ISO นำมาใช้กับกล้องดิจิตอลอย่างไร


66

ถ้าฉันเปลี่ยนการตั้งค่าความไวแสงบนกล้องของฉันชัดว่าอัตราขยายของระบบเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนทำให้ขยายสัญญาณจากเซ็นเซอร์ สิ่งที่ไม่ชัดเจนสำหรับฉันคือการขยายสัญญาณ ฉันเห็นความเป็นไปได้หลายประการ:

  1. ในเซ็นเซอร์โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าหรือกลไกอื่น ๆ
  2. ผ่านทางเครื่องขยายเสียงแบบแอนะล็อกด้านนอกของเซ็นเซอร์
  3. ดิจิทัลหลังจากสัญญาณถูกแปลงเป็นดิจิทัล แต่ก่อนการจัดเก็บข้อมูลในไฟล์ RAW
  4. เป็นพารามิเตอร์ที่ใช้ในการสร้างภาพจาก RAW เท่านั้น

หาก # 4 เป็นจริงคุณสามารถถ่ายภาพ RAW overexposed แบบ 4 จุดที่ ISO 1600 และจากนั้นโพสต์โพรเซสซิงจะสร้าง JPEG ที่ ISO 100 ซึ่งจะเหมือนกับภาพต้นฉบับที่ถ่ายด้วย ISO 100

หาก # 1 หรือ # 2 เป็นจริงไฟล์ RAW ที่ ISO 1600 จะมีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเงาและ ISO 100 RAW จะมีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไฮไลท์

คำตอบ:


32

1 ~ 2 และ 3 สำหรับ CCDs แอมพลิฟายเออร์นั้นอยู่ในมุมของเซ็นเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ แต่บน CMOS นั้นมีแอมพลิฟายเออร์ในแต่ละโฟโต้ไซต์ซึ่งกระจายไปทั่วทั้งเซ็นเซอร์ ดูที่นี่

ตามที่กล่าวไว้ในสิ่งหนึ่งที่ฉันค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้DSLRs ส่วนใหญ่มีแอมพลิฟายเออร์ก่อน ADC (การแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล) พวกเขามีแนวโน้มที่จะสูงสุดที่ 800 หรือ 1600 ISO และเป็นระบบขยายสัญญาณดิจิตอลทั้งหมดหลังจากนั้น ย่อหน้าต่อไปนี้สมมติว่ากล้องที่ขยายแอนะล็อกได้สูงสุดที่ 1600:

น่าเสียดายที่ไฟล์ RAW 12 หรือ 14 บิตทำให้คุณไม่สามารถทำสิ่งที่คุณอธิบายได้ การขยายแบบดิจิทัลเกิดขึ้นก่อนที่จะจัดเก็บไฟล์ RAW มีค่าสูงสุดที่สามารถจัดเก็บได้ดังนั้นเมื่อคุณถ่ายภาพที่มีค่าแสงมากเกินไป 4 สต็อปแม้ว่า ADC จะไม่อิ่มตัวไฟล์ RAW อาจถูกตัดออก อย่างไรก็ตามเทคนิคที่ให้แสงมากเกินไปจนไม่ไฮไลท์คลิปมีประสิทธิภาพในการลดเสียงรบกวนและรู้จักกันในชื่อ ETTR (สัมผัสกับทางขวา)

ใช่เนื่องจากการขยายแบบอะนาล็อกไฟล์ RAW ที่ ISO สูงกว่าจะมีรายละเอียดมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ISO 1600 และ ISO 12800 ควรมีรายละเอียดของเงาเท่ากัน (ยกเว้นว่ามีการประมวลผลพิเศษเพิ่มเติมหรือ ADC มีความแม่นยำมากขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าสิ่งที่ไฟล์ RAW ของคุณจัดเก็บอยู่ในระดับความลึก)

แม้ว่า # 3 นั้นจะเป็นจริงเหนือ ISO 1600, ISO 1600 RAW อาจมีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไฮไลท์เพราะพวกเขายังสามารถถูกตัดผ่านกระบวนการขยายดิจิตอล ด้วยเหตุผลนี้และอื่น ๆ (อายุการใช้งานแบตเตอรี่ขนาดบัฟเฟอร์ที่มีประสิทธิภาพ) เมื่อถ่ายภาพ RAW อาจเป็นประโยชน์ในการถ่ายภาพ ISO 1600 และเพียงโพสต์กระบวนการในภายหลัง อีกครั้งฉันยังไม่ได้ทดสอบสิ่งนี้และหากความลึกบิต ADC ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าความลึกบิตของรูปแบบ RAW นั้นจะไม่เป็นจริง


4
สำหรับกล้อง Canon พวกเขามีการตั้งค่า ISO แบบ "ขยาย" (H) และ (L) ฉันคิดว่ามันเป็นเพียงการตั้งค่าแบบขยายที่ขยายแบบดิจิทัลและการตั้งค่า ISO "ปกติ" ทั้งหมดทำด้วยแอมพลิฟายเออร์แบบแอนะล็อก นั่นหมายความว่าส่วนใหญ่ของระดับที่สูงกว่า (และใหม่กว่า) ศีลมีช่วง ISO จริงสูงถึง 3200 อย่างน้อยถ้าไม่มาก ฉันคิดว่า 1D Mk IV มีช่วง ISO ปกติจาก 100-12800 โดย 50, 25600, 51200, 102400 เป็นค่า ISO ที่ปรับปรุงด้วยระบบดิจิตอล มันไม่ได้เป็นอย่างนั้นจริงเหรอ?
jrista

2
ฉันได้ยินมาว่าหนึ่งในเหตุผลที่มี L และ Hx แทนตัวเลขจริงก็คือพวกเขาไม่ได้สอบเทียบอย่างน้อยก็ไม่เท่ากับค่า ISO ทั่วไป ควรรับประทานด้วยความเคลิบเคลิ้มในสุขภาพสงสัย
Karel

@ jrista ข้อสรุปของฉัน (ไม่ได้รับการยืนยันจาก บริษัท ) คือ (L) อาจจะจริงใจและ (H) เป็นศัพท์ทางการตลาด (เหมือนกับคำอื่น ๆ แต่ดูไม่ดีดังนั้นเราจะแยกกัน) ฉันไม่เคยเห็นวรรณกรรมเลยที่อ้างว่าโหมดขยายเป็นจริงระหว่างวิธีการขยายสัญญาณ นี่คืองานวิจัยที่แสดงให้เห็นบน Pentax, 1600 ดังนั้นจึงเป็นอะนาล็อกและหลังจากนั้นก็จะคลุมเครือ: forums.dpreview.com/forums/... forums.dpreview.com/forums/...
Eruditass

1
ฉันแค่อธิบายว่าการตั้งค่าแอมพลิฟายเออร์นั้นใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันอย่างไร
Eruditass

1
# 4 เช่นกันกล้องบางตัวมี ISO เป็นแท็ก (ข้อมูลดิบเหมือนกัน) สำหรับช่วง ISO ทั้งหมดหรือการตั้งค่า ISO บางส่วน
Iliah Borg

8

ใช่การตั้งค่า ISO จะส่งผลต่อข้อมูลภาพที่จัดเก็บในไฟล์ RAW ต่อไปนี้เป็นภาพสองภาพถ่ายในเวลา / สถานที่เดียวกัน (เกือบ - ภาพนี้ถูกถ่ายด้วยมือถือโดยไม่สนใจองค์ประกอบมาก) ด้วยรูรับแสงเดียวกัน (f / 2.8) และความเร็วชัตเตอร์ (1/100)

