一般來說,“ ISO”是什麼?刻度的定義是什麼?
膠片速度的ISO刻度與數碼相機中使用的ISO感光度有何不同?較低的ISO總是更好嗎?
一般來說,“ ISO”是什麼?刻度的定義是什麼?
膠片速度的ISO刻度與數碼相機中使用的ISO感光度有何不同?較低的ISO總是更好嗎?
在攝影中,ISO通常指的是“ 膠片速度”的量度,我使用它包括對數字傳感器靈敏度的引用。
在簡而言之,實際的字母ISO是國際標準化組織的名稱(不是正式的縮寫,更多信息在此),在攝影中,它是指 ISO 12232:2006標準和其他相關標準:ISO 12232:1998,ISO 5800:1987,ISO 6:1993和ISO 2240:2003。 (膠片速度頁面上的鏈接。)膠片歷史上也使用 ASA和DIN標準,前者使用相同的編號系統,而DIN使用完全不同的比例。
電影和數字的標准在技術上有所不同(就我尚未進行充分調查以全面報導的方式而言),但通常它們具有足夠的相似性,出於實際目的,它們基本上是相同的(儘管互易性失敗,儘管很多數字電影通常都不是),但很多電影都很喜歡。因此,如果您用數碼相機測量曝光,則可以使用與數碼相機中使用的ISO等級具有相同等級的膠片進行曝光,並期望獲得相似的曝光(除非快門速度長或短)足以使電影互惠失敗(也要假設使用類似的設備-濾鏡等沒有差異)。
在數字和電影中,數字越大表示感光度越高。兩倍高的數字是敏感性的兩倍(例如200的敏感性是100的兩倍,400的敏感性是200的兩倍,依此類推)。因此,當在相對較弱的光線下拍攝並且想要相對較快的快門速度(例如,足以停止運動)時,較高的感光度等級將是必不可少的(因此,較低並不總是更好!)
在數碼相機中(與膠片相似但有所不同),較高的ISO等級往往會產生噪聲(膠片中的相關效果會增加顆粒度)。因此,雖然並非總是更好,這取決於您的目標,但較低的ISO等級始終(或至少幾乎始終)降低噪聲,這可能是理想的。 (在不考慮快門速度的低照度攝影的情況下,長時間曝光和較低的ISO等級會產生“更好”的圖像-儘管可以想像有些人可能會喜歡噪點的影響;當然有時會很有吸引力
關於比例的定義,它是基於根據特定照明場景生成的圖像的測量結果。細節很複雜,因此我將這些細節留給讀者練習。一個概括的總結是(對於數字),它衡量數字傳感器被光線“飽和”的速度。 (對於電影,過程是相關的但有所不同。)
總結:較高的ISO感光度更高,但噪聲更大(但不一定更糟),數字和電影的評級相同ISO(或膠片的ASA)將具有相似的感光度,並且縮放比例基於在給定一定照明量下圖像變得“飽和”的速度。
注意:我正準備做一些與Matt Grum有爭議的答案有關的實驗。 希望,我的結果將為他提出的重要觀點提供一個清晰清晰的無噪點答案:高ISO圖像和低光量的噪點要小於低ISO圖像等量的光進入傳感器,隨後在後處理中放大。以後還會有更多的希望……編輯:好吧,我現在已經有一段時間沒有做到這一點了。我可能仍會在某些時候這樣做。同時,我還將指向本文,它討論了本機ISO值與非本機ISO值的比較,以及其中的噪聲量,儘管本文並未完全說明因此,我認為這可能與這個問題直接相關。
TL; DR:要使噪聲最小化,請使用適當的光圈和快門速度設置,使盡可能多的光線通過鏡頭(因為噪聲主要是由於光線不足造成的)。 / p>
然後在保持這些設置不變的情況下,盡可能提高 ISO(沒有剪裁突出顯示),因為這會減少讀取噪聲信號的比例。
較低的ISO總是更好嗎?
否!
