Ist es besser, mit einem höheren ISO-Wert zu fotografieren oder einen niedrigeren ISO-Wert zu verwenden und die Belichtung in der Nachbearbeitung zu erhöhen?

Nach meinem Verständnis ergibt eine höhere ISO ein körnigeres Foto

Ich fürchte, Ihr Verständnis ist falsch. Ein hoher ISO-Wert ergibt nicht unbedingt ein körnigeres Foto, da andere Faktoren eine Rolle spielen. Unter Umständen kann es sein, dass eine ISO-Verringerung das Rauschen erhöht. Ich habe vor einiger Zeit ein Experiment durchgeführt, um dies zu beweisen:

Was Sie sehen, ist genau das, was Sie beschreiben, ein Bild, das mit ISO 1600 unbearbeitet aufgenommen wurde, im Vergleich zu demselben Foto, das mit ISO 100 aufgenommen wurde und in der Post aufgehellt wurde, um mit dem ersten Bild übereinzustimmen.

Wie Sie sehen können, ist das ISO 100-Bild erheblich verrauschter.

Was los ist, ist, dass Bilder Schussrauschen und Leserauschen enthalten . Schussrauschen tritt auf, weil Photonen zufällig von Lichtquellen emittiert werden, was zu Schwankungen des Lichts führt, das auf jeden Teil des Sensors trifft. Leserauschen tritt auf, wenn das analoge Signal vom Sensor zum ADC übertragen wird .

Die ISO-Einstellung an der Kamera verstärkt das analoge Signal vor dem Auslesen und der Digitalisierung. Beim Verstärken des Signals wird auch das Schrotrauschen verstärkt, somit bleibt das Signal-Rausch-Verhältnis gleich. Das Leserauschen wird jedoch nicht verstärkt, wie es nach der Verstärkung geschieht. Wenn Sie mit niedrigem ISO-Wert aufnehmen und das Bild in der Software aufhellen, werden sowohl das Photonenrauschen als auch das Leserauschen verstärkt, was zu einem höheren Rauschpegel führt.

Warum also wird ISO als Bestimmung des Bildrauschens angesehen?

Es stimmt, dass ein möglichst geringes Rauschen bei möglichst geringer ISO erreicht wird, wobei möglichst viel Licht auf den Sensor trifft .

Es stimmt auch, dass die höchste Geschwindigkeit für mein Auto im fünften Gang erreicht wird. Aber das bedeutet nicht, dass es meine Geschwindigkeit erhöht, wenn ich es mit dem Motor im Leerlauf auf den fünften Platz bringe. Den größten Einfluss auf die Geschwindigkeit hat die Drosselklappenstellung. Das Getriebe verhindert nur das Abwürgen oder Überdrehen des Motors.

Ebenso ist der größte Einfluss auf das Rauschen die Gesamtlichtmenge, die auf den Sensor fällt. Aber Sie müssen den ISO-Wert einstellen, um eine Über- oder Unterbelichtung des Bildes zu vermeiden.

ISO hat keine direkte Beziehung zum Rauschen. Wenn Sie eine sehr dunkle Szene mit wenig Licht haben, das auf den Sensor fällt, haben Sie unabhängig von der ISO-Einstellung Rauschen. Wenn viel Licht auf den Sensor fällt, haben Sie unabhängig von der ISO-Einstellung sehr wenig Rauschen (obwohl Sie möglicherweise überbelichtet sind!).

Ein weiteres Problem bei der Wahrnehmung von Rauschen und ISO besteht darin, dass in jedem der automatischen Aufnahmemodi P/Tv/Av eine Erhöhung des ISO dazu führt, dass die Kamera die Verschlusszeit und/oder Blende ändert, was dazu führt, dass weniger Licht auf den Sensor trifft, was mehr Rauschen bedeutet . Im manuellen Modus für eine feste Verschlusszeit und Blende führt eine Erhöhung des ISO- Werts jedoch nicht zu mehr Rauschen im Bild .

Warum spielt das alles eine Rolle? Wenn Sie schließlich das geringste Rauschen Ihrer Kamera wünschen, stellen Sie sie einfach auf ein Stativ, wählen Sie ISO 100 und lassen Sie den Verschluss so lange wie möglich offen, bevor das Bild überbelichtet wird.

