Я много раз слышал, что для минимизации шума самое высокое значение ISO, которое вы хотите использовать, составляет ISO 1600, и что независимо от того, какую камеру или датчик вы используете, как только вы преодолеете этот порог (ISO 1600), шум будет расти экспоненциально.
Некоторые говорят, что это математика, но некоторые говорят, что это связано со способом обработки сигнала, например, с тем, как применение огромного усиления в аудиооборудовании вызовет искажения.
В основном они утверждают, что ISO 1600 математически является наиболее «экономичной» чувствительностью для снижения шума.
Почему это?
Я знаю, что производительность ISO улучшается, извините, но вопрос не об этом. У меня была 2,0-мегапиксельная камера, а ISO 200 была ерундой, так что я знаю, насколько все улучшилось и будет улучшаться дальше.
После переваривания пространных ответов кажется, что ISO 1600 — это предел усиления аналогового сигнала, по крайней мере, на некоторых моделях. За пределами ISO 1600, в зависимости от марки, для усиления сигнала используются различные цифровые алгоритмы (цифровой толчок). Так как это цифровое воздействие воздействует на шум фотонной стрельбы и шум считывания, так как это происходит после АЦП, общий результирующий уровень шума высок.
Это то, что я понял в совокупности из ответов, я все еще немного смущен, если я правильно понял, поэтому, пожалуйста, поправьте меня.
Мне все еще интересно, как я узнаю предел аналогового усиления моей камеры? Если я хочу знать, когда происходит цифровое продвижение Canon/Nikon, доступна ли такая информация на их веб-сайтах? Или это секрет?
В ISO 1600 нет ничего особенного , хотя в некоторых случаях значения ISO выше 1600 приводили к менее эффективным и рациональным способам усиления сигнала изображения. Когда вы устанавливаете ISO на камере, это просто указывает камере изменить точку максимальной насыщенности сенсора, от которой будет усиливаться сигнал. Увеличение ISO обычно заставляет камеру усилить сигнал до того, как нижестоящая электроника добавит больше электронного шума и шума квантования, поэтому использование более высокого значения ISO в камере обычно (с оговорками) лучше, чем использование низкого значения ISO и увеличение экспозиции в постобработке , когда это возможно. t получить достаточно света вниз линзы.Нет никакой специальной математики в отношении ISO 1600, которая является «лучшей» настройкой высокой ISO для минимизации шума во всех случаях , однако в некоторых случаях может быть характерная для бренда механика усиления, которая влияет на качество шума при высокой ISO . Шум является функцией двух ключевых факторов: электронного шума, присутствующего в цепи датчика и вносящего меньший вклад в шум, и фотонного шума, иногда называемого гауссовским шумом, который вносит основной вклад в шум. То, как проявляется шум (качество шума), зависит от метода(ов) усиления.
Шум является атрибутом сигнала изображения и, в конечном счете, связан с конструкцией датчика, характером его изготовления, отношением сигнал/шум (S/N) , коэффициентом усиления сигнала, эффективностью АЦП и рядом других факторов. Эти факторы различаются от бренда к бренду, от модели к модели, а в некоторых отношениях даже от одной камеры к другой одной и той же модели. Новые датчики, как правило, имеют меньший уровень шума, чем старые датчики, независимо от размера пикселя или используемой настройки ISO. Максимальное используемое значение ISO может отличаться для двух образцов одной и той же камеры (что часто рекламируется как в случае с зеркальными фотокамерами Canon 7D) и для камер разных поколений (таких как Canon 400D и 650D).
Электронный шум , который может иметь различные формы, такие как шум с фиксированной структурой (FPN), шум с горизонтальными и вертикальными полосами (HVBN), часто имеет неестественную структуру и, таким образом, является очень нежелательным, но влияет только на самые низкие уровни сигнала изображения (т.е. глубокие тени). По мере увеличения значения ISO электронный шум проявляется все меньше и меньше и в конечном итоге полностью подавляется фотонным шумом.
Фотонный шум является результатом случайного характера света, который подчиняется распределению Пуассона на датчике. Это означает, что фотоны случайным образом попадают на датчик, но при достаточно высоком уровне сигнала их распределение примерно равномерно, и, таким образом, фотонный шум проявляется одинаково в любом месте датчика . Фотошум составляет подавляющее большинство шумов на цифровой фотографии, на несколько порядков больше, чем электронный шум (за исключением фотографий с неправильной экспозицией, где сигнал составляет лишь малую долю от полной емкости лунки, или FWC).
