Что такое ISO в фотоаппарате и как его настроить

1. Что такое ISO?

ISO в камере – эта настройка которая регулирует кол-во обрабатываемых точек света попадающих на матрицу. Проще говоря, чем выше iso – тем светлее кадр, чем меньше iso – тем темнее.

Native ISO

Большинство цифровых видеокамер имеют настройку «Native ISO» или «Optimal ISO», которая является ISO для этой камеры, которая обеспечивает наилучшее соотношение сигнал / шум, то есть лучшее изображение с наименьшим шумом. Если вы снимаете в основном на улице, возможно, вам нужна камера с более низким стандартным ISO. Если вы снимаете в основном интерьеры с доступным светом, вы, вероятно, захотите более высокий ISO. Некоторые камеры, особенно некоторые модели Panasonic, имеют «Dual Native ISO», что означает, что производитель оптимизировал камеру для двух «лучших» настроек ISO, обычно низкого и высокого.

Автоматическое ISO

Почти на всех камерах доступно автоматическое ISO. Это означает, что камера сама подберет оптимальное значение ISO. Автоматическое ISO очень удобно при съемке с плохим освещением, при его использовании камера может выжать максимум качества. В основном, при использовании автоматического ISO, нужно указывать максимальную выдержку и максимальное значение ИСО. Некоторые камеры подстраивают ISO под фокусное расстояние объектива, чтобы не допустить смаза при съемке с рук. Кому интересно, можете почитать как работает функция автоматического управления чувствительностью ISO на современных ЦЗК Nikon.

Как меряется ISO?

ISO как и выдержку и диафрагму принято считать по стопах, например, ISO 100, ISO 200, ISO 400 и т. д. Разница между ISO 800 и ISO 400 ровно два раза или один стоп, а между ISO 100 и ISO 1600 ровно 16 раз, либо 4 стопа. Очень плохо, что в камерах в основном доступно изменения ISO только на величину стопа. Так, для Nikon D40 возможно установить вручную ISO только 200, 400, 800, 1600, HI1 и нельзя установить промежуточное значение, такое как ISO 250, 320, 500 и т. д. На более продвинутых камерах можно устанавливать и промежуточные значения, но все же тонкого контроля ISO практически нет ни в одной камере. Самое интересное, что в автоматическом режиме ISO, чувствительность ISO может принимать любые значения, такие как 110, 230, 1400 и т.д.

Выбор ISO

Как правило, и, за исключением камеры с необычным оптимальным значением ISO, вы хотите использовать самый низкий из возможных значений ISO в любой конкретной ситуации, исходя из настроек освещения, настроек затвора и диафрагмы. Традиционно, если вы снимаете на улице в солнечный день со скоростью затвора 1/60 и средней и высокой диафрагмой, ваш ISO, вероятно, будет в диапазоне 100-200. Хорошо освещенные интерьеры требуют около 800, а слабо освещенные интерьеры, 1600 и выше. Современные цифровые камеры могут подниматься до абсурдно высоких значений ISO, достигая десятков или даже сотен тысяч, но я знаю, что очень мало операторов идут выше 3600, за исключением очень специфических обстоятельств.

Эти настройки являются практическим правилом и будут широко варьироваться в зависимости от объектива, камеры, объекта съемки и стиля съемки. Лично мне часто нравится снимать с очень низкой диафрагмой, чтобы получить очень малую глубину резкости, поэтому мой ISO часто устанавливается ниже, чем приведенные выше значения. С другой стороны, если вы делаете глубокий, широкий пейзажный снимок, вам нужно будет поднять эту апертуру до максимума и соответственно увеличить ISO.

Светочувствительность ISO

Светочувствительный элемент (плёнка или цифровая матрица) фотографического устройства под воздействием света меняет свои физические или химические свойства. Благодаря этому, в конечном итоге, мы можем получить кадр, проявив плёнку или считав показания с цифровой матрицы. Светочувствительность определяет насколько плёнка или матрица чувствительны к падающему на них свету. То есть, чем выше светочувствительность плёнки, тем меньшее количество света необходимо для того, чтобы получить кадр необходимой яркости, или иными словами – правильной экспозиции.

