Почему при съемке в формате RAW используется настройка ISO?

Необработанные файлы должны содержать в основном необработанные данные с датчика. Какой смысл иметь настройку ISO, если она не влияет на количество подсчитанных фотонов, а только обеспечивает усиление? Разве все, что сделано в камере, не может быть лучше в постобработке?

Другими словами, почему бы не сохранить ISO на 100 и отрегулировать экспозицию позже (кроме предварительного просмотра в камере)?

Обновление: три ответа, данные на сегодняшний день, дополняют друг друга, как и вопрос, заданный mattdm. Это означает, что мне трудно выбрать правильный ответ ... Буду рад обобщению. Я сделаю это сам через несколько дней, если никто не выйдет.

Что мне до сих пор не ясно, так это ISO на CCD против CMOS. Думаю, это другой вопрос.

Функция ISO на большинстве цифровых камер усиливает аналоговый сигнал перед считыванием и оцифровкой, что само по себе является источником шума. Если вы просто применяете поправку в цифровом виде, вы усиливаете шум считывания / квантования, а также сигнал.

Увеличение ISO в камере из-за недостатка света фактически снижает общий шум, видимый на изображении.

Вот часто используемый пример сравнения аналогового усиления с цифровой коррекцией:

Увеличение усиления датчика - это не то же самое, что осветление темного изображения в приложении обработки изображений.

Вы не можете восстановить в разрешении постобработки, которое не было захвачено.

Предположим, что темное изображение использует только четыре бита для каждого цвета: значения находятся в диапазоне 0-15 для красного, зеленого и синего. Тогда это фактически 12-битное изображение, с только 4 битами для каждого цветового канала.

Никакие манипуляции с изображениями не могут это исправить.

Это не означает, что применение усиления на датчике обязательно даст полное разрешение изображения: возникает вопрос шума. Но, в любом случае, результат будет другим.

«Структура усиления» конвейера обработки сигналов имеет значение. Это хорошо известно в аудио. Увеличение усиления на микрофонном предусилителе - это не то же самое, что увеличение общей громкости на PA, даже если влияние на общую громкость одинаково.

«Сырье» означает, что данные с датчика не подвергаются сжатию с потерями, как JPEG. Это не имеет прямого отношения к этим вопросам. Без адекватного усиления фотоны не будут учитываться. Так сказать, чувствительность к приходу фотонов.

Это почти то же самое, что спрашивать, почему существует ISO-сертифицированная пленка?

Разве все, что сделано в камере, не может быть лучше в постобработке?

Ну, да. Но диафрагма и выдержка являются такими же формами контроля экспозиции, как и ISO. Вы бы спросили то же самое о Глубине резкости? Какой смысл менять диафрагму при съемке в формате RAW, если я могу улучшить / изменить ее в цифровом виде? Потому что это действительно контроль фотографа.

если это не влияет на количество подсчитанных фотонов

ISO действительно влияет на количество фотонов, собранных для «правильной» экспозиции. ISO / затвор / диафрагма все компенсируют друг друга. Вы увеличиваете одно, другое падает.

Предположим, у вас есть постоянный источник света и фиксированные значения диафрагмы / скорости затвора. Изменение ISO не изменит количество захваченного света / фотонов. Тем не менее, результирующее изображение будет либо слишком / недоэкспонированным.

Пример: ƒ / 5.6, выдержка 1/125, ISO 100

Если вы увеличите ISO, но по-прежнему хотите такое же воздействие, у вас будет что-то вроде:

ƒ / 5,6, 1/250, ISO 200 или ƒ / 2,8, 1/125, ISO 200

В обоих случаях вы увеличили ISO, уменьшив количество захваченного света / фотонов.

Когда свет попадает на датчик, он все еще захватывает аналоговый сигнал / с. После того, как аналоговый сигнал / с покидает выход датчика, он проходит через усилитель. Вот где значение ISO вступает в силу, это по сути регулятор громкости для усилителя.

После этого он проходит через аналого-цифровой преобразователь. Затем он может быть обработан в цифровой форме, отрегулирован, сжат или как угодно в соответствии с функциями камеры. Перед любым этим цифровым процессом, он находится в форме данных RAW.

почему бы не сохранить ISO на 100 и отрегулировать экспозицию позже (кроме предварительного просмотра в камере)?

Потому что низкий ISO увеличивает время затвора (в автоматическом режиме), и вам может потребоваться более высокая скорость затвора для предотвращения дрожания / смазывания или чего-либо еще.

Удалено, поскольку я теперь думаю, что это чрезмерная информация, о которой я не знаю достаточно.

Основной ответ заключается в том, что он еще не выполнил никакой обработки. Сначала он проходит через усилитель (которым вы управляете с помощью ручки громкости). RAW - необработанное изображение.

Хм, я думаю, что ISO - это контроль того, сколько электрического потенциала вы пропускаете через датчик.

Думайте об этом как о фотогальванических элементах (солнечных элементах), когда он накапливает электрический потенциал в конденсаторе или батарее, в конечном итоге сопротивляющий потенциал прекращает больше заряда от здания, если более сильный источник света не освещает фотоэлектрические элементы.

Сопротивление низкого ISO (имеется в виду высокое сопротивление) заключается в устранении неравномерной силы света от активации соседних датчиков света (которые могут создавать шум).