Есть несколько факторов, которые влияют на то, насколько сильно фотонный шум будет проявляться на фотографии. Исторически сложилось так, что чем больше размер пикселя, тем меньше будет этот тип шума . Фотодиод чувствителен к свету по площади ... глубина проникновения фотонов в кремний фотодиода не является фактором насыщения пикселей. Пиксели большего размера обычно позволяют использовать более высокие настройки ISO, поскольку они захватывают больше фотонов в единицу времени. Больше фотонов в единицу времени означает больше фотонов в целом для любой заданной экспозиции, что увеличивает отношение сигнал/шум. Более высокое отношение сигнал-шум позволяет использовать более высокий коэффициент усиления (подробнее об этом чуть позже) при преобразовании сигнала аналогового датчика в цифровой сигнал (файл RAW), который в конечном итоге используется для создания изображений JPEG и TIFF с последующей обработкой. программного обеспечения.
Усиление — это коэффициент преобразования электронов (e-) в цифровые единицы (DU). Камера, которая преобразует ровно один e- в один DU, имеет «единичное усиление». Большинство камер достигают единичного усиления при какой-то точной (но, возможно, невыбираемой) настройке ISO. Чаще выигрыш является дробным, например, 5,7 e- на каждый DU. При каждом увеличении ISO усиление падает на один и тот же коэффициент. Если у вас коэффициент усиления 5,7 e-/DU при ISO 100, вы получите 2,85 e-/DU при ISO 200, 1,425 e-/DU при ISO 400, 0,7125 e-/DU при ISO 800 и 0,35625 e- /DU при ISO 1600. При увеличении ISO вы теряете отношение сигнал/шум (S/N). Низкий сигнал/шум никогда не бывает хорошим... он всегда означает больше шума из-за меньшего усиления сигнала. Меньший сигнал означает меньшую точность цветопередачи и меньшую детализацию.
Новые сенсорные технологии увеличивают генерацию полной емкости за генерацией, даже когда площадь пикселя сокращается за счет использования более эффективных средств направления фотонов на светочувствительную поверхность, а не на светопоглощающие поверхности и компоненты. Относительно недавнее внедрение микролинз в датчики CMOS помогло направить фотоны на чувствительную поверхность фотодиода, а не на проводку считывания и другие нечувствительные поверхности. Технология Lightpipe использует материал с высоким показателем преломления под специально настроенными микролинзами, чтобы помочь направить свет через канал считывающей проводки над фотодиодом, так что большая его часть достигает диода, а не отражается от проводки. Датчики с задней подсветкойпросто переверните всю структуру, подвергая фотодиод прямому воздействию света, устраняя необходимость во всех других структурах. Все это улучшает «квантовую эффективность» (КЭ) или общую скорость преобразования фотонов в электроны в датчике. Сенсоры с более высоким QE поддерживают более высокое максимальное отношение сигнал/шум, что, в свою очередь, поддерживает более высокое усиление при ISO 100... что еще больше поддерживает более высокое усиление при более низком значении ISO. Более высокий коэффициент усиления, больше электронов на цифровую единицу, что снижает влияние фотонного шума при любом значении ISO.
Теперь о причинах, по которым ISO 1600 (в прошлом) во многих случаях было самым высоким «полезным» значением ISO. Некоторые бренды, такие как Canon и, в некоторых случаях, Nikon, используют более одного механизма для усиления сигнала, исходящего от сенсора. В последние несколько лет ISO 1600 обычно был последней настройкой ISO с «естественным усилением», за пределами которой для достижения следующей настройки ISO использовались дополнительные усилители или даже цифровое усиление. Canon, вероятно, худший преступникиспользовать альтернативные механизмы усиления. В камерах последнего поколения (7D, 5D II, 1D/s III и все серии Rebel до 650D) использовалось дополнительное аналоговое усиление в потоке пикселей... цифровое преобразование), для достижения значений ISO выше ISO 1600. Nikon использовал нечто подобное в датчиках собственного производства (любые камеры Nikon, да и любые другие бренды, использующие датчики Sony Exmor, используют радикально другой подход к управлению сигналом в целом). , поэтому они здесь не применяются.)