ภาพแรกนี้ถ่ายที่ ISO 100 และปรับ +2 stop ใน ACR เป็น ISO ที่มีประสิทธิภาพประมาณ ~ 400 การปรับทั้งหมดนอกจากการเปิดรับแสงเป็นศูนย์ (ไม่มีการลดเสียงรบกวนการปรับความคมชัดการปรับความคมชัด ฯลฯ )

ข้อความแสดงแทน

ภาพนี้ถ่ายที่ ISO 1600 และปรับ -2 หยุดใน ACR เป็น ISO ที่มีประสิทธิภาพประมาณ ~ 400 อีกครั้งการปรับทั้งหมดเป็นศูนย์

ข้อความแสดงแทน

สังเกตเห็นไฮไลท์ที่ถูกเป่าออกในภาพที่สอง ปริมาณแสงที่กระทบเซ็นเซอร์ในแต่ละครั้ง แต่ข้อมูลที่บันทึกในไฟล์ RAW ต่างกัน


7

ใช่. การตั้งค่า ISO คือความไวของเซ็นเซอร์ - ในทางปฏิบัติจะใช้ปริมาณการขยายสัญญาณที่ใช้กับสัญญาณจากพิกเซลบนเซ็นเซอร์เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แท้จริง

ในทางทฤษฎีคุณสามารถโพสต์กระบวนการเพื่อสร้างผลลัพธ์ที่คล้ายกับ ISO ที่ต่ำกว่าหรือสูงกว่าโดยใช้การชดเชยการเปิดรับแสง - ฉันพบเสมอว่าฉันได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่ามากในการถ่ายภาพใน "กล้อง" ซึ่งทำให้ฉันเชื่อ การขยายสัญญาณจะกระทำในลักษณะอนาล็อกก่อนที่จะแปลงเป็นดิจิทัล


1
ฉันเชื่อว่าคุณพูดถูก: สำหรับ Canon DSLR ไฟล์ RAW ที่มี ISO1600 สามารถมีเสียงดังมาก
Danny T.

@ Alan คุณไม่สามารถเอาชนะการทำให้ถูกต้องในกล้อง RAW นั้นยอดเยี่ยมสำหรับปัญหาสมดุลแสงสีขาว แต่ฉันไม่พยายามใช้สำหรับการเปิดรับแสง / การวัดแสงเนื่องจากผลลัพธ์ไม่ดีเท่าที่ควร
Rowland Shaw

"ในทางทฤษฎีคุณสามารถโพสต์กระบวนการเพื่อให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันกับ ISO ที่ต่ำกว่าหรือสูงกว่า" ... ใช่ไหม? คุณไม่สามารถยกเลิกเสียงที่สร้างโดย ISO ที่สูงขึ้นได้
AJ Finch

@AJ ฉันคิดว่าจะหยุดหรือแก้ไข แต่คุณไม่สามารถเอาชนะการเปิดรับแสงได้ทันที
Rowland Shaw

1
@Rowland ฉันไม่แน่ใจว่าฉันเข้าใจความคิดเห็นของคุณอย่างเต็มที่ แต่ใช่ประเภทของฉากจะมีอิทธิพลต่อการตัดสินใจรับสัมผัสของคุณอย่างมากประเด็นของฉันคือฉันไม่เชื่อว่าการเปิดเผยสิ่งที่คุณต้องการ -shift ในการโพสต์คือจำเป็นต้องเลือกที่ดีที่สุด ฉันยอมรับว่าการทำสิ่งที่ถูกต้องเป็นครั้งแรกเป็นสิ่งที่ดีกว่า แต่เมื่อพูดถึงเรื่องการเปิดรับฉันไม่คิดว่าจะมี "สิทธิ" มีการตั้งค่าที่รักษาการตั้งค่ารายละเอียดไฮไลต์ไว้เพื่อลดเสียงรบกวนและอื่น ๆ การปรับการเปิดรับแสงในโพสต์เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์
Matt Grum

2

หาก # 3 เป็นจริงคุณสามารถถ่ายภาพ RAW แบบ overexposed แบบ 4 จุดที่ ISO 1600 และจากนั้นโพสต์โพรเซสซิงจะสร้าง JPEG ที่ ISO 100 ซึ่งจะเหมือนกับภาพต้นฉบับที่ถ่ายด้วย ISO 100

ไม่ถ้าคุณถ่ายภาพด้วยการตั้งค่า ISO 100 คุณจะได้ค่าแสงที่แตกต่างกัน (ให้แสงมากขึ้นบนชิป) กว่าการตั้งค่า ISO 1600 ไม่ว่าการขยายสัญญาณ (ในฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์) จะทำได้อย่างไรภาพ ISO 1600 ของคุณจะมีเสียงรบกวนมากกว่าภาพ ISO 100


3
หากคุณถ่ายภาพสองภาพในฉากเดียวกันโดยมีค่ารูรับแสงและเวลารับแสงเท่ากันเพียงเปลี่ยนแปลงค่า ISO เท่านั้นปริมาณแสงที่เท่ากันจะกระทบเซ็นเซอร์ในแต่ละภาพ หนึ่งที่ ISO 100 ดังนั้น "4 overexposed" หยุด
Evan Krall

1
ISO ไม่มีผลต่อปริมาณแสงที่กระทบกับเซ็นเซอร์ ISO มีผลต่อความสว่างของภาพดิจิตอลที่เกิดขึ้นไม่ว่าจะได้รับการขยายก่อนหรือหลังการแปลงดิจิตอล การยิงการสัมผัสกับ ISO 100 กลอน ISO 1600 แต่ภายในหมายความว่าคุณต้องมีความสว่างมากขึ้นในการเซ็นเซอร์ถ้านั่นคือสิ่งที่คุณกำลังจะบอกว่า ...
นิคฟอร์ด

2

เลนส์กล้องจะฉายภาพขนาดเล็กของโลกภายนอกบนพื้นผิวของเซ็นเซอร์ภาพที่ไวต่อแสงซึ่งอยู่ภายในและที่ด้านหลังของกล้อง เซ็นเซอร์รับภาพนี้ครอบคลุมไปด้วย photosites นับล้าน photosites ส่วนใหญ่ซ้อนทับด้วยฟิลเตอร์สีแดงสีเขียวหรือสีน้ำเงิน ในระหว่างแสงแสงจากฉากที่เล่นบน photosites รับโฟตอนเหล่านี้ตามสัดส่วนกับความสว่างของฉาก

โฟตอนฮิตสร้างประจุไฟฟ้าภายใน photosite ความแข็งแรงของประจุนี้เป็นสัดส่วนกับจำนวนการยิงโฟตอน จำนวน Hit คือการรวมกันของระยะเวลาที่ชัตเตอร์ยังคงเปิดอยู่และความสว่างของฉากและเส้นผ่านศูนย์กลางการทำงานของเลนส์ (รูรับแสง) หากความสว่างของฉากลดลงระบบอัตโนมัติของกล้องหรือช่างภาพจะขยายรูรับแสงที่ใช้งานและหรือความเร็วชัตเตอร์จะช้าลง หากเลือกความเร็วชัตเตอร์เร็วรูรับแสงที่ใช้งานจะต้องเพิ่มขึ้นเป็นต้น

ในทุกกรณีขนาดของประจุเมื่อสิ้นสุดการรับแสงนั้นไม่เพียงพอ ลอจิกในตัวชิปจะแปลงประจุเป็นสัญญาณอะนาล็อกที่อ่อนแอซึ่งจะขยายและแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอล มันเป็นแอพพลิเคชั่นของแอมพลิฟายเออร์ที่คุณกำลังถาม

