Что такое «ISO» на цифровой камере?

Что такое «ISO» в целом и как определяется масштаб?

Как шкала ISO для скорости пленки отличается от чувствительности ISO, используемой в цифровых камерах?

Чем ниже ISO, тем лучше?

В фотографии ISO обычно относится к показателю « Скорость пленки », который я использую, включая ссылку на чувствительность цифрового датчика .

Короче говоря, настоящие буквы ISO - это название Международной организации по стандартизации (официально это сокращение не является аббревиатурой - здесь больше информации ), а в фотографии это относится к стандарту ISO 12232: 2006 и другим связанным стандартам: ISO 12232: 1998, ISO 5800: 1987, ISO 6: 1993 и ISO 2240: 2003. (Ссылки на странице «Скорость пленки».) Исторически в фильме также использовались стандарты ASA и DIN , в первом использовалась одна и та же система нумерации, а в стандарте DIN - совершенно другая шкала.

Стандарты для кино и цифровых технологий технически различны (способами, которые я недостаточно изучил, чтобы полностью отчитаться о них), но в целом они достаточно похожи, что для практических целей они по сути одинаковы (несмотря на отказ взаимности , который многие К фильмам довольно склонны, хотя цифровых вообще нет). Поэтому, если вы измеряете экспозицию с помощью вашей цифровой камеры, вы можете использовать эту экспозицию с пленкой с тем же рейтингом, что и настройка ISO, которую вы использовали в цифровой камере, и ожидать получения такой же экспозиции (если скорость затвора не будет длинной или короткой достаточно для Reciprocity Failure для фильма) (также предполагается, что подобное оборудование в противном случае - без различий в фильтрах и т. д.).

Как в цифровом, так и в пленочном формате большее число указывает на большую чувствительность. Число, вдвое большее, вдвое чувствительнее (например, 200 вдвое чувствительнее, чем 100, 400 вдвое чувствительнее 200 и т. Д.). Таким образом, при съемке при относительно слабом освещении и при желании относительно быстрой (например, достаточно быстрой, чтобы остановить движение) скорости затвора будет важна более высокая оценка чувствительности (поэтому нет, чем ниже, тем лучше не всегда!)

В цифровых камерах (и аналогично , но по- разному в фильме), более высокие рейтинги ISO , как правило, создают шум (соответствующий эффект в пленке увеличивается зернистость ). Таким образом, хотя это не всегда лучше (это зависит от того, что вы собираетесь), более низкие значения ISO всегда (или, по крайней мере, почти всегда) снижают уровень шума, что может быть желательно. (В случае съемки при слабом освещении, когда скорость затвора не имеет значения, длительные выдержки в сочетании с более низкими значениями ISO создадут «лучшее» изображение - хотя вполне возможно, что некоторым могут понравиться эффекты шума; конечно, иногда есть привлекательность снимать зерно.)

Что касается того, как определяется масштаб, он основан на измерениях изображения, полученного на основе определенного сценария освещения . Детали сложны, поэтому я оставлю детали в качестве упражнения для читателя. Краткое изложение заключается в том, что (для цифровых устройств) это показатель того, как быстро цифровой датчик «насыщается» светом. (Для фильма процесс связан, но отличается.)

Итак, чем выше ISO, тем чувствительнее, но шумнее (но не обязательно хуже), цифровые и кинопленки с одинаковым ISO (или ASA для пленки) будут иметь одинаковую чувствительность, а шкала основана на том, как быстро изображение станет " насыщенный », учитывая определенное количество освещения.

ПРИМЕЧАНИЕ: я готовлюсь к экспериментам, связанным с противоречивым ответом Мэтта Грума. Надеемся , что мои результаты позволят получить хороший четкий бесшумный ответ на важный вопрос, который он затронул: изображение с высоким ISO и низким количеством света будет менее шумным, чем изображение с низким ISO с таким же количеством света, получаемого к датчику , который позже усиливается при последующей обработке. Надеемся, что это еще не все ... РЕДАКТИРОВАТЬ: Ну, я не смог сделать это на некоторое время. Я все еще могу сделать это в какой-то момент. А пока я тоже укажу на эту статью это говорит о сравнении нативных и не нативных значений ISO и количества шума в них, что, хотя статья и не говорит об этом, я думаю, вероятно, напрямую связано именно с этим вопросом.