對於一定量的光進入相機,降低ISO不會降低噪點(提高信噪比)。減少噪音的唯一方法是將降低ISO的方法與通過打開光圈或使快門打開的時間更長來允許更多的光線結合在一起。
如果允許的光線量有限(最大光圈,並且不能在不引入模糊的情況下使用更長的快門速度),然後使用可能的最高ISO (不使用剪裁高光)會導致圖像中的最低噪點 。這似乎是違反直覺的,並且會邀請人們投票(到目前為止,是七個!),所以請讓我解釋一下(請參閱我對評論的回复)。
高ISO值不會引起噪音,光線不足會導致噪音。人們將高ISO與噪點相關聯的原因是,當您在快門或光圈優先模式下提高ISO設置時,相機會關閉光圈或提高快門速度以進行補償,這兩者都會降低光線進入相機。
以下是為什麼光線不足會導致噪音的說明:
圖像中的一種重要噪聲源是由光的隨機性引起的,稱為光子噪聲或散粒噪聲。光子從光源隨機發射。如果您收集了很多光子,則隨機性平均化,並且在每個方向上發射的光子數幾乎完全相同。如果收集的光子少得多,則在相鄰像素(應該顯示相同的顏色)中收集的數量可能會有所不同,從而產生稱為噪聲或顆粒的亮度變化。這就是光線不足導致噪音的原因。參見Wikipedia:發聲。
另一個噪聲源是讀取噪聲。當傳感器上的模擬電荷數字化(讀出)時,會產生讀取噪聲。相對於捕獲的光子數,讀取噪聲近似恆定。增大ISO會放大信號,從而會放大光子噪聲,但讀取噪聲保持不變。
如果您使用較低的ISO(相同的光進入相機),則會曝光不足。圖像,並在後期加亮時,會同時放大光子噪聲和讀取噪聲。這樣您的總雜音就會更高。
以下是此效果的示例:
這些使用相同的設定條ISO拍攝圖像,並以完全相同的方式進行處理。儘管以ISO 100拍攝,但最下面的一個顯然更吵。 )作為ISO 降低。因此,我看不到您怎麼能說出高ISO會產生噪點圖像,因為當所有其他條件都相同時,較低的ISO會產生更多的噪點! >
對不起,但是您的解釋並沒有改變您的基本陳述是錯誤的事實。通常,您要使用最低的ISO感光度,並結合快門速度和光圈使用適當的曝光量
您使用的方法沒有任何實際意義,當您使用自動模式考慮該方法並選擇ISO值導致快門/光圈盡可能長/寬時,您所使用的方法是等同於首先將快門/光圈設置為盡可能長/寬,然後再設置ISO以獲取正確的曝光。
但是,我並不是在建議一種拍攝方法,我要說的是,為了最大限度地減少噪點,您要允許盡可能多的光線進入,因為您已經通過快門/光圈實現了這一點。 / flash或其他任何東西,ISO應該盡可能高(在高光片段之前),否則任何其他事情都會導致曝光不足,從而導致更多的讀取噪音。
如果您確實要更改快門速度和/或光圈(遵循通常的對等定律),然後猜出是什麼:對於相同的“曝光”,您會在傳感器上得到更多的光子(將EV調整為所討論的ISO)!因此,噪音更低!
是的,但是您不能提高ISO ,同時更改設置以減少光線,然後得出結論,您有更多的噪音噪音,因為您使用的是更高的ISO。尤其是當您證明自己增加ISO時,會降低噪音!
這就像購買一輛具有較小發動機的汽車以減少油耗一樣,將腳平放在地板上隨處行駛得出結論,小型發動機會增加油耗!一次更改一個變量。
關於以下陳述:
較低的ISO總是更好嗎?