หากประจุอ่อนการขยายต้องเพิ่มขึ้น ประจุจะอ่อนลงหากภาพไม่สว่าง การชาร์จจะไม่ดีหากความเร็วชัตเตอร์ที่ใช้นั้นเร็วมาก เราเปิดเส้นผ่านศูนย์กลางการทำงานของเลนส์เพื่อให้พลังงานแสงมากขึ้นเราสามารถนำแสงเทียมมาใช้ได้หากความสว่างของฉากจำเป็นต้องได้รับการเสริม

พูดคุยเกี่ยวกับการขยายสัญญาณ: การขยายในกล้องดิจิตอลนั้นสอดคล้องกับการเพิ่มระดับเสียงของวิทยุหรือโทรทัศน์ ในกล้องดิจิตอลการขยายที่สูงขึ้นจะเพิ่มโอกาสในการถ่ายภาพฉากที่มีแสงน้อยและหรือความเร็วชัตเตอร์สูง แอมพลิฟายเออร์ที่เพิ่มขึ้นนั้นจัดอยู่ในประเภทการตั้งค่า ISO สูง ISO ย่อมาจาก International Organization for Standardization พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างมาตรฐานความไวต่อความเร็วของฟิล์มถ่ายภาพและอุตสาหกรรมกล้องดิจิตอลได้นำวิธีการติดฉลากความไว ISO มาใช้

ISO ที่เพิ่มขึ้นมาพร้อมกับราคา: สำหรับเซ็นเซอร์ภาพส่วนใหญ่แต่ละ photosite มีแอมพลิฟายเออร์ของตัวเอง แต่ละคนมีแนวโน้มที่จะขยายแตกต่างกันเล็กน้อยกว่าเพื่อนบ้าน เมื่อแอมพลิฟายเออร์เป็นแหล่งภาพที่สูงเกินไปที่ควรสร้างเป็นสีดำมักจะลงทะเบียนเป็นสีเทาเข้ม สิ่งนี้จะส่งข้อมูลเท็จที่เราเรียกว่าเสียงรบกวน นอกจากนี้หากการขยายเสียงสูงเกินไปประจุบางตัวสามารถรั่วไหลลงสู่ไซต์ที่อยู่ติดกันเราเรียกว่าการเบ่งบาน ใช่ความไวแสง ISO สูงและลดลง แต่ก็ช่วยให้การถ่ายภาพภายใต้สภาวะที่ท้าทาย เทคโนโลยีก้าวสู่ชิปภาพและซอฟต์แวร์กล้องที่ดีขึ้นลดเสียงรบกวนและเบ่งบาน


1
เฮ้อลันคำตอบที่ดี แต่ถ้าทำได้โปรดทิ้งลายเซ็นที่จะได้รับการชื่นชม
John Cavan

0

คำเตือน: คำตอบของฉันคือประวัติย่อ 100% และขึ้นอยู่กับผลลัพธ์จาก Panny FZ-28 ซึ่งอาจเป็นไปไม่ได้ที่จะจัดการกับ RAW เช่นเดียวกับ DSLR

ต้องบอกว่าฉันได้ต่อสู้กับระดับเสียงรบกวนในสภาพแสงน้อยตั้งแต่วันที่ 1 ด้วยกล้องนี้ มีเพียงประสิทธิภาพมากมายที่คุณสามารถบีบออกจากเซ็นเซอร์ขนาดเล็กได้ แต่ฉันได้ลองหลายวิธีเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดที่ฉันสามารถทำได้

