Ich habe oft gehört, dass zur Minimierung von Rauschen die höchste ISO, die Sie verwenden möchten, ISO 1600 ist, und dass, egal welche Kamera oder welchen Sensor Sie verwenden, das Rauschen exponentiell anwächst, sobald Sie diese Schwelle (ISO 1600) überschritten haben.
Einige sagen, das sei Mathematik, aber andere sagen, dass dies mit der Art und Weise zu tun hat, wie das Signal verarbeitet wird, z. B. wie das Anwenden einer enormen Verstärkung in Audiogeräten zu Verzerrungen führt.
Im Grunde behaupten sie, dass ISO 1600 mathematisch gesehen die "wirtschaftlichste" Empfindlichkeit zur Reduzierung von Rauschen ist.
Warum ist das?
Ich weiß, dass die ISO-Leistung besser wird, tut mir leid, aber darum geht es in dieser Frage nicht. Ich hatte eine 2,0-Megapixel-Kamera und ISO 200 war Müll, also weiß ich, wie sehr sich die Dinge verbessert haben, und sie werden sich weiter verbessern.
Nach dem Verdauen der langen Antworten scheint es, dass ISO 1600 die Grenze der analogen Signalverstärkung ist, zumindest bei einigen Modellen. Jenseits von ISO 1600 werden je nach Marke verschiedene digitale Algorithmen verwendet, um das Signal zu verstärken (ein digitaler Push). Da dieser digitale Push auf Photon Shoot Noise und Read Noise wirkt, da dies nach ADC ist, ist der insgesamt resultierende Rauschpegel hoch.
Das habe ich zusammenfassend aus den Antworten verstanden, ich bin immer noch etwas verwirrt, ob ich es richtig verstanden habe, also bitte korrigieren Sie mich.
Ich frage mich immer noch, woher ich die Grenze der analogen Verstärkung meiner Kamera kenne? Wenn ich wissen möchte, wann ein digitaler Push von Canon/Nikon stattfindet, sind solche Informationen auf ihren Websites verfügbar? Oder ist es ein Geheimnis?
ISO 1600 ist nichts Besonderes , obwohl in einigen Fällen ISO-Einstellungen über 1600 zu weniger effektiven und effizienten Möglichkeiten zur Verstärkung des Bildsignals geführt haben. Wenn Sie ISO an einer Kamera einstellen, weisen Sie die Kamera einfach an, den maximalen Sättigungspunkt des Sensors zu ändern , von dem aus das Signal verstärkt wird. Durch Erhöhen des ISO-Werts wird die Kamera normalerweise angewiesen, das Signal zu verstärken, bevor die nachgeschaltete Elektronik mehr elektronisches und Quantisierungsrauschen hinzufügt. Daher ist die Verwendung eines höheren ISO-Werts in der Kamera normalerweise (mit Einschränkungen) besser als die Verwendung eines niedrigen ISO-Werts und die Erhöhung der Belichtung in der Nachbearbeitung , wenn Sie können. nicht genug Licht durch das Objektiv bekommen.Es gibt keine spezielle Mathematik hinter ISO 1600, die speziell die "beste" hohe ISO-Einstellung ist, um das Rauschen in allen Fällen zu minimieren, jedoch kann es in einigen Fällen markenspezifische Verstärkungsmechanismen geben, die die Qualität des Rauschens bei hohem ISO beeinflussen . Rauschen ist eine Funktion von zwei Schlüsselfaktoren: elektronisches Rauschen, das in der Schaltung des Sensors vorhanden ist und den geringeren Beitrag zum Rauschen leistet, und Photonenschussrauschen, manchmal auch Gaußsches Rauschen genannt, das den Hauptbeitrag zum Rauschen leistet. Wie sich das Rauschen darstellt (Rauschqualität) ist ein Faktor der Verstärkungsmethode(n).
Rauschen ist ein Attribut des Bildsignals und hat letztendlich mit dem Design des Sensors, der Art seiner Herstellung, dem Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) , der Signalverstärkung, der ADC-Effizienz und einer Reihe anderer Faktoren zu tun. Diese Faktoren unterscheiden sich von Marke zu Marke, von Modell zu Modell und in gewisser Weise sogar von einer Kamera zur nächsten desselben Modells. Neuere Sensoren neigen im Allgemeinen dazu, weniger Rauschen zu zeigen als ältere Sensoren, unabhängig von der verwendeten Pixelgröße oder ISO-Einstellung. Die höchste verwendbare ISO-Einstellung kann sich von zwei Exemplaren derselben Kamera (was bei Canon 7D-DSLRs oft so angepriesen wird) und von Kameras unterschiedlicher Generationen (wie der Canon 400D und 650D) unterscheiden.
