Eksposur yang lebih lama & ISO yang lebih rendah atau eksposur yang lebih pendek & ISO yang lebih tinggi - apa yang memberikan hasil yang lebih baik saat memotret bintang?

Saya telah mencoba-coba lanskap malam dan fotografi bintang dengan berbagai tingkat keberhasilan. Saya tahu saya tidak memiliki lensa yang ideal (Canon 17-40mm f4 pada tubuh Canon 6D) tetapi saya telah melihat beberapa bidikan hebat dilakukan dengan gigi yang sama. Saya juga punya Canon 50mm f1.4 yang bagus tapi tidak cukup lebar.

Saya biasanya memotret f4, ISO 800-1600, Long Noise Noise reduction, 30 - 40 detik. Saya menemukan hasilnya sangat bising dan bintang-bintang tidak cukup cerah . pada 30 detik bintang-bintang tidak cukup cerah dan pada 40 detik mereka sudah tertinggal. Ini adalah salah satu upaya saya.

Baru-baru ini saya melihat beberapa foto (contoh di sini dan di sini ) yang ditangkap pada waktu bukaan yang lebih pendek tetapi ISO yang jauh lebih tinggi (5000-6400)

Saya berpikir mungkin ketika saya hampir 40 detik sensor memanas lebih banyak yang menyebabkan lebih banyak suara? Khusus untuk bintang fotografi, apakah waktu pemaparan yang lebih pendek dan ISO yang lebih tinggi merupakan formula yang lebih baik?

Kebisingan adalah fakta kehidupan ketika datang ke astrophotography, dengan pengecualian sedang menumpuk foto langit yang diambil pada jalur pelacakan (lebih banyak dalam beberapa saat).

Foto Anda sebenarnya memiliki noise yang sangat rendah, dalam skema besar bidang lebar, bidikan astrofotografi bingkai tunggal yang saya lihat ... tetapi juga tidak memiliki saturasi. Saya pikir itu benar-benar sampai pada masalah selera, tetapi pada akhirnya, dengan satu atau lain cara, Anda akan mendapatkan jumlah noise yang sama dalam foto Anda terlepas dari pengaturan ISO. Jika Anda ingin mencapai jumlah saturasi yang sama, Anda harus melakukan satu dari dua hal. Anda harus menggunakan pengaturan ISO yang lebih tinggi (ISO 3200, bahkan mungkin setinggi 6400), atau Anda harus meningkatkan paparan di pos. Sebagian besar noise dalam astrophotography berasal dari noise photon shot, jadi menggunakan ISO yang lebih tinggi sama dengan peningkatan paparan pasca-proses dari sudut pandang noise.

Dalam contoh foto Anda, Anda memiliki pemotretan bingkai lebar, bidang lebar. Anda terbatas pada satu frame karena latar depan, kecuali Anda menggunakan tipu daya yang lebih kompleks di mana Anda mengambil beberapa frame, memotong langit, dan menumpuk frame tersebut untuk meningkatkan saturasi langit. Pastinya mungkin ... juga banyak pekerjaan. Seperti Anda, saya suka bidikan astrophotography yang mencakup beberapa lanskap di latar depan, jadi ada baiknya mencoba beberapa penumpukan parsial manual untuk meningkatkan SNR Anda.

Panas tentu merupakan penyumbang kebisingan selama paparan yang lama. Saya tidak yakin bahwa 40 detik cukup lama untuk menghasilkan panas yang sangat banyak sehingga suara termal menjadi faktor yang lebih signifikan daripada suara tembakan foton. DSLR yang lebih tua dulu memiliki gelembung termal karena terlalu panas komponen yang hampir mati ... saat mengambil bingkai gelap, Anda dapat dengan jelas melihat daerah di sudut-sudut atau di sepanjang tepi bingkai yang memiliki lebih banyak noise. Saya belum pernah melihat kejadian seperti itu dengan 7D saya, dan ada kalanya saya telah mengambil paparan panjang 40-50 detik pada 16mm.

