До какого значения можно повышать ISO?

[dmitrydreamer]

8 фотографий, общий вес 1,5 мегабайт

Данное исследование проведено под впечатлением от статьи pavel_kosenko. Текст заимствован из статьи Павла.

К сожалению, не все знают, что повышение ISO в камере есть не что иное, как усиление (умножение) исходного сигнала. Причём для ряда камер, и в особенности для дробных значений ISO, это комбинация аналогового усиления и цифрового умножения. В зависимости от конкретного типа цифровой камеры это происходит:

1) при небольших ISO — более качественным аналоговым способом
2) при средних и дробных ISO — менее качественным аналогово-цифровым способом
3) при высоких ISO — самым малокачественным из-за своей прямолинейности цифровым способом

Для большинства камер при достаточно высоких ISO, с точки зрения шумов, практически нет разницы, повышать ISO в камере при съёмке или поднимать потом экспозицию в Raw-конверторе.
Важно понимать, что для каждой камеры существует некоторое пороговое значение ISO, выше которого устанавливать значения не имеет смысла. Так как начиная с этого уровня мы не выигрываем в качестве теней, а вот количество полезных стопов в светах уменьшаем, причём значительно (при программном умножении сигнала, света выше максимального уровня просто отрезаются).

Я провел эксперимент и выявил максимально эффективное ISO для своей камеры Nikon D700.

Методика тестирования

Методика на самом деле крайне проста. Суть её заключается в визуальном сравнении двух способов повышения ISO: в камере и конверторе. Для этого я отснял некоторый абстрактный сюжет, в котором присутствуют очень тёмные области. Экспозицию с точки зрения поступающего в камеру света (экспопару «выдержка/диафрагма») я при этом зафиксировал и не менял в течение эксперимента. Выдержка и диафрагма выставлялась в режиме приоритета диафрагмы при ISO 12800. Потом камера была переведена в ручной режим с указанными по приоритету диафрагмы параметрами выдержки и диафрагмы. При неменяющемся освещении я сделал серию кадров, изменяя только лишь ISO в камере. Для экспериментов я выбрал диапазон ISO 100-12800 с шагом 1Ev. Шумодав в камере отключен. Обращаю внимание на то, что количество света, которое поступало при этом на матрицу, было совершенно одинаково для всех сделанных кадров.

Далее я конвертировал все тестовые снимки в RPP, установив для них одинаковые параметры, одинаковый баланс белого и отключив шумодав, меняя лишь значение Exposure для приведения кадров визуально к одной яркости. Таким образом я получил из одинаковых исходных условий освещения требуемый яркостный результат разными способами с точки зрения управления ISO. И все эти способы мы теперь можем попарно сравнить.


Ниже приведены 100% кропы.

1.

Nikon D700. ISO 100 + 7 Ev (RPP)

2.

Nikon D700. ISO 200 + 6 Ev (RPP)

3.

Nikon D700. ISO 400 + 5 Ev (RPP)

4.

Nikon D700. ISO 800 + 4 Ev (RPP)

5.

Nikon D700. ISO 1600 + 3 Ev (RPP)

6.

Nikon D700. ISO 3200 + 2 Ev (RPP)

7.

Nikon D700. ISO 6400 + 1 Ev (RPP)

8.

Nikon D700. ISO 12800 (RPP)

Как видите, между картинками 1 и 2 есть существенная разница. Очевидно, что с точки зрения шумов лучше выглядит картинка 2. То есть очевидно, что мы выиграем в качестве теней, если будем снимать на ISO 200, а не на ISO 100 и потом тянуть в конверторе на 1 стоп.

Точно также в паре картинок 2/3 и 3/4 с точки зрения качества теней (минимизации шумов) лидируют, соответственно, картинки 3 и 4 для каждой пары. Это значит, что ISO 400 в этой камере качественнее, чем ISO 200 + 1Ev в конверторе. А ISO 800 качественнее, чем ISO 400 + 1Ev.

А вот между картинками 4/5 разница в качестве теней уже практически отсутствует. На мой взгляд, они практически одинаковы.

Идем дальше. Разница между картинками 5/6 есть. Очень небольшая, но есть. Между картинками 6/7 и 7/8 различие также почти не бросается в глаза. Соответственно мы можем точно сказать, что качество теней на последних трех парах картинок очень схоже. Поэтому в тех случаях, где для захвата сцены будет важнее динамический диапазон, я бы определил максимально эффективное ISO для этой камеры 800. А для тех сюжетов, где важнее качество теней ISO 1600-6400. При этом надо понимать, что разница в качестве теней при этом будет не настолько велика, насколько много мы потеряем в динамическом диапазоне при превышении эффективного ISO.

Из всего вышесказанного можно сделать следующий вывод:

Для Nikon D700 не имеет смысла повышать ISO выше значения 800.

Для любых цифровых камер в общем виде я бы предложил к этому значению следующее дополнение:

Повышать ISO в камере выше максимально эффективного не рекомендуется, т.к. это влечёт за собой существенное снижение динамического диапазона камеры за счёт соответствующего количества стопов, теряемого в светах, при почти одинаковом уровне качества теней. Для Nikon D700 эти потери составят: при установке ISO 1600 в светах 1 стоп, при установке 3200 — 2 стопа, при установке 6400 — 3 стопа, при установке 12800 — 4 стопа.

Comments

[f-arkan.livejournal.com]

Полезно. Спасибо.

[pavel-kosenko.livejournal.com]

Да, согласен с выводом.

[n-caleb.livejournal.com]

А что, существует ISO выше 100?)

[dmitrydreamer.livejournal.com]

Да)

[vmulder.livejournal.com]

Полезная статья.

[dmitrydreamer.livejournal.com]

Цифровое умножение это умножение выхода с АЦП на константу. Поскольку разрядность файла фиксированная, все, что после умножения попадает за верхнюю границу — отрезается.

>Можно ссылку на первоисточник информации...
Это вам лучше спросить у инженеров Никона)))

[rainmakerrr.livejournal.com]

Я обычно стараюсь фотографировать на минимальном ИСО. Тут есть такой момент, что кадр не должен быть недоэкспонирован. У меня Pentax K20D. И лучше выставить ИСО 1600, а не 800, но получить правильно экспонированный кадр. Если кадр недодержан, то основные объекты съемки оказываются в тенях и после вытягивания в конверторе, они в шумах.(как в твоем примере на ИСО 100) При правильной экспозиции, шумы будут только в тенях. Тут уже никуда не деться. Естественно у каждой камеры есть свой предел, когда от сильного шума уже не спастись. ))
Выразил твой пост немного другими словами )

[ukrfan.livejournal.com]

очень важный момент.
По сути, вы выразили прямо противоположное тому, что написано в посте:)

[martin.livejournal.com]

Но ведь дико неудобно оценивать кадр, когда например 800 исо и -2 Ev. Он же просто темный получается. Я лучше 3200 поставлю, но буду сразу оценивать фото.

[katibovich.livejournal.com]

О, я как раз на днях об этом задумался. Спасибо за такое аргументированное изложение. У меня Sony А700, шумов куда больше, чем в Nikon D700 - есть о чём поразмыслить.

Тут пожалуй нужен ещё один пример.

[Максим Степанов (from livejournal.com)]

Для чистоты эксперимента. Взять кадр с ISO 1600 и вытянуть его на 3 стопа до 12800. Затем сравнить с кадром снятом изначально на ISO 12800. По вашему получившиеся кадры должны быть одинаковы?

Re: Тут пожалуй нужен ещё один пример.

[dmitrydreamer.livejournal.com]

Да. А почему оно должны различаться? Вполне возможно, что конвертированный в RPP кадр будет даже лучше, поскольку там отношение к теням бережное за счет вычислений с плавающей точкой.