为什么使用较高的ISO和较快的快门速度会比使用较低的ISO和较慢的快门速度产生更多的噪音？

我正在尝试查看此答案与实践之间的关系。该答案基本上表示我需要让足够的光线进入相机，然后使用最高的ISO值，然后才能获得最低的噪点。

所以我用同一台相机拍了两张。相机将光圈设置为特定值（完全手动模式），相机在三脚架上并聚焦在特定的较远物体上。拍摄是在午夜左右完成的，所以天很黑。场景是一栋大型工业建筑，距离摄像机很远。该领域没有光源，所有的灯光都在工业建筑上。

我不知道这是否重要，但是图像在相机内部以JPEG格式写入-无需拍摄原始图像和外部后处理图像。也许这就是为什么我看到我意想不到的结果。

相机的最高ISO值为3200（不使用扩展的ISO值）。

因此，我首先以ISO 1600和快门速度设置为1/125秒拍摄，然后以ISO 3200和快门速度设置为1/250秒拍摄。光线量应该相同，并且实际上两个镜头看起来都正确曝光，并且曝光方式相同。

当我在图像查看器中打开图片并放大至100％时，我看到ISO 1600的镜头比使用ISO 3200的镜头要干净得多。我已经检查了几次，而且我敢肯定-并非相反。

为什么是这样？这是因为后处理的差异吗？

因此，我首先以ISO 1600和快门速度设置为1/125秒拍摄，然后以ISO 3200和快门速度设置为1/250秒拍摄。光线量应该相同，并且实际上两个镜头看起来都正确曝光，并且曝光方式相同。

光量不相同。您在1/125秒内将光入射到相机的速度是1/250秒时的两倍。然后，您用一半的光放大图像以匹配另一幅图像的亮度。这样，您也将图像中的噪声放大了两倍。为了使相同数量的光在1/250秒时进入相机，与设置为1/125秒的位置相比，您还需要打开相机光圈一档。

当我们在图像上下文中说噪声时，我们通常真正指的是信噪比（SNR）。

在数码摄影的背景下，“信号电平”由场景中的光量以及我们通过选择特定的光圈大小和快门时间允许多少光进入相机确定。

实际噪声量分为两种主要类型：读取噪声和光子散粒噪声。对于给定的拍摄条件，读取噪声相当恒定。它可能会受到相机内部温度的影响，但在相同的一般环境条件下，通常不会从一张照片变为另一张照片。光子噪声（通常称为“散粒”噪声或“泊松分布”噪声）是可变的，并且随着光量的增加而增加，但是其增加速率低于光的增加速率。

调整ISO会影响合并的信号和噪声被放大多少。增大ISO设置会使信号和噪声均等倍增，因此SNR保持不变。但是，随着图像放大得更多，它变得更亮，并且我们可能能够看到图像中更多的噪点，而这些噪点以前被图像的较暗阴影所掩盖。

最终的结果是，被允许进入照相机的光越多，越少影响噪声将有一个图像上，因为SNR增加通过增加更多的附加的信号（光）比附加噪声。

问题开头提到的答案中的建议应理解为“ ...让足够多的光线进入相机，然后使用不会导致高光斑点的最高ISO值。如果让足够的光线进入相机，相机，理想的ISO很可能是相机的最低ISO设置，只有当我们受到可用光量，相机的最大光圈宽度或获得所需景深所需的光圈设置或快门所需的快门时间的限制时，为防止运动主体模糊，建议不要将ISO增加到最高设置，而不会使高光曝光适用于高于相机基准ISO的ISO设置。

提高ISO并没有给你更多的光。它仅告诉相机放大来自传感器的信号，以“模拟”额外的光。但是，这种模拟光并不像真实的物体，因为当相机放大信号时，它也会放大噪音。

因此，如果可能的话，始终首选使用较低的快门速度或较大的光圈，因为它们确实可以为您提供更多的光线。在您的情况下，由于光圈是恒定的，所以1/125可以为您提供1/250倍的光线，这就是为什么1/250镜头需要放大两倍以得到类似曝光效果的原因。

目标是正确曝光。我们正在谈论控制可在图像传感器上播放的光量的相机设置和调整。目标；制作包含所需强度和颜色的图像。

曝光量由三部分组成。

1. 图像亮度2.曝光时间3.图像传感器的灵敏度

曝光的所有三个组成部分都可以操纵。可能会有一系列产生可接受结果的曝光。曝光方程为E = IT。该方程式被称为“互惠律”。口头陈述–曝光=强度乘以时间。

我们可以上下调整灵敏度。我们正在谈论成像芯片的ISO。将ISO设置为低时可获得最佳质量。这是因为当我们提高ISO时，我们正在提高实现目标所需的放大倍数。

现在，CMOS芯片包含数百万个照相部位，每个照相部位都有一个放大器。每个放大器的效率略有不同。这种差异会引起“固定模式噪声”。噪声是音频系统中静电的对应物。所有电路均包含与“损坏”信号混合的“良好”信号。这称为“信噪比”。随着放大，两个部分都被增强。坏消息是，损坏部分的比例上升，因此我们得到的噪音比我们想要的还要多。噪声被视为缺乏均匀性。换句话说，类似于许多基于胶片的图像中看到的颗粒的粒度。

最重要的是：有多种设置可以产生正确的曝光。您可能应该选择将ISO设置为尽可能低的值，以实现所需的效果。好消息是，随着照片工程的发展，当今的芯片和软件在更广泛的ISO设置范围内产生的噪点也越来越少。明天的芯片和软件将使这一目标成为现实。

引用的答案是针对非常具体的情况。正如其他答案所指出的那样，要减少最终图像中的噪点，您需要使更多的光（信号）进入相机。参考的答案是基于这样的假设，即不可能使更多的光线进入相机。您无法打开光圈或切换到更长的快门速度，但是图像仍然曝光不足。在这种特定情况下，提高ISO比在事后提高亮度更好。

在不涉及所有技术细节的情况下，传感器的信噪比将是相同的。增加ISO不会降低噪音。但是，当转换为图像文件时，来自传感器的值会四舍五入。增加ISO会使未取整的模拟值乘以，而后期增亮会增加取整的数字值。同样，传感器输出（包括ISO效果）是线性的，但是图像文件（无论是原始图像，JPEG图像还是其他图像）都遵循与人眼相匹配的非线性响应。组合的效果是后期的增亮将使图像中较暗的值成为后代。与通过ISO增加亮度相比，这使噪声显得更加突出。

据我所知，扩展的ISO 在转换为非线性数字数据后实际上会成倍增加，因此在后期进行增亮没有任何好处。

相机传感器中的主要噪声源是读取噪声和散粒噪声。随着您增加捕获的光量（增加曝光时间），这两种噪声源都会相对减少。仅仅由于噪声统计，一挡额外的光将使信噪比提高约41％。因此，通过捕获更多的光（更长的快门时间），直到达到电子设备的饱和极限，您将永远做得更好。

ISO的提高会增加相机中使用的增益-这会同时放大噪点和信号（还会增加更多的噪点，但这在现代相机中通常不是问题）。对于相同的入射光，增加ISO意味着减少快门持续时间，减少捕获的光量，这会增加噪声并降低信噪比。

因此，从噪声的角度来看，降低ISO并增加捕获的光量更好。但是，一旦您获得了摄像机的基本（未放大的）ISO，进一步的缩小会减小可用的动态范围，这可能会产生不同的不利影响。

它不是。通过以最低的ISO拍摄可以减少噪点，这就是为什么高端相机提供ISO 64、50甚至32的原因。当以较低的ISO拍摄时，曝光时间必须更长或者光圈必须更大。在这两种情况下，您都会得到更多的光。

相对于噪声，更多的光会增加信号，因此您可以获得更清晰的输出。

请记住，有些低ISO已扩展。这仍然可以减少图像噪声，因为按比例缩小数据也可以按比例缩小噪声，但这会导致较低的动态范围，但这取决于如何读取传感器。