Ada cara untuk mengurangi berbagai sumber kebisingan non-foton. Bingkai gelap dan bingkai Bias adalah dua. Penggunaan frame gelap dan bias biasanya hanya benar-benar diperlukan ketika melakukan penumpukan banyak eksposur dengan alat seperti Deep Sky Stacker . Secara umum, "Long Exposure Noise Reduction" di dalam kamera benar-benar hanya mengambil bingkai gelap yang secara alami dikurangi dari bingkai cahaya sebelum disimpan ke kartu memori. Satu frame gelap akan membantu mengurangi beberapa noise baca, tetapi tidak sebanyak frame gelap multi-eksposur yang ditumpuk sebagaimana dijelaskan di situs DSS di sini .

Perlu dicatat bahwa hal yang paling penting dalam astrofotografi adalah SNR, atau rasio signal-to-noise. Semakin tinggi SNR per-bingkai Anda, semakin baik hasilnya ... ditumpuk atau sebaliknya. Anda dapat mengambil 120 frame 5 detik, atau 5 frame 120 detik ... lima frame 120 detik akan selalu memberikan hasil yang lebih baik. Anda bahkan dapat mengambil 500 frame 5 detik, dan frame 5 120 detik masih akan menghasilkan hasil yang lebih kaya, karena SNR per-frame jauh lebih tinggi. Setiap frame berisi informasi yang lebih kaya dan lebih lengkap yang tidak mungkin Anda tiru sepenuhnya dengan menumpuk paparan yang jauh lebih pendek.

Cara terbaik berikutnya untuk meningkatkan SNR adalah pindah ke kamera dengan piksel lebih besar. SNR per-piksel lebih tinggi dengan piksel yang lebih besar, jadi berdasarkan per-piksel, hasil Anda harus lebih baik, dan pada pengaturan ISO yang lebih tinggi, daripada dengan kamera yang memiliki piksel lebih kecil. Jika kita membandingkan 1D X dan 7D (keduanya sensor 18mp), piksel 1D X yang lebih besar masing-masing akan mengumpulkan 2,6x lebih banyak cahaya. Anda sudah menggunakan 6D, yang merupakan kamera yang sangat bagus untuk astrofotografi berkat pikselnya yang besar dan kinerja ISO tinggi yang luar biasa. Dari sudut pandang SNR murni (berdasarkan data sensorgen.info), 1D X di ISO 3200 mendukung ~ 3x saturasi per piksel, 6D di ISO 3200 mendukung ~ 2x saturasi per piksel, seperti salah satu APR-C 18MP Canon sensor.

Karena Anda sudah menggunakan kamera terbaik yang mungkin bisa Anda dapatkan dari Canon untuk keperluan astrofotografi, satu-satunya hal lain yang benar-benar dapat Anda lakukan adalah menaikkan ISO. Pada pengaturan ISO yang lebih rendah, lebih banyak noise baca hadir. Khususnya dengan Canon, semakin Anda meningkatkan ISO, semakin rendah kontribusi noise baca, ke titik di mana pada pengaturan ISO tertinggi, noise baca mungkin hanya sekecil 1,3 - per piksel (jauh di bawah minimum rata ~ 3e - untuk Sony Exmor yang ditemukan di D800.)

Oleh karena itu, karena meningkatkan eksposur pasca proses sama dengan meningkatkan ISO ketika noise baca sangat rendah, untuk meningkatkan saturasi langit dan kecerahan bintang-bintang, gunakan pengaturan ISO yang lebih tinggi. Anda bilang Anda menggunakan ISO 800-1600. Coba ISO 3200, 6400 ... bahkan mungkin 8000. Gagasan umum adalah untuk mengurangi titik putih Anda sehingga kamera menggunakan elektroniknya untuk meningkatkan sinyal sebanyak mungkin sebelum membaca, untuk meminimalkan dampak dari kebisingan baca. Perlu dicatat bahwa meningkatkan eksposur bidikan ISO 800 di pos sedemikian rupa sehingga menyerupai eksposur ISO 6400 kemungkinan akan menghasilkan lebih banyak noise, karena noise baca di ISO 800 lebih dari dua kali lipat pada pengaturan ISO yang lebih rendah (5.1e - vs. 2.0e- menurut sensorgen.info.)

Agar lebih jelas, saya telah membuat diagram skenario astrofotografi hipotetis. Skenario ini mengasumsikan paparan 30 detik pada f / 4, dilakukan sekali untuk setiap pengaturan ISO dari 100 hingga 12800, menggunakan Canon 5D III. Asumsinya adalah eksposur 30s f / 4 pada ISO 12800 menghasilkan piksel paling terang (bintang) mencapai "titik jenuh" (dengan kata lain, bintang paling terang keluar putih murni, seperti piksel merah, hijau, dan biru untuk bintang-bintang itu mencapai tingkat pengisian maksimum). Eksposur yang sama persis di semua pengaturan ISO lainnya akan menghasilkan eksposur di bawah titik saturasi. Selain itu, perbedaan antara noise baca dan noise photon shot ditunjukkan.

Dalam diagram di bawah ini, sumbu X linear mewakili setiap pengaturan ISO, dan sumbu Y logaritmik mewakili level muatan dalam elektron (e-). Garis merah dan hijau digambar untuk setiap pengaturan ISO, dengan merah mewakili noise baca , dan hijau mewakili titik saturasi . Rentang dinamis secara efektif adalah rasio antara titik jenuh dan kebisingan baca (hijau di atas merah). Untuk ISO 100, titik saturasi juga merupakan tingkat pengisian fotodioda maksimum literal (FWC, atau kapasitas sumur penuh). Bilah biru mewakili sinyal, dan bagian yang lebih gelap dari bilah biru mewakili kebisingan intrinsik dalam sinyal tersebut (noise tembakan foton, yang merupakan akar kuadrat dari sinyal.)

Dengan asumsi eksposur 30 f / 4 yang mencapai saturasi maksimum pada ISO 12800, muatan sinyal tersebut adalah 520- (menurut sensorgen.info). Karenanya, dengan asumsi eksposur yang sama persis digunakan untuk semua pengaturan ISO lainnya ... sinyal, serta noise foton, akan bersifat IDENTIK . (Mengisi dalam fotodioda adalah produk cahaya dari waktu ke waktu ... yang dipengaruhi oleh aperture dan kecepatan rana HANYA). Apa yang berubah ketika kita mengurangi ISO adalah bahwa noise baca mulai meningkat. Karena skala logaritmik, pengaturan ISO 800 hingga 12800 memiliki sedikit perbedaan dalam kebisingan baca (khususnya 1600 hingga 12800). Begitu kita mencapai ISO 400, noise baca mulai naik ke titik di mana itu adalah rasio yang lebih besar dari keseluruhan sinyal daripada noise foton.

Perbedaan utama antara memotret pada ISO 12800, dan memotret pada ISO 400, adalah titik saturasi (bilah hijau). Pada ISO 12800, noise baca rendah, dan sinyalnya jenuh, jadi Anda akan memiliki gambar yang cerah dan penuh warna dari kamera. Pada ISO 400, sinyalnya adalah sebagian kecil (520e) dari titik jenuh (18273e), dan akankah ini membutuhkan dorongan yang signifikan untuk pemaparan di pos agar terlihat sama dengan bidikan ISO 12800. Jika seseorang menembak pada ISO 400 dan mengoreksi eksposur di pos, maka noise keseluruhan merupakan faktor signifikan dari sinyal. Tingkat kebisingan baca, di bawah ini informasi yang bermanfaat secara efektif tidak ada, hampir setinggi kebisingan tembakan foton. Peningkatan eksposur pasca-proses seperti itu akan menghasilkan tingkat banding warna dan warna yang tinggi, kemungkinan sampai pertengahan midtone.

Sebagai contoh ekstrem, jika seseorang menembak pada ISO 100, noise baca menjadi kontributor utama noise (dalam contoh khusus ini ... perlu diingat, pada ISO 100, gambar sangat kurang terang relatif terhadap titik saturasi.) Meningkatkan eksposur ISO 100 dalam kasus ini (yang, untuk mensimulasi apa yang dihasilkan bidikan ISO 12800, harus menjadi SIX STOP BOOST ) akan menghasilkan noise pita dan warna yang signifikan. Diagram berikut menunjukkan bagaimana noise, baik bidikan maupun bidikan foton, diperkuat dengan mengoreksi eksposur dalam pos untuk ISO 100 - 6400, agar sesuai dengan eksposur ISO 12800:

Ingat bahwa skala di sini adalah logaritmik, sehingga jumlah noise untuk setiap pengaturan ISO yang lebih rendah secara berturut-turut lebih tinggi secara eksponensial setelah koreksi eksposur di pos.

Saya bahkan tidak akan mencoba untuk menggantikan jawaban jrista yang sangat informatif dan ditulis dengan baik. Dia mencakup pangkalan fisika dalam pipa pencitraan kamera dengan sangat baik. Saya ingin menambahkan pengamatan yang dapat menjelaskan hubungan antara bintang dan kebisingan.

Jika semua bintang di alam semesta sama terang seperti yang dilihat dari permukaan Bumi, langit malam akan menjadi putih pekat. Jeda sesaat dan biarkan itu meresap. Ada beberapa titik di langit, bahkan ketika menggunakan bidang pandang tersempit yang tersedia, Anda dapat mengarahkan teleskop yang sangat sensitif (seperti Hubble) ke yang tidak akan mengungkapkan sumber cahaya . Daerah "gelap" langit yang paling menonjol adalah nebula yang menghalangi sebagian besar cahaya bintang dan galaksi di belakangnya.

Memang benar bahwa Anda dapat melakukan hal-hal untuk meningkatkan SNR yang memungkinkan Anda untuk mengembangkan gambar Anda sedemikian rupa sehingga bintang-bintang lebih terang dibandingkan dengan langit yang lebih gelap di sekitar mereka. Namun, ketika Anda melakukan itu, Anda juga meningkatkan kecerahan bintang redup yang tidak lebih terang daripada kebisingan sebelum Anda membuat penyesuaian seperti itu dan Anda juga meningkatkan level bintang redup yang bahkan tidak terlihat sama sekali ke titik di mana mereka berada. sekarang menghasilkan jumlah sinyal yang sama dengan noise pada gambar. Tidak peduli seberapa bagus nomor SNR, akan selalu ada beberapa bintang yang memiliki kecerahan yang sama dengan noise.Bintang-bintang paling terang, dalam hal kecerahannya seperti yang terlihat dari Bumi, adalah yang paling langka dan bintang-bintang paling redup sejauh ini paling banyak di langit malam. Jadi, dalam beberapa hal, meningkatkan SNR selama pengambilan gambar dan kemudian meningkatkan eksposur di pos dapat membuat gambar tampak lebih berisik ! Bukan karena ada lebih banyak noise dalam gambar. Tidak ada. Tetapi karena bintang-bintang yang sangat redup yang Anda tarik keluar dari latar belakang yang gelap tampak berisik.

Saya pikir rahasia untuk gambar pajanan tunggal adalah dalam pemrosesan posting. Yang pasti, maksimalkan SNR Anda mengikuti jawaban jrista saat Anda memotret gambar Anda. Tetapi juga coba ini di post-processing: Setelah Anda mendapatkan bintang paling terang seperti yang Anda inginkan, tarik semua yang ada di bawah nilai luminance tertentu hingga hitam. Mengurangi saturasi warna juga akan membantu mengatasi noise chrominance, yang merupakan penyebab utama yang saya lihat pada contoh gambar Anda yang sangat bagus.

Saya kira ini akan bervariasi dari model ke model, kamera ke kamera dan bahkan berdasarkan kondisi pemotretan. Saya akan membahayakan bahwa pada malam yang dingin di mana sensor gambar didinginkan lebih banyak, Anda akan lebih beruntung dengan eksposur lama sementara jika ini adalah malam yang panas, sensor akan panas lebih cepat dan ISO yang lebih tinggi dapat memberikan hasil yang lebih baik. Susun seperti yang disebutkan Matt Grum adalah opsi dalam beberapa kasus juga.

Secara pribadi, saya cenderung mencoba untuk mengatur suatu tempat di tengah dan mendasarkan ISO pada apa pun yang menghasilkan tingkat kebisingan yang dapat diterima dan kemudian menggunakan paparan selama diperlukan. Pada 5D Mark iii saya yang berakhir di suatu tempat di kisaran 5000-6400.

Saya tidak memiliki data di mana titik crossover ada di antara keuntungan mendapatkan lebih banyak cahaya dan kerugian dari kebisingan termal, namun Anda bisa mendapatkan yang terbaik dari kedua dunia dengan memotret banyak eksposur pendek dan menumpuknya dalam perangkat lunak.

Ada beberapa program yang dirancang untuk melakukan ini untuk astrophotography yang juga akan menyelaraskan gambar dalam tumpukan yang memiliki manfaat tambahan untuk menghindari jejak bintang. Lihatlah Deep Sky Stacker .