TL; DR:  чтобы свести к минимуму шум, пропустите как можно больше света через объектив (поскольку шум в основном вызван низким уровнем освещенности), используя соответствующие настройки диафрагмы и скорости затвора.

Затем, сохраняя эти настройки постоянными, увеличьте ISO насколько это возможно (без срезания бликов), так как это уменьшит долю сигнала, который является шумом чтения.

Чем ниже ISO, тем лучше?

Нет!

Для фиксированного количества света, поступающего в камеру, снижение ISO не приведет к снижению шума (улучшенное отношение сигнал / шум). Единственный способ уменьшить шум - это совместить понижение ISO с пропусканием большего количества света, открыв отверстие или оставив затвор дольше открытым.

Если количество света, которое вы можете пропустить, ограничено (вы достигли максимальной диафрагмы и не можете использовать более длинную выдержку затвора без создания размытия), то использование максимально возможного значения ISO (без срезания бликов) приведет к наименьшему шуму в образ. Это может показаться нелогичным и привести к снижению голосов (пока семь!), Поэтому позвольте мне объяснить (см. Мой ответ на комментарии в конце).

Высокие значения ISO не вызывают шум, недостаток света вызывает шум. Причина, по которой люди ассоциируют высокие значения ISO с шумом, заключается в том, что когда вы увеличиваете настройку ISO в режиме приоритета выдержки или диафрагмы, камера либо закрывает диафрагму, либо увеличивает скорость затвора для компенсации, что уменьшает количество света, попадающего в камеру.

Вот объяснение того, почему слабое освещение приводит к шуму:

Одним из важных источников шума на изображениях является случайный характер света, который называется фотонным шумом или дробовым шумом. Фотоны испускаются случайным образом из источников света. Если вы собираете много фотонов, случайность усредняется, и вы получаете почти одинаковое число, испускаемое в каждом направлении. Если вы соберете гораздо меньше фотонов, число, собранное в соседних пикселях (которые должны видеть один и тот же цвет), может отличаться, давая изменения яркости, называемые шумом или зернистостью. Вот как недостаток света приводит к шуму. Смотрите Википедию: Shot noise .

Еще одним источником шума является шум чтения. Шум считывания возникает, когда аналоговые заряды на датчике оцифрованы (считаны). Шум считывания приблизительно постоянен по отношению к количеству захваченных фотонов. Увеличение ISO усиливает сигнал и, следовательно, шум фотонов, но шум считывания остается прежним.

Если вы используете более низкий ISO (с тем же количеством света, поступающего в вашу камеру), вы получите недоэкспонированное изображение, и когда вы осветлите его в посте, вы увеличите как фотонный шум, так и шум чтения . Ваш общий шум будет выше.

Вот пример этого эффекта на практике:

Эти изображения были сняты с одинаковыми настройками ISO и обработаны точно так же. Нижний явно более шумный, несмотря на то, что он выстрелил в ISO 100.

Если вы построите график зависимости шума от ISO для каждой пары выдержка / диафрагма, вы обнаружите, что шум всегда увеличивается (иногда только незначительно) при уменьшении ISO . Поэтому я не понимаю, как можно утверждать, что высокие значения ISO приводят к более шумным изображениям, учитывая, что при прочих равных условиях низкие значения ISO дают больше шума!

Ответ на комментарии

Извините, но ваше объяснение не меняет того факта, что ваше основное утверждение неверно. Обычно вы хотите использовать самый низкий ISO, который обеспечит правильную экспозицию с помощью полезной комбинации выдержки и диафрагмы.

Метод, который вы используете, не имеет никакого реального значения, когда вы думаете об этом, используя автоматический режим и выбор значения ISO, в результате чего значение диафрагмы / диафрагмы будет настолько длинным / широким, насколько вы можете обойтись, равносильно установке затвора / диафрагма должна быть как можно более длинной / широкой, а затем установить ISO для получения правильной экспозиции.