關於該主題似乎有各種各樣的觀點,儘管它們可能似乎是互斥的,我不確定是這樣。沒有乾and的“是的,X ISO設置總是更好。”我認為哪個更好取決於場景...取決於您要拍攝的內容以及可以使用的光線。
如此表達的兩種觀點包括:
普遍的共識是,選擇盡可能低的ISO以獲得適當的曝光是最好的方法。該語句帶有大量隱藏的含義,但是,最低的ISO 可能 不一定是ISO100。您可能被迫使用更高的快門速度或更窄的快門速度光圈以達到所需的必要 creative 效果,迫使您使用較高的ISO來保持適當的曝光。您可能還會遇到可用光的問題並達到鏡頭的極限(即最大光圈),並被迫使用更高的ISO以獲得正確的曝光。我認為這就是Matt Grum一直試圖提出的重點。
除非有任何特定的創意需求(即凍結動作的快門速度或通過小光圈的大自由度),最低的ISO設置以及必要的快門和光圈,以產生“正確的”曝光(即無論是暴露在上面還是暴露在下面,或者如果您遵循ETTR,仍未將任何亮點炸開)仍然是最佳做法。如下圖所示,這很容易證明。拍攝這些示例時要牢記以下幾點:
最清晰的鏡頭是ISO 100鏡頭。在最大光圈下,ISO 100需要0.6秒的曝光時間。這很長,但是由於沒有運動,因此長時間曝光不是問題。 ISO 1600鏡頭仍然可以正確曝光,並且所使用的快門速度比ISO 100鏡頭快四級。儘管已適當暴露,但顯然還有其他噪音。最後一張是與ISO 1600相同設置的另一張ISO 100照,在Lightroom中曝光值通過+ 4EV進行了調整。
鑑於這些示例,我們可以得出一些合乎邏輯的結論:
我認為了解ISO設置最適合各種場景和光線的一種好方法是將ISO設置為“自動”,使用手動模式,拍攝幾張照片,然後查看結果。相機的自動曝光測光將始終嘗試創建“適當的”曝光,並且當您的場景具有廣泛的色調時,大多數時候應該選擇正確的設置。您還可以嘗試手動設置比相機自動選擇的ISO更高或更低的ISO,然後重新拍攝以查看效果。除了風景和靜物攝影之外,您可能找不到單個“正確”或“最佳” ISO設置。但是,我相信一般的經驗法則將始終是:
使用您可以使用的最低 ISO,同時針對要拍攝的照片類型保持適當的曝光度。 。
對於靜物,它可能始終是最低的本機ISO(不使用任何種類的ISO擴展)。對於風景,可能會降低ISO,例如100或200。對於運動攝影,包括運動,野生生物,鳥類,孩子等,最低的ISO可能會因每次拍攝而變化,並且可能從ISO 200到ISO 3200不等或更高,這將非常取決於可用的光。大量的光線將允許您使用較低的ISO,較少的光線將指示較高的ISO。不管您使用哪種ISO進行動作拍攝,另一個好的經驗法則是:
實際拍攝總是比錯過一個更好,因為您不喜歡拍攝所需的相機設置它。
即使您必須使用ISO 3200來使用f / 1.4鏡頭拍攝出不錯的室內運動鏡頭,也至少可以拍攝到。與曝光不足然後通過後期處理進行校正的ISO 1600拍攝相比,那些 的噪聲 更低,如( )以上示例。如今,降噪算法也非常先進,可以將高ISO鏡頭的噪點水平降低到更可接受的水平。再次使得使用較高的ISO(將確保正確曝光)比使用較低的ISO(可能會曝光不足並需要後期處理校正)更好的選擇。
編輯:
進一步研究封面Matt關於ISO的主張導致了另一個示例圖像。下圖分為四個區域,兩個區域代表按照Matt的方法曝光,而兩個區域代表將ISO保持在最低水平的曝光。斷言是,當嘗試曝光場景時,您可以設置光圈和快門,然後使用盡可能高的ISO而不會使高光溢出,並通過降低EV通過後期處理校正曝光,以產生具有最低噪點的圖像。這與通常的說法相反,即人們應該使用最低的ISO並調整光圈和/或快門以實現正確的曝光以保持最低的噪點。
上圖中的第三和第三波段是通過選擇特定的快門速度和光圈,然後在不剪切高光的情況下盡可能地提高ISO拍攝的。上圖的第二和第四波段是通過選擇ISO 100和特定的光圈並調節快門速度以實現正確的曝光(沒有ETTR)拍攝的。兩個圖像均在後期製作中通過使用Lightroom的“自動色調”功能進行了校正,從而使高ISO圖像的曝光量減少了一點,幾乎使ISO 100圖像保持不變。