Во времена плёночных фотоаппаратов у каждой марки плёнки была определённая светочувствительность. Параметры этой чувствительности определялись стандартом, которому плёнка соответствовала. В разное время стандартизацией светочувствительности плёнки занимались различные организации. На данный момент наиболее широко распространён стандарт ISO, созданный одноимённой организацией. Чем выше значение стандарта ISO, которому соответствует плёнка, тем более светочувствительна эта плёнка (при тех же условиях кадр будет более светлым).

Высокая светочувствительность плёнки даёт явные преимущества фотографу — для получения нужной яркости (правильной экспозиции) можно уменьшить время выдержки (что бывает полезно) или уменьшить диафрагму (и тем самым увеличить глубину резкости). Вот только в плёночных фотоаппаратах была одна серьёзная проблема – невозможность заменить плёнку, пока она не будет использована полностью (или же пожертвовать частью старой плёнки ради кадра на новую).

В отличие от плёночных камер, цифровые фотоаппараты и другие устройства с цифровым сенсором (смартфоны, видеокамеры и т.д.) в большинстве случаев обладают изменяемой светочувствительностью. Для удобства и в силу сложившихся традиций для цифровых устройств используют всё тот же стандарт светочувствительности — ISO. Вот только принцип увеличения светочувствительности происходит не так как на плёночных фотоаппаратах. В цифровых камерах свет попадает на светочувствительную матрицу, а не на плёнку, сама же матрица не является сменной (или её замена сильно затруднена).

Матрица имеет определённую величину чувствительности к свету, которая зависит от её технических характеристик (применяемая технология изготовления, физический размер и т.д.), но эта величина не может быть напрямую сопоставлена со светочувствительностью плёнки. Изменение светочувствительности матрицы достигается благодаря разной степени предварительного усиления сигнала с неё, а также изменениям в алгоритмах обработки снимка. Таким образом, одна и та же матрица цифрового фотоаппарата способна делать изображения разной экспозиции благодаря изменению лишь параметра светочувствительности (или иными словами, ISO). При этом нет необходимости изменять два других параметра, а именно – диафрагму и выдержку.

Давайте подытожим написанную выше информацию. Чем выше светочувствительность (ISO), выставленная во время фотографирования на цифровую камеру, тем выше яркость получаемого изображения. Например, кадр, сделанный на одну и ту же камеру с одинаковыми настройками выдержки и диафрагмы, будет ярче при значении ISO 200, чем при значении ISO 100.

 

Диафрагма, время выдержки и светочувствительность являются взаимозависимыми параметрами. Например, уменьшенное в два раза время выдержки можно компенсировать увеличением в те же два раза параметра ISO, а уменьшенную диафрагму можно компенсировать увеличением выдержки или ISO. Действительно, на практике изменение параметра светочувствительности позволяет делать менее размытые кадры (за счёт уменьшения выдержки) и кадры с большей глубиной резкости (за счёт закрытия диафрагмы), но с одной оговоркой. При высоких значениях ISO на фотографии начинают появляться цифровые шумы. У каждой матрицы фотоаппарата свои пределы допустимых значений ISO, в пределах которых цифровые шумы будут минимальными.

На смартфонах допустимый верхний предел ISO обычно ограничивается значением 400. Для зеркальных цифровых камер допустимые значения ISO могут быть 800, 1600, а иногда и 3200. При этом максимальные значения ISO для смартфонов и цифровых камер гораздо выше приведенных допустимых значений. Важно помнить одно простое правило – по возможности выставляйте наиболее низкие значения ISO, позволяющие сделать кадр нужной яркости. Если же такой возможности нет, постарайтесь использовать такое допустимое значение светочувствительности, при котором количество шумов будет минимальным. Максимальные значения ISO, доступные для данного устройства, стоит использовать лишь в самых крайних случаях, потому что неизбежно появление цифровых шумов, которые испортят качество конечного снимка.

