Чому рівень ISO не може бути встановлений нижче 80?


32

Чому так, що рівень ISO на більшості цифрових камер не здається нижчим за ISO 80?

Я розумію (невиразно), що датчики регулюють коефіцієнт підсилення, щоб досягти еквівалента високої плівки ISO, і я можу зрозуміти, чому було б таке обмеження, але не розумію, чому так важко зробити датчик менш чутливі до світла?


Відповіді:


13

Існує два способи зменшити базу нативного ISO (найменший показник можливий на камері). Одне полягає в тому, щоб зробити датчик менш ефективним, щоб менше потрапляло вхідного світла. Неважко зрозуміти, як це знижує чутливість. Однак, як уже було сказано в інших відповідях, це буде корисно лише людям меншин, які регулярно виявляють, що у них занадто багато світла, тоді як більшість фотографів бореться з недостатньою кількістю світла здебільшого!

Однак є ще один спосіб зменшити базовий ISO, а це збільшити ємність кожного пікселя (званий глибиною свердловини), щоб він міг зберігати більше заряду (а отже, і більше світла), перш ніж насититися. Цей метод має справжню перевагу при будь-якій чутливості.

Трохи складніше бачити, як це впливає на базовий ISO, однак ви повинні пам’ятати, що незалежно від показань, які приймає датчик, в кінцевому підсумку потрапляє на карту до діапазону 0-255 або камерою, або людиною під час переробки в режимі сирого (або 0-65536 для 16 бітових зображень). Уявіть два датчики A і B, A має вдвічі більше ємності на піксель. Коли ви знімаєте зображення з A зі швидкістю затвора на 1/30 секунди, основні моменти майже збираються вирізати. Тепер, коли ви використовуєте B, вам доведеться використовувати 1/60 з-за зменшеної ємності - якби ви використовували 1/30, ви б перекрили зображення.

Якими б значеннями не були записані датчики в точці насичення, вони все ще будуть відображені на 255, тому вони будуть виглядати однаково Зважаючи на те, що з B ви отримуєте однакове зображення, але з половиною часу експозиції (усі інші рівні) це означає, що B має більшу чутливість. Якщо базова чутливість камери B дорівнює ISO100, то базова чутливість A дорівнює ISO50.

Сенс всього цього полягає в тому, що якщо ви можете знизити базовий ISO, збільшивши ємність пікселів, то це гарна річ, оскільки це дозволяє мати менший шум і більший динамічний діапазон. Щоб зрозуміти, чому це так, спершу потрібно відпустити думку про те, що збільшення налаштування ISO збільшує шум, це просто неправда, ось відповідь, яку я написав на цю тему: Що таке "ISO" на цифровій камері?

Коротка версія полягає в тому, що шум в основному викликається нестачею світла (чим менше світла, тим більше випадкових варіацій випромінювання фотонів, що з’являються на зображенні, див. Http://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise ) це просто відбувається що якщо збільшити налаштування ISO камери, інші параметри повинні змінитись, що призведе до отримання меншої кількості світла та більше шуму. Це нестача світла, який видає шум, а не акт посилення сигналу.

Тож навіть якщо нам потрібно використовувати посилення для виведення ISO100 з камери A, ми пропускаємо стільки ж світла, що і камера B для зйомки на ISO100, і, таким чином, ми можемо очікувати однакового рівня шуму! Таким чином, камера A не гірша, проте у нас є можливість перейти до ISO50, пускаючи більше світла і тим самим отримуючи менше шуму від зйомки!

У нас також є можливість використовувати ISO50, але з тими ж налаштуваннями камери, що і B для зйомки на ISO100, ми пропускаємо стільки ж світла, щоб можна було очікувати однакового рівня шуму, але якщо сцена раптом стає яскравішою B із кліпом сигнал, тоді як A продовжуватиметься з додатковою глибиною свердловини, тим самим маючи більший динамічний діапазон.

Ці приклади є спрощенням, є й інші джерела шуму, але взагалі наявність «менш чутливого» датчика може бути хорошою справою. Але глибші електронні свердловини складно розробляти, тому ви не бачите, що камери опускаються нижче ISO50. Ви бачите відмінності у глибині свердловини, хоча, наприклад, найнижчий ISO, доступний 35-мм датчику Canon 5D, це ISO50, тоді як APS-C датчик APS-C того ж покоління в Canon 30D, найнижчий ISO 100, це пояснюється додатковою ємністю в більшій пікселів 5D.


