Может ли ISO различаться на разных камерах?

Все мы знаем, что [ISO] + [выдержка] + [диафрагма] = отличная картинка. Теперь давайте возьмем две разные (очень!) камеры: Nikon D3100 и Nikon D800 и установим для них приоритет диафрагмы.

Настройки для одного и того же объектива, одного и того же снимка (скажем, на штативе), разных тел:
ISO 100, F5.6

Q1. Даст ли D800 более короткую выдержку, чем D3100?
Q2. Будет ли на картинке одинаковое количество шумов для обеих камер?

Если можете привести примеры, буду признателен. Мне интересно знать, будет ли лучшая камера делать более качественные снимки или все дело в умении и отличном стекле.

Обновление // Пропустил, что Д800 полнокадровый. Я не хотел рассматривать какую-либо разницу в этом виде (это много значит для света и изображения). Итак, если предположить, что оба датчика одинаковы (полный или кроп), как я вижу, у меня должны быть одинаковые настройки, одинаковая выдержка и немного малошумный для D800.

Я нахожу вопрос некорректным. Как можно изменить ISO? Переменными являются апертура и время. ISO установлен «Международной организацией по стандартизации» в качестве стандарта. Теперь, если это стандарт по определению, он не меняется. Просто говорю
Вопрос заключался в том, реагируют ли камеры по-разному на одном и том же ISO . Ответ (хороший) Мэтта Грума был «теоретически нет», но нужно учитывать множество факторов. Я хотел знать, может ли малобюджетная камера с ISO 100 «рисовать» то же совершенство, что и камера высокого класса. Похоже... нет, не будет, даже так должно быть по идее :)

Ответы (7)

Теоретически вы получите одинаковую выдержку с обеих камер. На практике это будет немного отличаться из-за различий в датчиках и алгоритмах замера, а также различий в фактическом f-stop, f / 5,6 никогда не будет точно f / 5,6. Даже если вы используете один и тот же объектив, вам придется увеличить масштаб (иначе вы получите другое изображение с другим содержанием, поэтому сравнение не имеет смысла), что может немного изменить фактическое число f, даже если камера все еще говорит f/5,6.

Получаете ли вы одинаковую яркость изображения — это отдельный вопрос, но опять же теоретически вы получите, но на практике она может варьироваться в зависимости от фактической (в отличие от заявленной) чувствительности камеры и алгоритма обработки RAW (и настроек профиля изображения). В пределах одного производителя разница в чувствительности, вероятно, не достаточна для беспокойства, однако между брендами она может быть больше (раньше Canon был на 1/3 ступени более чувствителен, чем Nikon).

Теоретически вы получите меньше шума с D800 — ее больший сенсор будет собирать в 2,25 раза больше света от объектива f/5.6. Больше света означает больше фотонов (усреднение фотонного шума) и больший сигнал (что помогает минимизировать электрические помехи от датчика). На практике есть много других факторов, которые различаются между сенсорами, количеством пикселей, квантовой эффективностью, шумом считывания, многие из которых идут вразрез с сенсором большего размера. Однако собранный дополнительный свет является значительным преимуществом.

Кроме того, разные камеры имеют разную чувствительность сенсора, поэтому разница может достигать 1EV (при сравнении некоторых моделей Fujifilm с Nikon D3200). Поскольку это обычно не имеет значения при сравнении камер одного и того же производителя, это может иметь огромное значение при сравнении камер разных компаний.
Мне кажется интересным, что в этом случае пиксели APS-C D3100 немного больше (4,94 микрометра), чем 4,7 микрометра пикселей полнокадровой D800. Сенсор на D800 в 2,25 раза больше, но содержит в 2,5 раза больше пикселей! При прочих равных условиях при 100-процентном кропе попиксельное сравнение у D3100 должно быть меньше шума, чем у D800. Конечно, более высокое разрешение D800 означает, что при отображении необрезанных фотографий одинакового размера D800 легко выиграет.
Обновление // Пропустил, что Д800 полнокадровый. Я не хотел рассматривать какие-либо различия в этом виде (я знаю, что это много значит для света и изображения), потому что я просто хочу сравнить настройки. Итак, если предположить, что оба датчика одинаковы (полный или кроп), как я вижу, у меня должны быть одинаковые настройки, одинаковая выдержка и немного малошумный для D800 (лучший датчик)?
Шумовые характеристики — не единственный фактор, влияющий на цену. Canon 50D, например, был немного шумнее, чем 40D, который он заменил. Более дорогая камера может иметь или не иметь «лучший» сенсор. В целом да, но каждое последующее поколение камер улучшается до такой степени, что сегодняшние камеры начального уровня имеют лучшие сенсоры, чем лучшие модели всего несколько лет назад. Другие функции этих камер делают их более желанными для некоторых покупателей, поэтому подержанный 8,2-мегапиксельный Canon 1D mk II все еще может продаваться дороже, чем новый 18-мегапиксельный Rebel T4i.