這兩張照片之間的三個光圈ISO有所不同,並且陰影中ISO 800圖像增加的噪點水平非常明顯。在中間色調中,與ISO 100圖像相比,ISO 800圖像中的噪點有所增加。在所有色調級別上,ISO 800圖像與ISO 100圖像相比,精細度都損失了一個或另一個程度。通過檢查遙控器的底座,手掌的正面以及任何陰影色調,可以觀察到這一點。在中間色調和高光區域,噪聲水平不夠高,不足以導致打印質量明顯下降。但是,中間色調和陰影中的噪聲水平可能會干擾到精細的細節,例如可能會用微距攝影或任何超出鏡頭或傳感器分辨率極限的照片拍攝。
後期處理中的負曝光補償確實已將高ISO圖像的噪聲水平降低到了更可接受的水平,毫無疑問,使用最低的ISO可能會導致噪聲甚至比高ISO圖像的後期負曝光補償更低。 。
真正的問題是,使用最低的ISO是否總是合適?如果您可以曝光要嘗試捕獲的場景而沒有任何不希望的副作用,例如模糊,曝光不足等,那麼請選擇最低的真實ISO(擴展的ISO設置通常會獲得較低的ISO設置)通過數字方式而不是模擬方式……因此應避免使用例如ISO 50擴展。)如果您無法暴露要嘗試捕獲的場景而沒有任何不良副作用,則拍攝運動或野生動植物,拍攝音樂會或進行涉及任何動作的任何類型的室內攝影時,可能會出現這種情況,然後將ISO提升到可接受的最低水平,以使您可以正確地曝光場景(例如,消除運動模糊,選擇合適的位置等)。
如果有淨空,可以通過選擇最大ISO來過度曝光,而無需修剪高光,並在後期處理中應用一些負曝光補償,這可以幫助減輕非常高ISO的噪點的影響,並且可以比選擇一個過低的ISO更好的選擇,然後在後期處理中應用一些正的曝光補償(這只會加劇噪聲的影響)。
ISO實際上是傳感器的靈敏度,無論是膠片還是數字傳感器。從理論上講,數碼相機的ISO應該與膠卷相機的ISO相同。
膠卷上的ISO由化學物質的粒徑決定。這意味著在較低的ISO膠片下分辨率會更好。另外,由於膠卷的顆粒全有或全無,因此會導致斑點或噪點。
在數碼相機中實現ISO的方式可以幫助您理解為什麼它很重要以及為什麼要使用較高的ISO並非總是一件好事。我不知道在電影中是如何實現的,所以我無法真正說出來,但是我想它正在使用一些相似的原理。
首先,Matt出色地解釋了不同的噪聲源。相機中發生的事情實際上可以歸結為以下原因。
然後相機可能會消除一些基本的噪聲源,尤其是“暗電流”噪聲。這就是您要暴露完全黑度的信號。
那麼當您打開ISO時會發生什麼呢?基本上有兩條路徑,我將在下面介紹。
如果提高ISO且快門速度相應降低,則進入A2D轉換器的信號電平將保持不變。但是,傳感器上的信號量會減少。這意味著任何與傳感器有關的噪聲都會被放大。這包括諸如“散粒噪聲”之類的東西。其他一些形式的噪聲將不會被放大。
第二個選項是原始圖像曝光不足,但是ISO使它正確曝光。可以對比增強曝光不足的圖像,使其具有與正確曝光的圖像相同的最大/最小。從A2D轉換器發出的信號實際上將具有較小的範圍。這將只留下少量的光照水平,從而產生比正確曝光的圖像更嘈雜的圖像。
其他一些有趣的事情。如果傳感器飽和到相鄰像素,則往往會流血。如果圖像的ISO值提高而快門速度降低,則它不會在FPA本身上飽和,從而消除了一些偽像。
通常,由於達到高ISO的更好方法,數碼相機上的高ISO將比膠片上的相同ISO具有更少的噪波。
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希望這還不是太技術性,但是我很高興與社區分享我對電氣工程的知識:-)如果您還有其他問題,請告訴我,我將嘗試解釋一下
要回答第二個問題,我想說較低的ISO並不總是更好,但總的來說,最好使用可以使用的最低ISO。例如,如果在室內拍攝,則較高的ISO可使您使用較短的曝光時間,從而減少運動模糊。通常,我使用最低ISO,這樣我就不會超過1 / lens_length快門速度的手動限制。但是總是有例外。
在模擬攝影中,ISO測量膠片對光的敏感度。速度較高的膠片將更快達到其飽和(或過度曝光)點。
您可以在明亮的光線下使用低ISO的膠片。在較暗的情況下,它可能需要比您現有的光圈更大的光圈或非常長的快門速度。
當光線不足以進行適當曝光時,可以使用高ISO膠片。但是,如果您將其與大量光線一起使用,則必須通過快門速度和光圈來限制進入相機的光線。
(在模擬攝影中並不精通,因此此處的信息並不多。)
在數字攝影中,ISO基本上是 this:
這只是一個任意的 1 sup>數字,它描述了在將傳感器轉換成模擬 2 sup>信號之前將其應用於信號的放大量。一個數字號碼。它表示在結果的數字像素上產生一個“一”值需要多少個光子。
它不描述傳感器的靈敏度。
增加ISO不會讓您在黑暗條件下看到更多的光線,並且不會更快地使傳感器飽和。它只會拉伸信號,因此產生相同像素值所需的光更少,同時也放大了噪聲。因此圖像會更快飽和,但是您將無法充分利用傳感器的電勢。
因此,如果ISO會放大噪音,效果會更好嗎?不可以。如果光線不足,唯一的替代高ISO的方法是在後期處理中放大圖像,這將放大與ISO相同的所有噪點。更糟糕的是,它將添加更多的噪音。 3 sup>
那麼,常見的誤解是:更多的ISO等於更多的噪音呢?因為習慣了模擬的人們會選擇一個ISO編號並堅持使用,然後設置曝光度以防止曝光過度。
這是顛倒的,因為您限制了進入傳感器的可用光滿足任意選擇的限制。
相反,請根據您的條件選擇最佳的光圈和快門速度。這將使散粒噪聲最小化。然後儘可能提高ISO而不過度曝光,以減少讀取噪音。
或者只是讓相機自動為您選擇ISO。
1 sup>他們確實設置了數字,以使圖像看起來類似於在類似條件下用該ISO速度的膠卷拍攝的圖像。不幸的是,他們沒有考慮到傳感器的尺寸,這使人們普遍認為更大的傳感器在弱光條件下會更好的說法更加困惑。
2 sup>在A / D轉換後還放大數字信號。
3 sup>這種額外的噪聲稱為讀取噪聲,是由更高的ISO產生的。應用ISO後的
在數碼攝影中,ISO感光度不能代表傳感器的感光度。數碼相機上的ISO感光度設置正在控制已捕獲數據後來自傳感器的信號的放大/倍增量。 ISO速度不控制傳感器的靈敏度,而更像是膠片的“推動”處理,因此可以控制結果的整體亮度。
由於模數轉換的局限性在某些相機中使用轉換器,較高的ISO可以減少噪點和陰影。
到目前為止,我錯過的所有答案是,ISO通過描述 material 常數來描述膠片的ASA等級,該常量描述了光暴露的關係(每區域發光的時間積分)通量密度)到介質飽和度(膠片負片或數字上的傳感器/文件最大值)。如果在保持相同的ISO / ASA值的情況下使用較大的傳感器/膠片/印版,則將需要較大的光圈,以便以相同的亮度覆蓋較大的區域。對於相同的取景,您將具有成比例地更大的焦距,因此事實證明,f / 2.8之類的比率與ISO值和曝光時間很好地結合在一起,以找出正確的曝光。
由於具有晶粒,因此具有較高靈敏度的膠片將以較大晶粒尺寸為代價實現其效果。同樣,數字傳感器的更高靈敏度是以更大的像素位置為代價的,從而導致像素數量減少或需要更大的傳感器。數字傳感器的高度規則的柵格以及與膠片相比較高的效率實際上使另一個相關因素:噪聲。這就是放大/量化電子噪聲以及統計光子配準噪聲(後者在一定程度上與膠片有關,因為它也受光子/顆粒相互作用的可能性的影響)。您可以在黑暗中將膠卷存放數月而無需更改,但是您不能在沒有信號的情況下在黑暗中運行電子傳感器。
現在,對於大量的數字傳感器,在數字化之前會對傳感器信號進行可變的(取決於ISO的)模擬放大,因此ISO的選擇將對原始圖像的內容產生永久性的影響。如果我沒記錯的話,索尼的“ Exmor”品牌傳感器沒有這種模擬增益,因此它們的原始圖像數據獨立於ISO設置,而ISO則更多地取決於所應用的後處理,該處理會將數據縮放至所需的亮度。
因此,基本上,像素數越高,對於更高的ISO值,您可以期望的噪點就越多,而更大的傳感器面積將有助於對此進行應對。在更大範圍內為CMOS傳感器分配更複雜的電子設備,還有助於使連續使用的傳感器(無反光鏡相機和/或實時取景或視頻所需的熱量)保持較低的熱量產生,而傳感器的熱量是另一種噪聲來源。