний, але впливає лише на найнижчі рівні сигналу зображення (тобто глибокі тіні). Зі збільшенням налаштування ISO електронні шуми виявляються все менше і менше, і в кінцевому рахунку цілком переважає шум фотонів.
Фотонний шум - результат випадкової природи світла, який слід за розподілом Пуассона на датчику. Це означає, що фотони випадковим чином вражають датчик, але на досить високому рівні сигналу їх розподіл є приблизно рівним, і таким чином шум фотона виявляється однаково в будь-якому місці сенсора . Фотошум припадає на дуже переважну більшість шумів у цифровій фотографії, на порядок більше, ніж електронний шум (за винятком фотографій, що неправильно експонуються, де сигнал є лише невеликою часткою повної ємності свердловини, або FWC.)
Існує кілька факторів, які впливають на те, наскільки значно буде проявлятися фотонний шум на фотографії. Історично, чим більший піксель, тим менше буде видавати цей шум . Фотодіод чутливий до світла над площею ... Глибина проникнення фотона в кремній фотодіоду не є фактором насиченості пікселів. Більші пікселі зазвичай дозволяють використовувати більш високі настройки ISO, оскільки вони фіксують більше фотонів за одиницю часу. Більше фотонів в одиницю часу означає більше фотонів в цілому за будь-яку експозицію, що збільшує S / N. Більш високий S / N дозволяє використовувати більший коефіцієнт посилення (більше про це за мить) при перетворенні сигналу аналогового датчика в цифровий сигнал (файл RAW), що і в кінцевому підсумку використовується для генерації JPEG-зображень і TIFF-зображень з допомогою пост-обробки програмне забезпечення.
Зробити
Коефіцієнт посилення - коефіцієнт перетворення електронів (e-) у цифрові одиниці (DU). Камера, яка перетворює рівно один е- в один DU, має "коефіцієнт підсилення". Більшість камер досягають коефіцієнта посилення єдності в деяких точних (але, можливо, не вибір) налаштуваннях ISO. Частіше коефіцієнт підсилення є дробовим, наприклад, 5,7 е- на кожен DU. За кожне збільшення зупинки ISO, коефіцієнт підсилення падає на один і той же коефіцієнт. Якщо ви отримаєте коефіцієнт підсилення 5,7 e- / DU при ISO 100, у вас буде 2,85 e- / DU при ISO 200, 1,425 e- / DU при ISO 400,. 7125 e- / DU при ISO 800 і 0,35625 e- / DU при ISO 1600. Збільшуючи ISO, ви втрачаєте співвідношення сигнал / шум (S / N). Нижча S / N ніколи насправді не є доброю справою ... це завжди означає більше шуму через менший посилення сигналу. Менший сигнал означає меншу вірність кольору разом із меншою кількістю деталей.
Новіші сенсорні технології збільшують потужність повної свердловини протягом покоління, навіть якщо площа пікселів скорочується за рахунок використання більш ефективних засобів спрямування фотонів на світлочутливу поверхню, а не поверхні, що поглинає світло. Відносно недавнє введення мікроленз до CMOS-датчиків допомогло направити фотони на чутливу поверхню фотодіоду та подалі від зчитування електропроводки та інших нечутливих поверхонь. Технологія Lightpipe використовує матеріал з високим показником заломлення нижче спеціально налаштованих мікроленз, щоб допомогти провести світло по каналу зчитування проводки над фотодіодом, таким чином, що більша частина його досягає діода, а не відбивається від електропроводки. Датчики з підсвічуванням ззадупросто переверніть всю структуру, піддаючи фотодіод безпосередньо світлу, усуваючи потребу у всіх інших структурах. Всі ці речі покращують "квантову ефективність" (QE), або загальну швидкість перетворення фотонів в електрони в датчику. Датчики з більш високим QE підтримують більш високе співвідношення сигнал / шум, що, в свою чергу, підтримує більш високий коефіцієнт посилення ISO 100 ... що додатково підтримує більш високий коефіцієнт посилення при нижчому ISO. Більш високий коефіцієнт посилення, більше електронів на цифрову одиницю, що зменшує ефекти фотонного шуму при кожному встановленні ISO.
Механізми посилення
Тепер перейдемо до причин, чому ISO 1600 (в минулому) був найвищим "корисним" параметром ISO у багатьох випадках. Деякі марки, такі як Canon і в деяких випадках Nikon, використовують більше одного механізму для посилення сигналу, що відходить від датчика. В останні кілька років ISO 1600, як правило, був останнім "підсиленим" для ISO параметром, за яким додаткові підсилювачі або навіть цифрове підсилення використовувались для досягнення наступних параметрів ISO. Canon - мабуть, найгірший злочинецьвикористовувати альтернативні механізми посилення. У своєму останньому поколінні камер (7D, 5D II, 1D / s III та всі серії Rebel до 650D) використовували додатковий аналоговий коефіцієнт посилення в потоці пікселів ... після зчитування пікселів, але перед ADC (аналоговим до -дигітальна конверсія), щоб досягти налаштувань ISO вище ISO 1600. Nikon використовував щось подібне в датчиках, які вони виготовляли самі (будь-які камери Nikon, а також будь-які інші марки, які використовують датчики Sony Exmor, використовують принципово інший підхід до управління сигналами в цілому. , тому вони тут не застосовуються.)
Досягнення ISO 3200 раніше використовувало стандартний коефіцієнт посилення аналогових пікселів під час зчитування пікселів для всіх налаштувань ISO повного стопу через ISO 1600, а потім додатковий аналоговий коефіцієнт посилення піксельного потоку, що відходить від датчика. У деяких камерах ISO 6400 використовує той же альтернативний аналоговий коефіцієнт посилення після зчитування. Налаштування ISO вище ISO 6400 зазвичай використовують натяк на цифровий посилення метаданих, щоб доручити інструментам післяобробної обробки застосовувати додатковий цифровий коефіцієнт посилення для досягнення більш високих параметрів ISO. Такі налаштування зазвичай називали "Розширеним" або "Високим" налаштуваннями ISO, і їх можна було використовувати лише з кроком на повній зупинці над "рідними" параметрами ISO для камер. (Примітка. Єдина причина, яка колись справді знадобитьсявикористовувати розширене налаштування ISO в камері було б, якщо вони абсолютно вимагають більшої витримки затвора, ніж це можна досягти при більш низькому рівні ISO. У багатьох випадках все-таки вибір нижчих параметрів ISO при необхідній швидкості затвора, що піддавався б експонуванню, все ще може бути бажаним, оскільки фіксований опромінення вручну, як правило, дасть кращий результат, ніж ISO-розширена камера.)
Інформація, наведена вище, може застосовуватися до камер останніх поколінь, не включаючи поточне покоління. Старі камери від Canon безумовно використовувати нативное аналогове посилення, а також додатковий пост читання аналогового посилення, а також потенціал жорстко (тобто не налаштовується) +/- 1/3 стоп штовхати або тягнути виконується з допомогою камери через behind- коригування експозиції на сцені. Цей натиск / тяга, як правило, коштував вам втрати приблизно в 1/3 зупинки динамічного діапазону. Камери Nikon минулого покоління, які використовували датчики, розроблені Nikon, також використовували подібний високий коефіцієнт посилення ISO, хоча вони, схоже, використовують аналогове посилення для всіх параметрів ISO(включаючи треті зупинки), що зазвичай призводило до кращого IQ при високих параметрах третьої зупинки ISO щодо Canon, без втрат DR. Камери Canon нинішнього покоління, схоже, використовують кращий аналоговий підсилювач підходу до налаштувань ISO до нових максимумів (25600 у випадку їх не 1D ліній та 51200 у випадку 1D X) з додатковим повідомленням - посилення читання використовується лише для найвищого встановлення ISO (принаймні, як це, мабуть, вказується тестуванням цих камер).
Це означатиме, що найвищий ISO, що використовується для камер Canon, перейшов від ISO 1600 до ISO 12800, принаймні, і, можливо, навіть ISO 25600для 1D X. Датчики Sony Exmor, які зараз використовуються в більшості конкурентів Canon, включаючи Nikon, використовують дуже різний вид дизайну та архітектури датчиків. Датчики Exmor знаходяться на базі ISO 12800, а всі подальші налаштування ISO - це розширений режим ISO. Додатково до ISO 12800 датчики Sony Exmor працюють досить добре, нарівні з 5D III і 1D X. Крім того, якість шуму починає досить швидко руйнуватися, і, як правило, не відповідає стандартам Canon 16000, 20000, 25600, 32000, 40000 та 51200. З іншого боку, Sony Exmor майже не чує шуму читання, і працює значно краще при ISO 100, 200, а в деякій мірі навіть 400 щодо динамічного діапазону. Exmor DR швидко став легендою, і датчик дійсно сяє для фотографій, які їдять динамічний діапазон на сніданок (наприклад, "Пейзажі").
Використовуваний ISO 3200 ... 6400 ... 16000?
Постійний потік нових і вдосконалених технологій постійно змінює речі. Лише чотири роки тому Canon 450D і 40D ледь могли досягти ISO 800, при цьому ISO 1600 був майже непридатним. Покоління пізніше ISO 1600 став більш придатним для використання, а у випадку 5D II та 1Ds III ISO 3200 був навіть "корисним" за деяких обставин. Сьогодні я регулярно чую, особливо від спортивних фотографів та фотожурналістів, що ISO до 16000, 20000, а часом навіть 25600 на 1D X "цілком придатний для використання", "навіть для друку з деякими роботами після обробки"! З математичної точки зору, електронів і цифрових одиниць та посилення, і все це, я не обов'язково сказав би, що є щось, зокрема, що викликає ISO 1600 як магічне число ISO. Найвищий ISO, що поширюється, збільшує покоління за поколінням, як правило, приблизно на одній зупинці, але останнім часом із новими сенсорами Canon він збільшився на цілих три, можливо, навіть на чотири зупинки.