Методы расчёта экспозиционных индексов

Значения эквивалентной светочувствительности ISO цифровых камер зависят от свойств сенсора и алгоритмов цифровой обработки получаемого изображения в камере. Эта величина может быть выражена через экспозицию H, получаемую матрицей, в люксах на секунду. Для усреднённого объектива с фокусным расстоянием f, намного меньшим, чем расстояние до объекта съёмки, экспозиция составляет:

где L — яркость объекта съёмки в канделах на квадратный метр, t — выдержка в секундах, N — диафрагменное число. Тогда коэффициент q определяется равенством:

Эта величина зависит от коэффициента пропускания T объектива, коэффициента виньетирования v(θ) и угла θ относительно оптической оси объектива. Чаще всего q=0,65, при условии, что θ=10°, T= 0,9, а v= 0,98[8].

Точка насыщения

Светочувствительность, определяемая по точке насыщения, рассчитывается с помощью равенства:

где  — максимальная экспозиция, не приводящая к появлению «пробитых» областей, лишённых информации. Обычно нижний предел такой чувствительности зависит от свойств матрицы, но при усилении её сигнала перед АЦП эквивалентная светочувствительность повышается. Коэффициент 78 принят потому, что калибровка экспонометров основывается на измерении серой карты с отражательной способностью 18 %. Такой объект даёт на изображении значение яркости, составляющее 18 %/√2 = 12,7 % от уровня насыщения. Множитель √2 обеспечивает запас в полступени, учитывающий блики, более яркие, чем света́ объекта съёмки[12].

Определение по шумам

Светочувствительность, определяемая по методу измерения шумов, зависит от экспозиции, необходимой для достижения определённого отношения сигнал/шум на отдельных пикселях. Используются два соотношения: 40:1 («отличное изображение») и 10:1 («приемлемое качество»). Эти соотношения соответствуют субъективному восприятию изображения с разрешением 70 точек на сантиметр, рассматриваемого с расстояния в 25 сантиметров. Уровень шума определяется как среднеквадратическое отклонение яркости и цветности отдельных пикселей. Светочувствительность, определяемая этим методом, в наибольшей степени зависит от качества матрицы, и в значительно меньшей — от шумов предусилителя.

Стандартная выходная чувствительность

В дополнение к описанным методикам определения светочувствительности, стандарт ISO 12232:2006 предусматривает методику стандартной выходной чувствительности, основанной на зависимости числовых значений пикселей изображения от полученной экспозиции. Методика основана на равенстве:

в котором  отражает экспозицию, дающую значение 118 в 8-битном изображении sRGB, которое соответствует отображению 18 % серой карты при гамма-коррекции 2,2.

С каким ISO выбрать камеру?

Выбирая камеру, всегда смотрите на минимальные и максимальные значения ISO, а также помните, что в 90% случаях Вам не придется снимать на предельных высоких ISO, так как часто они просто не смогут обеспечить нормального качества изображения. Потому, у профессиональных фотографов имеется понятие рабочего ISO. Под рабочим ISO подразумевается максимальное значения ISO на котором камера может давать приемлемый результат. Хитрость в том, что в отличии от диафрагмы и выдержки, которые на всех камерах дают полностью одинаковые значения, одно и то же ISO на разных камерах может давать разное значение шумности. Потому, в одной камеры рабочее ISO будет 800, а в другой рабочее ISO будет 3200. Для примера, на камере Nikon D700 можно получать снимки приемлемого качества на ISO 3200, в то время как на Nikon D200 в режиме ISO 3200 (Hi1) уже получается не фотография, а полная ерунда. Очень сильно разница в шумности ИСО чувствуется на цифровых мыльницах, где уже на ИСО 400 часто очень сильно виден цифровой шум, а в то же время на зеркальных камерах ИСО 400 вполне рабочее.

2. Как правильно отрегулировать ISO?