Тем не менее, я не предлагал методологию съемки, главное, что я хотел сказать, чтобы минимизировать шум, вы хотите пропустить как можно больше света, учитывая, что вы достигли этого с помощью затвора / диафрагмы / вспышки или чего-то еще, ISO должно быть как можно выше (до выделения клипа), так как все остальное приведет к недоэкспонированию и, следовательно, к большему шуму при чтении.

если вы действительно измените выдержку и / или диафрагму (следуя закону взаимности, как обычно), то догадайтесь, что: вы получаете больше фотонов на сенсоре для той же «экспозиции» (назовите это EV, как скорректировано для ИСО под вопросом)! Итак, меньше шума!

Да, но вы не можете увеличить ISO и в то же время изменить настройки, чтобы уменьшить количество света, а затем сделать вывод, что у вас больше шума, потому что вы используете более высокий ISO. Особенно, когда вы можете показать, что если вы увеличиваете ISO самостоятельно, вы уменьшаете шум!

Это все равно что покупать автомобиль с меньшим двигателем, чтобы уменьшить расход топлива, ездить везде с опущенной ногой на пол и делать вывод, что небольшие двигатели увеличивают расход топлива! Измените одну переменную за раз.

По поводу заявления:

Чем ниже ISO, тем лучше?

Кажется, существуют разные мнения по этой теме, и хотя они могут показаться взаимоисключающими, я не уверен, что это так. Здесь нет ничего сложного «Да, настройка X ISO всегда лучше». Я думаю, что лучше, очень зависит от контекста ... от того, что вы пытаетесь снять, и какой свет доступен.

Две точки зрения, выраженные таким образом, включают в себя:

• Используйте максимально возможное значение ISO, чтобы максимизировать насыщенность (и, следовательно, минимизировать шум) без срезания бликов.
• Используйте минимально возможное значение ISO, чтобы свести к минимуму шум при использовании правильной выдержки и диафрагмы для достижения правильной экспозиции.

Общее мнение заключается в том, что наилучшим подходом является выбор минимально возможного значения ISO для достижения надлежащей экспозиции. Это утверждение в значительной степени скрыто от смысла, однако, поскольку самый низкий возможный ISO не обязательно должен быть ISO 100. Вы можете быть вынуждены использовать более высокую скорость затвора или более узкую диафрагму для достижения необходимых творческих эффектов, которые вы хотите, заставляя вас использовать более высокий ISO для поддержания правильной экспозиции. Вы также можете столкнуться с проблемами с доступным светом и достичь пределов объектива (то есть максимальной диафрагмы) и быть вынужденным использовать более высокий ISO для достижения правильной экспозиции. Я думаю, что это то, что Мэтт Грум пытался сделать.

Запрещение каких-либо особых творческих потребностей (например, выдерживающей действие выдержки затвора или большой глубины резкости при малой апертуре), самой низкой настройке ISO с необходимой выдержкой и диафрагмой для получения «правильной» экспозиции (то есть экспозиции, которая не подвергается чрезмерному или недостаточному воздействию, или если вы следуете ETTR, то тот, который не унесет никаких основных моментов), тем не менее, является лучшей практикой. Это можно легко продемонстрировать, как показывают примеры снимков ниже. Этот набор примеров снят с нескольких вещей:

1. Для короткой выдержки не требуется, поэтому для получения правильной экспозиции может потребоваться столько времени, сколько необходимо.
2. Здесь нет требований к глубине резкости, поэтому подойдет самая широкая диафрагма.
3. Доступный свет исправлен, и не может быть изменен.
4. Штатив и расцепитель кабеля будут использоваться для устранения дрожания камеры.

Самый четкий снимок, как вы можете видеть, снимок ISO 100. При максимальной диафрагме для ISO 100 требуется время выдержки 0,6 секунды. Это довольно долго, но поскольку движения не было, длительная выдержка не является проблемой. Снимок ISO 1600 по-прежнему правильно выставлен и использует выдержку ровно на четыре ступени быстрее, чем снимок ISO 100. Несмотря на то, что он должным образом подвергается воздействию, очевидно, что имеется дополнительный шум. Последним снимком был еще один снимок ISO 100 с теми же настройками, что и снимок ISO 1600, со значением экспозиции, настроенным на + 4EV в Lightroom. Уровень шума на этом снимке, очевидно, намного выше, чем у двух других, поскольку он был улучшен в цифровом виде.

Учитывая эти примеры, мы можем прийти к нескольким логическим выводам:

• Использование минимального значения ISO для сцен без движения при съемке со штативом приведет к минимально возможному шуму.
  • Общее для пейзажей и натюрмортов.
  • Необычный для спорта, дикой природы, птиц или любых других экшн-фотографий.
  • Зависит от таких вещей, как портретная съемка, однако, поскольку вы обычно можете контролировать количество доступного света для портретов, обычно возможен низкий ISO.
• Использование минимального значения ISO для сцены, которая позволяет правильно выставить экспозицию, минимизирует шум, но не может быть минимально возможным шумом.
  • Если вам нужно заморозить действие с высокой скоростью затвора или увеличить уровень резкости с узкой апертурой, вам может потребоваться увеличить ISO, чтобы сохранить экспозицию.
• Съемка с самым низким ISO независимо от ситуации - плохая идея.
  • Это часто приводит к недостаточному облучению (возможно, серьезному), когда доступный свет не является оптимальным.
  • Это приведет к значительно большему шуму, когда экспозиция корректируется при постобработке.

Я думаю, что хороший способ узнать, какие настройки ISO лучше всего подходят для различных сцен и освещения, - это установить ISO на Авто, использовать ручной режим, сделать несколько снимков и просмотреть результаты. Автоматический экспонометр камеры всегда будет пытаться создать «правильную» экспозицию, и когда у вас есть сцена с широким диапазоном тонов, она должна выбирать правильную настройку большую часть времени. Вы также можете попробовать вручную установить более высокое или более низкое значение ISO, чем то, которое камера выбирает автоматически, и повторно сделать снимок, чтобы увидеть результаты. За исключением, может быть, пейзажной и натюрмортной фотографии, вы, вероятно, не найдете ни одного «правильного» или «лучшего» параметра ISO. Тем не менее, я верю, что общее правило всегда будет таким:

Используйте самое низкое значение ISO, которое вы можете, сохраняя при этом правильную экспозицию для того типа снимка, который вы делаете.

Для натюрморта это, вероятно, всегда будет минимальный собственный ISO (без использования какого-либо расширения ISO). Для пейзажа это, вероятно, будет меньше ISO, например, 100 или 200. Для боевиков, включая спорт, дикую природу, птиц, детей и т. Д., Самый низкий ISO может меняться для каждого снимка и может варьироваться от ISO 200 до ISO 3200 или за его пределами, и это будет очень зависеть от доступного света. Много света позволит вам использовать более низкий ISO, меньше света будет диктовать более высокий ISO. Независимо от того, какой ISO вы используете для боевых действий, есть еще одно хорошее правило:

Всегда лучше сделать снимок, чем пропустить его, потому что вам не нравятся настройки камеры, необходимые для его съемки.

Даже если вам нужно использовать ISO 3200 для получения достойных снимков в помещении с помощью объектива f / 1.4, по крайней мере, вы получите снимки. Эти снимки ISO 3200 будут иметь более низкий уровень шума, чем снимки ISO 1600, которые вы недоэкспонируете, а затем исправите с помощью постобработки, как показано в (довольно экстремальном) примере выше. В наши дни алгоритмы подавления шума также довольно продвинуты и могут значительно снизить уровень шума при высокой ISO-съемке до более приемлемых уровней. Это снова делает использование более высокого ISO, который обеспечит правильную экспозицию, лучшим вариантом, чем более низкий ISO, который, вероятно, недоэкспонируется и потребует коррекции после обработки.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Дальнейшие исследования, чтобы покрыть утверждения Мэтта об ISO, привели к другому образцу изображения. Изображение ниже разделено на четыре полосы, две из которых представляют экспозицию в соответствии с методологией Мэтта, а две представляют экспозицию, где ISO поддерживается как можно ниже. Утверждение заключалось в том, что при попытке экспонирования сцены вы устанавливаете диафрагму и затвор, а затем используете максимально возможное значение ISO без сглаживания бликов и корректируете экспозицию посредством постобработки, уменьшая EV, чтобы получить изображение с наименьшим шумом. Это противоречит обычному утверждению о том, что следует использовать самый низкий уровень ISO и отрегулировать диафрагму и / или затвор для достижения правильной экспозиции для поддержания минимально возможного шума.