Нет , редко будут. Если они и есть, то чисто случайно. Учитывая, сколько времени я потратил на сравнение камер, хотелось бы, чтобы изображения совпадали, но в большинстве случаев это просто не так. В игре несколько факторов:

  • Замер: Каждая камера имеет свою систему замера , и нередко можно увидеть полную остановку или больше разницы, особенно при столкновении с высококонтрастной сценой.
  • ISO : Теоретически один и тот же ISO дает одинаковую чувствительность, но камеры могут отличаться до половины ступени. В большинстве случаев это меньше, но все же достаточно часто некоторые люди измеряют ISO-эквивалентность камер.
  • Объективы : значение диафрагмы объектива учитывает размер его отверстия, но не количество пропускаемого света. Для критически важных приложений светопропускание измеряется T-stop, и некоторые высококачественные кинообъективы указываются именно таким образом, а не F-step. Конечно, вы можете установить один и тот же объектив на обе камеры, но для получения одинакового света они должны иметь датчики одинакового размера.
  • Тоновая кривая : то, как камера интерпретирует свои данные и формирует из них изображение, зависит от модели и даже настраивается с помощью параметров изображения. Это применимо в камере, если вы снимаете в формате JPEG или TIFF, и применяется в программном обеспечении, если вы снимаете в формате RAW. В любом случае здесь есть много возможностей для получения разных результатов.

Теперь это означает, что картина будет другой, но не обязательно лучше. Я видел более дешевые камеры с лучшими системами замера, чем более дорогие, и наоборот. Что вы можете ожидать от лучшей камеры (с большим сенсором, более современной и т. д.), так это изображения лучшего качества.

Не путайте качественное изображение с отличным изображением. Это не связано, первое требует качественного оборудования, второе требует выдающегося фотографа.

  1. Скорость затвора будет точно такой же.
  2. Уровень шума будет другим. Хотя на 100 исо глазом разницы не увидишь. Различия в IQ будут более очевидны, когда вы выставите ISO. здесь вы можете увидеть несколько примеров изображений (Nikon D800, D3s и D7000):

http://nikonrumors.com/2012/04/10/nikon-d800-vs-d3s-and-d7000-comparison-by-cary-jordan.aspx/

У D800 полнокадровая матрица, у D3100 кропнутая. По сути, чем больше пиксели, тем лучше будет качество при высоких значениях ISO.

Если вы сравните высокую производительность ISO D800 (36 МП) и D4 (16,2 МП), вы увидите, что D4 производит меньше шума при тех же настройках ISO.

Вот хорошая ссылка со сравнением ISO:

http://www.kenrockwell.com/tech/comparisons/2012-04-05-High-ISO/index.htm#25600

Выдержка не обязательно может быть одинаковой — разные камеры могут иметь разные алгоритмы замера, и в зависимости от того, как настроены две камеры, они могут по-разному интерпретировать сцену и выбирать разные выдержки.
@NickMiners, да, ты прав. Скорость затвора может немного отличаться в зависимости от ситуации. Но эта разница не должна быть очень большой (при условии, что кадрирование точно такое же).
В этом случае пиксели APS-C D3100 немного больше (4,94 микрометра), чем 4,7 микрометра пикселей полнокадровой D800. 36,56 МП в формате 2,25 — немного более плотная, чем 14,41 МП в APS-C.

При одинаковых настройках ISO и диафрагме экспозиция, как правило, будет одинаковой для любой камеры с любым объективом. Настройки ISO и значения диафрагмы разработаны таким образом, чтобы они были одинаковыми для разных устройств.

Конечно, между разными объективами и камерами могут быть небольшие различия. Установка одной камеры на ISO 100 может фактически сделать ее эквивалентной ISO 97, в то время как в другой камере она может быть эквивалентна ISO 104.

Кроме того, разные камеры могут по-разному экспонировать одну и ту же сцену в зависимости от используемого метода измерения экспозиции.

Количество шума в основном зависит от настройки ISO. При ISO 100 практически нет шума для любой современной зеркальной камеры. При более высоком значении ISO вы можете увидеть разницу в шуме, обычно камера в более дорогом сегменте дает меньше шума.

Отношение сигнал/шум лишь косвенно связано с настройкой ISO, но очень сильно зависит от экспозиции (количества света, попадающего на матрицу)...
@MattGrum: Соотношение сигнал/шум, конечно, выше, когда вы получаете слабый сигнал, но это не означает, что уровень шума выше.
@Guffa: Вы сказали: «Конечно, могут быть небольшие различия между разными объективами и камерами. Установка одной камеры на ISO 100 может фактически сделать ее эквивалентной ISO 97, а в другой камере она может быть эквивалентна ISO 104». На самом деле измеренная фактическая чувствительность ISO для D3100 и D800 при ISO 100 составляет 89 и 74 соответственно. Это чуть менее 1/3 ступени разницы между ними в реальной чувствительности. Чувствительность D800 почти на 1/2 ступени ниже при значении ISO 100, чем при фактическом значении ISO 100.
@Guffa абсолютное количество шума - довольно бессмысленная величина. Каковы единицы измерения шума? Их нет. Имеет смысл сравнивать количество шума только с количеством сигнала, поэтому выбранной мерой является отношение сигнал/шум.
@MattGrum: соотношение сигнал/шум совершенно не имеет значения, если вы хотите сравнить камеры, оно полезно только для сравнения двух конкретных экспозиций. Если вы хотите сравнить камеры, вам нужно сравнить отношение максимального сигнала к шуму, т.е. исключить экспозицию из уравнения.
Я не сравниваю две камеры, а говорю о влиянии изменения ISO на одну камеру, вернемся к моему первоначальному комментарию. Это правда, что увеличение ISO увеличивает абсолютный уровень шума, как вы указываете в ответе, но само по себе оказывает незначительное или положительное влияние на отношение сигнал / шум, что является гораздо более важной мерой.
@MattGrum: соотношение сигнал/шум также совершенно не имеет значения для сравнения различных настроек ISO на одной и той же камере. Вы хотите сказать, что более высокое значение ISO не дает больше шума? Я не знаю, что, по вашему мнению, важно измерять, но я не вижу смысла в таком измерении, потому что оно не имеет никакого отношения к результату, который я вижу с камеры.
В случае с шумом отношение сигнал-шум является единственной важной мерой — что больше шумит: mattgrum.com/img1.png или mattgrum.com/img2.png? Первый (который вы едва можете прочитать) имеет вдвое меньше шума, чем второй, но второй имеет гораздо лучшее соотношение сигнал-шум. Более высокое значение ISO дает больше шума, но лучшее отношение сигнал/шум. SNR имеет прямое отношение к результату, который вы видите с камеры, он гораздо больше соответствует тому, что люди воспринимают как «более шумный», чем измерение абсолютного шума. Однако большинство людей, когда они увеличивают ISO, также уменьшают экспозицию, что приводит к худшему SNR, а затем обвиняют в этом ISO, а не экспозицию!
@MattGrum: Это будет иметь значение только в том случае, если вы сравните хорошо экспонированное изображение при высоком ISO с недоэкспонированным изображением при низком ISO, поэтому оно не имеет никакого отношения к какому-либо практическому использованию.
Дело в том, что шум (измеряемый SNR) в значительной степени не зависит от ISO (вам нужно недоэкспонированное изображение с низким ISO, чтобы показать улучшение SNR при увеличении ISO), но сильно зависит от экспозиции . Это уместно, когда изменение одной переменной имеет отношение к пониманию того, как работают камеры, что имеет потенциальное значение для * любого * практического использования.
@MattGrum: Нет, вы измеряете что-то, чего обычно не происходит, поэтому это не имеет отношения к любому обычному пользователю. Вы просто добавляете теоретические рассуждения, которые только добавляют путаницы.
У меня есть три заключительных момента (поскольку здесь уже слишком много комментариев), во-первых, ошибки замера и люди, снимающие в ручном режиме, - это то, что происходит довольно регулярно, во-вторых, вы, кажется, говорите, что не имеет значения, если информация в ответах неверно, если люди никогда не сталкиваются с неправильностью. В-третьих, почему утверждение «шум в основном вызвано недостаточным попаданием света на датчик» гораздо более запутанно, чем «шум в основном зависит от ISO» ?
@MattGrum: 1. Да, такое случается, но это не то, что вы измеряете. 2. Информация не является неверной только потому, что она не содержит мельчайших подробностей. Вы пытаетесь заменить простое отношение между ISO, устанавливающим шум (который мы все ощущаем и признаем), лежащим в его основе объяснением, что это вообще полезно. Кажется, вы говорите, что не имеет значения, полезна ли информация, если она достаточно сложна. 3. Это в основном сбивает с толку, потому что неверно. Отсутствие света не вызывает шума.