Как я сказал в первом пункте – чем выше iso – тем светлее кадр. Но проблема в том что если завышать ISO, то в кадре становится много шума и зернистости. Я снимаю всегда в низких значениях исо так как хочу чтобы шума было как можно меньше, и чтобы кадр не был слишком темным, я больше открываю диафрагму и также регулирую выдержку. Но если и этого недостаточно, то лучше все равно не завышать iso, а использовать альтернативные источники света, в том случае если даже солнца не хватает. Также хочу подметить, что есть определенные типы фотографии, где завышенное iso смотрится красиво (например, когда вы снимаете яркий объект в темноте, а вокруг легкий шум). Таким образом вы можете выразить ваш смысл той или иной композиции

Золотое правило настройки ISO

Всегда помните про золотое правило – снимать нужно на минимально возможных значения ISO. Как только появилась возможность понизить ISO – делайте это. Подымайте ISO только тогда, когда это нужно, например, когда выдержка при низком значении ISO оказывается слишком длинной для нормальной съемки с рук. Чтобы максимально низко опустить ИСО – максимально открывайте диафрагму. Если есть вспышка, не используйте высокое ИСО. Хотя, иногда и со вспышкой можно снимать на высоких значениях ISO (детали здесь).

ISO влияет на шум

Фактически значение ISO также отвечает за появление шумов на фотографии. Шумы — это паразитическое искажение на фотографии. Обычно его так и называют — шум, зерно и т.д. Чем выше ISO тем большими будут шумы. И чем меньше ISO, тем меньшими будут шумы. Чтобы получить максимально возможную качественную фотографию с фотоаппарата, нужно снимать на максимально допустимых низких ISO. Очень часто это ISO 200, 100, 50, иногда они могут обозначаться как Lo1.

Разность шумов при разных значениях ISO

Супер высокие и супер низкие ISO

Множество камер имеет расширенный диапазон значений ISO — обычно это программная накрутка ISO, и обозначаются они как Hi1, Hi2 и т. д. Например, для камеры Nikon D200 HI1 эквивалентно значению ISO 3200, а на камере Nikon D90 HI1 эквивалентно значению ISO 6400. Всегда помните, что снимая на таких расширенных значениях ISO практически всегда будет очень сильный эффект шумности картинки. Я настоятельно не рекомендую снимать в расширенном верхнем диапазоне ISO на любых камерах. Также, диапазон может расшираться в меньшую сторону, так камера Nikon D90, D300, D700 имеют значения lo 1, lo 0.3, lo 0.7 в качестве эквивалентов для ISO 100, 160, 130. Какой выигрыш дает расширение в низкий диапазон ИСО читайте в моей статье ISO lo1. Некоторые камеры, фактически, не имеют аппаратной реализации ISO, такой вывод я сделал, проведя эксперимент с ISO.

Шумы на разных ISO. Пример увеличение 1 к 1

Эквивалентная светочувствительность

Цифровыми фотоаппаратами при одной и той же экспозиции может быть получено изображение разной степени яркости. Это достигается изменением предварительного усиления электрических сигналов светочувствительной матрицы и алгоритмов их последующего аналогово-цифрового преобразования в цветовое пространство, главным образом, sRGB[1]. Производители цифровой аппаратуры устанавливают фиксированную зависимость между значениями сигналов матрицы и соответствующими параметрами цветового пространства, принимаемую в качестве экспозиционного индекса EI. Большинство цифровых фотоаппаратов имеет несколько значений EI, переключение между которыми позволяет находить наиболее приемлемый компромисс между возможностью съёмки с короткими выдержками и интенсивностью шумов в получаемом изображении. Значения EI выбираются таким образом, чтобы получаемое цифровое изображение было сопоставимо с получаемым на плёнке такой же чувствительности ISO, с теми же экспозиционными параметрами. Поэтому, в обиходе принято называть значения EI цифровых фотоаппаратов «эквивалентной светочувствительностью ISO». Однако, этот параметр имеет лишь косвенное отношение к светочувствительности матрицы, и выражается в единицах плёночной сенситометрии только для удобства использования классических приёмов измерения экспозиции, принятых в традиционной фотографии.