Elektronisches Rauschen , das eine Vielzahl von Formen haben kann, wie z tiefe Schatten). Mit zunehmender ISO-Einstellung tritt elektronisches Rauschen immer weniger auf und wird schließlich vollständig von Photonenrauschen überwältigt.
Photonenrauschen ist das Ergebnis der zufälligen Natur des Lichts, das am Sensor einer Poisson-Verteilung folgt. Das bedeutet, dass Photonen zufällig auf den Sensor treffen, aber bei einem ausreichend hohen Signalpegel ihre Verteilung ungefähr gleichmäßig ist und somit das Photonenrauschen an jeder Stelle auf dem Sensor in gleicher Weise auftritt . Fotorauschen macht den größten Teil des Rauschens in einem digitalen Foto aus, um Größenordnungen mehr als elektronisches Rauschen (mit Ausnahme von falsch belichteten Fotos, bei denen das Signal nur einen winzigen Bruchteil der Full-Well-Kapazität oder FWC ausmacht).
Es gibt mehrere Faktoren, die beeinflussen, wie stark Photonenrauschen in einem Foto auftritt. Je größer das Pixel, desto weniger würde diese Art von Rauschen zeigen . Eine Fotodiode ist flächendeckend lichtempfindlich ... die Photoneneindringtiefe in das Silizium der Fotodiode ist kein Faktor der Pixelsättigung. Größere Pixel ermöglichen normalerweise die Verwendung höherer ISO-Einstellungen, da sie mehr Photonen pro Zeiteinheit einfangen. Mehr Photonen pro Zeiteinheit bedeutet insgesamt mehr Photonen für jede gegebene Belichtung, was das S/N erhöht. Ein höheres S/N ermöglicht die Verwendung einer höheren Verstärkung (mehr dazu gleich) bei der Umwandlung des analogen Sensorsignals in ein digitales Signal (RAW-Datei), das Sie letztendlich zur Erzeugung von JPEGs und TIFF-Bildern mit Nachbearbeitung verwenden Software.
Verstärkung ist das Umwandlungsverhältnis von Elektronen (e-) zu digitalen Einheiten (DU). Eine Kamera, die genau ein e- in ein DU umwandelt, hat einen "Einheitsgewinn". Die meisten Kameras erreichen eine Einheitsverstärkung bei einer bestimmten (aber möglicherweise nicht wählbaren) ISO-Einstellung. Häufiger ist der Gewinn nur ein Bruchteil, wie z. B. 5,7 e- für jede DU. Bei jeder ISO-Erhöhung sinkt die Verstärkung um den gleichen Faktor. Wenn Sie einen Gewinn von 5,7 e-/DU bei ISO 100 haben, hätten Sie 2,85 e-/DU bei ISO 200, 1,425 e-/DU bei ISO 400, 0,7125 e-/DU bei ISO 800 und 0,35625 e- /DU bei ISO 1600. Wenn Sie ISO erhöhen, verlieren Sie das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N). Ein niedrigeres S/N ist nie wirklich eine gute Sache ... es bedeutet immer mehr Rauschen, da ein geringeres Signal verstärkt wird. Ein geringeres Signal bedeutet weniger Farbtreue zusammen mit weniger Details.
Neuere Sensortechnologien haben die Erzeugung von Full-Well-Kapazität über Generationen hinweg erhöht, selbst wenn die Pixelfläche schrumpft, indem effektivere Mittel zum Lenken von Photonen auf eine lichtempfindliche Oberfläche anstelle von lichtabsorbierenden Oberflächen und Komponenten eingesetzt werden. Die relativ neue Einführung von Mikrolinsen in CMOS-Sensoren hat dazu beigetragen, Photonen auf die empfindliche Oberfläche der Fotodiode und weg von der Ausleseverdrahtung und anderen nicht empfindlichen Oberflächen zu lenken. Die Lightpipe -Technologie verwendet Material mit hohem Brechungsindex unter speziell abgestimmten Mikrolinsen, um Licht durch den Kanal der Ausleseverdrahtung über der Fotodiode zu leiten, sodass mehr davon die Diode erreicht, anstatt von der Verdrahtung reflektiert zu werden. Rückseitig beleuchtete SensorenDrehen Sie einfach die gesamte Struktur um und setzen Sie die Fotodiode direkt dem Licht aus, wodurch alle anderen Strukturen überflüssig werden. All diese Dinge verbessern die "Quanteneffizienz" (QE) oder die Gesamtumwandlungsrate von Photonen in Elektronen im Sensor. Sensoren mit einem höheren QE unterstützen höhere maximale Signal-Rausch-Verhältnisse, die wiederum eine höhere ISO 100-Verstärkung unterstützen ... was eine höhere Verstärkung bei niedrigerer ISO weiter unterstützt. Höhere Verstärkung, mehr Elektronen pro digitaler Einheit, wodurch die Auswirkungen von Photonenrauschen bei jeder ISO-Einstellung verringert werden.
