mattdm

Was ist "ISO" bei einer Digitalkamera?


Iso Digital-gegen-film Lärm Iso-geräusch Foto

Was ist "ISO" im Allgemeinen und wie ist die Skala definiert?

Wie unterscheidet sich die ISO-Skala für die Filmempfindlichkeit von der ISO-Empfindlichkeit, wie sie in Digitalkameras verwendet wird?

Ist niedriger ISO immer besser?

mattdm
Mir wurde klar, dass wir große Fragen / Antworten zur Blende haben, gute an den Verschlusszeiten und nichts, was wirklich auf den dritten Belichtungsfaktor ankommt. Auf geht's. :)

lindes
Es gibt einen vierten Belichtungsfaktor: Lichtmenge. ;)

mattdm
Das ist eine Frage von wo Sie Ihre Bedingungen platzieren. :) Für jede Szene gibt es einen bestimmten Belichtungswert, der ein Bild mit einem bestimmten durchschnittlichen Helligkeitswert aufzeichnet. Indem Sie Blende, Belichtungszeit oder Empfindlichkeit einstellen, ändern Sie den Belichtungswert und für eine konstante Szene, die die "Belichtung" des resultierenden Ausgabebildes ändert. Indem Sie die Beleuchtung ändern, ändern Sie die Szene selbst, was bedeutet, dass ein anderer Belichtungswert erforderlich ist, um die gleiche Helligkeit im resultierenden Bild aufzuzeichnen.

mattdm
Traditionell ist EV nur Av × Tv. Mit der Sensorverstärkung unter einfacher sofortiger Kontrolle ist es heutzutage effektiv: Av × Tv × Sv = EV. Dann EV / Beleuchtung = endgültige Belichtung.

Evan Krall
Eine Diskussion darüber, wie Digitalkameras ISO implementieren, finden Sie unter photo.stackexchange.com/q/2946/378 .

Antworten


lindes

In der Fotografie bezieht sich ISO im Allgemeinen auf ein Maß für " Filmgeschwindigkeit ", das ich verwende, einschließlich Bezug auf die digitale Sensorempfindlichkeit .

Kurz gesagt, die tatsächlichen Buchstaben ISO sind ein Name für die Internationale Organisation für Normung (nicht, offiziell, ein Akronym - mehr Informationen hier ), und in der Fotografie bezieht es sich auf die ISO 12232: 2006 Standard und andere verwandte Normen: ISO 12232: 1998, ISO 5800: 1987, ISO 6: 1993 und ISO 2240: 2003. (Links auf der Film Speed ​​Seite.) Film hat historisch auch die ASA- und DIN-Standards verwendet , wobei erstere das gleiche Nummerierungssystem und DIN eine völlig andere Skala verwendet.

Die Standards für Film und Digital sind technisch unterschiedlich (auf eine Weise, die ich nicht genau genug erforscht habe, um vollständig darüber zu berichten), aber im Allgemeinen sind sie ähnlich genug, dass sie für praktische Zwecke im Wesentlichen gleich sind (ungeachtet des Reziprozitätsversagens , das viele Filme sind ziemlich anfällig für, obwohl digital im Allgemeinen nicht ist). Wenn Sie also eine Belichtung mit Ihrer Digitalkamera messen, können Sie diese Belichtung mit einem Film verwenden, der der ISO-Einstellung der Digitalkamera entspricht, und eine ähnliche Belichtung erwarten (sofern die Verschlusszeit nicht kurz oder lang ist) genug für Reziprozität Fehler beim Eintreten für den Film) (auch bei ansonsten ähnlicher Ausrüstung - keine Unterschiede in den Filtern usw.).

Sowohl bei digitalen als auch bei Filmen zeigt eine höhere Zahl eine höhere Empfindlichkeit an. Eine doppelt so hohe Zahl ist doppelt so empfindlich (z. B. 200 ist doppelt so empfindlich wie 100, 400 doppelt so empfindlich wie 200 usw.). Wenn Sie also bei relativ schwachem Licht fotografieren und eine relativ schnelle Verschlusszeit (zB schnell genug, um die Bewegung zu stoppen) wollen, ist eine höhere Empfindlichkeit erforderlich (also nein, niedriger ist nicht immer besser!)

Bei Digitalkameras (und ähnlich, aber anders im Film) neigen höhere ISO-Werte dazu, Rauschen zu erzeugen (der damit verbundene Effekt im Film ist eine erhöhte Körnigkeit ). Obwohl es nicht immer besser ist (das hängt davon ab, was Sie anstreben), sind niedrigere ISO-Bewertungen immer (oder zumindest fast immer) niedriger im Rauschen, was wünschenswert sein kann. (Bei Aufnahmen mit wenig Licht, bei denen die Verschlusszeit keine Rolle spielt, erzeugen lange Aufnahmen mit niedrigeren ISO-Werten ein "besseres" Bild - obwohl es durchaus vorstellbar ist, dass einige die Auswirkungen des Rauschens mögen; um Getreide zu filmen.)

Wie die Skala definiert wird, basiert auf Messungen eines Bildes, das auf einem bestimmten Beleuchtungsszenario basiert . Die Details sind komplex, deshalb überlasse ich die Details als Übung für den Leser. Eine Lagebeschreibung ist, dass (für digitale) es ein Maß dafür ist, wie schnell der digitale Sensor mit Licht "gesättigt" wird. (Für den Film ist der Prozess verwandt, aber anders.)