Для достижения ISO 3200 в прошлом использовалось стандартное аналоговое усиление на пиксель во время считывания пикселей для всех настроек ISO вплоть до ISO 1600, а затем дополнительное аналоговое усиление для потока пикселей, поступающего с сенсора. В некоторых камерах ISO 6400 будет использовать то же альтернативное аналоговое усиление после считывания. Настройки ISO выше ISO 6400 обычно использовали подсказку цифрового усиления метаданных, чтобы указать инструментам постобработки применить дополнительное цифровое усиление для достижения более высоких значений ISO. Такие настройки обычно назывались «расширенными» или «высокими» настройками ISO, и их можно было использовать только с полным шагом выше «родной» настройки ISO камеры. (Примечание: единственная причина, по которой кому-то может понадобитьсяиспользовать расширенную настройку ISO в камере было бы, если бы им абсолютно требовалась более высокая скорость затвора, чем можно было бы достичь с более низкой исходной настройкой ISO. Во многих случаях выбор более низкого значения ISO при требуемой выдержке, которая будет недоэкспонирована, все же может быть желательным, поскольку ручная фиксация экспозиции в постобработке обычно дает лучший результат, чем расширенное значение ISO в камере.)
Приведенная выше информация может применяться к камерам последних нескольких поколений, не включая текущее поколение. В более старых камерах Canon определенно используется встроенное аналоговое усиление, а также дополнительное аналоговое усиление после считывания, а также потенциальный жестко запрограммированный (т. е. не настраиваемый) +/- 1/3 ступени толчка или вытягивания, выполняемый камерой через заднее считывание . регулировка экспозиции сцены. Это нажатие/вытягивание, как правило, стоило вам потери около 1/3 ступени динамического диапазона. Камеры Nikon предыдущего поколения, в которых использовались датчики, разработанные Nikon, также использовали аналогичное высокое усиление ISO, хотя они , похоже, использовали аналоговое усиление для всех настроек ISO.(включая третьи ступени), что обычно приводило к лучшему IQ при высоких настройках третьей ступени ISO по сравнению с Canon без потери динамического диапазона. Текущее поколение камер от Canon, похоже, использует лучший подход к аналоговому усилению для настроек ISO вплоть до новых максимумов (25600 в случае их линий, отличных от 1D, и 51200 в случае 1D X), с дополнительным постом Усиление -read используется только для самых высоких значений ISO (по крайней мере, как показывает тестирование этих камер до сих пор).
Это означало бы, что максимальное используемое значение ISO для камер Canon подскочило с ISO 1600 как минимум до ISO 12800 и, возможно, даже до ISO 25600.для 1D X. Датчики Sony Exmor, которые в настоящее время используются большинством конкурентов Canon, включая Nikon, используют совершенно другую конструкцию датчика и архитектуру обработки. Максимальное значение сенсоров Exmor составляет исходное значение ISO 12800, а все дальнейшие настройки ISO — это расширенный режим ISO. Вплоть до ISO 12800 датчики Sony Exmor работают довольно хорошо, наравне с 5D III и 1D X. Кроме того, качество шума начинает довольно быстро разваливаться и обычно не выдерживает ISO 16000, 20000, 25600, 32000, 40000 и 51200. С другой стороны, у Sony Exmor почти нет шума при чтении, и он работает значительно лучше при ISO 100, 200 и в некоторой степени даже 400 с точки зрения динамического диапазона. Exmor DR быстро стал легендой, а датчик действительно великолепен для тех видов фотографии, которые потребляют динамический диапазон на завтрак (например, пейзажи).
Постоянный поток новых и улучшенных технологий постоянно меняет вещи. Всего четыре года назад Canon 450D и 40D едва могли снимать с ISO 800, а ISO 1600 практически непригодно. Поколение спустя ISO 1600 стало более удобным, а в случае 5D II и 1Ds III ISO 3200 даже можно было использовать в некоторых обстоятельствах. Сегодня я регулярно слышу, особенно от спортивных фотографов и фотожурналистов, что ISO до 16 000, 20 000, а иногда даже 25 600 на 1D X «полностью пригодны для использования», «даже для печати с некоторой постобработкой!» С математической точки зрения, электроны, цифровые единицы, усиление и все такое, я бы не сказал, что есть что-то конкретное, что называет ISO 1600 магическим числом ISO .. Самый высокий пригодный для использования ISO увеличивался от поколения к поколению, обычно примерно на одну ступень, но в последнее время с новейшими датчиками Canon он увеличился на целых три, а возможно, и на четыре ступени.
1600 — не волшебное число, но с современными технологиями многие зеркальные фотокамеры обычно дают плохие результаты при ISO 1600. С другой стороны, можно утверждать, что многие по-прежнему дают хорошие результаты при 3200 и 6400 — это зависит от аудитории и используемой технологии. знакомы с. Если вы читаете это на форуме со многими пользователями цифровых зеркальных камер потребительского уровня, то 1600, вероятно, является безопасным максимумом для современной технологии. Если вы относитесь к профессионалам, использующим топовое оборудование, такое как Nikon D800 или Canon 5DmkIII, они, безусловно, не остановятся на ISO 1600.
Взгляните на некоторые изображения с высоким значением ISO, сделанные камерой Canon 5DmkIII, здесь . ISO 12800 мне кажется совсем не плохим. Сравните это с ISO 800 на Canon Rebel XT, которым я снимал в прошлые годы, и они находятся на одном уровне. Это субъективно, но с моей точки зрения, я бы ни за что не остановился на ISO 1600 на 5DmkIII!
Чтобы прямо ответить на ваш вопрос - в ISO 1600 нет ничего особенного. Я предполагаю, что вы просто читаете много вещей, в которых упоминается эта цифра в данный момент времени. Цифра со временем будет меняться, и она уже есть у зеркалок профессиональной серии.
Насколько мне известно, это ложное утверждение. В ISO 1600 нет ничего постоянного, кроме того, что это ISO 1600. Технологии постоянно меняются, и сегодня ISO 1600 намного лучше, чем пять лет назад.
Показатели ISO также тесно связаны с размером сенсора. Взгляните на это сравнение между последними датчиками 2X, 1,5X и полнокадровыми датчиками последних камер. Я снимаю на Nikon D4 уже месяц и без колебаний использую ISO 6400. На Pentax K-5 я обычно останавливаюсь на ISO 1600 и настраиваю K-5 II на автоматическое достижение ISO 3200, но это примерно на одну остановку лучше.
В другом аспекте вашего вопроса нет такой вещи, которую вы хотели бы использовать без особых обстоятельств. Я хотел использовать очень шумные настройки, чтобы получить снимок, который в противном случае вообще не был бы в состоянии. Эти изображения могут иметь для меня ценность, несмотря на то, что они не подходят для больших плакатов.
ISO — это метафора из пленочной фотографии, которая действительно контролируется коэффициентом усиления сенсора до аналого-цифрового преобразования, до определенного момента. Этот тип усиления хорош, потому что он влияет только на некоторые части шума, которые выглядят хорошо и обычно не так уж и плохи. Затем для достижения более высокого ISO они «хитрят» и просто делают цифровой сдвиг, т.е. для каждого бита они сдвигают «ISO» в два раза, но это усиливает уродливый шум чтения, такой же, как если бы вы недоэкспонировали изображение и увеличили его на своем компьютере. На том поколении камер, которое у нас было в конце 2000-х годов, аналоговое усиление было до 1600, а затем мы могли достичь 3200 с помощью пользовательской настройки «высокий» (3200) — но это цифровое усиление, и вы можете увидеть на сайте sensorgen.info прямой эффект. это имеет шум чтения и DR:
http://sensorgen.info/CanonEOS_40D.html
http://sensorgen.info/CanonEOS_5D.html
Я знаю парня, который говорит, что некоторые камеры еще сложнее — они используют смесь аналогового и цифрового усиления, прежде чем переключиться на использование только цифрового. Может быть, это то, что происходит на никоне здесь, где 100-200 идет не так:
http://sensorgen.info/NikonD3100.html
Но на камерах нового поколения кажется ISO 3200 — это новые «1600»:
Использование максимального ISO 1600 — ужасное правило, ИМО. Да, при более высоких значениях ISO шум гораздо заметнее. Однако, в зависимости от камеры/сенсора, сцены и предполагаемого использования, держу пари, 3200, 6400 и, возможно, даже выше вполне приемлемы. Например, если вы поделитесь фотографией в Интернете, я уверен, что вы получите прекрасный результат при гораздо более высоком значении ISO. Точно так же, распечатав небольшой 4x6, я уверен, вы получите приемлемый результат. Печать 16x20 — это, конечно, отдельная история.
Всякий раз, когда это упоминается, другая вещь, которую я всегда думаю, это то, что человек, говорящий это, очевидно, не имеет большого опыта работы с фотографией, чтобы использовать пленку. Сегодняшнее ISO 1600 явно лучше, чем пленка ISO 400. Пленка ISO 400, безусловно, пригодна для использования.
И последний момент: лучше сделать шумную фотографию на высоких значениях ISO или вообще не снимать? Я знаю, что бы я выбрал — и выбирал много раз.
матдм
джриста
пользователь
Олин Латроп
Гэптон
Роб
Рид
Роб