Bagaimana ISO diterapkan di kamera digital?

Jika saya mengubah pengaturan ISO pada kamera saya, jelas penguatan sistem meningkat, memperkuat sinyal dari sensor. Yang tidak jelas bagi saya adalah di mana amplifikasi terjadi. Saya melihat beberapa kemungkinan:

1. Dalam sensor, dengan meningkatkan tegangan atau mekanisme lainnya
2. Melalui penguat analog di luar sensor
3. Secara digital, setelah sinyal telah didigitalkan, tetapi sebelum menyimpan data dalam file RAW
4. Sebagai parameter yang diterapkan semata-mata dalam membuat gambar dari RAW

Jika # 4 benar, maka Anda dapat mengambil gambar RAW over-eksposur 4-stop pada ISO 1600, dan kemudian dalam pemrosesan pasca menghasilkan JPEG pada ISO 100 yang akan sama seperti jika foto asli telah diambil pada ISO 100.

Jika # 1 atau # 2 benar, maka bidikan file RAW di ISO 1600 akan benar-benar berisi lebih banyak informasi tentang bayangan, dan ISO 100 RAW akan berisi lebih banyak informasi tentang highlight.

1 ~ 2 dan 3. Pada CCD, amplifier secara efektif di sudut sensor, tetapi pada CMOS, ada amplifier yang dibangun ke dalam masing-masing photosite, tersebar di seluruh sensor. Lihat di sini .

Seperti disebutkan dalam satu hal yang baru-baru ini saya temukan , kebanyakan DSLR memiliki amplifier sebelum ADC (Analog-to-Digital Conversion). Mereka cenderung maks pada 800 atau 1600 ISO dan semua amplifikasi digital sesudahnya. Paragraf berikut mengasumsikan kamera yang memaksimalkan amplifikasi analog pada 1600:

Sayangnya, file RAW 12 atau 14 bit mencegah Anda melakukan apa yang Anda gambarkan. Amplifikasi digital terjadi sebelum file RAW disimpan. Ada nilai maksimum yang dapat disimpan, jadi ketika Anda memotret 4-stop overexposed, meskipun ADC tidak jenuh, file RAW mungkin akan terpotong. Namun, teknik yang mengekspos terlalu banyak untuk tidak menyoroti klip efektif untuk mengurangi kebisingan, dan dikenal sebagai ETTR (Expose To The Right).

Ya, karena amplifikasi analog, file RAW pada ISO yang lebih tinggi memang mengandung lebih banyak detail. Namun, ISO 1600 dan ISO 12800 harus mengandung jumlah detail bayangan yang sama (kecuali jika ada beberapa pemrosesan khusus tambahan ATAU ADC secara efektif memiliki presisi lebih besar daripada kedalaman bit apa pun yang disimpan dalam file RAW Anda).

Meskipun # 3 benar di atas ISO 1600, ISO 1600 RAW dapat berisi lebih banyak informasi tentang highlight karena mereka masih dapat dipotong melalui proses amplifikasi digital. Untuk alasan ini dan mungkin yang lain (usia baterai, ukuran buffer efektif), saat memotret RAW, mungkin bermanfaat untuk memotret ISO 1600 dan cukup memposting proses nanti. Sekali lagi, saya belum menguji ini, dan jika bit-depth ADC efektif lebih tinggi daripada bit-depth format RAW, itu tidak akan benar.

Ya, pengaturan ISO memang memengaruhi data gambar yang disimpan dalam file RAW. Berikut adalah dua gambar, dipotret pada waktu / tempat yang sama (hampir - ini dipotret dengan tangan, tanpa banyak perhatian pada komposisi), dengan aperture yang sama (f / 2.8) dan kecepatan rana (1/100).

Gambar pertama ini diambil pada ISO 100 dan disesuaikan +2 berhenti di ACR ke ISO efektif ~ 400. Semua penyetelan selain paparan dipusatkan (Tidak ada pengurangan noise, penajaman, penyesuaian kontras, dll.)

Gambar ini diambil pada ISO 1600 dan disesuaikan -2 berhenti di ACR ke ISO efektif ~ 400. Sekali lagi, semua penyesuaian menjadi nol.

