Por que o ISO mais baixo é sempre 100?

O ISO mais baixo nas câmeras digitais sempre parece ser 100. Às vezes, seria útil ter ISOs muito mais baixos, principalmente para fotografias de longa exposição.

O que não há nenhuma configuração ISO de 50, 20 ou mesmo 10 ...?

Os sensores da câmera (consulte este artigo para uma visão geral) consistem em um número muito grande de elementos individuais do sensor, cada um dos quais pode ser considerado um balde que coleta fótons. Esses baldes têm um número máximo de fótons que podem capturar antes de ficarem cheios, o que é chamado de saturado (é quando os destaques são cortados). Essa capacidade máxima não é afetada pela configuração ISO da câmera.

Conforme declarado nesta pergunta, o ISO mais baixo ou "base" geralmente corresponde à sensibilidade não amplificada do sensor, aumentando os resultados do ISO na multiplicação das leituras do sensor, o que significa que o valor máximo que pode ser armazenado em uma imagem gravada pode ser alcançada antes dos poços do sensor ficarem saturados.

Portanto, a redução do ISO exigiria uma 'desamplificação' das leituras do sensor, o que só pode ser feito após a leitura dos níveis do sensor e, portanto, não pode realmente diminuir a sensibilidade do sensor à luz que chega. Isso fará com que qualquer diminuição artificial na sensibilidade também resulte em uma diminuição correspondente na faixa dinâmica, à medida que você está comprimindo a faixa total de níveis do sensor em uma parte menor que o total da faixa de níveis que pode ser gravada em uma imagem.

Tudo isso é um longo caminho para dizer que os sensores da câmera têm uma sensibilidade mínima fixa à luz, independentemente do ISO a que se refere. Qualquer redução artificial do ISO abaixo desse mínimo do sensor não tornará o sensor menos sensível à luz e também diminuirá a faixa de níveis de luz que podem ser gravados em uma imagem.

Os filtros de densidade neutra resolvem o problema de desejar uma exposição mais longa (sem cortes) do que a sensibilidade mínima da câmera, reduzindo a quantidade de luz que atinge o sensor, o que faz com que os baldes do sensor se encham em uma taxa mais lenta do que seriam sem o filtro sendo usado.

A redução do ISO abaixo do mínimo só pode ser feita após a leitura dos valores gravados no sensor e, portanto, não pode realmente escurecer a imagem que atinge o sensor, o que é necessário para obter um tempo de exposição 'genuinamente' prolongado. O que tal redução resultaria é um aumento no tempo de exposição percebido ao olhar para a imagem final, que na verdade é apenas um artefato de esmagar os níveis de luz registrados no sensor em um intervalo menor ao escrevê-los na imagem. Os filtros de densidade neutra tornam a imagem que atinge o sensor mais escura, o que resulta em um tempo de exposição 'genuíno' prolongado.

O valor numérico do ISO mais baixo é calculado por referência aos padrões, conforme descrito nesta pergunta.

Não consigo encontrar uma referência agora, mas lembro de uma vez que os sensores têm uma faixa utilizável e, portanto, o ISO mais baixo é escolhido de forma a obter a faixa mais útil. O alcance nativo da minha câmera é ISO 200-3200, ou seja, cinco paradas. Se isso fosse começar na ISO 50, eu ficaria emocionado por ter uma velocidade tão baixa disponível quando eu quero / preciso, mas cinco paradas significariam que a ISO mais alta oferecida seria 800 - e eu fotografo demais em 1600 e 3200 para querer me limitar no topo. Além disso, a ISO 800 teria muito mais ruído - talvez como o nível de ruído da ISO 3200. A partir da ISO 10, isso significa que o limite superior é de apenas 160. 200-3200 contribui para um intervalo muito mais útil que 50-800 ou 10-160 para a maioria dos usuários. É fácil adicionar um filtro de densidade neutra para obter velocidades mais baixas do obturador, mas não há "filtro de brilho" negar altos requisitos ISO. (Mas isso não seria incrível?)

Esta postagem no DPreview indica que:

ISO 100 é a configuração "normal" para a maioria das câmeras, embora algumas sejam tão baixas quanto ISO 50.

No entanto, não indica por que isso é ou quais câmeras têm essa configuração.

Esta publicação no Digicaminfo tem as seguintes declarações:

A maioria das DSLRs produz imagens essencialmente sem ruído nas configurações de velocidade ISO mais baixas, geralmente ISO 100-200

Os digicams pequenos dos sensores, em comparação, tendem apenas a produzir imagens com baixo ruído na configuração de velocidade ISO muito mais baixa, geralmente ISO 50/80/100

O que indicaria que ter uma configuração ISO menor que 100 não produziria uma imagem melhor porque você não pode ter menos ruído do que "sem ruído". Aparentemente, os fabricantes tomaram essa decisão, presumivelmente com base em pesquisas (?), Uma vez que existem outras maneiras (filtros de densidade neutra, por exemplo) de reduzir os níveis de luz.

O ISO base nem sempre é 100, mas é próximo (geralmente na faixa de 80-200) e os motivos são surpreendentemente simples e não técnicos:

1. Situações em que a ISO 100 é muito alta são relativamente raras (compare o número de pessoas que desejam fotografar em exposição aberta ou longa sob luz forte com o número de pessoas que têm problemas para obter boas fotos em ambientes fechados) e podem ser facilmente corrigidas com um filtro ND .

2. e relacionado ao primeiro motivo - ninguém escolhe uma câmera com base no desempenho quando há muita luz - basta olhar para todas as perguntas sobre recomendação de equipamentos neste site - todas seguem a mesma fórmula: "Eu tiro muito X, que câmera é melhor fotografar X com pouca luz ".

Há boas razões técnicas pelas quais as câmeras atuais não oferecem uma opção ISO mais baixa - mas se o mercado quisesse uma câmera com baixo ISO, os engenheiros brilhantes da Sony, Canon e Fujifilm já teriam resolvido esses problemas (listei apenas essas empresas porque elas fazem seus próprios sensores, quase todo mundo compra os sensores da Sony)