เมื่อฉันเห็นเสียงเพิ่มขึ้นอย่างน่าทึ่งเมื่อฉันเพิ่ม ISO ฉันมักจะพยายามรักษา ISO ไว้ที่หรือใกล้ 100 สิ่งหนึ่งที่ฉันพยายามแม้ว่าถ่ายภาพ RAW ที่ ISO 100 ด้วยการเปิดรับแสงน้อยเพื่อรักษาชัตเตอร์ ความเร็วที่ฉันต้องการ โพสต์การประมวลผลช่วยให้ฉันแก้ไขการแสดงผล (ในระดับหนึ่ง) แต่เมื่อฉันทำอย่างนั้นฉันรับเสียงดังที่ดูเหมือนจะเป็นเรื่องเดียวกันกับถ้าฉันเพิ่งตั้งค่า ISO ให้สูงขึ้นเพื่อเริ่มต้น ฉันเห็นระดับเสียงที่เปรียบเทียบได้มากเมื่อฉันเพิ่ม ISO และการรับแสง (เพื่อไม่ต้องเพิ่มการเปิดรับแสงในการโพสต์การประมวลผล) ทำให้ฉันเชื่อว่าไม่มีที่ว่างเหลือสำหรับ "โกงระบบ" ด้วยวิธีนี้

ฉันไม่ได้อ่านเพื่อสนับสนุนสิ่งนี้ แต่จากสิ่งที่ฉันเห็นฉันมีแนวโน้มที่จะเชื่อว่า # 1 หรือ # 2 (ส่วนตัวฉันเชื่อว่า # 1) เป็นจริง


0

RAW เป็นการถ่ายโอนข้อมูลเซ็นเซอร์โดยตรงไปยังที่เก็บข้อมูลดังนั้น # 1 และ / หรือ # 2 จึงเป็นตัวเลือกที่ชัดเจน (แม้ว่าฉันคิดว่า Canon ทำการจัดการข้อมูลบางอย่างก่อนที่จะเขียน RAW และอาจทำอย่างอื่น)

วิธีที่ดีในการเพิ่มความไวของเซ็นเซอร์คือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมัน ทั้งสองนี้จะเพิ่มเอาต์พุตสำหรับอินพุตที่กำหนดและเพิ่มเสียงรบกวน (ซึ่งทั้งคู่สังเกตได้ว่าเกิดขึ้นเมื่อทำการเพิ่ม EI บนกล้องดิจิตอล)

ฉันจินตนาการได้ยากว่าคุณจะใช้การขยายแสงแบบใดก่อนที่เซ็นเซอร์จะสามารถปรับได้ทันที (เซ็นเซอร์มีไมโครลิตรผ่านแต่ละองค์ประกอบเพื่อรวบรวมแสงให้กับองค์ประกอบนั้นซึ่งกำหนดขนาดขององค์ประกอบและมี ผลกระทบขนาดเล็ก แต่คงที่)

ตัวเลือกที่ 3 จะแก้ไขข้อมูล RAW หลังจากการรวบรวมซึ่งเป็นเช่นเดียวกับการแก้ไขไฟล์ RAW หลังจากอ่านจากกล้อง กล้องบางตัว (ดูด้านบน) อาจพยายามทำเช่นนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อกรองสัญญาณรบกวน ส่วนใหญ่จะไม่และปล่อยให้ผู้ใช้ดำเนินการ (ในความเป็นจริงปีที่ผ่านมามีการต่อสู้ระหว่าง Canon และ Nikon ที่ Canon ดูเหมือนจะให้ภาพที่สดใสมากขึ้นเมื่อเทียบกับ Nikon ซึ่งพบว่ามีสาเหตุมาจาก Canon ใช้การจัดการในกล้อง ข้อมูล RAW ซึ่งก่อให้เกิดความโกลาหลค่อนข้างมากจากผู้ใช้ที่ไม่ต้องการให้กล้องทำเช่นนั้น)

ใจทั้งหมดนี้มีไว้สำหรับ DSLR ระดับกลาง / สูงด้วยโมเดลระดับเริ่มต้นอาจมีการกรองในกล้องจำนวนมากและการปรับปรุงที่เกิดขึ้น แต่ผู้ใช้ที่ไม่ใช่ปืน RAW ทั่วไปและโหมด RAW ก็อาจจะสะอาดเช่นกัน

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.