Почему использование более высокого ISO и более короткой выдержки приводит к большему шуму, чем использование более низкого ISO и более длинной выдержки?

Поэтому я сначала снимаю с ISO 1600 и выдержкой 1/125 секунды, а затем с ISO 3200 и выдержкой 1/250 секунды. Количество света должно быть одинаковым, и действительно, оба снимка выглядят правильно экспонированными и экспонированными одинаково.

Количество света неодинаково . Вы пропускаете в камеру в два раза больше света при выдержке 1/125 секунды, чем при выдержке 1/250 секунды. Затем вы усилили изображение вдвое меньшим количеством света, чтобы оно соответствовало яркости другого изображения. При этом вы также усилили шум на изображении в два раза. Чтобы пропустить такое же количество света в камеру при выдержке 1/250 секунды, вам также потребуется открыть диафрагму камеры на одну ступень по сравнению с тем, где она была установлена ​​на 1/125 секунды.

Когда мы говорим « шум » в контексте изображения, на самом деле мы часто имеем в виду отношение сигнал/шум (SNR) .

В контексте цифровой фотографии «уровень сигнала» определяется количеством света в сцене и тем, сколько этого света мы пропускаем в камеру, выбирая определенный размер диафрагмы и время затвора.

Количество фактического шума делится на два основных типа: шум считывания и фотонный дробовой шум. Шум считывания довольно постоянен для данных условий съемки. На него может влиять внутренняя температура камеры, но обычно он не меняется от одного снимка к другому при одних и тех же общих условиях окружающей среды. Фотонный шум, часто называемый «дробовым» шумом или шумом «распределения Пуассона» , является переменным и увеличивается с количеством света, но увеличивается с меньшей скоростью, чем увеличение света.

Настройка ISO влияет на степень усиления сигнала и шума . Увеличение значения ISO одинаково умножает как сигнал, так и шум, поэтому отношение сигнал/шум остается прежним. Однако по мере увеличения изображения оно становится ярче, и мы можем увидеть больше шума на изображении, который ранее был замаскирован в более темных тенях изображения.

Конечным результатом является то, что чем больше света попадает в камеру, тем меньше шум будет влиять на изображение, потому что SNR увеличивается за счет добавления большего количества дополнительного сигнала (света) , чем дополнительного шума .

Совет в ответе, указанном в начале вопроса, следует понимать как «... впустите в камеру достаточно света, а затем используйте самое высокое значение ISO , которое не приводит к пересветам. Если в камеру попадает достаточно света камеры, этот идеальный ISO вполне может быть минимальной настройкой ISO камеры.Только когда мы ограничены количеством доступного света, максимальной шириной диафрагмы камеры или настройкой диафрагмы, необходимой для получения желаемой глубины резкости, или временем затвора, необходимым для предотвращает размытие движущегося объекта. Совет по увеличению ISO до самого высокого значения, которое не переэкспонирует светлые участки, становится применимым к значению ISO, превышающему базовое значение ISO камеры.

Увеличение ISO не дает вам больше света. Он только сообщает камере усилить сигнал, поступающий от сенсора, чтобы «имитировать» дополнительный свет. Однако этот смоделированный свет не похож на настоящий, потому что, когда камера усиливает сигнал, она также усиливает и шум.

Следовательно, всегда предпочтительнее использовать более медленную скорость затвора или более широкую диафрагму, если это возможно, потому что это действительно дает вам больше света. В вашем случае, поскольку диафрагма постоянна, 1/125 даст вам в два раза больше света, чем 1/250, поэтому снимок с 1/250 необходимо усилить в два раза больше, чтобы получить результаты с аналогичной экспозицией.

Цель – правильная экспозиция. Мы говорим о настройках камеры и настройках, которые контролируют количество световой энергии, которая будет воздействовать на датчик изображения. Цель; сделать изображение, содержащее желаемые интенсивности и цвета.

Три величины составляют экспозицию.

1. Яркость изображения 2. Продолжительность экспозиции 3. Чувствительность датчика изображения

Всеми тремя компонентами экспозиции можно управлять. Скорее всего, будет ряд воздействий, дающих приемлемые результаты. Экспозиция имеет уравнение E=IT. Это уравнение известно как «закон взаимности». Устно заявлено: экспозиция = интенсивность, умноженная на время.

Мы можем настроить чувствительность вверх или вниз. Мы говорим об ISO чипа изображения. Наилучшее качество достигается при низком значении ISO. Это потому, что когда мы повышаем ISO, мы увеличиваем усиление, необходимое для достижения нашей цели.

Теперь чип CMOS содержит миллионы фотосайтов, каждый с усилителем. Эффективность каждого усилителя немного отличается. Эта разница вызывает «шум с фиксированным рисунком». Шум является аналогом статики в аудиосистеме. Все схемы содержат «хорошие» сигналы, смешанные с «искаженными» сигналами. Это называется «отношение сигнал/шум». Когда мы увеличиваем усиление, обе части усиливаются. Плохая новость заключается в том, что соотношение поврежденной части увеличивается, поэтому мы получаем больше шума, чем хотим. Шум рассматривается как отсутствие единообразия. Другими словами, зернистость, похожая на зернистость, наблюдаемую во многих изображениях, снятых на пленку.

Суть в следующем: есть несколько настроек, которые обеспечивают правильную экспозицию. Вероятно, вам следует установить максимально низкое значение ISO, чтобы добиться желаемого эффекта. Хорошей новостью является то, что фототехника идет вперед, современные чипы и программное обеспечение дают менее заметный шум в более широком диапазоне повышенных значений ISO. Микросхемы и программное обеспечение завтрашнего дня делают эту цель движущейся.

Ссылочный ответ касается очень конкретной ситуации. Как отмечалось в других ответах, чтобы уменьшить шум в конечном изображении, вам нужно получить больше света (сигнала) в камеру. Упомянутый ответ основан на предположении, что получить больше света в камеру невозможно; вы не можете открыть диафрагму или переключиться на более длинную выдержку, но изображение все равно недоэкспонировано. В этой конкретной ситуации лучше увеличить ISO, чем сделать ярче в посте.

Не вдаваясь во все технические подробности, отметим, что отношение сигнал/шум на датчике будет одинаковым в любом случае; увеличение ISO не уменьшит шум. Но значения с датчика округляются при преобразовании в файл изображения. Увеличение ISO умножает неокругленные аналоговые значения, в то время как увеличение яркости в постобработке увеличивает округленные цифровые значения. Кроме того, выходные данные датчика (включая эффект ISO) являются линейными, но файлы изображений (независимо от того, являются ли они необработанными, JPEG или любыми другими) следуют нелинейному отклику, соответствующему человеческому глазу. Комбинированный эффект заключается в том, что осветление в постобработке постеризует более темные значения изображения. Это делает шум более заметным, чем если бы яркость была увеличена с помощью ISO.

Насколько мне известно, расширенное ИСО на самом деле умножается после преобразования в нелинейные цифровые данные, так что никакой выгоды перед высветлением в посте нет.

Основными источниками шума в сенсоре камеры являются считывание и дробовой шум. По мере увеличения количества захваченного света (увеличения времени экспозиции) оба этих источника шума относительно уменьшаются. Одна дополнительная светосила увеличит отношение сигнал/шум примерно на 41% просто из-за статистики шума. Таким образом, вы всегда будете добиваться большего успеха, захватывая больше света (длительное время затвора), пока не достигнете предела насыщения электроники.

Увеличение ISO увеличивает усиление, используемое в камере - это усиливает как шум, так и сигнал (это также добавляет немного больше шума, но это обычно не проблема в современных камерах). Для того же падающего света увеличение ISO будет означать уменьшение длительности затвора, уменьшение количества захваченного света, а это увеличение шума и уменьшение отношения сигнал/шум.

Таким образом, уменьшение ISO и увеличение количества захваченного света лучше с точки зрения шума. Однако, как только вы доберетесь до базового (неусиленного) ISO камеры, дальнейшее уменьшение сужает доступный динамический диапазон, что может иметь другой пагубный эффект.

Это не. Вы получаете меньше шума, снимая с минимально возможным значением ISO, поэтому камеры высокого класса предлагают значения ISO 64, 50 и даже 32. При съемке с более низким значением ISO выдержка должна быть длиннее или диафрагма должна быть шире. В обоих случаях вы получите больше света.

Больше света увеличивает сигнал по сравнению с шумом, и, следовательно, вы получаете более чистый выходной сигнал.

Имейте в виду, что некоторые низкие значения ISO являются расширенными . Это по-прежнему уменьшает шум изображения, поскольку уменьшение масштаба данных также уменьшает шум, но это может привести к уменьшению динамического диапазона, но это зависит от того, как выполняется считывание с датчика.