Когда вы поднимаете ISO, это что-то вроде понижения этого потенциала и, следовательно, позволяет нижнему свету вызывать приемлемый сигнал. Что происходит, когда сильный пакет фотонов попадает на датчик, он освещает, а также запускает окружающие датчики, тем самым создавая шум.

Шум виден на снимках с низкой освещенностью, но вместо этого приводит к чрезмерной экспозиции на снимках с высокой освещенностью (из-за освещения множества соседних источников ... Подумайте, сильный дождь на поверхности воды в бассейне или несколько капель тут и там. Вы можете Не говорите, где рябь образуется в сильный дождь, но они довольно очевидны в небольшой дождь).

Таким образом, ISO - это физический атрибут, а не цифровое усиление или еще много чего. С низким ISO свет даже не воспринимается как сигнал. При высоких значениях ISO окружающие датчики воспринимают источники света, которые излишне сильны.

Из-за этого лучше всего установить ISO правильно, чтобы он воспринимал слабые пакеты света, но не настолько высоко, чтобы окружающие датчики принимали этот же световой пакет

Другими словами, почему бы не сохранить ISO на 100 и отрегулировать экспозицию позже (кроме предварительного просмотра в камере)?

Просто - потому что тебе не хватает света. Когда у вас достаточно источников света, это хороший выбор, чтобы поддерживать изо в 100. Но, когда у вас меньше источников света, у вас есть три варианта, чтобы сохранить правильную экспозицию: 1. Вы можете изменить выдержку на некоторое значение, которое все еще в порядке, затем 2. Вы можете изменить диафрагму, а затем и часто 3. Вы должны изменить значение ISO.

Таким образом, изменение значения ISO необходимо, когда у вас недостаточно освещения.

Другими словами, почему бы не сохранить ISO на 100 и отрегулировать экспозицию позже (кроме предварительного просмотра в камере)?

1. Эффект зависит от реализации в вашей конкретной камере. Некоторые камеры реализуют аналоговое усиление (различной степени) до оцифровки сигнала, а некоторые нет. Вы можете снять серию экспозиций при различных значениях ISO, а затем посмотреть на уровень шума и определить, что лучше для вашей конкретной модели камеры. Некоторые подробности здесь . Кажется, что более новые камеры более высокого класса часто проектируются как без ISO.

2. Съёмка всех при базовой ISO и недоэкспонирование вместо использования более высокого ISO в камере - это боль при просмотре изображений. Возможность видеть мои изображения сразу после экспозиции - одно из самых важных преимуществ цифровых камер по сравнению с пленкой. Моя камера может дать немного лучшие результаты, если снимать при ISO 100 и «толкать» в редакторе, но для меня важнее преимущество правильного предварительного просмотра, чем небольшой шум.

Необработанные файлы должны содержать в основном необработанные данные с датчика. Какой смысл иметь настройку ISO, если она не влияет на количество подсчитанных фотонов, а только обеспечивает усиление? Разве все, что сделано в камере, не может быть лучше в постобработке?

Вы предполагаете, что обработка ISO происходит исключительно в цифровой области, не влияя на аналоговую схему (увеличение напряжения датчика, увеличение аналогового усиления перед оцифровкой). Есть датчики, так называемые «инвариантные ISO», такие как датчики Sony Exmor, где это так. Другие делают только степени 2 в ISO через аналоговые схемы и делают промежуточные значения «ISO-инвариант».

Для сенсора, инвариантного по ISO, заданный выбор выдержки и диафрагмы для данной сцены приведет к одинаковым необработанным данным независимо от настройки ISO.

Почему это все еще имеет значение?

Какой смысл иметь настройку ISO, если она не влияет на количество подсчитанных фотонов, а только обеспечивает усиление?

Но настройка ISO, как правило , влияет на количество подсчитанных фотонов, так как она определяет, для чего экспонометр. Только в «ручном» режиме фотограф может выбрать фиксированную выдержку и диафрагму, и даже тогда камера

1. предупредить о чрезмерном / недостаточном воздействии
2. создайте JPEG на основе масштабных коэффициентов и кривых, связанных с вашим выбором ISO.

Обратите внимание, что это принципиально отличается от пленки, где чувствительность определяет пространственное зернистость (в 3-х измерениях) пленки, и увеличение экспозиции будет только смягчать зернистость (из-за вертикального наложения), но не меняет ее принципиально.

Для цифровых камер это приводит к правилу ETTR («выставить вправо»), где вы пытаетесь экспонировать как можно ярче, не доводя датчик до насыщения, а затем снижаете экспозицию до нужного значения в последующей обработке, уменьшая силу шум вместе с силой сигнала. Для генерации JPEG из камеры, «ETTR» означает выбор самого низкого значения ISO, которое может дать вам желаемую яркость в конечном результате: основным диском для получения большей экспозиции с последующей компенсацией является настройка ISO.

Иногда наблюдается «расширенный» низкий ISO: это означает, что необходимо выполнить коррекцию экспозиции для получения большего количества света и компенсации его чисто в цифровом виде. Это имеет смысл только для датчиков, которые изначально не являются ISO-инвариантами, потому что эти датчики работают таким образом для всех настроек ISO.