Первая и третья полосы на изображении выше были сняты, выбрав определенную выдержку затвора и диафрагму, а затем, насколько это возможно, подняли ISO, не срезая блики. Вторую и четвертую полосы на изображении выше сняли, выбрав ISO 100 и определенную диафрагму, и отрегулировав выдержку затвора для достижения правильной экспозиции (без ETTR.) Оба изображения были исправлены в постпроизводстве с помощью функции Lightroom «Auto Tone», что немного уменьшило экспозицию изображения с высоким ISO и практически не изменило изображение ISO 100.

Разница между этими двумя снимками составляет три ступени ISO, а повышенный уровень шума изображения ISO 800 очень четок в оттенках. В средних тонах наблюдается некоторое увеличение шума на изображении ISO 800 по сравнению с изображением ISO 100. На всех уровнях тональности мелкие детали теряются в той или иной степени на изображении ISO 800 по сравнению с изображением ISO 100. Это можно наблюдать, исследуя пульт дистанционного управления в его подставке, на передней части ладони и в любых теневых тонах. В средних тонах и ярких участках уровни шума недостаточно высоки, чтобы вызвать существенное ухудшение качества печати. Однако уровень шума в полутонах и тенях может влиять на мелкие детали, например, при съемке с макросъемкой или любыми фотографиями, которые выходят за пределы разрешения объектива или датчика.

Хотя отрицательная компенсация экспозиции при постобработке действительно снизила уровень шума изображения с высоким ISO до более приемлемых уровней, нет никаких сомнений в том, что использование минимально возможного значения ISO приведет к меньшему шуму, чем даже пост-процессная компенсация негативного воздействия высокого ISO образ.

Реальный вопрос в том, всегда ли уместно использовать самый низкий из возможных ISO? Если вы можете выставить сцену, которую вы пытаетесь снять, без каких-либо нежелательных побочных эффектов, таких как размытие, недодержка и т. Д., То выберите самый низкий реальный ISO, какой вы можете (расширенные настройки ISO обычно достигают более низкого значения ISO с помощью цифрового, а не аналогового, означает ... поэтому следует избегать использования, например, расширения ISO 50.) Если вы не можете подвергайте сцену, которую вы пытаетесь захватить, без каких-либо нежелательных побочных эффектов, что может иметь место при фотографировании спорта или дикой природы, фотографировании концертов или выполнении многих видов фотосъемки в помещении, включающей какое-либо действие, с последующим увеличением ISO до минимально приемлемого уровня это позволит вам правильно выставить вашу сцену (т.е. устранить размытость, выставить на нужном уровне и т. д.).

Если у вас есть запас мощности, переэкспонирование путем выбора максимально возможного значения ISO без обрезки выделенных участков и применения некоторой отрицательной компенсации экспозиции при постобработке может помочь смягчить влияние шума очень высокого значения ISO и будет лучшим выбором, чем выбор ISO это слишком мало, затем применяется некоторая положительная компенсация экспозиции при постобработке (которая только усилит эффект шума).

ISO - это чувствительность сенсора, будь то пленка или цифровой. Теоретически, ISO для цифровой камеры должен быть таким же, как для пленочной камеры.

ISO на пленке определяется размером зерна химического вещества. Это будет означать, что разрешение будет лучше при использовании пленки с более низким ISO. Кроме того, поскольку зернистость пленки - это все или ничего, это приведет к некоторой пятнистости или шуму.

Способ достижения ISO в цифровой камере может помочь понять, почему это важно, и почему использование более высокого ISO не всегда хорошо. Я не знаю, как это было достигнуто в кино, поэтому я не могу говорить с этим, но я думаю, что он использует несколько схожих принципов.

Прежде всего, Мэтт проделал отличную работу, объясняя различные источники шума. То, что происходит в камере, сводится к следующему.

1. Свет попадает на датчик.
2. Сигнал с датчика передается через схему усиления . Величина усиления зависит от используемой настройки ISO.
3. Затем значение сигнала пропускается через А2D-преобразователь . Для этого необходимо преобразовать усиленный сигнал в диапазон от 0 до 255 (или выше, в зависимости от количества бит в преобразователе), цифровой сигнал.