Я думаю, что было бы трудно превзойти статью Википедии о скорости пленки для понятного введения в тему. В ISO 12232:2006 есть раздел , который является стандартом, применяемым для определения уровней чувствительности, эквивалентных ISO, для цифровых камер. Оказывается, существует несколько допустимых методов, начиная от рекомендуемого индекса экспозиции , при котором производитель определяет соответствующие уровни чувствительности для хорошей экспозиции при различных уровнях освещенности, до стандартной выходной чувствительности , при которой откалиброванный источник света должен давать четко определенный результат. Другие (менее используемые) методы включают измерение шума датчика или насыщения. Вот отрывок:

Стандарт ISO ISO 12232:2006[55] предоставляет производителям цифровых фотоаппаратов выбор из пяти различных методов определения рейтинга индекса экспозиции при каждой настройке чувствительности, предоставляемой конкретной моделью фотоаппарата. Три метода в ISO 12232:2006 перенесены из версии стандарта 1998 г., а два новых метода, позволяющих измерять выходные файлы JPEG, введены из CIPA DC-004.[56] В зависимости от выбранного метода оценка индекса экспозиции может зависеть от чувствительности сенсора, шума сенсора и внешнего вида результирующего изображения. Стандарт определяет измерение светочувствительности всей системы цифровой камеры, а не отдельных компонентов, таких как цифровые датчики, хотя Kodak сообщила [57], что в 2001 году использовала вариант для характеристики чувствительности двух своих датчиков.

Я думаю, что лучший способ понять это — ожидать, что если изображение правильно экспонировано при данной комбинации выдержки, диафрагмы и ISO, другие камеры также должны создавать довольно хорошее изображение при тех же настройках. В то же время имейте в виду, что производители имеют некоторое пространство для маневра в этом отношении, и ожидайте незначительных различий между моделями и производителями.

Мне интересно знать, будет ли лучшая камера делать более качественные снимки или все дело в умении и отличном стекле.

Это совсем другой вопрос. Мое личное мнение состоит в том, что навыки превосходят аппаратное обеспечение — если вы знаете, что делаете, вы можете компенсировать многие недостатки аппаратного обеспечения. Посмотрите этот пост Strobist , в котором Дэвид Хобби делает несколько приличных фотографий на камеру Buzz Lightyear. Тем не менее, лучшее оборудование обычно называют лучшим , потому что при прочих равных условиях оно делает более качественные фотографии. Более совершенные датчики действительно производят меньше шума при более высоких уровнях чувствительности.

Вот сравнение DxO Mark D3100 и D800. Если вы прокрутите вниз до раздела «Просмотр сравнения для выбранных камер» и щелкните вкладку «Измерения», вы увидите фактическую чувствительность при каждой настройке ISO. Например, при значении ISO 1600 D3100 фактически работает с чувствительностью 1442, а D800 — с чувствительностью 1099. D800 работает почти на 2/3 стопа! Многие камеры на 1/3-1/2 ступени менее чувствительны, чем рекламируется. Вы можете выполнить поиск по всей базе данных датчиков DxO для результатов любой протестированной камеры.

К сожалению, DxO Mark не тестирует различную чувствительность системы замера каждой камеры. Именно датчик замера и связанная с ним прошивка определяют выдержку затвора при выбранном значении ISO 100 и диафрагме f/5,6. Мы должны быть в состоянии предположить, что Nikon знает фактическое значение ISO и откалибровал систему замера экспозиции в соответствии с ним. Если это так, то некоторые, но не все сцены будут различаться на 1/3 ступени между D800 и D3100, поскольку база данных DxO Mark сообщает нам, что при ISO 100 у D3100 действительно ISO 89, а у D800 — ISO 74. Это разница чуть менее 1/3 стопа.

Как уже отмечали другие, нет ничего точного. Выдержки затвора немного отличаются от отображаемого числа, как и диафрагмы.

По вашему конкретному вопросу № 1: если системы замера откалиброваны аналогичным образом, D800 будет давать выдержку на 1/3 ступени больше , чтобы компенсировать более низкую чувствительность.

