使用更高的ISO拍摄还是使用较低的ISO并提高后期处理的曝光率更好?


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假设在以下情况下拍摄了两张照片:

方案1-使用3200的ISO拍摄的照片。

方案2-使用100的ISO拍摄的照片。

这两张照片都是在中等光线下拍摄的。方案2中的照片很暗,而方案1中的照片看起来不错。

以我的理解,较高的ISO可使照片更具颗粒感。那么,是否可以在软件(例如Photoshop)中修改场景2中的照片(看起来很暗)以增加亮度,并且比使用较高ISO拍摄的照片更好?


我相信,方案1,将获得更好的图像噪声少-在这里看到: photo.stackexchange.com/questions/6615/...
MikeW

Answers:


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据我了解,较高的ISO可使照片更具颗粒感

恐怕您的理解不正确。由于涉及其他因素,因此高ISO不一定会使照片更具颗粒感。在某些情况下,降低ISO可能会增加噪音。我前一段时间做了一个实验来证明这一点:

http://www.mattgrum.com/ISOcomparison/ISO_100_vs_ISO_1600.jpg

您所看到的正是您所描述的内容,一张未编辑的以ISO 1600拍摄的图像,而另一张以ISO 100拍摄的相同照片,在后期变亮以匹配第一张图像。

如您所见,ISO 100图像噪声很大。

发生的情况是图像包含散粒噪声读取噪声。产生散粒噪声是因为光子是由光源随机发射的,这会导致入射到传感器各个部分的光发生变化。当模拟信号从传感器传输到ADC时,会产生读取噪声。

相机上的ISO设置所要做的是在读出和数字化之前放大模拟信号。当放大信号时,散粒噪声也被放大,因此信噪比相同。但是,读取噪声不会像放大后那样被放大。当您以低ISO拍摄并用软件增亮图像时,光子噪声和读取噪声都会被放大,从而产生更高水平的噪声。


那么为什么ISO被认为可以确定图像噪声呢?

的确,在尽可能低的ISO下,只要有尽可能多的光线照射到传感器上,就可以实现最低的噪声水平

的确,我的汽车的最高速度达到了五档。但这并不意味着在发动机空转时将其排在第五位将提高我的速度。在油门位置对速度的影响最大。齿轮只是防止发动机熄火或转速过快。

同样,对噪声的最大影响是落在传感器上的光总量。但是您必须设置ISO以避免曝光过度或曝光不足。

ISO与噪音没有直接关系,如果您的场景非常暗淡,几乎没有光线照射到传感器上,则无论ISO设置如何,都会产生噪音。同样,如果有大量的光照射在传感器上,则无论ISO设置如何,噪声都将很小(尽管可能会曝光过度!)

噪点和ISO感测的另一个问题是,在任何P / Tv / Av自动拍摄模式下,提高ISO都会导致相机改变快门速度和/或光圈,从而导致较少的光线照射到传感器上,这意味着更多的噪点。但是,在手动模式下,对于固定的快门速度和光圈,提高ISO 不会导致图像中出现更多噪点

那么为什么这有关系呢?毕竟,如果您希望将噪声降到最低,则只需将其放在三脚架上,选择ISO 100,并在图像过度曝光之前尽可能长时间地打开快门。

问题在于,首先考虑ISO会导致误解。例如,当在光圈大开的昏暗光线下使用上述方法时,快门可能会在1/30秒时达到最大。人们会记住ISO 100 =最低噪点,忘记了获得正确曝光的需要(或者被LCD背面的图像误导了,当您在黑暗中观看屏幕时,LCD的图像看起来曝光良好)并且最终会使图像曝光不足,从而比以ISO 400进行拍摄时产生更多的噪点。

可以说,当有尽可能多的光线照射到传感器(图像没有过度曝光)并且ISO尽可能高(图像没有过度曝光)时,噪声达到了最低。在大多数情况下,最高ISO可能为100。

首先考虑光线水平,然后在曝光期间可以入射到传感器上的光线有一定限制的情况下,ISO避免陷阱。


还有其他一些误解源于将ISO作为确定噪声的主要因素的考虑。一种这样的误解与相机的基本(最低本机)ISO有关。相机Y的基本ISO为200的人可能会认为“因为ISO 200为我提供了最清晰的图像,所以像相机X那样拥有ISO 50并不是很好”。现在可能是这样的情况,相机Y的传感器具有出色的量子效率,并且具有非常好的微透镜,这意味着它非常有效地捕获光,因此图像很快曝光过度,从而导致了较高的基本ISO。相机X可能具有较旧的传感器,但其QE较差,没有微透镜且填充系数较低。它浪费大量的光,因此需要更长的曝光时间。它还会在ISO 50时产生与Y在ISO 200时相同水平的噪点图像。

