ISO和增益之间是什么关系?

2015-08-31 17:57
今天科普一下摄影机iso方面的文章,使用佳能等器材的童鞋们也可以参考下。
个人从外网找来与大家一起分享。RedShark新闻
通过添加增益可以让相机更为灵敏。但这也会增加噪点。ISO值究竟是什么意思?
几年前,“无ISO”这个术语开始出现在某些传感器技术的描述里,这一风潮始于数码单反相机。表面上看来,这个词是荒谬的。 ISO反映信号输出,与最大和最小可记录值相关,即数字成像传感器将基于一定量的入射光进行输出。所有的传感器都有这个特点,若没有这些信息,我们就无法准确为场景曝光。然而,有一种被认真提议的方法是:在拍摄时,尤其是拍摄轻微压缩或者未压缩的材料时,完全忽略ISO并且在电脑中决定曝光可能会更好。此举主要原因是传感器和记录技术都有进步,这往往意味着机内处理ISO和拍摄后处理的差异被最小化了。
ISO /传感器之间关系
目前基本原则是没有争议的。电子传感器的灵敏度是通过信号输出量与入射光量相对定义的,由它的设计和制造过程决定,且不能以电子方式改变。具有更大像素的传感器看起来更灵敏,因为较大的区域收集光子的数量较多,有的制造技术能提供更高灵敏度以换取其他妥协。所以,相同物理尺寸下,高分辨率传感器往往比低分辨率传感器较不灵敏,或者噪点更厉害。为了实现相同输出,对信号的放大是必要的。
因此,相应相机系统的行为是由制造商决定来自传感器的信号输出指数应为多少而定的,比如说,所得到的图像文件灰度为18%。这一点又是见仁见智的:在任何特定照明方案下,若传感器输出水平低,在18%灰度时,传感器会显得速度较快,且有比较大的高光范围,反而会使噪点更加明显;若传感器输出水平高,在18%灰度时,传感器会显得安静,但速度较慢,且高光范围受限更严重。
“无ISO”术语主要适用于用户决定灵敏度时,有时是拍摄后,即何等水平的传感器输出与输出图像中的特定亮度等同。如果我们仔细想想,这变得普遍也有一段时间了。在上世纪90年代人们故意让标清摄像机曝光不足,在后期以伽玛变化增加亮度。
主观问题?
从技术角度来看,所有电子成像仪一直都是“无ISO”,至少从某个方面来说。与底片的光密度不同,它们没有固定的参考点。一位摄影师获得的ISO数值可能产生其他摄影师想要的结果。很多人可能会同意这些数字,但就明确定义传感器的固有感光度而言,这就是我们能得到的最好结果。起作用的并不是决定的数学关系。或许,在旁观者看来,所有的电子成像传感器都有单一的固定ISO。
又或,我们可以说它们有一系列可用的ISO。假设ISO过高,曝光倾向于欠曝,直到出现太多噪点。假设ISO太低,则倾向于过曝,直到损失高光。这是我们选择ISO时所有成像传感器会从根本上发生的。我们还看到这些警告——有些佳能数码单反相机的极低ISO是用软件合成的,因此其高光范围可能会减少。在一般情况下,很难认为这是“无ISO”。
ISO或增益...
我们必须避免一个错误:认为ISO和可选增益存在根本性不同。不管术语“无ISO”对人们意味着什么,这个事实是铁定的。有些相机,如佳能等系列产品会提供独立的工作模式,它的曝光控制从“ISO”变为“增益”,而且伽玛设置和色度也有极大变化。这和机内降噪一样越来越常见,使得两者之间的比较更加复杂,并使ISO和增益控制似乎大不相同。无论如何,更高的灵敏度——那就是,在少光的场景下实现与多光场景下相似的曝光效果——需要增益。“无ISO”不太适用于与机内相对,将增益运用到工作站的基础之上。这个词可以用来描述特定的工作流程——但却是一种特别不准确的和无益的描述方式。
人们试图通过将传感器视为“'无ISO”以避免的问题是,用于执行放大的电子可能无法理想地匹配摄影师的意图。这跟在现场监控使用LUT有点相似。ISO可以提供log记录图象的近似校正,但以后它会被用作手动修整调色的基础,因为它不太可能完全适合任何给定情况。这种担忧很有意义,也是人们喜欢尽可能将拍摄到的东西和传感器信息对应的理由之一。不过:传感器具有以ISO表示的固定灵敏度,或灵敏度范围。只是这种控制正好以被称为ISO或dB的单位进行校准,这只是为了方便用户界面设计而设定的,并同时恰好方便使用其它东西,如测光表。
因此,最终我们会有具备固定灵敏度,可以在实践中加以改变的传感器,在理想情况下,不管是进行处理以获得机内或者机外既定ISO都无所谓。然而,把这两种情况称为“无ISO”显然不太合理。
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