Затем камера может удалить некоторые из основных источников шума, особенно шум «темного тока». Это сигнал, если вы выставите полную черноту.

Так что же на самом деле происходит, когда вы включаете ISO? Есть два основных пути, о которых я расскажу ниже.

Если значение ISO увеличивается, а скорость затвора соответственно уменьшается, то уровень сигнала, поступающего в преобразователь A2D, остается прежним. Однако количество сигнала на датчике уменьшается. Это означает, что любой шум, зависящий от датчика, будет усиливаться. Это включает в себя такие вещи, как Shot Noise. Некоторые другие формы шума не будут усилены.

Второй вариант - если исходное изображение недоэкспонировано, но ISO обеспечивает его правильную экспозицию. Можно контрастно усилить недоэкспонированное изображение, чтобы оно имело тот же максимум / мин, что и правильно экспонированное изображение. Сигнал, выходящий из преобразователя A2D, будет эффективно иметь меньший диапазон. Это оставит только несколько уровней освещенности, что приведет к гораздо более шумно выглядящему изображению, чем к правильно экспонированному изображению.

Несколько других интересных вещей. Датчики имеют тенденцию кровоточить, если они насыщены соседними пикселями. Если изображение увеличивается в ISO и уменьшается скорость затвора, то оно не будет насыщено на самом FPA, удаляя некоторые артефакты. Это может привести к несколько лучшей производительности при насыщении.

В целом, высокий ISO на цифровой камере будет иметь меньше шума, чем тот же ISO на пленке, благодаря гораздо лучшему способу достижения высокого ISO.

Надеюсь, это не было слишком технически, но я просто рад поделиться своими знаниями по электротехнике с сообществом :-) Дайте мне знать, если у вас есть еще вопросы, и я постараюсь объяснить это еще лучше.

Чтобы ответить на второй вопрос, я бы сказал, что более низкий ISO не всегда лучше, но в целом лучше использовать самый низкий ISO, какой только можно. Например, если вы снимаете в помещении, более высокое значение ISO позволит вам использовать более короткое время экспозиции, что приведет к уменьшению размытости при движении. Обычно я использую самое низкое значение ISO, которое позволяет мне не превышать ручного ограничения скорости затвора 1 / lens_length. Но всегда есть исключения.

Скорость фильма

В аналоговой фотографии ISO измеряет чувствительность пленки к свету. Пленка с более высокой скоростью быстрее достигнет точки насыщения (или передержки).

Вы можете использовать пленку с низким ISO при ярком освещении. В диммерных ситуациях может потребоваться более широкая диафрагма, чем у вас есть, или очень длинная выдержка.

Вы можете использовать пленку с высоким ISO, когда недостаточно света для правильной экспозиции. Однако, если вы используете его с большим количеством света, вам придется ограничить свет, поступающий на вашу камеру, выдержкой и диафрагмой.

(Не очень хорошо разбирается в аналоговой фотографии, поэтому здесь не так много информации.)

Цифровая ISO

В цифровой фотографии ISO в основном это :

Это просто произвольное число ^1, которое описывает степень усиления, примененную к аналоговому сигналу ² от датчика перед преобразованием его в цифровой номер. Он представляет, сколько фотонов требуется для получения значения «один» в результирующем цифровом пикселе.

Это не описывает чувствительность датчика.

Увеличение ISO не позволит вам видеть больше света в темноте и не будет насыщать датчик быстрее. Он просто растягивает сигнал, поэтому для получения того же значения пикселя требуется меньше света, что также усиливает шум. Таким образом, изображение будет насыщаться быстрее, но вы не будете использовать весь потенциал датчика.

Это хорошо или плохо?

Так что, если ISO усиливает шум, не всегда ли лучше? Нет. Если у вас недостаточно света, единственной альтернативой высокому ISO является усиление изображения при постобработке, что усилит все тот же шум, который вы получите при использовании ISO. Еще хуже, это добавит еще больше шума. ³

Тогда откуда исходит общее заблуждение, что больше ISO равно больше шума? Потому что люди, привыкшие к аналогу, выбирали номер ISO и придерживались его, а затем устанавливали экспозицию, чтобы предотвратить переэкспонирование полученного изображения.