Некоторые производители предусматривают возможность регулировки параметров яркости в пределах одного значения EI, как дополнительный пункт меню настроек камеры или установок конвертации «сырых» файлов RAW. Современные цифровые камеры многократно превосходят фотоматериалы по светочувствительности, и в эквивалентных ISO единицах достигают значения 4 560 000, недоступного для галогеносеребряных фотоэмульсий[5]. Совершенствование алгоритмов шумопонижения позволяет получать при таких значениях EI изображение приемлемого качества.

Сравнение разных единиц светочувствительности

В таблице приведены сравнительные значения систем измерения светочувствительности ISO и APEX, и эквивалентные значения светочувствительности, выбираемые производителями цифровых фотоаппаратов для градуировки их шкал в соответствии со стандартом ISO12232:2006. Видно, что значения, превышающие 20 000 ISO не применимы к существующим фотоматериалам и отражают только регистрирующую способность цифровых фотокамер, выпускаемых со второй половины 2000-х годов.

Сравнение светочувствительности фотоматериалов и цифровых фотовидеокамер
APEX Sv ISO
арифм./логарифм.°
Эквивалент ISO
цифровых фотоаппаратов
Пример плёнки или камеры,
обладающих такой светочувствительностью
2 12/12° Gevacolor 8-мм обращаемая, позднее Agfa Dia-Direct, «Свема» КН-1
16/13° Agfacolor 8-мм обращаемая
20/14° Adox CMS 20
3 25/15° старый Agfacolor, Kodachrome II и Kodachrome 25, Efke 25, «Тасма» ЦО-22Д
32/16° Kodak Panatomic-X, «Свема» ДС-5М, Фото-32
40/17° Kodachrome 40 (киноплёнка)
4 50/18° 50 Fuji RVP, Ilford Pan F Plus, Kodak Vision2 50D 5201 (киноплёнка), AGFA CT18, Efke 50
64/19° Kodachrome 64, Ektachrome-X, ORWOCOLOR NC-19
80/20° Ilford Commercial Ortho, «Свема» Фото-65
5 100/21° 100 Kodacolor Gold, Kodak T-Max, Provia, Efke 100, «Свема» КН-3
125/22° Ilford FP4+, Kodak Plus-X Pan, «Свема» Фото-130
160/23° Fujicolor Pro 160C/S, Kodak High-Speed Ektachrome, Kodak Portra 160NC и 160VC
6 200/24° 200 Fujicolor Superia 200, Agfa Scala 200x, «Свема» ОЧТ-180, «Тасма» ОЧ-180, ЦО-Т-180Л
250/25° «Тасма» Фото-250
320/26° Kodak Tri-X Pan Professional
7 400/27° 400 Kodak T-Max, Tri-X 400, Ilford HP5+, Fujifilm Superia X-tra 400, Konica VX-400 «Свема» ОЧТ-В
500/28° Kodak Vision3 500T 5219 (киноплёнка), «Тасма» Панхром тип-17
640/29° Polaroid 600
8 800/30° 800 Fuji Pro 800Z
1000/31° Kodak P3200 TMAX, Ilford Delta 3200
1250/32° Kodak Royal-X Panchromatic
9 1600/33° 1600 Fujicolor 1600, Kodak Ektapress 1600, «Тасма» Изопанхром тип-42
2000/34°
2500/35°
10 3200/36° 3200 «Тасма» Панхром тип-13, фотокомплекты для моментальной фотографии Polaroid тип-107[6], Fujifilm FP-3000b
4000/37°
5000/38° «Тасма» Изопанхром тип-24
11 6400/39° 6400
8000/40°
10000/41°
12 12500/42° 12800
16000/43°
20000/44° Фотокомплекты для моментальной фотографии Polaroid тип-612[6]
13 25000/45° 25600 Первый серийный цифровой фотоаппарат с таким эквивалентом ISO: Canon EOS 5D Mark II (2008)
32000/46°
40000/47°
14 50000/48° 51200
64000/49°
80000/50°
15 100000/51° 102400 Первые серийные цифровые фотоаппараты с таким эквивалентом ISO: Nikon D3S и Canon EOS-1D Mark IV (2009)
125000/52°
160000/53°
16 200000/54° 204800 Первые серийные цифровые фотоаппараты с таким эквивалентом ISO: Canon EOS-1D X (2011), Nikon D4 (2012)
250000/55°
320000/56°
17 400000/57° 409600 Первые серийные цифровые фотоаппараты с таким эквивалентом ISO: Nikon D4s и Sony α-7S (2014)
500000/58°
620000/59°
18 800000/60° 819200
1000000/61°
1250000/62°
19 1600000/63° 1638400
2000000/64°
2500000/65°
20 3200000/66° 3280000 Первый серийный цифровой фотоаппарат с таким эквивалентом ISO: Nikon D5[7] (2016)
4000000/67°
4600000/68° 4560000 Первая серийная видеокамера с таким эквивалентом ISO: Canon ME20F-SH[5] (2015)
Примечания к таблице: значения светочувствительности систем APEX и ISO, выделенные жирным шрифтом, соответствуют реальным значениям, использующимся производителями для конкретных фотоматериалов. Все остальные значения вычислены на основе тех же прогрессий в качестве математической экстраполяции существующих шкал.