+1 Тонка відповідь (як завжди). Тільки для запобігання можливим хибним уявленням від майбутніх читачів, однак, зауважте, що, випускаючи більше світла на ISO 50, ви насправді отримуєте більше шуму від пострілу порівняно з датчиком ISO 100. Справа в тому, що типова кількість шуму (в середньому квадраті кореня) щодо кількості падаючого світла зменшується. (Кількісно, ​​ділення нативного ISO на 4 зменшує шум пострілу на одну повну зупинку відносно сигналу.)
березень

Спасибі! Коли я кажу менше шуму, я майже завжди кажу про співвідношення сигнал / шум. Рідко має сенс говорити про абсолютний рівень шуму, а коли у вас більше світла, співвідношення сигнал / шум завжди покращується (усі інші рівні)
Метт Грум

Я так довго роздумував над цим точним питанням. Друг вказав мені на цю відповідь. Ваші спрощені приклади так добре пояснені. Я б проголосував двічі, якби міг :-).
Нікос Олександріс

14

Якби виробник захотів це зробити, вони могли.

При цьому всі датчики мають природну чутливість, як правило, ISO 100, 160 або 200. Коефіцієнт посилення використовується для досягнення більш високої чутливості шляхом множення базового сигналу. Це вводить більше шуму, тому, якщо база ISO була нижчою, їм потрібно буде використовувати більше посилення для досягнення більшої чутливості, і ви отримаєте більше шуму.

Щоб отримати менші ISO, не змінюючи базових налаштувань, ви в основному розділяєте базовий сигнал. Це спричиняє зменшення динамічного діапазону, через що ви рідко бачите ISO менше 50. Якщо базовий ISO розділиться на більший коефіцієнт, то занадто великий динамічний діапазон втрачається.

Нарешті, не так багато причин для розробки датчиків нижчої чутливості, оскільки легко використовувати ND-фільтр, щоб зменшити надходить світло, не впливаючи на динамічний діапазон. Кілька камер Canon, Nikon та Fuji мають вбудований фільтр ND з 3 або 3 зупинками для цього ефекту. На DSLR можна придбати ND-фільтри зі змінною міцністю, що робить речі дуже гнучкими.


3
"якби базовий ISO був нижчим, їм потрібно буде використовувати більше посилення для досягнення більшої чутливості, і ви отримаєте більше шуму", це не обов'язково вірно - є два способи зменшити нативну чутливість датчика, один - зменшити ефективність (так що менше фотонів проникає, по суті така ж, як завжди, має ND-фільтр), інше полягає у збільшенні ємності кожного пікселя, дозволяючи потрапляти більше світла до того, як трапляться сигнальні кліпи та перенапруження. Коментар продовжувався нижче ...
Метт Грум

3
... продовження Обидва способи зниження базової ISO потребують посилення, щоб сказати ISO100, так, але підвищення ISO не вносить шуму (крім невеликої кількості в процесі посилення). Шум здебільшого виникає через брак світла, що викликає нерівномірність вхідних фотонів. Підвищення ISO може виявити лише наявний шум. Отже, якщо у вас є датчик ISO25 з надмірно високою ємністю на піксель, ви записуєте таку ж кількість фотонів, що падають на піксель, як і датчик ISO100, ви повинні підсилити, щоб отримати те саме зображення, але у вас не буде зайвого шуму при натисканні датчика ISO25 до ISO100!
Метт Грум

4

але не розумієте, чому було б так важко зробити датчик менш чутливим до світла?

Це майже не інтуїтивно зрозуміло щодо концепції фотографії, яка, зрештою, стосується захоплення світла. Сказавши це, CCD / CMOS матиме природну підлогу для захоплення світла, тому будь-яка менша кількість вимагає свідомого відкидання інформації, що, як правило, не буде зроблено на задоволення фотографів . Програмне забезпечення, яке б це робило, завжди буде компромісом з різних факторів.

У будь-якому випадку, як зазначив Ітай, є й інші способи зменшити світло. Ви можете використовувати фільтри ND, менші діафрагми, більші витримки затвора і т. Д. Якщо ви знімаєте сировину, то можете ще більше маніпулювати експозицією. Чистий ефект, що переходить нижче ISO 80, виробникам просто не ймовірно того, що їх цікавить, вони набагато більше зацікавлені в іншому кінці асортименту.


0

Ніщо не заважає програмісту прошивки від впровадження нижчих значень "ISO" шляхом усереднення декількох кадрів. Наприклад, якщо для базової чутливості було визначено "80 ISO". "40 ISO" можна реалізувати шляхом усереднення двох кадрів.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.