Это вверх ногами, потому что вы ограничиваете количество полезного света, попадающего на датчик, чтобы удовлетворить произвольно выбранное ограничение .

Вместо этого выберите лучшую диафрагму и выдержку для ваших условий. Это минимизирует шум выстрела. Затем увеличьте максимально возможное значение ISO, чтобы избежать чрезмерного шума при чтении.

Или просто дайте камере выбрать ISO для вас автоматически.

Примечания:

¹ Они устанавливают цифры, чтобы изображение выглядело как изображение, снятое на пленке с такой же скоростью ISO при аналогичных условиях. К сожалению, они не учитывают размер датчика, что еще больше запутывает общий миф о том, что датчики большего размера лучше в условиях низкой освещенности.

² Некоторые камеры обманывают, также усиливая цифровой сигнал после аналого-цифрового преобразования. Это не помогает с мифом о том, что более высокий ISO производит больше шума, когда в действительности все наоборот.

³ Дополнительный шум называется шумом чтения, который вводится аналого-цифровым преобразователем после применения ISO.

В цифровой фотографии рейтинг скорости ISO не характеризует чувствительность датчика. Настройка скорости ISO на цифровой камере контролирует степень усиления / умножения сигнала от датчика после того, как данные уже получены. Чувствительность ISO не контролирует чувствительность датчика и больше похожа на «толчковую» обработку пленки, таким образом контролируя общую яркость результата.

Из-за ограничений аналого-цифровых преобразователей в некоторых камерах более высокое значение ISO может привести к меньшему шуму и меньшему затенению теней.

Что я пропустил во всех ответах до сих пор, так это то, что ISO в основном эквивалентен рейтингу ASA пленки, описывая материальную константу, описывающую отношение светового воздействия (интеграл по времени от плотности светового потока на площадь) к насыщению среды (пленка). отрицательные или максимальные значения датчика / файла в цифровом формате). Если вы работаете с более крупными датчиками / пленками / пластинами, сохраняя при этом то же значение ISO / ASA, вам понадобятся физически большие апертуры, чтобы покрыть большую площадь с той же яркостью. Для того же кадрирования у вас будет пропорционально большее фокусное расстояние, поэтому оказывается, что такие соотношения, как f / 2.8, хорошо сочетаются со значениями ISO и временем экспозиции, чтобы определить правильную экспозицию.

Теперь у пленки есть зерно, и пленка с более высокой чувствительностью достигнет своих результатов за счет более высокого размера зерна. Аналогичным образом, более высокая чувствительность для цифровых датчиков достигается за счет увеличения количества пикселей, что приводит либо к уменьшению количества пикселей, либо к увеличению размера датчиков. Очень регулярная сетка цифрового датчика и сравнительно высокая эффективность по сравнению с пленкой на самом деле делает еще один важный фактор: шум. Это происходит как электронный шум усиления / количественного определения, а также статистический шум регистрации фотонов (последний в некоторой степени относится к пленке, поскольку он также подвержен вероятности взаимодействия фотон / зерно). Вы можете хранить пленки в темноте в течение нескольких месяцев без изменений, но вы не можете запустить электронный датчик в темноте без получения сигнала.

Теперь для значительного количества цифровых датчиков существует переменное (в зависимости от ISO) аналоговое усиление сигнала датчика перед оцифровкой, поэтому выбор ISO оказывает постоянное влияние на содержимое вашего необработанного изображения. Если я правильно помню, сенсоры Sony под брендом «Exmor» не имеют такого аналогового усиления, поэтому их необработанные данные изображения не зависят от настроек ISO, и ISO больше зависит от примененной постобработки, которая масштабирует эти данные до некоторой желаемой яркости.

Таким образом, в основном, чем выше число пикселей, тем больше шума вы можете ожидать при более высоких значениях ISO, и большие сенсорные области помогут противостоять этому. Распределение более сложной электроники для КМОП-датчиков по большим площадям также помогает поддерживать низкое производство тепла для постоянно используемых датчиков (требуется для беззеркальных камер и / или просмотра в режиме реального времени или видео), а нагрев датчиков является еще одним источником шума.