Увеличаването на ISO не увеличава нивата на шум в свободното изображение на снимката

ISO е един от трите върха на триъгълника на експозицията на цифров фотоапарат. От трите (време на експозиция, бленда и ISO) може би ISO е най-малко разбран. Дори по-малко от откриването. Всъщност често срещано заблуждение е, че колкото по-висока е стойността на ISO, изображенията стават „по-шумни“.

В тази статия ще видим, че високите ISO настройки сами по себе си не увеличават шума на изображението. Нещо повече, по-високо ISO може дори да бъде от полза за фотография при слаба светлина.

В цифровата фотография ISO е стандарт (по-специално ISO 12232: 2006) за яркост на експозицията, разработен от Международната организация за стандартизация (ISO). Различните модели сензори на камерата имат различна чувствителност, така че трябва да ги съпоставим по някакъв начин, така че експозициите да се създават като акценти.

Знак

Сигналът е частта от снимката, която искаме. Светлината е сигнал. Сигналът е изображението. Без сигнала (без светлина) не можем да имаме никакво изображение. Колкото повече светлина можем да съберем, толкова повече сигнал ще имаме. Като цяло, колкото повече сигнал, толкова по-високо е качеството на снимката.

Шум

Шумът е частта от фотографията, която не искаме. Шумът е интерференция, която се появява като петнисто зърно, което закрива сигнала и следователно детайлите на снимката. Шумът обикновено се генерира от топлина или несъвършенства в поведението на електрониката на нашите цифрови фотоапарати. Някои шумове са произволни при всеки изстрел (шум от изстрел) и сензорът на камерата произвежда последователен шум (шум при четене нагоре по веригата) или се произвежда от електрониката, след като сигналът на сензора е усилен (шум при четене). Като цяло, колкото повече шум, толкова по-ниско е качеството на снимката.

Съотношение сигнал/шум (SNR)

SNR е съотношението сигнал/шум в изображение. Колкото по-висок е SNR, толкова по-високо е качеството на изображението. Повече светлина = повече сигнал → добър. Повече шум → лошо. Събирането на повече светлина е най-добрият начин за увеличаване на SNR.

Динамичен обхват

Това е диапазонът на яркост на сцена, от най-тъмната до най-ярката. Сцената с висок динамичен обхват ще има едновременно изключително високи светлини (като слънцето) и изключително тъмни петна (като напълно засенчена черна скала). Сцената с нисък динамичен обхват има относително еднаква светлина в цялата сцена, където най-ярките части на изображението не са много по-ярки от най-тъмните части. Камерите улавят само ограничен динамичен обхват на светлината. Ако динамичният обхват на сцена е достатъчно висок, всичко извън обхвата на сензора на камерата ще бъде изхвърлено в чисто бяло (в случай на много ярки области) или смачкано в чисто черно (в случай на много тъмни области). Като цяло е за предпочитане сензор на камерата, способен да улавя по-голям динамичен обхват на светлината.

ISO е усилване или усилване

Доста често срещано заблуждение е, че увеличаването на ISO увеличава чувствителността на сензора на камерата. ISO не променя чувствителността. Увеличаването на ISO просто увеличава яркостта на снимка чрез усилване на сигнала на сензора. В света на електрониката усилването понякога се нарича „печалба“. Точно както можем да „натрупаме“ тегло, ако увеличим диетата си, можем да „придобием“ блясък, ако увеличим ISO.

ISO не влияе по никакъв начин на количеството сигнал (светлина), което сензорът може да събере. Ако наистина искаме повече чувствителност с камера, трябва да увеличим времето на експозиция или блендата на диафрагмата (намалете f/числото).

По-високите ISO не увеличават шума

Това може да противоречи на това, което вероятно смятате, че знаете за ISO, но истината е, че ако всичко останало (скорост на затвора и бленда) остане същото, по-високо ISO ще направи следното:

Осветлете изображението.
Намалете общия динамичен обхват на изображението.
В много случаи (като астрофотография) намалете видимия шум.

С оглед на това, човек може да се чуди как така, когато използвам по-високо ISO, получавам повече шум? Ето защо:

В полуавтоматични режими на експонация P (Програма), S/Tv (Приоритет на скоростта на затвора) или A/Av (Приоритет на блендата), използването на по-високо ISO ще доведе до изображение с по-относителен шум. Това, което повечето не осъзнават, е, че увеличаването на шума не се дължи на увеличаването на ISO. Увеличението на относителния шум в полуавтоматичните режими на експонация всъщност се дължи на реципрочното намаляване на времето на затвора или блендата. Повечето погрешно приписват повишен шум на ISO, когато всъщност се дължи на по-нисък SNR, тъй като по-малко светлина влиза в сензора при тези условия.