Perhatikan sorotan pecah pada gambar kedua. Jumlah cahaya yang sama mengenai sensor setiap kali, tetapi informasi yang berbeda dicatat dalam file RAW.

Iya. Pengaturan ISO adalah sensitivitas sensor - dalam praktiknya jumlah amplifikasi diterapkan pada sinyal dari piksel pada sensor untuk mendapatkan hasil nyata.

Secara teori, Anda dapat memposting proses untuk menghasilkan hasil yang serupa dengan ISO yang lebih rendah atau lebih tinggi menggunakan kompensasi pencahayaan - Saya selalu menemukan bahwa saya mendapat hasil yang jauh lebih baik dengan memotretnya dengan benar "di dalam kamera", yang membuat saya percaya bahwa amplifikasi dilakukan secara analog sebelum digitasi.

Jika # 3 benar, maka Anda dapat mengambil gambar RAW over-eksposur 4-stop pada ISO 1600, dan kemudian dalam pemrosesan pasca menghasilkan JPEG pada ISO 100 yang akan sama seperti jika foto asli telah diambil pada ISO 100.

Tidak. Jika Anda mengambil gambar dengan pengaturan ISO 100, Anda mendapatkan eksposur yang berbeda (lebih banyak cahaya pada chip) daripada dengan pengaturan ISO 1600. Tidak peduli bagaimana amplifikasi (dalam perangkat keras atau perangkat lunak) tercapai, gambar ISO 1600 Anda akan menghasilkan lebih banyak noise daripada gambar ISO 100.

Lensa kamera memproyeksikan gambar mini dari dunia luar ke permukaan sensor gambar peka cahaya yang terletak di dalam dan di belakang kamera. Sensor gambar ini dipenuhi jutaan foto foto. Sebagian besar photosites dilapisi dengan filter merah, hijau atau biru. Selama cahaya eksposur dari adegan diputar di photosites. Ini menerima klik foton sebanding dengan kecerahan adegan.

Hit foton menghasilkan muatan listrik dalam photosite. Kekuatan muatan ini sebanding dengan jumlah klik foton. Hit Hit adalah kombinasi dari berapa lama rana tetap terbuka dan kecerahan adegan dan diameter kerja lensa (aperture). Jika kecerahan adegan lemah, otomatisasi kamera atau fotografer memperbesar bukaan diafragma dan atau kecepatan rana diperlambat. Jika kecepatan rana cepat dipilih, apertur kerja harus ditingkatkan dll.

Dalam setiap kasus, besarnya muatan di akhir paparan kecil. Logika yang dibangun ke dalam chip mengubah muatan menjadi sinyal analog yang lemah yang kemudian diperkuat dan dikonversi menjadi sinyal digital. Ini adalah aplikasi amplifikasi yang Anda tanyakan.

Jika muatan lemah, amplifikasi harus ditingkatkan. Tuduhan akan lemah jika pemandangannya buruk. Muatan akan lemah jika kecepatan rana yang digunakan super cepat. Kami membuka diameter lensa yang berfungsi karena ini memungkinkan lebih banyak energi cahaya masuk. Kita dapat menghasilkan cahaya buatan jika kecerahan pemandangan membutuhkan penguatan.

Mari kita bicara tentang amplifikasi: Amplifikasi dalam kamera digital berhubungan dengan meningkatkan volume radio atau TV. Pada kamera digital, semakin tinggi amplifikasi meningkatkan kesempatan pengambilan gambar adegan dengan cahaya redup dan atau kecepatan rana tinggi. Peningkatan amplifikasi dikategorikan sebagai pengaturan ISO tinggi. ISO adalah singkatan dari International Organization for Standardization. Mereka bertanggung jawab untuk menstandarisasi sensitivitas kecepatan film fotografi dan industri kamera digital telah mengadopsi metode pelabelan sensitivitas ISO.

Peningkatan ISO datang dengan harga: Untuk sebagian besar sensor pencitraan, setiap photosite memiliki penguat sendiri. Masing-masing cenderung menguat sedikit berbeda dari tetangganya. Ketika amplifikasi pemandangan terlalu tinggi yang harus mereproduksi sebagai hitam sering mendaftar sebagai abu-abu gelap. Ini mengirimkan informasi palsu yang kami sebut noise. Selain itu, jika amplifikasi terlalu tinggi, sebagian muatan dapat bocor ke fotosit yang berdekatan, kami menyebutnya mekar. Ya, ISO tinggi dapat dan memang menurun tetapi juga memungkinkan fotografi dalam kondisi yang menantang. Teknologi berbaris di chip pencitraan yang lebih baru dan perangkat lunak kamera yang lebih baik mengurangi kebisingan dan mekar.

Peringatan: Jawaban saya adalah 100% anekdotal, dan didasarkan pada hasil dari Panny FZ-28, yang sangat mungkin tidak menangani RAW sama seperti DSLR.

Karena itu, saya telah berjuang dengan tingkat kebisingan dalam kondisi cahaya rendah sejak hari pertama dengan kamera ini. Hanya ada begitu banyak kinerja yang dapat Anda peras dari sensor kecil, tapi saya sudah mencoba beberapa hal untuk mencoba mendapatkan hasil terbaik yang saya bisa.

Karena saya melihat peningkatan noise yang cukup dramatis ketika saya meningkatkan ISO, saya biasanya mencoba untuk menjaga ISO disematkan pada atau mendekati 100. Namun, salah satu hal yang saya coba, adalah memotret RAW di ISO 100 dengan bidikan yang kurang terang untuk mempertahankan shutter. kecepatan yang saya inginkan. Pemrosesan pos memungkinkan saya memperbaiki paparan (sampai batas tertentu), tetapi ketika saya melakukannya, saya mengambil sejumlah suara yang tampaknya hampir sama seperti jika saya baru saja menetapkan ISO lebih tinggi. Saya melihat tingkat kebisingan yang sangat sebanding ketika saya meningkatkan ISO dan eksposur (sehingga saya tidak perlu meningkatkan eksposur di pasca-pemrosesan), membuat saya percaya bahwa ada sedikit ruang tanpa ruang untuk "menipu sistem" dengan cara ini.

Saya belum melakukan bacaan untuk mendukung ini, tetapi berdasarkan apa yang saya lihat, saya cenderung percaya bahwa # 1 atau # 2 (secara pribadi, saya percaya itu # 1) di atas benar.

RAW cukup banyak membuang langsung output sensor ke penyimpanan, jadi # 1 dan / atau # 2 adalah pilihan yang jelas (meskipun saya pikir Canon melakukan manipulasi data sebelum menulis RAW mereka, dan mungkin juga yang lain).

Cara yang baik untuk meningkatkan sensitivitas sensor adalah dengan meningkatkan tegangan yang diberikan padanya. Ini keduanya meningkatkan output untuk input yang diberikan, dan meningkatkan noise (yang keduanya memang diamati terjadi ketika menaikkan EI pada kamera digital).

Saya mengalami kesulitan dalam membayangkan bagaimana Anda akan menerapkan semacam amplifikasi cahaya sebelum sensor meskipun yang dapat disesuaikan dengan cepat (sensor memang memiliki microlenses atas setiap elemen untuk mengumpulkan cahaya ke elemen itu, yang menentukan ukuran elemen dan memiliki kecil, tetapi tetap, efek).

Opsi 3 akan memodifikasi data RAW setelah pengumpulan, yang sama dengan memodifikasi file RAW setelah membacanya dari kamera. Beberapa kamera (lihat di atas) mungkin mencoba ini, terutama untuk menyaring noise. Kebanyakan tidak akan dan menyerahkannya kepada operator pengguna (pada kenyataannya tahun yang lalu ada pertempuran antara Canon dan Nikon di mana Canon tampaknya menghasilkan gambar yang lebih hidup dibandingkan dengan Nikon, yang ditemukan disebabkan oleh Canon yang menerapkan manipulasi dalam kamera untuk data RAW, yang menyebabkan kegemparan dari pengguna yang tidak ingin kamera mereka melakukan itu).

Pikirkan semua ini untuk DSLR menengah / tinggi, dengan model entry-level mungkin ada banyak penyaringan dan peningkatan dalam kamera terjadi, tetapi orang-orang yang menggunakan itu biasanya bukan penembak RAW dan mode RAW mereka mungkin juga bersih.