Теорія фотографії

Фізичний сенс ISO

Фізичний сенс ISO

Для рядового користувача матриця фотоапарата - це загадкове пристрій, який чарівним чином перетворює світловий сигнал в електричний. Яскравість знімка (експозиція) залежить від кількості світла, що потрапив на чутливий елемент.

Крім діафрагми і витримки, які на фізичному рівні регулюють світловий потік на експозицію впливає ще і ISO, яке працює на електронному рівні.

Витримка визначається часом, протягом якого затвор залишається відкритим. Діафрагма визначає розмір отвору в об'єктиві, через яке проходить світло. Як же уявити зміна величини ISO? Багато хто вважає, що ISO - це показник величини напруги, що подається на сенсор. Чим більше напруга, тим більше світла сенсор сприймає Може це і так в деяких фотоапаратах, але є й інший принцип зміни світлочутливості.

Матриця сучасного цифрового фотоапарата працює наступним чином: фотони світла стикаються зі світлочутливим елементом - пікселем матриці і вибивають у ньому електрони, які центральним процесором переробляються в двійковий код з якого формується зображення в цифровому вигляді. Процесор виконує величезний обсяг роботи кодуючи зображення з електричного сигналу. На виході виходить файл JPEG або RAW. Далі отриманий файл зберігається на карті пам'яті.

Замислившись про даною схемою роботи фотоапарата стає цікаво, на якому етапі і яким чином можна змінювати світлочутливість сенсора. Ми знаємо, що збільшення світлочутливості - це зміна здатності сенсора сприймати більше світла. Побутує думка, що для досягнення даного результату на сенсор подається більша напруга. При цьому електричний струм починає створювати перешкоди у вигляді шуму, який фіксується на знімку. Також є версія, що центральний процесор просто примножує дані, отримані з сенсора. Кратність множення залежить від вибраного значення ISO.

Другий варіант більш імовірний. На те є ряд причин і доказів.

Проведений експеримент доводить, що збільшення ISO досягається програмним способом.

Фотографія зроблена з нормальною експозицією при ISO 100, витримка 1/10 секунди. Для отримання рівно такий же експозиції з ISO 1600 без зміни діафрагми потрібно зменшити витримку в 16 раз. Із збільшенням ISO до 1600 ми зменшуємо витримку до 1/160. Експозиція двох знімків буде однаковою.

Фізичний сенс ISO

ISO100. Не якісь коригування не проводили

Наступний знімок зроблений з ISO 1600 і витримкою 1/160. Експозиція знімка така ж, як і у попереднього. Далі робимо фотографію на ISO 100, але витримку залишаємо короткою. Знімок виходить темним. Програмно збільшуємо експозицію в 4 рази і отримуємо рівно такий же знімок, як і попередній.

Фізичний сенс ISO

Якість фото практично однакове. Експозиція однакова. Діафрагма не змінювалася. Різниця у витримці, світлочутливості і наявності програмного збільшення експозиції. Експеримент показав, що процесор замість збільшення напруги на сенсорі виробляє множення значень, отриманих з датчиків. Те ж саме можна робити на комп'ютері змінюючи експозицію при роботі з форматом RAW.

Фізичний сенс ISO

Кроп 1х1. Якість 100%

У випадку з зменшенням ISO нижче 100 відбувається не множення, а поділ даних, отриманих з сенсора.

Можна зробити висновок, що знімки, отримані з недотриманого кадру, витягнутого програмно і знімка з нормальною експозицією і високим ISO ідентичні. Перевірка проводилася на камері Nikon D200. Найімовірніше ця техніка буде актуальна і для інших пристроїв. Можливо, якісь камери і мають апаратну можливість підвищення ISO, але на даний момент видно, що все вирішується на програмному рівні. Як не крути, а зйомка на низькому ISO - це найкращий спосіб отримання якісного фото без шуму.

На основі матеріалів з сайту: radojuva.com.ua