最后,首先要考虑光线,这有助于解释“ ISO减少”传感器,例如在Pentax K5或Nikon D800等相机中发现的最新一批Sony传感器。读取噪声非常低,以至于在读出之前放大信号不会造成任何影响,这意味着您可以在许多不同的ISO设置下获得可比的结果,证明ISO对图像噪声不负责任。


我首选的拍摄方法是使用自动ISO的手动模式。这使我可以选择想要/可以在图像中忍受的景深和运动模糊量,然后让相机将噪点降到最低。


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没有什么比简单的测试来反驳数小时的猜测!+1!另外,既然我在M中具有自动ISO功能,我几乎不会离开它。我最近身体升级的最大进步,还有柔滑的ISO 1600 :)
dpollitt

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“高ISO与噪点之间存在关联的原因...” Matt,这并不完全正确,您知道这一点。如果可以在较低的ISO感光度下正确曝光图像(并且假设是相机基本ISO的整数倍,从而可以避免不良的实现),则图像的噪点都将较低(这是因为从更统计上有效的光线采样导致的) (概率现象)或降低散粒噪声(如果您愿意)和更高的动态范围。在您的示例中,静物仍然很容易,ISO 100曝光可能是1 / 2s,因此比ISO 1600曝光产生的噪音更少。

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(续)我对总体陈述没有异议-正确曝光会比“后期定影”更好-只是您一直在忽略应该在较低ISO值下正确曝光的部分(至少要等到达到基本ISO为止,才能产生比在较高ISO 下同样曝光良好的镜头更低的噪点。

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斯坦钉牢了它。您将获得最低的视在噪声以及最高的信噪比和像素饱和度。有时您别无选择,只能选择一个光圈和快门速度,并在不限制该光圈和快门速度的情况下将ISO推至最高,但是通常来说,使用最低的ISO设置同时仍能获得适当的曝光会导致最干净的图像。如果您有能力曝光几秒钟或使用超大光圈,同时将曝光向右推,请使用ISO 100 ...然后这样做。您将获得更清晰的图像。
jrista

4
@jrista确实在最小ISO的情况下获得了最大的SNR,并有尽可能多的光照射到传感器上。您说“在仍获得适当曝光的同时使用最低ISO设置将获得最清晰的图像”,我的问题是它将重点放在ISO上。如果有足够的光线,“将ISO设置为100,然后确保正确曝光图像”的方法将确保获得最清晰的图像,但是当快门在1/30秒达到最大时,人们会记住ISO = 100位,忘记第二部分,导致噪音增加。我已经看到了它的发生。
马特·格鲁姆

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从形式上讲,最好采用更高的ISO,只要按照应该实现的方式实现更高的ISO:由于相机中内部模拟信号放大器(即在信号它被转换为离散的数字形式。

从纯粹的数学角度来看,内部放大器也会“放大”信号,就像某些后期处理软件中的“曝光”滑块一样。但是,在将信号转换为数字形式之前,在处理流程的模拟端执行乘法。这排除了在离散数字化值上执行乘法(或几乎任何其他图像值转换)时始终引入的舍入误差。

当然,为了使所有这些工作正常进行,您的相机必须通过调整内部模拟放大器的增益来专门执行ISO设置。便宜的数码相机可以通过保持放大器增益恒定并在将图像数据转换为数字形式后对其进行乘以实现“伪” ISO设置。与您在后处理中可以做的事情相比,这种实现绝对不会提供任何有意义的好处。它与后处理软件中的“曝光”滑块完全相同。

同时,许多现代SLR相机通过调节放大器增益来实现大多数ISO设置,同时通过数字乘法“模拟”最极端的ISO设置(最高和/或最低)。由于上述原因,使用这样的模拟ISO值毫无意义。某些相机可能会通过调整放大器增益来实现“标准” ISO值(即100、200、400、800等),同时通过数字乘法从最接近的“标准” ISO值模拟分数ISO值。同样,使用这样的模拟ISO值没有意义。


我的佳能70D(通过Rawdigger)似乎每个样本的离散值范围约为12000。像素的大小表示,如果有内存,则阱容量约为23000。IAC,大约两倍。这意味着ISO设置对光子计数如何映射到样本值有(小的)影响。如果样本为15位(而不是14位),则它可以始终返回所有收集的信息。照原样,它必须至少具有一个高/低设置,以控制是采用暗淡的一半还是将精度降低一半。否则,它是模拟增益还是数字缩放?
JDługosz

需要注意的一点是,当前的ISO标准并未提出任何优选的ISO速度实施方法。模拟实现会导致“传输噪声”与信号的比率降低,因为在信号增强时“传输噪声”(去往ADC的噪声)几乎是恒定的。对于低读取噪声的传感器,模拟实现在降噪方面变得越来越不相关,从而使所有ISO速度设置的行为都非常接近模拟。
伊利亚·博格

5

如果iso 3200没有曝光过度,则iso 100会很暗,而不只是很暗。在8位范围内,它将介于0到15个像素值之间,因此非常嘈杂,而且iso 3200会非常好,除了在黑暗区域中。

这些图像是在旧的佳能400D上从左到右的ISO 200,400,800,1600,其中高ISO被认为是不好的。但是,ISO 1600仍然是最好的。

ISO 200-1600 较大的

确实,降低噪声的最佳方法是通过向传感器添加光线,通过设置或向场景添加光线。这些操作需要付出一定的代价:添加光线会改变我们要捕获的场景,在曝光时间内添加光线会导致运动模糊(可能比噪点更糟),并且打开光圈(如果可能)会降低景深,并使镜头变软,甚至可能会增加一些边缘感

在这里,我添加了闪光灯,iso 200-800(1600曝光过度):

闪 较大的

在这里,我们看到现在在所有情况下都有足够的光线来制作低噪点图像-特别要注意的是,在iso中上升并不会使其噪声更大。光线不足会使它嘈杂,iso值不高。

总之,光> iso,但更高的iso!=您的敌人;当灯光使您失望时,它是您的朋友。


3

为了稍微纠正您的说法,

“较高的ISO将在标准曝光下产生更颗粒的图像。”

使用的ISO对进入相机的光线或传感器对光线的敏感度没有影响。必须注册一定数量的信号才能消除系统固有的噪声。在高ISO感光度下,传感器会随着更多的光而处理​​更少量的光,从而更快地显影图像,但噪点更多。

用较低的ISO拍摄的同一张图像,但以相同的速度仍然会产生相同数量的噪点,但是正如Matt Grum指出的那样,数字转换可能会放大噪点,从而随着电平的提高而使整体图像变差当仍为模拟形式时,in将会很低。

标准曝光下噪音较小的原因是,与相对恒定的噪音量相比,传感器收集光的额外时间导致更多的信号。

基本上,如果您使用较低的ISO并且不进行标准曝光,则相机的电源波动和图像传感器的噪声都会产生噪声。


2

如果有三脚架,可以使用低ISO。如果您不能使用三脚架,请增加ISO感光度,因为粒状图像比抖动图像要好。一幅非常暗的图像一旦变成“全黑区域”,就无法恢复(因为已烧毁),因为没有任何东西可以恢复(没有细节)。因此,如果您可以通过取景器看到事物,并且在拍摄照片后仍然有详细信息,那就可以了。另外,检查直方图。


这不是一个好建议,有关详细信息,请参见@Matt Grumm的答案。
哈康K. Olafsen

为了澄清,用户不是在询问是否应该在较高的ISO上使用更长的曝光,而是在询问是否人为地提高相同的曝光时间或者使用更高的ISO会更好。Matt Grum的答案是所提出问题的正确答案。
AJ Henderson

如果您可以阅读完整的答案:A very dark picture cannot be recovered (as a burned one) once it gets "full dark areas" because there is nothing to recover (no details)
vectorialpx 2013年

1

这里有很多因素,这不仅仅是ISO大幅增长的问题。您有一个快速镜头(F2.8)和一个固定的物体,其光线可以移动。

如果您只需打开环境光,移至ISO 400左右并消除噪音,为什么还要麻烦一直走到ISO 1600?

如果光线无法移动(即使是用小手电筒和纸作为漫射器,也不能吗?是认真的吗?),则您没有更快的镜头,您只需要在黑暗中看到那本书的照片即可。 ..好,然后至少再以ISO 800、1000和1200拍摄几张,看看您能得到什么。

然后,您将被迫(抓住珍珠!)在Lightroom中花费整个分钟,以平衡颜色,增加曝光度并增加一点清晰度,然后再完成操作。


您还能再屈尊吗?
Damien Roche

0

这取决于相机。增加ISO可以增强来自传感器的信号,这与在后期增亮图像不同。高ISO可以被认为是硬件的提升,后期的光亮可以被认为是软件的提升。

与后期处理增亮相比,增加ISO可能会减少噪音,但可能不会减少。大多数摄像机仅将信号增强到一个点(大约400至1000 ISO),并通过软件操作实现有效的ISO增加。同样,在什么时候发生这种情况因相机型号而异。

您必须测试您的特定相机型号才能知道高ISO和PP增亮的效果有何不同。

无论如何,您都希望获得良好的曝光,也就是说,您希望原始数据中包含最有用的信息,而采用正确的技术进行曝光通常是实现此目标的一种好方法。

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