Nun zu den Gründen, warum ISO 1600 (in der Vergangenheit) in vielen Fällen die höchste "nützliche" ISO-Einstellung war. Einige Marken, wie Canon und in einigen Fällen Nikon, verwenden mehr als einen Mechanismus, um das vom Sensor kommende Signal zu verstärken. In den letzten Jahren war ISO 1600 normalerweise die letzte „nativ verstärkte“ ISO-Einstellung, ab der zusätzliche Verstärker oder sogar digitale Verstärkung verwendet wurden, um die nächste ISO-Einstellung zu erreichen. Canon ist wahrscheinlich der schlimmste Übeltäteralternative Verstärkungsmechanismen zu verwenden. In ihrer letzten Kamerageneration (7D, 5D II, 1D/s III und alle Rebel-Serien bis zur 650D) wurde eine zusätzliche analoge Verstärkung für den Pixelstrom verwendet ... nach dem Pixellesen, aber vor dem ADC (analog-to -digitale Konvertierung), um ISO-Einstellungen über ISO 1600 zu erreichen. Nikon verwendete etwas Ähnliches in Sensoren, die sie selbst hergestellt haben (alle Nikon-Kameras und im Übrigen alle anderen Marken, die Sony Exmor-Sensoren verwenden, verwenden im Allgemeinen einen radikal anderen Ansatz für das Signalmanagement , daher gelten sie hier nicht.)
Das Erreichen von ISO 3200 in der Vergangenheit würde eine analoge Standardverstärkung pro Pixel zum Zeitpunkt der Pixelauslesung für alle Full-Stop-ISO-Einstellungen bis ISO 1600 und dann eine zusätzliche analoge Verstärkung für den Pixelstrom, der vom Sensor kommt, verwenden. Bei einigen Kameras würde ISO 6400 die gleiche alternative analoge Verstärkung nach dem Lesen verwenden. ISO-Einstellungen über ISO 6400 verwendeten normalerweise einen Metadaten-Hinweis zur digitalen Verstärkung, um Nachbearbeitungswerkzeuge anzuweisen, eine zusätzliche digitale Verstärkung anzuwenden, um höhere ISO-Einstellungen zu erreichen. Solche Einstellungen wurden normalerweise als "erweiterte" oder "hohe" ISO-Einstellungen bezeichnet und konnten nur in Schritten von Punkten über der "nativen" ISO-Einstellung der Kamera verwendet werden. (Anmerkung: Der einzige Grund, den man jemals wirklich brauchen würdeDie Verwendung einer erweiterten ISO-Einstellung in der Kamera wäre, wenn sie unbedingt eine höhere Verschlusszeit benötigen würden, als sie mit einer niedrigeren nativen ISO-Einstellung erreicht werden könnte. In vielen Fällen kann es immer noch wünschenswert sein, bei der erforderlichen Verschlusszeit die niedrigere ISO-Einstellung zu wählen, was zu einer Unterbelichtung führen würde, da die manuelle Korrektur der Belichtung in der Post normalerweise ein besseres Ergebnis liefert als die erweiterte ISO in der Kamera.)
Die obigen Informationen können auf Kameras der letzten paar Generationen angewendet werden, ohne die aktuelle Generation. Ältere Kameras von Canon verwenden definitiv eine native analoge Verstärkung sowie eine zusätzliche analoge Verstärkung nach dem Lesen sowie einen möglicherweise fest codierten (dh nicht konfigurierbaren) +/- 1/3-Stopp-Druck oder -Zug, der von der Kamera über hinter- die Szenen Belichtungsanpassungen. Dieses Drücken/Ziehen kostete Sie tendenziell einen Verlust von etwa 1/3 des Dynamikbereichs. Frühere Nikon-Kameras, die von Nikon entwickelte Sensoren verwendeten, verwendeten ebenfalls eine ähnlich hohe ISO-Verstärkung, obwohl sie anscheinend eine analoge Verstärkung für alle ISO-Einstellungen verwenden(einschließlich Drittelstopps), was normalerweise zu einem besseren IQ bei hohen ISO-Drittstoppeinstellungen im Vergleich zu Canon führte, ohne DR-Verlust. Die aktuelle Kamerageneration von Canon scheint einen besseren analogen Gain-Ansatz für ISO-Einstellungen bis zu den neuen Höchstwerten (25600 im Fall ihrer Nicht-1D-Linien und 51200 im Fall der 1D X) mit dem zusätzlichen Post zu verwenden - Leseverstärkung wird nur für die höchste ISO-Einstellung verwendet (zumindest scheinen die bisherigen Tests dieser Kameras darauf hinzudeuten).
Das würde bedeuten, dass die höchste nutzbare ISO für Canon-Kameras von ISO 1600 auf mindestens ISO 12800 und möglicherweise sogar auf ISO 25600 gestiegen istfür die 1D X. Sony Exmor-Sensoren, die jetzt von der Mehrheit der Konkurrenz von Canon, einschließlich Nikon, verwendet werden, verwenden eine ganz andere Art von Sensordesign und Verarbeitungsarchitektur. Exmor-Sensoren erreichen die Spitze bei einem nativen ISO 12800, und alle weiteren ISO-Einstellungen sind ISO im erweiterten Modus. Bis zu ISO 12800 schneiden Sony Exmor-Sensoren recht gut ab, auf Augenhöhe mit der 5D III und 1D X. Darüber hinaus beginnt die Rauschqualität ziemlich schnell auseinanderzufallen und hält im Allgemeinen nicht mit Canon ISOs 16000, 20000, 25600, 32000, 40000 und 51200. Auf der anderen Seite hat Sony Exmor kaum Leserauschen und schneidet in Bezug auf den Dynamikumfang bei ISO 100, 200 und teilweise sogar 400 erheblich besser ab. Exmor DR ist schnell zu einer Legende geworden, und der Sensor glänzt wirklich für Arten von Fotografie, die den Dynamikbereich zum Frühstück essen (z. B. Landschaften).
Der ständige Strom neuer und verbesserter Technologien verändert die Dinge ständig. Vor knapp vier Jahren schafften die Canon 450D und 40D kaum ISO 800, ISO 1600 war weitgehend unbrauchbar. Eine Generation später wurde ISO 1600 brauchbarer, und im Fall der 5D II und 1Ds III war ISO 3200 unter bestimmten Umständen sogar "brauchbar". Heute höre ich vor allem von Sportfotografen und Fotojournalisten regelmäßig, dass ISO bis 16000, 20000 und zeitweise sogar 25600 bei der 1D X „voll brauchbar“, „mit etwas Nachbearbeitung sogar druckbar“ seien! Aus mathematischer Sicht, Elektronen und digitale Einheiten und Verstärkung und all das, würde ich nicht unbedingt sagen, dass es irgendetwas Besonderes gibt, das ISO 1600 als magische ISO-Zahl bezeichnet. Der höchste verwendbare ISO-Wert hat sich von Generation zu Generation erhöht, normalerweise um etwa eine Stufe, aber kürzlich mit den neuesten Sensoren von Canon hat er sich um bis zu drei, möglicherweise sogar vier Stufen erhöht.
1600 ist keine magische Zahl, aber mit der heutigen Technologie produzieren viele DSLRs üblicherweise schlechte Ergebnisse oberhalb von ISO 1600. Andererseits könnte man argumentieren, dass viele immer noch gute Ergebnisse bei 3200 und 6400 produzieren – es hängt von der Zielgruppe und der Technologie ab, die sie verwenden vertraut sind. Wenn Sie dies in einem Forum mit vielen Benutzern von DSLRs auf Consumer-Niveau lesen, dann ist 1600 wahrscheinlich ein sicheres Maximum für die aktuelle Technologie. Wenn Sie zu den Profis gehörten, die Spitzengeräte wie eine Nikon D800 oder eine Canon 5DmkIII verwenden, werden sie sicherlich nicht bei ISO 1600 aufhören.
Sehen Sie sich hier einige der High-ISO-Bilder der Canon 5DmkIII an . ISO 12800 sieht für mich überhaupt nicht schlecht aus. Vergleichen Sie das mit ISO 800 auf der Canon Rebel XT, die ich in den vergangenen Jahren fotografiert habe, und sie befinden sich in der gleichen Größenordnung. Es ist subjektiv, aber aus meiner Sicht würde ich auf keinen Fall bei ISO 1600 auf der 5DmkIII aufhören!
Um Ihre Frage direkt zu beantworten - an ISO 1600 ist nichts Besonderes. Ich würde vermuten, dass Sie zu diesem Zeitpunkt nur viele Dinge lesen, die diese Zahl zufällig erwähnen. Die Zahl wird sich im Laufe der Zeit ändern, und das ist sie bereits bei professionellen Serien-DSLRs.
Das ist meines Wissens eine falsche Behauptung. An ISO 1600 ist nichts Konstantes, außer dass es ISO 1600 ist. Die Technologie ändert sich ständig und ISO 1600 ist heute viel besser als vor fünf Jahren.
Die ISO-Leistung korreliert auch stark mit der Sensorgröße. Werfen Sie einen Blick auf diesen Vergleich zwischen aktuellen 2X-, 1,5X- und Vollformatsensoren von aktuellen Kameras. Ich fotografiere jetzt seit einem Monat mit einer Nikon D4 und würde ohne zu zögern ISO 6400 verwenden. Bei der Pentax K-5 höre ich normalerweise bei ISO 1600 auf und stelle die K-5 IIs so ein, dass sie automatisch ISO 3200 erreicht, aber es ist so ist um eine Stufe besser.
Zu einem anderen Aspekt Ihrer Frage gibt es nichts, was Sie ohne besondere Umstände verwenden möchten . Ich wollte sehr laute Einstellungen verwenden, um eine Aufnahme zu machen, zu der ich sonst überhaupt nicht in der Lage wäre. Diese Bilder können für mich einen Wert haben, obwohl sie keine großartigen Drucke in Postergröße abgeben würden.
ISO ist eine Metapher aus der Filmfotografie, die bis zu einem bestimmten Punkt wirklich durch die Sensorverstärkung vor der Analog-Digital-Wandlung gesteuert wird. Diese Art der Verstärkung ist gut, weil sie nur einige Teile des Rauschens beeinflusst, die gut aussehen und normalerweise nicht so schlimm sind. Um eine höhere ISO zu erreichen, "schummeln" sie dann und führen einfach eine digitale Verschiebung durch, dh für jedes Bit, das sie verschieben, verdoppelt sich die "ISO", aber dies verstärkt hässliches Leserauschen, genauso wie wenn Sie das Bild unterbelichten und es auf Ihrem Computer verstärken. Bei der Kamerageneration Ende der 2000er Jahre war die analoge Verstärkung bis zu 1600 und dann konnten wir 3200 durch die Benutzereinstellung "hoch" (3200) erreichen - aber das ist eine digitale Verstärkung und Sie können den direkten Effekt auf sensorgen.info sehen Dies hat ein Leserauschen und DR:
http://sensorgen.info/CanonEOS_40D.html
http://sensorgen.info/CanonEOS_5D.html
Ich kenne einen Typen, der sagt, dass einige Kameras sogar noch komplizierter sind – sie verwenden eine Mischung aus analogem und digitalem Gain, bevor sie auf ausschließlich digitales umstellen. Vielleicht ist das hier auf der Nikon los, wo 100-200 schief geht:
http://sensorgen.info/NikonD3100.html
Aber bei der neuen Kamerageneration scheint ISO 3200 das neue "1600" zu sein:
Die Verwendung von maximal ISO 1600 ist meiner Meinung nach eine schreckliche Regel. Ja, höhere ISOs haben viel mehr wahrnehmbares Rauschen. Abhängig von der Kamera/dem Sensor, der Szene und Ihrer beabsichtigten Verwendung wette ich jedoch, dass 3200, 6400 und vielleicht sogar noch mehr vollkommen akzeptabel sind. Wenn Sie zum Beispiel ein Foto im Internet teilen, bin ich sicher, dass Sie bei einem viel höheren ISO ein gutes Ergebnis erzielen können. Ebenso bin ich zuversichtlich, dass Sie beim Drucken eines kleinen 4x6 ein akzeptables Ergebnis erzielen werden. Das Drucken eines 16x20 ist natürlich eine andere Geschichte.
Wenn dies erwähnt wird, denke ich immer, dass die Person, die das sagt, offensichtlich nicht viel Erfahrung mit Fotografie hat, um Filme verwendet zu haben. Der heutige ISO 1600 ist deutlich besser als ISO 400 Film. ISO 400 Film war sicherlich brauchbar.
Ein letzter Punkt: Ist es besser, ein verrauschtes Foto mit hoher ISO aufzunehmen oder gar kein Foto? Ich weiß, was ich wählen würde – und habe mich viele Male dafür entschieden.
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