Применимость методик стандарта ISO[править | править код]

Стандарт определяет, какая из методик определения светочувствительности предпочтительна в различных ситуациях. Если светочувствительность, выбранная на основе соотношения уровня полезного сигнала к уровню шума 40:1 («отличное качество»), превосходит тот же параметр, полученный по точке насыщения, выбирается первое из двух значений, округлённое до ближайшего нижнего значения стандартной шкалы. Основанием для такого выбора считается тот факт, что меньшая экспозиция, вычисленная на основе более высокой светочувствительности, даёт заведомо худшее изображение. Кроме того, нижняя граница диапазона значений чувствительности выбирается на основе точки насыщения, а верхняя — по оценке наихудшего отношения сигнал/шум 10:1 («приемлемое качество»). В случае, если соотношение сигнал/шум 40:1 оказывается меньше, чем значение, вычисленное по точке насыщения, или не определяется из-за сильных шумов, для отсчёта берётся последнее, округлённое до ближайшего верхнего значения стандартной шкалы, поскольку использование «шумовой» чувствительности приведёт к передержке. Светочувствительность камеры также может быть однозначно определена на основе стандартной выходной чувствительности, округлённой до ближайшего стандартного значения.

Допустим, сенсор камеры обладает следующими характеристиками: чувствительность по отношению сигнал/шум 40:1 — 107, а по отношению 10:1 — 1688 и «точка насыщения» — 49. Тогда в соответствии со стандартом фотоаппарат должен обладать следующими значениями шкалы:

при дневном свете — ISO 100;
диапазон значений — ISO 50—1600;
стандартная выходная чувствительность — ISO 100.

Стандартная чувствительность может иметь пользовательскую настройку. Для камеры с более шумным сенсором те же значения могут составлять соответственно 40, 800 и 200. В этом случае система должна быть настроена на чувствительность ISO 200, соответствующую пользовательской настройке стандартной выходной чувствительности[12].

Несмотря на подробные инструкции стандарта о применении той или иной методики определения эквивалентной светочувствительности, инструкции фотоаппаратов не отражают, какой именно способ использован для разметки их шкал.

Итог

Сегодня я рассказал вам что такое ISO в камере и как правильно его использовать. Надеюсь вы понимаете, что камера не обходиться одной лишь настройкой и есть другие очень важные параметры.

Источники
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5b69c60e28eb1300ac9aac01/chto-takoe-iso-v-kamere-i-zachem-ono-nujno-5b9cc9d7f7df7900accd6a77
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5d64d12103bdd400ae03bc1d/iso-chto-eto-takoe-i-kak-kontrolirovat-5d836b2f7cccba00ace0c18d
  • https://radojuva.com/2012/01/what-is-iso/
  • https://www.ixbt.com/live/mobile/vvedenie-v-mobilnuyu-fotografiyu.html
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D1%83%D0%B2%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%86%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D1%85_%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%80

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об устройствах на Windows, Android, iOS
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: