Под чувствительностью ISO понимается светочувствительность материала, поэтому сперва разберемся с этим понятием. Светочувствительность - это способность (количественная величина) фотографического материала образовывать изображение под воздействием на него электромагнитного излучения, в частности света. Эта величина измеряется в относительных единицах ISO с 1974 года (для пленок, выпускавшихся в СССР, использовались единицы ГОСТ), а до это в единицах ASA. Стандарт ISO определяет критерии фотоэффекта при нормальных условиях экспонирования фотоматериала, т.е., грубо говоря, насколько получаемая картинка должна получиться яркой при заданном времени воздействия белого света на фотоматериал. Фотоэффект определяется оптической плотностью фотоматериала, а в цифровых матрицах, по выходному сигналу фотодатчиков на матрице.

Фотоэффект для сенсора (для фотодатчиков) не может быть изменен, как и для любого фотоматериала, например, фотопленки. Однако, усиливая сигнал, можно имитировать разный фотоэффект. Устанавливая определенное значение ISO в настройках камеры, фотограф указывает во сколько раз нужно усилить сигнал. Усилением занимается аналоговый предусилитель сигнала, а также АЦП, который кроме того занимается очисткой сигнала и может выполнять различную программную обработку, в том числе осуществлять шумопонижение изображения еще до записи в RAW. Производители камер не публикуют эту информацию, держа алгоритмы технологии в строгом секрете. Поэтому, утверждения о том, что RAW - это данные с матрицы камеры, которые не подвержены обработке, не совсем корректны.

Таким образом, чувствительность ISO цифровых камер есть ни что иное как аналого-цифровое усиление сигналов сенсора. Практически такое же усиление происходит при коррекции экспозиции в RAW-конвертерах, однако усиление в камере выполняется более деликатно. Важно понимать, что усиление сигнала не может быть бесконечным, поскольку изначально сенсоры проектируются по принципу оптимального соотношения сигнал-шум. То есть усиливая сигнал, мы усиливаем и шум, а значит в какой-то момент шум станет заметным и будет портить восприятие изображения зрителем. Соответственно, поднимая значение ISO в камере нужно понимать и мириться с уровнем шума.

Как уже известно, матрица состоит из фотодатчиков (пикселей) — отдельных светочувствительных элементов, реагирующих на электромагнитное излучение (в том числе световое). В отдельном её элементе (сенселе) под действием падающего луча света генерируется электрический заряд. Таким образом, светочувствительность матрицы складывается из светочувствительности всех её фотодатчиков (пикселей) и в целом зависит от:
- интегральной светочувствительности, представляющей собой отношение величины фотоэффекта (в миллиамперах) к световому потоку (в люменах) от источника излучения, спектральный состав которого соответствует вольфрамовой лампе накаливания (этот параметр позволяет оценить светочувствительность сенсора в целом);
- монохроматической светочувствительности — отношения величины фотоэффекта к величине световой энергии излучения (в миллиэлектронвольтах), соответствующей определённой длине волны;

В цифровой фотографии принято использовать в основном величины ISO, кратные 100 и отличающиеся от предыдущего значения в 2 раза: 100, 200, 400, 800, 1600, 3200 и т.д. Эти значения соответствуют фотоэффекту, который можно получить при выдержках, также отличающихся в два раза. Отсюда вывод: чувствительность ISO прочно связана с временем воздействия света на фотоматериал, т.е. выдержкой. То есть, увеличивая ISO, например, в два раза, выдержка должна уменьшаться в два раза (на один стоп) для сохранения экспозиции (но не качества снимка). Например, фотография, сделанная при ISO=100 и выдержке в 1 секунду (S=1 сек), будет при прочих равных условиях идентична по экспозиции кадрам с ISO=200, S=1/2; ISO=400, S=1/4; ISO=800, S=1/8; ISO=1600, S=1/16 и т.д.

Как уже было сказано, использование повышенного значения ISO в фотографии при возможности увеличить выдержку крайне нежелательно, так как на снимках начинает появляться так называемый шум. Чем больше чувствительность ISO, тем больше шум. Шумам будет посвящена отдельная статья. Пока же нужно усвоить, что когда возникает вопрос: что лучше увеличивать, выдержку или чувствительность ISO? - нужно склоняться всегда в пользу выдержки, так как повышение ISO влечет появление большего шума на фотографии. Также следует придерживаться чувствительности, кратной 100: 100, 200, 400, 800, 1600. Любые промежуточные ISO (125, 160, 250, 320 т.п.) повышают незначительно шумность фотографии. Поэтому не стоит увлекаться автоматическим ISO (можно выставить в AUTO даже в ручном режиме M)

ISO так же влияет на динамический диапазон и глубину цвета. В общем случае, чем выше ISO, тем более узкий динамический диапазон и меньшее количество цветов сможет зафиксировать сенсор камеры. График зависимости динамического диапазона от ISO для своей камеры можно бесплатно посмотреть на сайте DxOmark.com. На графике можно заметить, что при достижении определенного значения ISO, динамический диапазон уменьшается линейно. Из этого можно сделать вывод, что выше этого значения ISO поднимать не следует, поскольку ровно ту же процедуру можно выполнить в любом RAW-конвертере путем экспокоррекции. Например, ниже приведен график для Canon EOS 5D Mark III. Видно, что после значения 3200, усиление сигнала происходит линейно.

Снимая в условиях недостаточной освещенности, например, ночном клубе, фотограф чаще всего вынужден повышать ISO до значения 800 или 1600, так как при полностью открытой диафрагме выдержка все равно выходит за рамки ограничений съемки подвижных объектов с рук. Применение же вспышки в данном случае допустимо с пониженной примерно на два стопа экспокоррекцией для "заморозки" людей и предметов в кадре.

Для большинства сенсоров справедливо утверждение - чем больше размер пикселя, тем меньше уровень шума при равных условиях экспозиции. На полноформатных матрицах можно использовать повышенные значения ISO с меньшим риском получить зашумленные фотографии. Отсюда вывод, что на цифромыльницах с маленькими матрицами шум при тех же значениях ISO будет существенно заметнее. Т.е. в ночном клубе друзей снимать на цифромыльницы и телефоны - занятие крайне сомнительное.

Про шумоподавление мы поговорим в следующих статьях. Пока же стоит сказать, что эту процедуру следует избегать, то есть использовать по возможности низкие значения ISO.

И еще один интересный факт. Базовым ISO (значение ISO, при котором происходит наименьшее усиление сигнала) на многих камерах является значение - 200. Поэтому уровень шумов на этом ISO считается минимальным.

Напомню, что ISO не имеет отношения к экспозиции. Говоря про параметры экспозиции корректно говорить про экспопару: выдержку и диафрагму. Но многие современные фотографы уже привыкли к понятию экспотройки: диафрагма, выдержка и чувствительность ISO. Поэтому не вижу смысла сопротивляться и доказывать обратное. И действительно, эти параметры настолько связаны между собой, что игнорировать ISO при рассмотрении экспозиции не совсем правильно. Все три параметра обратно зависимы. То есть при увеличении одного из них (говоря о диафрагме понимаем диаметр отверстия, а не диафрагменное число), нужно уменьшать любой другой (или оба). И наоборот, при уменьшении - нужно увеличивать другие параметры.

Домашнее задание

В условиях слабой освещенности в режиме M установите ISO в 100. Диафрагму максимально откройте и подберите выдержку для правильной экспозиции. Далее переведите ISO в auto и закрывайте постепенно диафрагму. ISO при этом будет автоматически увеличиваться. Делайте снимки, а затем сравнивайте шумы на мониторе компьютера. Желательно снимки делать со штативом. Определите предельное ISO для вашей камеры, при котором шумы еще допустимы. Для объективности проделайте этот эксперимент в разных условиях освещенности с разными источниками света.

 

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить