növeli

Az ISO a digitális fényképezőgép expozíciós háromszögének három csúcsának egyike. A három közül (expozíciós idő, rekesz és ISO) az ISO-t talán a legkevésbé értik. Még a nyitásnál is kevesebb. Valójában általános tévhit, hogy minél magasabb az ISO érték, a képek "zajosabbá" válnak.

Ebben a cikkben látni fogjuk, hogy a magas ISO-beállítások önmagukban nem növelik a képzajt. Sőt, a magasabb ISO akár gyenge fényviszonyok mellett is hasznos lehet.

A digitális fényképezésnél az ISO a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) által kifejlesztett, az expozíció fényerejére vonatkozó szabvány (különösen az ISO 12232: 2006). A fényképezőgép-érzékelők különböző modelljeinek eltérő érzékenysége van, ezért valamilyen módon korrelálnunk kell velük, hogy az expozíciók kiemelésként készüljenek.

Jel

A jel a fénykép kívánt része. A fény jel. A jel a kép. A jel nélkül (fény nélkül) nem lehet képünk. Minél több fényt tudunk összegyűjteni, annál több jelünk lesz. Általában minél több jel van, annál jobb a fénykép minősége.

Zaj

A zaj a fényképezés azon része, amelyet nem akarunk. A zaj olyan pettyes szemcseként megjelenő interferencia, amely elfedi a jelet és ezért a fénykép részleteit. A zajt általában hő vagy digitális fényképezőgépeink elektronikai viselkedésének hiányosságai okozzák. Egyes zajok véletlenszerűek minden felvételnél (lövés zaj), és a kamera érzékelője állandó zajt produkál (upstream olvasási zaj), vagy az érzékelő jelének felerősítése után az elektronika adja (olvasási zaj). Általában minél nagyobb a zaj, annál rosszabb a fénykép minősége.

Jel/zaj arány (SNR)

Az SNR a képen a jel és a zaj aránya. Minél magasabb az SNR, annál jobb a képminőség. Több fény = több jel → jó. Több zaj → rossz. A több fény összegyűjtése a legjobb módszer az SNR növelésére.

Dinamikus hatókör

Ez egy jelenet fényerejének tartománya, a legsötétebbtől a legsötétebbig. A nagy dinamikatartományú jeleneteknek egyszerre lesznek rendkívül magas fényei (mint a nap) és rendkívül sötét foltjai (mint egy teljesen árnyékolt fekete szikla). Az alacsony dinamikatartományú jelenet viszonylag egyenletes fényt mutat az egész jelenetben, ahol a kép legfényesebb részei nem sokkal világosabbak, mint a legsötétebb részek. A kamerák csak korlátozott dinamikai fénytartományt képesek megfogni. Ha egy jelenet dinamikatartománya elég magas, akkor a fényképezőgép érzékelőtartományán kívül eső részek tiszta fehérre (nagyon világos területek esetén) vagy tiszta feketére törnek (nagyon sötét területek esetén). Általában előnyösebb egy olyan kameraérzékelő, amely képes nagyobb dinamikus fénytartomány rögzítésére.

Az ISO erősítés vagy erősítés

Meglehetősen általános tévhit, hogy az ISO növelése növeli a kamera érzékelőjének érzékenységét. Az ISO nem változtatja meg az érzékenységet. Az ISO növelése egyszerűen növeli a fénykép fényerejét az érzékelő jelének erősítésével. Az elektronikai világban az erősítést néha "erősítésnek" nevezik. Ahogy "hízni" tudunk, ha növeljük az étrendünket, ugyanúgy ragyoghatunk ", ha növeljük az ISO-t.

Az ISO semmilyen módon nem befolyásolja az érzékelő által gyűjthető jel (fény) mennyiségét. Ha valóban nagyobb érzékenységre vágyunk egy fényképezőgéppel, meg kell növelnünk az expozíciós időt vagy a rekesz rekeszét (csökkenteni kell az f/számot).

