可变ISO传感器：可能和/或有用？

这个关于在数码相机中如何实现ISO的问题的答案似乎暗示着每个照相场所（即像素）可以独立设置其ISO。如果这是真的，那么我认为从理论上讲，可以拍摄某些照片所在的ISO与其他ISO不同的照片。我的问题的第一部分是：假设变量ISO是可能的，是否有用？ 在我看来，这可能是增加传感器动态范围的有用方法，例如，仅针对阴影中的图像区域选择高ISO即可。 假设可变ISO是有用的，为什么它还没有在数码相机中实现？ （或者有吗？）

— 尤尔塔尼克
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听起来在技术上是可行的，但可能需要太多的电路才能以像素精度进行操作，并且可能难以缩放并产生过多的热量。此外，尚不清楚这比当前的解决方案效果更好，例如在曝光期间中途读取光敏位或具有不同大小的光敏位，从而赋予它们不同的固有灵敏度。

— Itai 2012年

有一个小问题22：您需要在读取像素值之前设置ISO ，但是您只有在读取该值后才知道像素属于阴影区域。

— Imre 2012年

@Imre是的，但这不一定是技术问题。例如，如上面的Itai所述，已经有技术可以在曝光过程的中途读取photoite值。先进的测光系统也可以用来“猜测”区域的ISO值。最后，对于风景等静态照片，可以使用初始测试曝光来设置第二张照片的ISO值。

— ESultanik

应当注意，ISO不会改变传感器或像素的实际功能。ISO设置唯一要做的就是更改给定曝光的白点。传感器是固定的线性设备，能够在每个像素中记录固定的电荷（电子数量），+ /-电子噪声的平均值（如今，归一化的基础上只有几个电子）。通过提高ISO，所有你这样做是在说，而不是“白”被40,000电子实现，其实现了在20,000或10,000，等等

— jrista

在每个像素处发生的是行/列激活和电荷读出。在读出期间，电荷会根据ISO设置放大必要的量，以“饱和”，同时，也可以应用各种电子噪声补偿（在D800中，有一堆专用电路降低电子噪音，这就是为什么它的低ISO DR这么好的原因。）从逻辑上讲，我认为可变ISO并不适用。低SNR噪声的解决方案是减少电子噪声...索尼已经在其Exmor传感器中实现了这一点。

— jrista

Answers:

我最想知道的是Fujifilm在EXR传感器中使用DR模式进行的操作，如X-10和X-S1所示）-一半像素故意被光阑曝光不足（或两个））并与“正常”曝光的像素组合，然后再输出图像。有关更多详细信息，请参阅DPReview的X-10评论 -您感兴趣的是6 MP DR模式，而不是12 MP DR模式，这是标准的“曝光不足，然后将不同的色调曲线应用于整个图像”这些天在很多相机中都可以看到，并且在阴影噪声与动态范围之间进行权衡。6 MP DR模式很有趣，因为它（理论上）使您能够像通常那样增加动态范围，同时保持阴影噪声，尽管您当然可以

— 菲利普·肯德尔
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本质上，像这样的传感器（对于每个照片位点具有可变的曝光）将具有需要在RAW转换过程中进行色调映射的图像。每个像素将必须发送更多信息，这将增加传输数据的大小以及相机所需的处理能力。那只是一个技术问题，我敢肯定，再过几年，这根本就不会成为问题。

我看到的最大的麻烦是确保流行的RAW转换程序将支持解码过程。生成的RAW文件可能需要包含32位彩色信息，并且目前对于在32位彩色图像上进行操作的支持非常有限。在大多数情况下，需要先将它们映射到16位。如果使用今天的软件自动完成，那么这个过程将不会产生很好的结果。

— 埃里克
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真的，我看不到制造商会担心这种麻烦。这就是为什么他们拥有专有的RAW格式，而Fuji从来没有停止过创建具有各种尺寸和彩色滤镜的奇怪像素排列的原因。如果他们能从中获得优势，我希望他们能够做到。大多数高端图像处理应用程序，包括Lightroom和Bibble（现在为AferShot），都已经在内部以32位工作。与现代处理器一起以32位线性工作效率更高。不过，您写的第一段对我来说很有意义。

— Itai

CMOS传感器基本上已经是具有不同ISO的传感器阵列，必须对其进行补偿。这不仅可以使CMOS传感器具有可塑性，而且还可以减少泛光。

但是，他们实际上确实已经制造了具有多个“ ISO”的CMOS芯片，以实现更高的动态范围，其中像素尺寸区域的一半是像素的两倍，或者两个绿色像素中的一个的灵敏度是另一个像素的两倍。成本是每个像素更多的晶体管，这会给光电传感器留下更少的空间，从而给噪声和整体灵敏度带来麻烦。大像素的光积分单元通常会产生较低的噪声，这就是X Mpixel的36x24mm传感器优于X MPixel的1/3英寸传感器的原因-它们对光的响应更好，可以克服所有电子设备的噪声。

— 迈克尔·尼尔森
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