Das Problem ist, dass es zu Missverständnissen führen kann, wenn man zuerst an ISO denkt. Wenn Sie beispielsweise den obigen Ansatz bei schwachem Licht und weit geöffneter Blende verwenden, kann der Verschluss bei 1/30 s maximal sein. Die Leute erinnern sich an ISO 100 = Teil mit dem geringsten Rauschen , vergessen die Notwendigkeit einer korrekten Belichtung (oder werden durch das Bild auf der Rückseite des LCD in die Irre geführt, das gut belichtet aussehen kann, wenn Sie den Bildschirm im Dunkeln betrachten) und Am Ende wird das Bild unterbelichtet, wodurch mehr Rauschen entsteht, als wenn sie beispielsweise mit ISO 400 aufgenommen hätten.

Genauso richtig ist, dass ein möglichst geringes Rauschen erreicht wird, wenn möglichst viel Licht auf den Sensor trifft (ohne das Bild zu überbelichten) und der ISO möglichst hoch ist (ohne das Bild zu überbelichten) . In den meisten Fällen ist die höchstmögliche ISO 100.

Denken Sie zuerst an die Lichtstärke und dann an die ISO, um Fallstricke zu vermeiden, wenn es eine Begrenzung gibt, wie viel Licht Sie während der Belichtung auf den Sensor bekommen können.

Es gibt andere Missverständnisse, die aus dem Denken über ISO als den Hauptfaktor stammen, der das Rauschen bestimmt. Ein solches Missverständnis bezieht sich auf die Basis-ISO (minimaler nativer ISO-Wert) einer Kamera. Jemand mit einer Kamera Y, deren Basis-ISO 200 beträgt, könnte denken: „Da ISO 200 mir die saubersten Bilder liefert, wäre es nicht großartig, ISO 50 wie Kamera X zu haben“. Nun kann es sein, dass Kamera Y einen Sensor mit fantastischer Quanteneffizienz und sehr gute Mikrolinsen hat, was bedeutet, dass sie Licht sehr effizient einfängt, wodurch Bilder schnell überbelichtet werden, was zu einem hohen Basis-ISO führt. Kamera X hat möglicherweise einen viel älteren Sensor mit schlechter QE, keinen Mikrolinsen und niedrigem Füllfaktor. Es verschwendet viel Licht und erfordert daher längere Belichtungszeiten. Es erzeugt auch Bilder mit dem gleichen Rauschpegel bei ISO 50 wie Y bei ISO 200.

Schließlich hilft es, zuerst über Licht nachzudenken, um „ISO-weniger“ Sensoren zu erklären, wie z. B. die neueste Charge von Sony-Sensoren, die in Kameras wie der Pentax K5 oder Nikon D800 zu finden sind. Das Ausleserauschen ist so gering, dass es keinen Unterschied macht, ob Sie das Signal vor dem Auslesen verstärken, was bedeutet, dass Sie bei vielen verschiedenen ISO-Einstellungen vergleichbare Ergebnisse erzielen können, was beweist, dass ISO nicht für Bildrauschen verantwortlich ist.

Meine bevorzugte Aufnahmemethode ist der manuelle Modus mit Auto-ISO. Auf diese Weise kann ich die Schärfentiefe und die Menge an Bewegungsunschärfe auswählen, die ich im Bild haben möchte/kann, und dann die Kamera das Rauschen für mich minimieren lassen.

Wenn das ISO 3200 nicht überbelichtet ist, ist das ISO 100 sehr dunkel, nicht nur ziemlich dunkel. Im 8-Bit-Bereich würde es zwischen 0 und 15 Pixelwerten liegen, also sehr laut, und die ISO 3200 wäre ziemlich gut, außer in dunklen Regionen.

Diese Bilder sind ISOs 200.400.800.1600 von links nach rechts auf einer alten Canon 400D, bei der hohe ISO bekanntermaßen schlecht waren. Aber immer noch ist die ISO 1600 die beste.

Größer

In der Tat ist der beste Weg, das Rauschen zu verringern, das Hinzufügen von Licht zum Sensor, durch Einstellungen oder durch Hinzufügen von Licht zur Szene. Diese Vorgänge sind mit Kosten verbunden: Das Hinzufügen von Licht ändert die Szene , die wir aufnehmen möchten, das Hinzufügen von Licht während der Belichtungszeit riskiert eine Bewegungsunschärfe , die schlimmer sein kann als das Rauschen, und das Öffnen der Iris (falls möglich) verringert den DOF und macht das Objektiv weich . und vielleicht sogar Fransen hinzufügen .

Hier habe ich Blitz hinzugefügt, ISO 200-800 (1600 würde überbelichten):

Größer

Hier sehen wir, dass jetzt in allen Fällen genug Licht vorhanden ist, um ein Bild mit geringem Rauschen zu erzeugen - beachten Sie insbesondere, dass das Aufsteigen in Iso immer noch kein Rauschen verursacht. Mangelndes Licht macht es laut, nicht hohe ISO.

Abschließend: Licht > Iso, aber höheres Iso! = Ihr Feind; es ist dein Freund, wenn das Licht dich verlässt.

Formal ist es besser, auf höhere ISO zu gehen, solange höhere ISO so implementiert wird, wie sie implementiert werden soll: als höhere Gain-Einstellung für den internen analogen Signalverstärker in der Kamera, dh Signalverstärker, der im Signal zuvor arbeitet es wird in diskrete digitale Form umgewandelt.

Rein rechnerisch „vervielfacht“ auch der interne Verstärker das Signal, genau wie der Schieberegler „Belichtung“ in mancher Nachbearbeitungssoftware. Die Multiplikation wird jedoch auf der analogen Seite des Verarbeitungsflusses durchgeführt, bevor das Signal in digitale Form umgewandelt wird. Dies schließt jegliche Rundungsfehler aus, die unweigerlich eingeführt werden, wenn die Multiplikation (oder praktisch jede andere Bildwerttransformation) an den diskreten digitalisierten Werten durchgeführt wird.

Damit das alles funktioniert, muss Ihre Kamera natürlich die ISO-Einstellung gezielt umsetzen, indem sie die Verstärkung des internen analogen Verstärkers anpasst. Billigere Digitalkameras implementieren möglicherweise "falsche" ISO-Einstellungen, indem sie die Verstärkung des Verstärkers konstant halten und die Bilddaten multiplizieren, nachdem sie in digitale Form konvertiert wurden. Eine solche Implementierung bietet absolut keine sinnvollen Vorteile gegenüber dem, was Sie bei der Nachbearbeitung tun können. Es ist genau dasselbe wie der Schieberegler „Belichtung“ in Nachbearbeitungssoftware.

Inzwischen implementieren viele moderne SLR-Kameras den Großteil ihrer ISO-Einstellungen, indem sie die Verstärkung des Verstärkers anpassen, während sie die extremsten ISO-Einstellungen (die höchste und/oder die niedrigste) durch digitale Multiplikation „simulieren“. Es macht aus den oben genannten Gründen keinen Sinn, solche simulierten ISO-Werte zu verwenden. Einige Kameras implementieren möglicherweise "Standard" -ISO-Werte (z. B. 100, 200, 400, 800 usw.), indem sie die Verstärkung des Verstärkers anpassen, während sie gebrochene ISO-Werte durch digitale Multiplikation mit dem nächsten "Standard" -ISO-Wert simulieren. Auch hier macht es keinen Sinn, solche simulierten ISO-Werte zu verwenden.

Um deine Aussage etwas zu korrigieren,

"Ein höherer ISO-Wert erzeugt bei Standardbelichtung ein körnigeres Bild ."

Die verwendete ISO hat keinen Einfluss auf das in die Kamera einfallende Licht oder die Lichtempfindlichkeit des Sensors. Um das systemeigene Rauschen auszublenden, muss eine gewisse Signalstärke registriert werden. Bei einem hohen ISO verarbeitet der Sensor weniger Licht als mehr Licht und entwickelt somit ein Bild schneller, hat aber mehr Rauschen.

Das gleiche Bild, das mit einem niedrigeren ISO-Wert aufgenommen wurde, aber bei gleicher Geschwindigkeit, wird immer noch die gleiche Menge an Rauschen aufweisen, aber wie Matt Grum betont, wird die digitale Konvertierung das Rauschen wahrscheinlich verstärken und somit ein schlechteres Gesamtbild mit zunehmender Lautstärke erzeugen in wird so niedrig sein, wenn es noch in analoger Form ist.

Der Grund dafür, dass bei Standardbelichtung weniger Rauschen auftritt, liegt darin, dass die zusätzliche Zeit, in der Licht vom Sensor erfasst wird, im Vergleich zu der relativ konstanten Menge an Rauschen zu einem stärkeren Signal führt.

Grundsätzlich entsteht Rauschen sowohl durch Leistungsschwankungen in der Kamera als auch durch Rauschen des Bildsensors, wenn Sie einen niedrigeren ISO-Wert verwenden und keine Standardbelichtung durchführen.

Wenn Sie ein Stativ haben und können, verwenden Sie einen niedrigen ISO-Wert. Wenn Sie kein Stativ verwenden können, erhöhen Sie den ISO-Wert, da körnige Bilder besser sind als verwackelte. Ein sehr dunkles Bild kann nicht wiederhergestellt werden (wie ein verbranntes), sobald es "voll dunkle Bereiche" bekommt, weil es nichts zu wiederherstellen gibt (keine Details). Wenn Sie also Dinge durch Ihren Sucher sehen können und nach der Aufnahme noch Details haben, ist das in Ordnung. Überprüfen Sie auch das Histogramm.

Es kommt auf die Kamera an. Das Erhöhen der ISO verstärkt das Signal vom Sensor, und dies ist anders als das Aufhellen des Bildes in der Post. Ein hoher ISO-Wert kann als Hardware-Boost angesehen werden, während das Aufhellen in der Post als Software-Boost angesehen werden kann.

Das Erhöhen des ISO-Werts kann im Vergleich zum Aufhellen nach der Verarbeitung zu weniger Rauschen führen, muss es aber nicht. Die meisten Kameras verstärken das Signal nur bis zu einem bestimmten Punkt (400 bis 1000 ISO oder so) und erzielen obendrein durch Softwaremanipulation effektive ISO-Erhöhungen. Auch hier variiert der Zeitpunkt, an dem dies geschieht, je nach Kameramodell.

Sie müssten Ihr spezifisches Kameramodell testen, um zu wissen, wie sich die Auswirkungen von hoher ISO- und PP-Aufhellung unterscheiden.

In jedem Fall möchten Sie eine gute Belichtung, das heißt, Sie möchten Rohdaten mit den nützlichsten Informationen darin, und die Belichtung mit der richtigen Technik ist normalerweise ein guter Weg, dies zu erreichen.

Sie sprechen hier von einer Digitalkamera. Wenn bei gleicher Belichtung die Qualität verbessert werden könnte, indem der ISO-Wert gesenkt und das Signal digital verstärkt wird, warum sollte die Kamera dies nicht selbst tun? Wo wäre der Sinn, das Bild künstlich schlechter zu machen, als es sein kann?

Beim Film könnte man argumentieren, dass ähnliche Techniken sinnvoll sein könnten, da Belichtung und Laborverarbeitung zwei verschiedene Phasen sind, die von verschiedenen Schauspielern gesteuert werden, und wenn Sie die Kontrolle über beide Schauspieler und nicht nur über einen hätten, könnten Sie die Ergebnisse auf eine Weise verbessern, die Sie könnten nicht nur durch die Kontrolle der Belichtung.

Aber das in der Kamera erzeugte digitale Foto steht vollständig unter der Kontrolle der Kamera. Wenn eine Unterbelichtung und dann eine digitale Verstärkung des Ergebnisses der beste Weg nach vorne wäre, würde ISO so implementiert (tatsächlich tun "ISO-invariante" Sensoren wie neuere Sony Exmor-Sensoren dies auf diese Weise; aber mit zahlreichen anderen / älteren / kleineren Sensoren können die Schaltkreise im analogen Bereich bessere Arbeit leisten, wenn sie mit einer geringeren Exposition rechnen).