A magasabb ISO-értékek nem növelik a zajt

Ez ellentmondhat annak, amit valószínűleg úgy gondol, hogy tud az ISO-ról, de az az igazság, hogy ha minden más (az expozíciós idő és a rekesz) ugyanaz marad, akkor a magasabb ISO a következőket fogja tenni:

  • Élénkítse a képet.
  • Csökkentse a kép teljes dinamikus tartományát.
  • Sok esetben (mint az asztrofotográfiában) csökkentse a látható zajt.

Ennek fényében felmerülhet a kérdés, hogy lehet, hogy ha magasabb ISO értéket használok, nagyobb a zaj? Itt van, miért:

Félautomata expozíciós módokban P (Program), S/Tv (Zársebesség-prioritás) vagy A/Av (Rekesz-előválasztás) a magasabb ISO-érték használatával relatívabb zajszintű képet kap. Amit a legtöbben nem vesznek észre, hogy a zaj növekedése nem az ISO növekedésének köszönhető. A relatív zaj növekedése a félautomata expozíciós módokban tulajdonképpen a záridő vagy a rekesz kölcsönös csökkenésének köszönhető. A legtöbben tévesen tulajdonítják a megnövekedett zajt az ISO-nak, amikor ez valójában az alacsonyabb SNR következménye, mivel az érzékelőbe ilyen körülmények között kevesebb fény jut be.

Ha e félautomata expozíciós üzemmódok egyikénél magasabb ISO értéket állít be, a kamera megpróbálja kompenzálni a megnövekedett ISO értéket a kamerába belépő fény mennyiségének csökkenésével. Ez a fénycsökkentés automatikusan megtörténik az expozíciós idő csökkentésével (A/Av módban), a rekesz méretének csökkentésével (S/Tv módban), vagy mindkettő kombinációjával (P módban).

A fénybevitel csökkenése a felsorolt ​​okok bármelyike ​​miatt a kép zajosabbnak tűnik. És nem a magasabb ISO miatt. Az érzékelőhöz eljutó fény mennyiségének ez a csökkenése a jel csökkenését eredményezi, és a jel csökkentése alacsonyabb SNR-t és ezért zajosabb képet eredményez.

Hogyan változik a zaj a rekesz, a zársebesség és az ISO függvényében

Egy egyszerű összehasonlítás megmutatja, hogy a relatív zajszintet elsősorban a záridő és a rekesz befolyásolja, és az ISO alig befolyásolja. Az ezt követő tesztekben minden beállítás azonos marad, kivéve a tesztelni kívánt beállítást, amelyet két lépésben állítunk be. Ezután az utófeldolgozás során a képek fényerejét kiegyenlítik és összehasonlítják.

Az alábbiakban bemutatjuk a tesztlövést, amelyet ebben a cikkben használunk. Ez egy RAW-felvétel, amelyet Nikon D7000 és Nikon 50 mm-es objektívvel készítettek:

Annak érdekében, hogy részletesebben értékeljük, hogy a paraméterek megváltoztatása hogyan befolyásolja a zajt, referenciaként vesszük a kép egy töredékének nagyítását. Beállítunk 3 paraméter közül 2-t (ISO, rekesz, expozíciós idő) és megfigyeljük, hogy a zaj milyen hatással van a harmadik paraméter változtatásával.

Minden esetben 4 fényképet készítünk, majd az utómunkálatok során a fényfelesleget (hibát) kompenzáljuk az expozíciós fény megfelelő lépéseinek levonásával (összeadásával).

• Hogyan változik a zaj az expozíciós idő függvényében

Négy kép készült a megadott paraméterekkel. Az expozíciós idő felére csökken minden kép esetében, így a belépő fény mennyisége pontosan a fele. A fényprobléma megoldására a megfelelő expozíciókompenzációt az utómunkálatok során hajtják végre.