Zusammenfassend: höhere ISO ist empfindlicher, aber lauter (aber nicht unbedingt schlechter), digitale und Filme, die für dieselbe ISO (oder ASA für den Film) bewertet werden, haben eine ähnliche Empfindlichkeit, und die Skala basiert darauf, wie schnell ein Bild wird. " gesättigt "mit einer bestimmten Menge an Beleuchtung.


HINWEIS: Ich richte mich auf Experimente aus, die mit der umstrittenen Antwort von Matt Grum zusammenhängen. Hoffentlich schaffen meine Ergebnisse eine schöne, klare, rauschfreie Antwort auf den wichtigen Punkt, den er aufbringt: dass ein Bild mit hohem ISO-Wert bei geringer Lichtmenge weniger laut ist als bei einem Bild mit niedrigem ISO- Wert bei gleicher Lichtmenge an den Sensor , der später in der Nachbearbeitung verstärkt wird. Mehr dazu, hoffentlich in ... EDIT: Nun, ich habe es versäumt, dies eine Zeit lang zu erreichen. Ich kann es immer noch irgendwann tun. In der Zwischenzeit werde ich auch auf diesen Artikel verweisen, der über Vergleiche von nativen gegenüber nicht-nativen ISO-Werten und Mengen von Rauschen in ihnen spricht, was, obwohl der Artikel dies nicht genau sagt, ich denke, ist wahrscheinlich direkt genau auf diese Frage bezogen.

Matt Grum
Ich wollte nie kontrovers sein, diese Antwort enthält viele nützliche Informationen, ich wollte nur die Leute wissen lassen, dass das Doppeln von ISO kein geringeres Rauschen garantiert und ein Beispiel liefert. Ich dachte, es wäre an der Zeit, dass jemand für Captain ISO aufsteht, in seinem unermüdlichen Kampf gegen den bösen Doktor Read Noise, für den er keine Anerkennung bekommt, während Mr. Dim Indoor Lighting ungeschoren davonkommt!

Anonymous
ISO-Bewertungen können entweder auf einer linearen Skala (der alte ASA-Rating-Stil) oder auf der logarithmischen Skala (DIN) angegeben werden. Bis vor relativ kurzer Zeit konnten Sie den ISO-Namen nicht neben der angegebenen Bewertung verwenden, wenn Sie die Werte auf beiden Skalen nicht angegeben haben, selbst wenn die Kontrastkurven und die Entwicklung exakt mit der ISO-Spezifikation übereinstimmen. Irgendwann entschied jemand (oder ein Komitee von einigen Personen) schließlich, dass das Jonglieren zweier austauschbarer Bewertungen nichts für irgendjemanden (außer dem Deutschen Institut für Normung) tat, zu viele LCD-Zeichen zur Anzeige erforderte usw.

Matt Grum

Ist niedriger ISO immer besser?

Nein!

Bei einer bestimmten Lichtmenge, die in die Kamera einfällt, führt eine Verringerung des ISO-Werts nicht zu einer Verringerung des Rauschens (verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis). Die einzige Möglichkeit, das Rauschen zu reduzieren, besteht darin, das Absenken der ISO zu kombinieren, indem man mehr Licht einlässt, indem man die Blende öffnet oder den Verschluss länger offen lässt.

Wenn die Lichtmenge begrenzt ist (Sie haben die maximale Blende erreicht und können keine längere Verschlusszeit verwenden, ohne Unschärfe zu erzeugen), führt die Verwendung des höchstmöglichen ISO - Werts (ohne Clipping - Hervorhebungen) zum geringsten Rauschen in der Bild. Dies wird kontraintuitiv erscheinen und Downvotes (sieben bis jetzt!) Einladen, also lassen Sie es mich erklären (siehe meine Antwort auf die Kommentare am Ende).

Hohe ISO-Werte verursachen keinen Lärm, Lichtmangel verursacht Lärm. Der Grund, warum Menschen hohe ISO-Werte mit Rauschen assoziieren, liegt darin, dass die Kamera entweder die Blende schließt oder die Verschlusszeit erhöht, um die Lichtempfindlichkeit zu kompensieren, wenn die ISO-Einstellung im Blenden- oder Blendenprioritätsmodus erhöht wird.

Hier ist eine Erklärung, warum wenig Licht zu Rauschen führt:

Eine wichtige Quelle für Rauschen in Bildern ergibt sich aus der zufälligen Natur von Licht und wird Photonenrauschen oder Schrotrauschen genannt. Photonen werden zufällig aus Lichtquellen emittiert. Wenn Sie eine Menge Photonen sammeln, wird die Zufälligkeit gemittelt und Sie erhalten fast genau die gleiche Anzahl in jeder Richtung emittiert. Wenn Sie viel weniger Photonen sammeln, kann die Anzahl, die in benachbarten Pixeln gesammelt wird (die die gleiche Farbe haben sollten), unterschiedlich sein und Helligkeitsvariationen geben, die als Rauschen oder Körnung bezeichnet werden. So führt Lichtmangel zu Lärm. Sehen

http://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise

Eine andere Geräuschquelle ist das Lese-Rauschen. Lesegeräusche treten auf, wenn die analogen Ladungen auf dem Sensor digitalisiert (ausgelesen) werden. Das Lese-Rauschen ist ungefähr konstant in Bezug auf die Anzahl der aufgenommenen Photonen. Eine zunehmende ISO verstärkt das Signal und damit das Photonenrauschen, aber das Lese-Rauschen bleibt gleich.

Wenn Sie eine niedrigere ISO verwenden (mit der gleichen Menge an Licht, die in Ihre Kamera gelangt), erhalten Sie ein unterbelichtetes Bild und wenn Sie es in der Post aufhellen, verstärken Sie sowohl das Photonenrauschen als auch das Leserauschen . Ihr Gesamtlärm ist dann höher.

Hier ein Beispiel für diesen Effekt in der Praxis:

http://www.mattgrum.com/ISOcomparison/ISO_100_vs_ISO_1600.jpg

Diese Bilder wurden mit identischen Einstellungen wie ISO aufgenommen und genauso verarbeitet. Der untere ist deutlich lauter, obwohl er bei ISO100 gedreht wurde

Wenn Sie für jedes Paar Verschlusszeit / Blende Rauschen gegen ISO plotten würden, würden Sie feststellen, dass das Rauschen immer zunimmt (manchmal nur geringfügig), wenn ISO abnimmt . Daher sehe ich nicht, wie man argumentieren kann, dass hohe ISO-Werte zu verrauschteren Bildern führen, wenn man bedenkt, dass niedrigere ISOs mehr Rauschen verursachen, wenn alles andere gleich ist!

TL; DR

Um das Rauschen zu minimieren, sollten Sie so viel Licht wie möglich durch die Linse (da Rauschen hauptsächlich durch niedrige Lichtstärken verursacht wird) mit den Einstellungen für Blende und Verschlusszeit aufnehmen.

Wenn Sie diese Einstellungen konstant halten, erhöhen Sie den ISO-Wert so weit wie möglich (ohne Clipping-Akzente), da dies den Anteil des Signals, das gelesen wird, reduziert.


Antwort auf Kommentare

Entschuldigung, aber deine Erklärung ändert nichts an der Tatsache, dass deine Grundaussage falsch ist. Was Sie normalerweise verwenden möchten, ist die niedrigste ISO, die eine geeignete Belichtung mit einer verwendbaren Kombination von Verschlusszeit und Blende ergibt

Die Methode, die Sie verwenden, hat keine wirkliche Konsequenz, wenn Sie daran denken, den Auto-Modus zu verwenden und den ISO-Wert zu wählen, der dazu führt, dass der Verschluss / die Blende so lang / breit ist wie möglich. Blende zuerst so lang / breit wie möglich und dann die ISO einstellen, um die richtige Belichtung zu erhalten.

Da ich jedoch keine Aufnahmemethode vorschlug, wollte ich, um Geräusche zu minimieren, so viel Licht wie möglich einlassen, vorausgesetzt, Sie haben das mit Shutter / Blende / Blitz oder was auch immer, der ISO erreicht sollte so hoch wie möglich sein (vor dem Highlight-Clip), da alles andere zu Unterbelichtung und somit zu mehr Lese-Rauschen führt.

Wenn Sie tatsächlich Ihre Verschlusszeit und / oder Blende ändern (nach dem Gesetz der Reziprozität, wie Sie es normalerweise tun würden), dann raten Sie mal: Sie erhalten mehr Photonen auf dem Sensor für die gleiche "Belichtung" (nennen Sie EV wie eingestellt) die ISO in Frage)! Also, weniger Lärm!

Ja, aber Sie können die ISO nicht erhöhen und gleichzeitig die Einstellungen ändern, um weniger Licht hereinzulassen, und dann schließen Sie, dass Sie mehr Rauschen haben, weil Sie eine höhere ISO verwenden. Vor allem, wenn Sie zeigen können, dass Sie das Rauschen reduzieren, wenn Sie die ISO-Empfindlichkeit erhöhen.

Es ist so, als würde man ein Auto mit einem kleineren Motor kaufen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken, überall mit dem Fuß flach auf den Boden zu fahren und zu schließen, dass kleine Motoren den Kraftstoffverbrauch erhöhen! Ändern Sie jeweils eine Variable.

John Cavan
Das heißt, vorausgesetzt, alle anderen Dinge sind gleich. Durch Drücken der Belichtung in der Nachbearbeitung wird das Bildrauschen belichtet. Wenn diese ISO 100-Aufnahme jedoch länger belichtet wurde, sodass sie korrekt belichtet wurde, ist der Geräuschunterschied möglicherweise nicht so offensichtlich. Auch neuere Sensoren machen dies ein wenig weniger schmerzhaft. :)

Matt Grum
@ John Beim Vergleich macht es Sinn, die anderen Variablen gleich zu halten, oder? Jedenfalls ist der Punkt, den ich mache, wenn der ISO100-Schuss zwei Sekunden gewesen wäre, weniger geräuschvoll gewesen wäre, aber das würde auf das zusätzliche Licht zurückzuführen sein , nicht auf den niedrigeren ISO, denn wenn die Lichtmenge gleich der niedrigeren ISO war hat nicht zu weniger Lärm geführt.

Jerry Coffin
-1. Entschuldigung, aber deine Erklärung ändert nichts an der Tatsache, dass deine Grundaussage falsch ist. Was Sie normalerweise verwenden möchten, ist die niedrigste ISO, die eine geeignete Belichtung mit einer verwendbaren Kombination von Verschlusszeit und Blende ergibt. Unterbelichtung (unabhängig von ISO) führt zu Rauschproblemen, aber das Problem ist die Unterbelichtung, nicht die niedrige ISO.

jrista♦
Ich denke, was ich aus Ihren Antworten und Kommentaren bisher entnehme, ist, dass, wenn Sie versuchen, einen bestimmten Verschluss und Blende zu verwenden, wenn ein niedriger ISO-Wert zu einem unterbelichteten Bild führt und ein höherer ISO-Wert zu einem korrekt belichteten Bild führt , mit der höheren ISO ist besser. Wenn Sie einen bestimmten Verschluss und eine Blende wählen, indem Sie den ISO-Wert auf den höchsten Wert ohne Clipping-Highlights einstellen und die Belichtung bei der Nachbearbeitung verringern, erhalten Sie das klarste Bild mit dem geringsten Bildrauschen für Verschluss und Blende . Wenn ich das richtig verstehe, stimme ich voll und ganz zu!

Matt Grum
@whuber, du bist willkommen. Der Grund, warum ich meinen Fall so leidenschaftlich diskutiere, rührt von mehreren Gelegenheiten her, als ich gesehen habe, wie Leute die ISO fallen lassen und das Bild unterbelichten, weil sie denken, dass sie das Rauschen reduzieren. In der reddit-Fotografie-Sektion wurde jemand, der nachts im manuellen Modus fotografiert, aufgefordert, den ISO-Wert zu reduzieren, um das Rauschen zu reduzieren. Ich wies auf den Fehler in diesem Denken hin und erhielt eine erhebliche Menge an Downvotes (weil jeder weiß, dass hohe ISO mehr Lärm bedeutet, oder?), Also wusste ich irgendwie, was ich zu erwarten hatte!

jrista

Bezüglich der Aussage:

Ist niedriger ISO immer besser?

Es scheint eine Vielzahl von Meinungen zu diesem Thema zu geben, und obwohl sie sich scheinbar gegenseitig ausschließen, bin ich mir nicht sicher, ob das der Fall ist. Es gibt keinen Schnitt und trocken "Ja, X ISO-Einstellung ist immer besser." Ich denke, was besser ist, hängt sehr vom Kontext ab ... von dem, was du versuchst zu drehen und welche Art von Licht verfügbar ist.

Zu diesen beiden Gesichtspunkten gehören:

  • Verwenden Sie den höchstmöglichen ISO-Wert, um die Sättigung zu maximieren (und somit das Rauschen zu minimieren), ohne die Lichter zu beschneiden.
  • Verwenden Sie die niedrigstmögliche ISO, um Rauschen zu minimieren, während Sie den richtigen Verschluss und die richtige Blende verwenden, um eine korrekte Belichtung zu erzielen.

Der allgemeine Konsens besteht darin, dass die Entscheidung für die niedrigste ISO, die möglich ist, um eine angemessene Exposition zu erreichen, der beste Ansatz ist. Diese Aussage ist jedoch mit versteckter Bedeutung behaftet, da die niedrigste mögliche ISO nicht unbedingt ISO 100 sein muss. Sie könnten gezwungen sein, eine höhere Verschlusszeit oder eine schmalere Blende zu verwenden, um die notwendigen kreativen Effekte zu erzielen, die Sie zwingen eine höhere ISO, um die richtige Belichtung zu erhalten. Sie können auch Probleme mit dem verfügbaren Licht haben und die Grenzen Ihres Objektivs (dh die maximale Blende) erreichen und gezwungen sein, einen höheren ISO-Wert zu verwenden, um eine korrekte Belichtung zu erreichen. Ich denke, das ist der Punkt, den Matt Grum versucht hat zu machen.

Abgesehen von bestimmten kreativen Anforderungen (z. B. Belichtungszeit oder großer DOF über kleine Blende), die niedrigste ISO-Einstellung mit dem erforderlichen Verschluss und der Blende, um eine "korrekte" Belichtung zu erzielen (dh eine Belichtung, die weder über- noch unterbelichtet ist) Wenn Sie dem ETTR folgen, ist einer, der keine Highlights hervorgebracht hat, immer noch die beste Praxis. Dies kann leicht demonstriert werden, wie die folgenden Beispielaufnahmen zeigen. Diese Reihe von Beispielen wurde mit mehreren Dingen erstellt:

  1. Es ist keine kurze Verschlusszeit erforderlich, daher kann es so lange dauern, bis eine korrekte Belichtung erreicht wird.
  2. Es gibt keine Notwendigkeit für die Tiefenschärfe, so dass die breiteste Öffnung ausreicht.
  3. Das verfügbare Licht ist fest und kann nicht geändert werden.
  4. Eine Stativ- und Kabelfreigabe wird verwendet, um Verwacklungen zu vermeiden.

Alt-Text

Am klarsten ist, wie Sie sehen, der ISO 100-Schuss. Bei maximaler Öffnung benötigte ISO 100 eine Belichtungszeit von 0,6 Sekunden. Das ist ziemlich lang, aber da es keine Bewegung gab, ist eine längere Exposition kein Problem. Die ISO 1600-Aufnahme ist immer noch korrekt belichtet und hat eine Verschlusszeit verwendet, die genau vier Blendenstufen kürzer ist als die ISO 100-Aufnahme. Trotz der richtigen Belichtung gibt es offensichtlich zusätzliche Geräusche. Der letzte Schuss war ein weiterer ISO 100 Schuss mit den gleichen Einstellungen wie der ISO 1600 Schuss, mit dem Belichtungswert von + 4EV in Lightroom. Der Rauschpegel in dieser Aufnahme ist offensichtlich FAR höher als die anderen beiden, da er digital verbessert wurde.

Angesichts dieser Beispiele können wir zu einigen logischen Schlussfolgerungen kommen:

  • Die Verwendung der Mindest-ISO für Szenen ohne Bewegung bei Aufnahmen mit einem Stativ führt zu dem geringst möglichen Bildrauschen.
    • Gemeinsam für Landschaften und Stillleben.
    • Gelegentlich für Sport, Tierwelt, Vogel oder andere Action-Fotografie.
    • Abhängig von Dingen wie Porträtaufnahmen, aber da Sie normalerweise die Menge des verfügbaren Lichts für Portraits steuern können, sollte normalerweise ein niedriger ISO-Wert möglich sein.
  • Wenn Sie die Mindest-ISO für eine Szene verwenden, die eine korrekte Belichtung ermöglicht, wird das Rauschen minimiert, es ist jedoch möglicherweise nicht das geringst mögliche Rauschen.
    • Wenn Sie eine Aktion mit einer hohen Verschlusszeit einfrieren oder Ihre DoF mit einer engen Blende vergrößern möchten, müssen Sie möglicherweise ISO erhöhen, um die Belichtung beizubehalten.
  • Die Aufnahme mit der niedrigsten ISO ist unabhängig von der Situation eine schlechte Idee.
    • Dies führt oft zu Unterbelichtung (möglicherweise schwerwiegend), wenn das verfügbare Licht nicht optimal ist.
    • Dies führt zu erheblich mehr Rauschen, wenn die Belichtung in der Nachbearbeitung korrigiert wird.

Ich denke, ein guter Weg zu lernen, welche ISO-Einstellungen für verschiedene Szenen und Beleuchtung am besten sind, ist ISO auf Auto einzustellen, den manuellen Modus zu verwenden, ein paar Aufnahmen zu machen und die Ergebnisse zu überprüfen. Die automatische Belichtungsmessung der Kamera wird immer versuchen, eine "richtige" Belichtung zu erzeugen, und wenn Sie eine Szene mit einer breiten Palette von Tönen haben, sollte sie die meiste Zeit die richtige Einstellung wählen. Sie können auch versuchen, manuell einen höheren oder niedrigeren ISO-Wert als den einzustellen, den die Kamera automatisch auswählt, und erneut eine Aufnahme machen, um die Ergebnisse zu sehen. Außerhalb von Landschafts- und Stilllebenaufnahmen werden Sie wahrscheinlich keine einzige "richtige" oder "beste" ISO-Einstellung finden. Ich glaube jedoch, dass die allgemeine Faustregel immer lautet:

Verwenden Sie die niedrigste mögliche ISO-Empfindlichkeit, während Sie für die Art der Aufnahme, die Sie machen, eine angemessene Belichtung beibehalten.

Für das Stilleben wird das wahrscheinlich immer die minimale native ISO sein (keine ISO-Erweiterung). Für Landschaften werden das wahrscheinlich niedrigere ISOs sein, wie 100 oder 200. Für Action-Fotografie, einschließlich Sport, Wildtiere, Vögel, Kinder usw., kann sich die niedrigste ISO für jeden Schuss ändern und kann von ISO 200 bis ISO 3200 variieren oder darüber hinaus, und es wird sehr abhängig von verfügbarem Licht sein. Mit viel Licht können Sie einen niedrigeren ISO-Wert verwenden, weniger Licht wird einen höheren ISO-Wert vorschreiben. Unabhängig davon, welche ISO Sie für Action-Shots verwenden, ist eine weitere gute Faustregel:

Es ist immer besser, eine Aufnahme zu machen, als eine zu verpassen, weil Sie die Kameraeinstellungen, die für die Aufnahme notwendig sind, nicht mögen.

Selbst wenn Sie ISO 3200 verwenden müssen, um mit Ihrem f / 1.4-Objektiv anständige Sportaufnahmen zu machen, werden Sie zumindest die Aufnahmen machen. Diese ISO-3200-Aufnahmen haben ein geringeres Rauschen als die ISO-1600-Aufnahmen, die Sie unterbelichten und dann über die Nachbearbeitung richtig korrigieren, wie das (ziemlich extreme) Beispiel oben zeigt. De-Noising-Algorithmen sind in diesen Tagen auch ziemlich weit fortgeschritten und können den Rauschpegel einer Aufnahme mit hoher ISO-Empfindlichkeit auf akzeptablere Werte reduzieren. Dies wiederum macht die Verwendung eines höheren ISO-Werts, der eine korrekte Belichtung gewährleistet, eine bessere Option als ein niedrigerer ISO-Wert, der wahrscheinlich unterbelichtet wird und eine Korrektur nach dem Prozess erfordert.

BEARBEITEN:

Weitere Untersuchungen zu Matts Aussagen über ISO haben zu einem weiteren Beispielbild geführt. Das Bild unten ist in vier Bänder aufgeteilt, von denen zwei die Belichtung nach Matts Methode darstellen und zwei die Belichtung, bei der die ISO so niedrig wie möglich gehalten wird. Die Behauptung war, dass man bei der Belichtung einer Szene Blende und Verschlusszeit einstellt und dann die höchstmögliche ISO verwendet, ohne die Lichter auszublenden und die Belichtung durch Nachbearbeitung zu korrigieren, indem man EV reduziert, um ein Bild mit dem niedrigsten Rauschen zu erzeugen. Dies widerspricht der normalen Behauptung, dass man die niedrigste ISO verwenden und Blende und / oder Blende einstellen sollte, um eine korrekte Belichtung zu erreichen, um das geringst mögliche Rauschen zu erhalten.

Geräuschtest

Das erste und das dritte Band im obigen Bild wurden aufgenommen, indem eine bestimmte Verschlusszeit und Blende gewählt und dann die ISO so weit wie möglich ohne Clipping-Highlights erhöht wurde. Das zweite und das vierte Band im obigen Bild wurden durch Auswahl von ISO 100 und einer bestimmten Blende aufgenommen. Die Belichtungszeit wurde angepasst, um eine korrekte Belichtung zu erzielen (kein ETTR.) Beide Bilder wurden in der Postproduktion mit der "Auto Tone" -Funktion von Lightroom korrigiert. Dies führte zu einer Reduzierung der Belichtung des Hoch-ISO-Bildes um ein wenig und ließ das ISO-100-Bild ziemlich gleich.

Zwischen diesen beiden Aufnahmen besteht ein Unterschied von drei Blendenstufen. Der erhöhte Rauschpegel des ISO 800-Bildes ist in den Schirmen sehr deutlich. In den Mitteltönen ist ein Anstieg des Rauschens in dem ISO-800-Bild gegenüber dem ISO-100-Bild zu beobachten. In allen tonalen Ebenen sind feine Details in dem ISO-800-Bild gegenüber dem ISO-100-Bild um ein oder mehr Grad verloren gegangen. Dies kann beobachtet werden, indem man die Fernbedienung in ihrer Wiege, die Fronten der Handfläche und in beliebigen Schattentönen untersucht. In den mittleren Tönen und Lichtern sind die Rauschpegel nicht speziell hoch genug, um eine signifikante Verschlechterung des Druckes zu verursachen. Der Rauschpegel in Mitteltönen und Schatten dringt jedoch wahrscheinlich in feine Details ein, wie man sie beispielsweise bei der Makrofotografie oder bei Fotos, die die Grenzen der Auflösung eines Objektivs oder Sensors verschieben, aufgreifen könnte.

Während die negative Belichtungskompensation in der Nachbearbeitung den Rauschpegel des Bildes mit hohem ISO-Wert in der Tat auf ein akzeptableres Niveau reduziert hat, ist es kein Problem, dass die Verwendung des niedrigsten möglichen ISO-Werts zu einem geringeren Rauschen führt als bei einem hohen ISO-Wert Bild.

Die wirkliche Frage ist, ist es immer angebracht, die niedrigste mögliche ISO zu verwenden? Wenn Sie die Szene, die Sie erfassen möchten, ohne unerwünschte Nebeneffekte wie Verwackeln, Unterbelichtung usw. belichten können , wählen Sie die niedrigste ISO-Empfindlichkeit (erweiterte ISO-Einstellungen erreichen normalerweise eine niedrigere ISO-Einstellung durch digitale statt analoge bedeutet, dass ISO 50 Expansion beispielsweise vermieden werden sollte.) Wenn Sie die Szene, die Sie erfassen möchten, nicht ohne unerwünschte Nebenwirkungen belichten können , was beim Fotografieren von Sport oder Wildtieren, beim Fotografieren von Konzerten oder beim Fotografieren der Fall sein könnte Es ist wichtig, jede Art von Indoor-Fotografie mit jeder Aktion durchzuführen, dann sollte die ISO auf das akzeptable Minimum erhöht werden, damit Sie Ihre Szene richtig belichten können (z. B. Bewegungsunschärfe eliminieren, Belichtung auf der richtigen Ebene usw.).

Wenn Sie die Kopffreiheit haben, die Überbelichtung durch Auswahl der maximalen ISO-Empfindlichkeit ohne Clipping-Highlights und die Anwendung einer negativen Belichtungskorrektur in der Nachbearbeitung können Sie die Auswirkungen von Rauschen mit sehr hohen ISO-Werten mindern und sind besser als die Wahl einer ISO das ist zu niedrig, dann wird eine positive Belichtungskorrektur in der Nachbearbeitung angewendet (was die Auswirkungen von Rauschen nur verstärken wird).

Matt Grum
Ich denke, Sie haben meinen Standpunkt missverstanden, indem Sie sagen: Verwenden Sie die höchstmögliche ISO, um die Sättigung zu maximieren (und somit das Rauschen zu minimieren), ohne die Lichter zu beschneiden. Mein Standpunkt ist: Um das Bildrauschen so gering wie möglich zu halten, sollten Sie so viel Licht wie möglich mit den Blenden- und Verschlusszeiteinstellungen erreichen. Und dann erhöhen Sie ISO so weit wie möglich (ohne Clipping-Highlights). Ich weiß nicht, wie ich sagen kann, dass klarere Vorschläge willkommen wären

Matt Grum
Ihr Beispiel zeigt drei Einstellungen. Von schlecht bis gut in Bezug auf Rauschen haben Sie Low ISO, schnelle Verschlusszeit - sehr laut, High ISO, schneller Verschluss - laut, Low ISO, Slow Shutter , sauber. Da der einzige konstante Unterschied zwischen den rauschbehafteten und den unscharfen Aufnahmen die Verschlusszeit ist, erscheint es logisch, dass die Verschlusszeit, nicht ISO100, zu einem saubereren Bild führt? Dies passt auch zur Theorie bezüglich Photonenrauschen.

Matt Grum
BTW +1 für die Zeit, um dies zu untersuchen, anstatt nur zu entlassen! Ich denke, ein wichtiger Punkt, den ich nicht erwähnt habe, ist, dass ein Vorteil der Verwendung einer niedrigeren ISO darin besteht, dass Sie mehr Licht einlassen können, bevor Sie die Lichter abschneiden. So können Sie Rauschen reduzieren (für Landschaften usw.), aber ich behaupte immer noch, dass Rauschen ist proportional zu der Menge an Licht, die Sie einlassen, nicht die ISO.

jrista♦
@Matt: Ich denke, du hast es nur auf den Kopf geschlagen: Lärm ist proportional zu der Menge an Licht, die du einlassen kannst! Jetzt, da du das gesagt hast, verstehe ich deine Perspektive hier völlig. Ich denke, was ich gesagt habe, ist richtig, wenn mehr herum, in dem, wenn Sie keine Wahl haben, aber mit "weniger Licht" zu belichten, eine höhere ISO zu produzieren, wird ein weniger lautes Bild erzeugen. Ich werde experimentieren müssen, indem ich ISO auf die höchste Stufe ohne Clipping drücke und die Belichtung während der Nachbearbeitung reduziere und die Ergebnisse sehe. Ich bin mir immer noch nicht sicher, ob das ein Bild mit weniger Rauschen als die niedrigste mögliche ISO-Einstellung erzeugen würde.

Matt Grum
@ Jrista Das ist es im Wesentlichen. Die andere wichtige Sache ist, dass, während Photonenrauschen proportional zu der Menge an Licht ist, die Sie hineinlassen, das heimtückische Lese-Rauschen dazu führen kann, dass das allgemeine Rauschen zunimmt, wenn Sie ISO fallen lassen! Zum Beweis dieses Blickes auf Ihr zweites und drittes Bild ist die Lichtmenge gleich, aber die ISO100 Scheibe ist deutlich lauter! Was Sie gesagt haben, ist nicht falsch, Sie nähern sich gerade aus einem anderen Blickwinkel. Ich hoffe, dass beide Antworten zum Verständnis der Menschen beitragen werden.

PearsonArtPhoto

ISO ist effektiv eine Empfindlichkeit des Sensors, ob Film oder digital. Theoretisch sollte die ISO für eine Digitalkamera dieselbe wie für eine Filmkamera sein.

Die ISO auf Film wird durch die Korngröße der Chemikalie bestimmt. Was das bedeutet, ist, dass die Auflösung mit einem niedrigeren ISO-Film besser ist. Weil ein Filmkorn alles oder nichts ist, führt dies auch zu etwas Spottheit oder Rauschen.

Die Art und Weise, wie ISO in einer Digitalkamera erreicht wird, kann helfen zu verstehen, warum dies wichtig ist und warum die Verwendung einer höheren ISO nicht immer eine gute Sache ist. Ich weiß nicht, wie es im Film erreicht wurde, also kann ich nicht wirklich damit sprechen, aber ich stelle mir vor, dass es ähnliche Prinzipien verwendet.

Zunächst hat Matt die verschiedenen Geräuschquellen hervorragend erklärt. Was in einer Kamera passiert, kommt eigentlich auf Folgendes an.

  1. Licht trifft auf den Sensor.
  2. Das Signal auf dem Sensor wird durch eine Verstärkungsschaltung geleitet . Die Stärke der Verstärkung hängt von der verwendeten ISO-Einstellung ab.
  3. Der Signalwert wird dann durch einen A2D-Wandler geleitet . Dazu wird das verstärkte Signal in einen Bereich von 0 bis 255 (oder höher, abhängig von der Anzahl der Bits im Wandler), ein digitales Signal, abgebildet.

Die Kamera kann dann einige der grundlegenden Geräuschquellen entfernen, insbesondere das "Dunkelstrom" -Rauschen. Das ist das Signal, wenn Sie komplette Schwärze aussetzen würden.

Was passiert eigentlich, wenn Sie die ISO aufdrehen? Es gibt im Grunde zwei Wege, die ich im Folgenden behandeln werde.

Wenn der ISO-Wert erhöht wird und die Verschlusszeit entsprechend verringert wird, bleibt der Signalpegel, der in den A2D-Wandler geht, gleich. Die Signalmenge auf dem Sensor ist jedoch verringert. Das bedeutet, dass jedes Geräusch, das sensorabhängig ist, tatsächlich verstärkt wird. Dazu gehören Dinge wie Shot Noise. Einige andere Formen von Rauschen werden nicht verstärkt.

Die zweite Option ist, wenn das Originalbild unterbelichtet war, aber die ISO es korrekt belichtet hat. Es ist möglich, das unterbelichtete Bild so zu kontrastieren, dass es das gleiche Maximum / Minimum wie das korrekt belichtete Bild hat. Das aus dem A2D-Wandler kommende Signal wird effektiv einen kleineren Bereich haben. Dies wird nur ein paar Lichtstärken zurücklassen, was zu einem viel lauteren Bild führt als das korrekt belichtete Bild.

Ein paar andere interessante Dinge. Sensoren neigen dazu zu bluten, wenn sie mit benachbarten Pixeln gesättigt sind. Wenn ein Bild in ISO vergrößert und die Verschlusszeit verringert wird, wird es nicht auf der FPA selbst gesättigt, wodurch einige Artefakte entfernt werden. Dies kann zu etwas besseren Ergebnissen führen, wenn es gesättigt ist.

Im Allgemeinen wird ein hoher ISO-Wert bei einer Digitalkamera weniger Rauschen als derselbe ISO-Wert auf dem Film haben, da ein viel besserer Weg zum Erreichen eines hohen ISO-Werts gegeben ist.

Hoffentlich war das nicht zu technisch, aber ich bin einfach aufgeregt, mein Wissen der Elektrotechnik mit der Gemeinde zu teilen :-) Lassen Sie mich wissen, wenn Sie weitere Fragen haben, und ich werde versuchen, es noch besser zu erklären.

Um die zweite Frage zu beantworten, würde ich sagen, dass eine niedrigere ISO nicht immer besser ist, aber im Allgemeinen ist es am besten, die niedrigste ISO zu verwenden, die Sie können. Wenn Sie beispielsweise in Innenaufnahmen fotografieren, ermöglicht eine höhere ISO-Empfindlichkeit eine kürzere Belichtungszeit, was zu weniger Bewegungsunschärfe führt. Normalerweise verwende ich die niedrigste ISO, die es mir erlaubt, nicht über die Handgrenze von 1 / lens_length Verschlusszeit zu sein. Aber es gibt immer Ausnahmen.

jrista♦
Es sollte beachtet werden, dass das analoge Signal nicht notwendigerweise auf ein 8-Bit-Bild abgebildet wird. Bei der Arbeit mit RAW beträgt die Bild-Bit-Tiefe in der Regel 12-16 Bit, wobei nur wenige Mittelformat-Kameras das volle 24-Bit-RAW-Format bieten. Die Anzahl der digitalen Pegel kann zwischen 255 (8 Bit), 4096 (12 Bit), 16384 (14 Bit), 65536 (16 Bit) oder im Fall von 24 Bit MF, 16777216, liegen!

Matt Grum
Gibt es wirklich MF-Kameras mit 24-Bit-Digitalisierung? 16,78 Millionen sind viele Male mehr als die Anzahl der tatsächlichen Photonen, die jedes Pixel treffen (etwa 85k)! Daher können die zusätzlichen Bits nur Rauschen codieren.

Matt Grum
Der ADC (Analog-Digital-Wandler) codiert nur die Intensität, nicht die Wellenlänge, da zum Zeitpunkt der Digitalisierung des Analogsignals keine Bayer-Interpolation stattgefunden hat. Ich dachte, dass die 24 Bits für die Farbausgabe zu einem späteren Zeitpunkt der Bildpipeline bestimmt sind, aber das sind nur 8 Bits pro Pixel, was für eine MF-Kamera sicherlich zu niedrig ist

jrista♦
Die Tonwertkurve von 24-bpp-Sensoren wird stärker gedämpft als andere, um den Headroom in den Highlights zu maximieren. Es wird auch abgeschwächt, so dass es den Dynamikumfang des Schattens maximiert. Ich werde sehen, ob ich die Artikel, die ich gelesen habe, als Referenz finde. (Es kann sein, dass dieser Sensor tatsächlich nicht auf dem Markt verfügbar ist und eher ein Prototyp oder Forschungskonzept war, jetzt wo ich darüber nachdenke.)

Matt Grum
@jrista Die 85k-Figur stammt aus "Ein praktischer Leitfaden zur Lichtkurven-Photometrie und -Analyse" Brian Warner, Alan W. Harris. Moderne Sensoren können möglicherweise mehr, aber nicht 200x mehr, um 24bpp zu rechtfertigen. Die Anzahl der Photonen, die auf jedes Pixel auftreffen, ist abhängig von der Belichtungszeit ja, aber die Wahlwelltiefe ist begrenzt, so dass zusätzliche Photonen nach der Sättigung nicht registriert werden.

Iliah Borg

In der digitalen Fotografie wird die Empfindlichkeit nicht durch die ISO-Empfindlichkeit bestimmt. Die ISO-Empfindlichkeitseinstellung an einer Digitalkamera steuert die Verstärkung / Multiplikation des Signals vom Sensor, nachdem die Daten bereits erfasst wurden. Die ISO-Empfindlichkeit steuert nicht die Empfindlichkeit des Sensors und ähnelt eher einer "Push" -Verarbeitung eines Films, wodurch die Gesamthelligkeit des Ergebnisses gesteuert wird.

Aufgrund der Einschränkungen der Analog-Digital-Wandler in einigen Kameras kann ein höherer ISO-Wert zu weniger Rauschen und weniger verstopften Schatten führen.

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