По вашему конкретному вопросу № 2: существует множество факторов, определяющих уровень шума конкретной фотографии. Но при прочих равных условиях больший размер пикселя приводит к меньшему шуму для того же ISO с той же сценой, снимаемой с теми же настройками. Когда мы говорим, что полнокадровые датчики имеют лучшие шумовые характеристики при высоких значениях ISO, чем датчики APS-C, это происходит потому, что большинство камер FF с несколькими пикселями больше, чем их аналоги APS-C, по-прежнему имеют гораздо меньшую плотность пикселей , и, следовательно, каждый пиксель может быть больше. Однако в случае D800 и D3100 в игру вступает 36-мегапиксельное разрешение D800. Размер пикселя D3100 (4,94 микрометра) на самом деле немного больше .чем размер пикселя 4,7 микрометра D800! Сенсор D800 в 2,25 раза больше, чем сенсор APS-C D3100, но он также содержит в 2,5 раза больше пикселей. Если бы все остальные параметры были одинаковыми, у D3100 были бы немного лучшие шумовые характеристики при 100% кадрированном сравнении пикселей с пикселями. Однако, когда обе фотографии отображаются в одинаковом размере, гораздо более высокое разрешение D800 позволяет выполнять гораздо большее подавление шума без ущерба для видимых деталей.

DxO не измеряет чувствительность при разных настройках замера, потому что она не меняется. Чувствительность всегда остается неизменной. Так же, как размер пикселей (сенсов) всегда остается одним и тем же. Вы правы, хотя эта камера обычно учитывает это и (зная Nikon) исправляет это, делая более длительную экспозицию. Вот так на свет появился читерский термин ISO — в тестах D800 выглядит потрясающе, но в реальности, когда дело доходит до определенных комбинаций A/S/ISO, он может быть на 2/3 EV хуже, чем ожидалось, а это огромная разница.
@MarcinWolny: Вы правы в том, что чувствительность экспонометра не меняется при изменении настройки ISO камеры. Но вполне вероятно, что точность измерительной системы от одной модели к другой различается. Первоначальный вопрос заключался в том, будет ли у одной камеры более короткая выдержка затвора, чем у другой. Поскольку скорость затвора для конкретной сцены, когда пользователь выбирает f/5,6 и ISO, устанавливается точностью системы замера, а не фактической чувствительностью ISO датчика изображения, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно сравнить чувствительность двух несопоставимых системы учета.
@MarcinWolny: я также готов поспорить, что фактическая чувствительность ISO датчика изображения включена в прошивку, которая запускает систему измерения, так что результаты системы измерения калибруются в соответствии с характеристиками датчика при каждой настройке ISO.

Здесь есть две части вопроса: лучшее качество и разная экспозиция.

Более качественный ответ прост: да, есть существенные различия. Камеры с большими датчиками имеют неотъемлемое преимущество, но технологии развиваются так быстро, что часто бывает так, что генерация технологий важнее. В датчиках одинакового размера разные технологии определенно дают преимущество в шуме.

Другой вопрос немного сложнее, потому что, хотя в базовой теории это то же самое, стандарты того, что именно представляет собой правильную экспозицию, субъективны. И я имею в виду это буквально: фактические стандарты допускают некоторую свободу, и поэтому вы обнаружите, что яркость результата, полученного при одной и той же комбинации выдержки, диафрагмы и ISO, варьируется от бренда к бренду. (Возможно, от камеры к камере, как в вашем примере между Nikon и Nikon, но более показательно между компаниями.) Раньше Dpreview измерял это и сравнивал со своим собственным стандартом в своих обзорах. Например, эта диаграмма показывает, что некоторые камеры от Pentax и Nikon соответствуют своему идеалу, тогда как модель Canon фактически использовала более высокое номинальное значение.

Но они больше этого не делают, вероятно, потому, что это легко неверно истолковать как оценочное суждение о качестве (или даже честности!), когда на самом деле это не так. Та же самая камера в этом обзоре часто вызывала жалобы на «склонность к недодержке»: некоторым людям не нравилось, что выбранная яркость была той, которую DPreview называет точной в своей диаграмме.

Но, углубившись в некоторые технические детали, важно подчеркнуть, что эти различия очень малы и измеряются меньше, чем стоп. Современные датчики имеют такой динамический диапазон, что это вряд ли вообще имеет значение, если вы хотите немного подкорректировать результат при постобработке. (Или, если вы знаете, что ваша камера имеет тенденцию замерять темнее или ярче, чем вам нравится, помните об этом и настройте компенсацию EV.) В любом случае, в отличие от шума ISO, это не показатель «лучшего изображения» .