  • 8s, f/4, ISO 3200
  • 4s, f/4, ISO 3200 (+1 könnyű lépés a poszton)
  • 2s, f/4, ISO 3200 (+2 fény áll meg a poszton)
  • 1 s, f/4, ISO 3200 (+3 fény áll meg az oszlopban)

Következtetés: minél rövidebb az expozíciós idő, annál kevesebb fény (jel) jut be az érzékelőbe. Ez azt eredményezi, hogy az SNR csökken és a kép "zajosabb" lesz.

• Hogyan változik a zaj a rekeszértéktől függően (f/szám)

Négy kép készült a megadott paraméterekkel. Minden képen a rekeszizmát egy teljes fényút csökkenti, így a belépő fény mennyisége pontosan a fele. A fényhiány problémájának megoldása érdekében a megfelelő expozíciókompenzációt az utómunkálatok során hajtják végre.

  • 8s, f/4, ISO 3200
  • 8s, f/5.6, ISO 3200 (+1 könnyű lépés a poszton)
  • 8s, f/8, ISO 3200 (+2 fény áll meg az oszlopban)
  • 8s, f/11, ISO3200 (+3 fény áll meg az oszlopban)

Következtetés: minél nagyobb az f/szám, annál kisebb a rekesz és annál kevesebb fény jut be az érzékelőbe. Az előző esethez hasonlóan az SNR is alacsonyabb lesz, és a kép "zajosabb" lesz.

• Hogyan változik a zaj az ISO-tól függően

Négy kép készült a megadott paraméterekkel. Minden képen az ISO az előző érték kétszeresére nő, így a kép kialakításához szükséges fény mennyisége pontosan a fele. A fényhiány problémájának megoldása érdekében a megfelelő expozíciókompenzációt az utómunkálatok során hajtják végre.

  • 1 s, f/4, ISO 3200 (-3 fény áll meg az oszlopban)
  • 1 s, f/4, ISO 6400 (-2 fény megáll a poszton)
  • 1 s, f/4, ISO 12800 (-1 könnyű lépés utólag)
  • 1s, f/4, ISO 25600

Következtetés: A többi paraméter rögzítve tartása, az ISO növelése nem eredményez nagyobb relatív zajt a képben.

A Nikon D7000-en elvégzett három teszt közül a záridő és a rekesznyílás nyilvánvalóan közvetlenül befolyásolja a kép látszólagos zajszintjét, miközben az ISO szinte semmilyen hatást nem gyakorol. Ez teljesen más viselkedés, mint amit sokan elvárnak, amikor magasabb ISO-ra gondolnak.

A gyenge fényviszonyok mellett az ISO-nak van egy olyan aspektusa, amely nagymértékben befolyásolhatja az adott ISO-beállítás esetén észlelhető zaj mennyiségét: az eredendő elektronikus zaj.

Következtetés

Ami a fenti példákban történik, az az, hogy amikor kevesebb fény jut az érzékelőhöz (vagy rövidebb expozíciós idő, vagy kisebb a membrán átmérője miatt), akkor kevesebb jel is eljut hozzá, és következésképpen csökkenti a jelet zajarány és növeli a zajszintet.

A közhiedelemmel ellentétben a magasabb ISO nem okoz nagyobb zajt, és a magasabb ISO használata valóban előnyösnek bizonyul, ha gyenge fényviszonyok között fényképez. Futtasson ISO-invariancia tesztet a fényképezőgépén, hogy meghatározza a legjobb ISO-beállítást, amelyet asztrofotózáskor használhat. Az ISO viselkedése minden fényképezőgép modellenként változó, és az egyes ISO beállítások tesztelése segíthet meghatározni a legjobb ISO-t, amelyet az asztrofotográfia legjobb zajszintje érdekében kell használni.

Kapcsolódó hozzászólások:

  • Hogyan működik a képrakás (függőben)
  • Távolítsa el a zajokat a képekről GIMP-be történő halmozással (függőben)
  • Jel/zaj arány (meredekség)