เซ็นเซอร์ ISO ที่เปลี่ยนแปลงได้: เป็นไปได้และ / หรือมีประโยชน์หรือไม่

คำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับวิธีการนำ ISO มาใช้ในกล้องดิจิตอลดูเหมือนจะบ่งบอกว่าแต่ละ photosite ( เช่นพิกเซล) สามารถตั้งค่า ISO ได้อย่างอิสระ ถ้านี่เป็นเรื่องจริงฉันก็คิดว่ามันเป็นไปได้ในทางทฤษฎีที่จะถ่ายภาพที่บาง photosites มี ISO ที่แตกต่างจากคนอื่น ส่วนแรกของคำถามของฉันคือ: สมมติว่า ISO เป็นไปได้หรือไม่นั้นจะมีประโยชน์หรือไม่ ฉันคิดว่านี่อาจเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการเพิ่มช่วงไดนามิกของเซ็นเซอร์เช่นโดยเลือก ISO ที่สูงสำหรับพื้นที่ของภาพที่อยู่ในเงา สมมติว่าตัวแปร ISO จะมีประโยชน์ทำไมถึงยังไม่มีการนำมาใช้กับกล้องดิจิตอล (หรือมีหรือไม่)

— ESultanik
แหล่งที่มา

ฟังดูเป็นไปได้ทางเทคนิคแต่อาจต้องใช้วงจรมากเกินไปในการทำพิกเซลที่มีความแม่นยำและอาจปรับขนาดได้ยากและทำให้เกิดความร้อนมากเกินไป นอกจากนี้ยังไม่ชัดเจนว่าวิธีนี้ใช้ได้ดีกว่าวิธีแก้ปัญหาในปัจจุบันเช่นการอ่านโฟโต้ไซต์ระหว่างการเปิดรับแสงหรือการมีขนาดของรูปถ่ายที่แตกต่างกัน

— Itai

มี catch-22 เล็กน้อย: คุณต้องตั้งค่า ISO ก่อนที่จะอ่านค่าพิกเซล แต่คุณจะรู้ว่าพิกเซลอยู่ในพื้นที่เงาหลังจากอ่านค่าเท่านั้น

— Imre

@ ฉันจริง แต่นั่นไม่ใช่ปัญหาทางเทคนิค ตัวอย่างเช่นตามที่ Itai ได้กล่าวไว้ข้างต้นมีเทคโนโลยีในการอ่านค่าแสงเป็นส่วนหนึ่งผ่านการสัมผัส ระบบการวัดแสงขั้นสูงสามารถใช้เพื่อ "เดา" ค่า ISO สำหรับภูมิภาค ในที่สุดสำหรับภาพนิ่งเช่นทิวทัศน์การเปิดรับการทดสอบเบื้องต้นสามารถใช้เพื่อตั้งค่า ISO สำหรับการถ่ายภาพที่สอง

— ESultanik

ควรสังเกตว่า ISO จะไม่เปลี่ยนแปลงสิ่งใดเกี่ยวกับเซ็นเซอร์หรือพิกเซลที่สามารถใช้งานได้จริง สิ่งเดียวที่การตั้งค่า ISO ทำได้คือเปลี่ยนจุดสีขาวของค่าแสงที่กำหนด เซ็นเซอร์เป็นอุปกรณ์เชิงเส้นคงที่ที่สามารถบันทึกประจุคงที่ (จำนวนอิเล็กตรอน) ในแต่ละพิกเซล +/- ค่าเฉลี่ยของสัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ (ซึ่งทุกวันนี้บนพื้นฐานปกติเป็นเพียงไม่กี่อิเล็กตรอน) โดยการเพิ่ม ISO ทั้งหมด ที่คุณทำไม่ว่าจะเป็นว่าแทนที่จะ "สีขาว" ประสบความสำเร็จที่ 40,000 อิเล็กตรอนที่ประสบความสำเร็จของ บริษัท ที่ 20,000 หรือ 10,000 ฯลฯ

— jrista

สิ่งที่เกิดขึ้นในแต่ละพิกเซลคือการเปิดใช้งานแถว / คอลัมน์และชาร์จการอ่านค่า ในระหว่างการอ่านค่าใช้จ่ายจะถูกขยายโดยจำนวนที่จำเป็นในการ "อิ่มตัว" ตามการตั้งค่า ISO และในเวลาเดียวกันการชดเชยสัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลายอาจถูกนำไปใช้เช่นกัน (ใน D800 มีเครือข่ายเฉพาะวงจร เพื่อลดเสียงรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นสาเหตุที่ DR ของ ISO ต่ำนั้นดีมาก) เหตุผลฉันไม่คิดว่าจะใช้ตัวแปร ISO วิธีแก้ปัญหาเสียงรบกวนต่ำ SNR คือการลดเสียงรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ ... และ Sony ได้ประสบความสำเร็จในเซ็นเซอร์ Exmor ของพวกเขา

— jrista

คำตอบ:

สิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่ฉันรู้กับสิ่งที่คุณกำลังคิดคือสิ่งที่ Fujifilm กำลังทำอยู่กับโหมด DR ในเซ็นเซอร์ EXR ของพวกเขาดังที่เห็นใน X-10 และ X-S1) - ครึ่งหนึ่งของพิกเซลจะถูกเปิดรับแสงโดยไม่ตั้งใจ ) และรวมกับพิกเซลที่ถูก "ปกติ" ก่อนที่ภาพจะถูกส่งออก ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่บทวิจารณ์ X-10 ของ DPReviewสิ่งที่คุณสนใจคือโหมด 6 MP DR แทนที่จะเป็นโหมด 12 MP DR ซึ่งเป็นมาตรฐาน "แสงน้อย" จากนั้นปรับเส้นโค้งโทนสีต่าง ๆ ให้กับภาพทั้งหมด "เห็นในกล้องหลายตัวในวันนี้และแลกกับเสียงรบกวนเพื่อเพิ่มช่วงไดนามิก โหมด 6 MP DR นั้นน่าสนใจเพราะมันช่วยให้คุณเพิ่มช่วงไดนามิคในขณะที่ยังคงไว้ซึ่งเสียงรบกวนของเงาตามปกติแม้ว่าคุณจะ '

— Philip Kendall
แหล่งที่มา

โดยพื้นฐานแล้วเซนเซอร์แบบนี้จะมีการเปิดรับแสงที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละไซต์ภาพถ่ายจะมีภาพที่ต้องถูกลบออกในระหว่างกระบวนการแปลง RAW ข้อมูลเพิ่มเติมจะต้องถูกส่งไปพร้อมกับแต่ละพิกเซลและจะเพิ่มขนาดของข้อมูลที่ส่งพร้อมกับพลังการประมวลผลที่จำเป็นในกล้อง นั่นเป็นปัญหาทางเทคนิคและฉันมั่นใจว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านั่นจะไม่มีปัญหาเลย

อาการปวดหัวที่ใหญ่ที่สุดที่ฉันเห็นจะทำให้แน่ใจว่าโปรแกรมแปลงไฟล์ RAW ที่เป็นที่นิยมจะสนับสนุนกระบวนการถอดรหัส ไฟล์ RAW ที่ได้อาจต้องมีข้อมูลสี 32- บิตและมีการสนับสนุนที่ จำกัด มากสำหรับการใช้งานกับภาพสี 32- บิตวันนี้ ส่วนใหญ่พวกเขาจะต้องถูกทยอยลงมาเป็น 16 บิตก่อน นี่ไม่ใช่กระบวนการที่จะให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมหากทำโดยอัตโนมัติด้วยซอฟต์แวร์ของวันนี้

— เอริค
แหล่งที่มา

จริงๆฉันไม่เห็นผู้ผลิตดูแลเกี่ยวกับอาการปวดหัวดังกล่าว นั่นเป็นเหตุผลที่พวกเขามีรูปแบบ RAW ที่เป็นกรรมสิทธิ์และฟูจิไม่เคยหยุดที่จะสร้างพิกเซลที่แปลกประหลาดด้วยขนาดและฟิลเตอร์สีที่หลากหลาย หากพวกเขาสามารถได้รับประโยชน์จากมันฉันคาดหวังให้พวกเขาทำ แอปพลิเคชั่นประมวลผลภาพระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่รวมถึง Lightroom & Bibble (AferShot ทันที) ทำงานในแบบ 32 บิตภายในแล้ว มันมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการทำงานในแบบ 32 บิตเชิงเส้นด้วยโปรเซสเซอร์ที่ทันสมัย ย่อหน้าแรกที่คุณเขียนนั้นสมเหตุสมผลสำหรับฉัน

— Itai

เซ็นเซอร์ CMOS นั้นเป็นอาร์เรย์ของเซ็นเซอร์ที่มี ISO ต่างกันซึ่งพวกเขาต้องชดเชย นี่คือสิ่งที่จะช่วยให้พลาสติกสามารถมองเห็นเซ็นเซอร์ CMOS ได้ แต่ยังช่วยลดการเบ่งบาน

อย่างไรก็ตามจริง ๆ แล้วพวกเขาทำชิพ CMOS ด้วยหลาย "ISO" เพื่อให้ได้ช่วงไดนามิกที่สูงขึ้นโดยที่พื้นที่ขนาดพิกเซลเป็นสองเท่าของพิกเซลครึ่งหนึ่งหรือหนึ่งพิกเซลจากสองพิกเซลสีเขียวมีความไวเป็นสองเท่า ค่าใช้จ่ายเป็นทรานซิสเตอร์ต่อพิกเซลมากขึ้นซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหากับเสียงและความไวโดยรวมเนื่องจากปล่อยให้พื้นที่น้อยลงสำหรับเซ็นเซอร์ภาพ เซลล์ที่รวมแสงพิกเซลขนาดใหญ่ส่งผลให้เกิดเสียงรบกวนต่ำ (โดยทั่วไป) ซึ่งเป็นสาเหตุที่เซ็นเซอร์ 36x24 มม. ที่ X Mpixel นั้นดีกว่าเซ็นเซอร์ 1/3 นิ้วที่ X MPixel - พวกมันตอบสนองต่อแสงได้ดีกว่าเพื่อเอาชนะเสียงรบกวนจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด .

— Michael Nielsen
แหล่งที่มา