É melhor fotografar com um ISO mais alto ou usar um ISO mais baixo e aumentar a exposição no pós-processamento?


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Suponha que haja duas fotos tiradas no seguinte cenário:

Cenário 1 - Foto tirada usando ISO de 3200.

Cenário 2 - Foto tirada usando ISO de 100.

Ambas as fotos são tiradas em um cenário de luz média. A foto no cenário 2 está bastante escura, enquanto a foto tirada no cenário 1 parece boa.

Pelo meu entendimento, um ISO mais alto fornece uma foto mais granulada. Então, uma foto no cenário 2 (que parece bastante escura) pode ser modificada no software (por exemplo, Photoshop) para aumentar o brilho e ser melhor do que a foto tirada com um ISO mais alto?


Acredito que o Cenário 1 produzirá a melhor imagem com menos ruído - veja aqui: photo.stackexchange.com/questions/6615/…
MikeW

Respostas:


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Pelo meu entendimento, um ISO mais alto fornece uma foto mais granulada

Receio que seu entendimento esteja incorreto. ISO alto não necessariamente fornece uma foto mais granulada, pois há outros fatores envolvidos. Em algumas circunstâncias, pode ser que a redução do ISO aumente o ruído. Eu fiz um experimento há algum tempo para provar isso:

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

O que você está vendo é exatamente o que descreve: uma imagem tirada na ISO 1600 não editada, contra a mesma foto tirada na ISO 100, iluminada posteriormente para corresponder à primeira imagem.

Como você pode ver, a imagem ISO 100 é consideravelmente mais barulhenta.

O que está acontecendo é que as imagens contêm ruído de disparo e ruído de leitura . O ruído do disparo ocorre porque os fótons são emitidos aleatoriamente por fontes de luz, o que gera variações na luz que atinge cada parte do sensor. O ruído de leitura ocorre quando o sinal analógico é transferido do sensor para o ADC .

O que a configuração ISO da câmera faz é amplificar o sinal analógico antes da leitura e digitalização. Ao amplificar o sinal, o ruído do disparo também é amplificado, portanto, a relação sinal / ruído é a mesma. No entanto, o ruído de leitura não é amplificado, pois ocorre após a amplificação. Quando você fotografa com ISO baixo e clareia a imagem no software, o ruído do fóton e o ruído da leitura são amplificados, proporcionando um nível de ruído mais alto.


Então, por que o ISO determina o ruído da imagem?

É verdade que o nível mais baixo possível de ruído é alcançado no ISO mais baixo possível, com o máximo de luz possível atingindo o sensor .

Também é verdade que a maior velocidade do meu carro é alcançada na quinta marcha. Mas isso não significa colocá-lo em quinto com o motor em marcha lenta, aumentando minha velocidade. A maior influência na velocidade na posição do acelerador. A engrenagem apenas evita que o motor fique parado ou sobra.

Da mesma forma, a maior influência no ruído é a quantidade total de luz que cai no sensor. Mas você precisa definir o ISO para evitar a exposição excessiva ou insuficiente da imagem.

O ISO não tem uma relação direta com o ruído; se você tiver uma cena muito fraca, com pouca luz caindo no sensor, haverá ruído, independentemente da configuração ISO. Da mesma forma, se houver toneladas de luz caindo no sensor, haverá muito pouco ruído, independentemente da configuração ISO (embora você possa ter superexposição!)

Outro problema com a percepção de ruído e ISO é que, em qualquer um dos modos de disparo automático, P / Tv / Av, aumentar o ISO fará com que a câmera altere a velocidade do obturador e / ou a abertura, o que resulta em menos luz atingindo o sensor, o que significa mais ruído. . No entanto, no modo manual para velocidade e abertura fixas do obturador, aumentar o ISO não resultará em mais ruído na imagem .

Então, por que isso importa? Afinal, se você deseja o menor ruído que sua câmera oferece, basta configurá-la em um tripé, escolher ISO 100 e deixar o obturador aberto o maior tempo possível antes que a imagem fique superexposta.

O problema é que pensar em ISO primeiro pode levar a mal-entendidos. Por exemplo, ao usar a abordagem acima em condições de pouca luz com a abertura totalmente aberta, o obturador pode atingir o máximo de 1/30s. As pessoas lembram-se da parte ISO 100 = menor ruído , esquecem a necessidade de obter uma exposição correta (ou são enganadas pela imagem na parte traseira do LCD, que pode parecer bem exposta quando você está vendo a tela no escuro) e acabam subexpondo a imagem, dando mais ruído do que se tivessem filmado, por exemplo, ISO 400.

É tão correto dizer que o nível mais baixo possível de ruído é alcançado quando o máximo de luz possível atinge o sensor (sem superexpor a imagem) e o ISO é o mais alto possível (sem superexpor a imagem) . Na maioria dos casos, o maior ISO possível será 100.

Pensando primeiro no nível de luz, o ISO evita armadilhas quando há algum limite para quanta luz você pode obter no sensor durante a exposição.


Existem outros entendimentos que surgem do pensamento sobre a ISO como o principal fator que determina o ruído. Um desses mal-entendidos refere-se ao ISO básico da câmera (mínimo nativo). Alguém com uma câmera Y cujo ISO base é 200 pode pensar "já que o ISO 200 me proporciona as imagens mais limpas, não seria ótimo ter ISO 50 como a câmera X". Agora, pode ser que a câmera Y tenha um sensor com eficiência quântica fantástica e microlentes muito boas, o que significa que é muito eficiente na captura de luz; portanto, as imagens ficam superexpostas rapidamente, levando a um ISO de base alto. A câmera X pode ter um sensor muito mais antigo com QE ruim, sem microlentes e baixo fator de preenchimento. Desperdiça muita luz e, portanto, requer exposições mais longas. Também produz imagens com o mesmo nível de ruído em ISO 50 que Y em ISO 200.

Finalmente, pensar na luz primeiro ajuda a explicar os sensores "menos ISO", como o lote mais recente de sensores da Sony encontrado em câmeras como a Pentax K5 ou Nikon D800. O ruído de leitura é tão baixo que não faz diferença se você amplificar o sinal antes da leitura, o que significa que você pode obter resultados comparáveis ​​em várias configurações ISO diferentes, provando que o ISO não é responsável pelo ruído da imagem.


Meu método preferido de fotografar é no modo manual com auto-ISO. Isso me permite selecionar a profundidade de campo e a quantidade de desfoque de movimento que eu quero / posso tolerar na imagem e, em seguida, fazer com que a câmera minimize o ruído para mim.


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Nada como um teste simples para refutar horas de especulação! +1! Além disso, agora que tenho auto-ISO em M, dificilmente o deixo. Maior avanço em meu upgrade corpo recente, juntamente com seda ISO 1600 :)
dpollitt

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"O motivo da associação entre alto ISO e ruído ..." Matt, isso não é exatamente correto, e você sabe disso. Se a imagem puder ser corretamente exposta com um ISO mais baixo (e vamos assumir um múltiplo integral do ISO base da câmera para evitar implementações ruins), ela terá menos ruído (resultando de uma amostragem de luz mais estatisticamente válida) - um fenômeno probabilístico - ou ruído de tiro reduzido, se você preferir) e uma faixa dinâmica mais alta. No seu exemplo, uma vida imóvel, a exposição ISO 100 poderia facilmente ter sido 1 / 2s, resultando em menos ruído que a exposição ISO 1600.

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(continuação) Não estou aceitando a declaração geral - que expor corretamente será melhor do que "corrigir na postagem" - é só que você continua deixando de fora a parte em que deve dizer que as exposições corretas com valores ISO mais baixos ( pelo menos até que o ISO base seja atingido) resultará em ruído mais baixo do que fotos igualmente bem expostas em ISOs mais altos.

5
Stan acertou em cheio. Você obtém o menor ruído aparente com a maior taxa possível de sinal para ruído e saturação de pixels. Às vezes, você não tem opção a não ser selecionar uma abertura e velocidade do obturador, e pressionar ISO o mais alto possível, sem cortar a abertura e a velocidade do obturador ... mas, em geral, usar a configuração ISO mais baixa e ainda assim obter uma exposição adequada resultará em as imagens mais limpas. Se você puder expor por vários segundos ou usar uma abertura ultra larga enquanto empurra a exposição para a direita, a ISO 100 ..., faça-o. Você terá uma imagem mais limpa.
jrista

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@jrista Max SNR é de fato alcançado com ISO mínimo, com o máximo de luz possível atingindo o sensor. Você diz que "usar a configuração ISO mais baixa e ainda assim obter uma exposição adequada resultará nas imagens mais limpas" , o problema que tenho com isso é que ele enfatiza o ISO. A abordagem de "definir ISO para 100 e depois garantir que a imagem seja exposta corretamente" garantirá as imagens mais limpas se houver luz suficiente , mas o que acontece quando o obturador atinge o máximo de 1/30 s é que as pessoas lembram-se de ISO = 100 bits e esqueça a segunda parte, levando ao aumento do ruído. Eu já vi isso acontecer.
Matt Grum

6

Formalmente, é melhor usar um ISO mais alto, desde que o ISO mais alto seja implementado da maneira como deve ser implementado: como uma configuração de ganho mais alto para o amplificador de sinal analógico interno na câmera, ou seja, o amplificador de sinal que trabalha no sinal antes é convertido em formato digital discreto.

Do ponto de vista puramente matemático, o amplificador interno também "multiplica" o sinal, assim como o controle deslizante "Exposição" em alguns softwares de pós-processamento. No entanto, a multiplicação é realizada no lado analógico do fluxo de processamento, antes que o sinal seja convertido para o formato digital. Isso exclui quaisquer erros de arredondamento que são invariavelmente introduzidos quando a multiplicação (ou praticamente qualquer outra transformação de valor da imagem) é executada nos valores digitalizados discretos.

Obviamente, para que tudo isso funcione, sua câmera deve implementar a configuração ISO especificamente, ajustando o ganho do amplificador analógico interno. As câmeras digitais mais baratas podem implementar configurações ISO "falsas", mantendo o ganho do amplificador constante e multiplicando os dados da imagem após a conversão para o formato digital. Essa implementação não oferece absolutamente nenhum benefício significativo sobre o que você pode fazer no pós-processamento. É exatamente a mesma coisa que o controle deslizante "Exposição" no software de pós-processamento.

Enquanto isso, muitas câmeras SLR modernas implementam a maioria de suas configurações ISO ajustando o ganho do amplificador, enquanto "simulam" as configurações ISO mais extremas (a mais alta e / ou a mais baixa) por multiplicação digital. Não faz sentido usar esses valores ISO simulados pelos motivos mencionados acima. Algumas câmeras podem implementar valores ISO "padrão" (100, 200, 400, 800, etc.) ajustando o ganho do amplificador, enquanto simulam valores ISO fracionários por multiplicação digital a partir do valor ISO "padrão" mais próximo. Novamente, não faz sentido usar esses valores ISO simulados.


Minha Canon 70D parece (via Rawdigger) ter um intervalo de cerca de 12.000 valores discretos para cada amostra. O tamanho dos pixels indica que a capacidade do poço é de cerca de 23000, se a memória servir. IAC, quase o dobro. Isso implica que a configuração ISO tem (um pequeno) efeito sobre como as contagens de fótons são mapeadas para os valores da amostra. Se a amostra tivesse 15 bits (não 14), poderia retornar todas as informações coletadas sempre. Como é, ele deve ter pelo menos uma configuração alta / baixa que controla se a metade escura deve ser cortada ou a precisão reduzida pela metade. caso contrário, é ganho analógico ou escala digital?
JDługosz

Uma pequena ressalva, o atual padrão ISO não sugere nenhum método preferido de implementação da velocidade ISO. A implementação analógica resulta em uma proporção mais baixa de 'ruído de transporte' em relação ao sinal porque o 'ruído de transporte' (o ruído no caminho para o ADC) é praticamente constante enquanto o sinal é aumentado. Para sensores com baixo nível de ruído de leitura, a implementação analógica se torna progressivamente irrelevante em termos de redução de ruído, tornando o comportamento de todas as configurações de velocidade ISO muito próximo da simulação.
Iliah Borg

5

Se a iso 3200 não estiver superexposta, a iso 100 estará muito escura, não apenas escura. No intervalo de 8 bits, ele varia entre 0 e 15 pixels, muito barulhento, e a iso 3200 seria muito boa, exceto em regiões escuras.

Essas imagens são ISOs 200.400.800.1600 da esquerda para a direita em uma antiga Canon 400D, onde a alta iso era conhecida por ser ruim. Mas ainda o ISO 1600 é o melhor.

iso 200-1600 Maior

De fato, a melhor maneira de diminuir o ruído é adicionando luz ao sensor, através de configurações ou adicionando luz à cena. Essas operações têm um custo: a adição de luz altera a cena que queremos capturar, a adição de luz durante o tempo de exposição corre o risco de desfoque de movimento, que pode ser pior que o ruído, e a abertura da íris (se possível) diminui a DOF e torna a lente suave , e talvez até adicione algumas franjas .

Aqui eu adicionei o flash, iso 200-800 (1600 superexporia):

instantâneo Maior

Aqui vemos que agora há luz suficiente para criar uma imagem de baixo ruído em todos os casos - especialmente observe que subir na iso ainda não a torna mais barulhenta. A falta de luz o torna barulhento, não alto.

Em conclusão, leve> iso, mas maior iso! = Seu inimigo; é seu amigo quando a luz falha com você.


3

Para corrigir um pouco sua afirmação,

"Um ISO mais alto produzirá uma imagem mais granulada na exposição padrão ".

O ISO usado não tem impacto na luz que entra na câmera ou na sensibilidade do sensor à luz. Uma certa quantidade de sinal deve ser registrada para silenciar o ruído inerente ao sistema. Em um ISO alto, o sensor processa uma quantidade menor de luz quanto mais luz e, assim, desenvolve uma imagem mais rapidamente, mas apresenta mais ruído.

Essa mesma imagem, tirada com um ISO mais baixo, mas na mesma velocidade, ainda terá a mesma quantidade de ruído, mas, como Matt Grum ressalta, a conversão digital provavelmente amplificará o ruído e, portanto, piorará a imagem geral conforme os níveis. in será tão baixo quando ainda estiver na forma analógica.

A razão pela qual há menos ruído na exposição padrão é que o tempo adicional em que a luz é coletada pelo sensor resulta em mais sinal comparado à quantidade relativamente constante de ruído.

Basicamente, você obtém ruído pelas flutuações de energia na câmera e pelo sensor de imagem, se você usa um ISO mais baixo e não faz uma exposição padrão.


2

Se você tem um tripé e pode, use ISO baixo. Se você não puder usar um tripé, aumente o ISO porque as imagens granuladas são melhores que as que são tremidas. Uma imagem muito escura não pode ser recuperada (como uma imagem queimada) depois de obter "áreas escuras" porque não há nada a recuperar (nenhum detalhe). Portanto, se você conseguir ver as coisas pelo visor e depois de tirar a foto, ainda terá detalhes, tudo bem. Além disso, verifique o histograma.


Este não é um bom conselho, consulte a resposta de @Matt Grumm para obter detalhes.
Håkon K. Olafsen

Para esclarecer, o usuário não estava perguntando se deveria usar uma exposição mais longa em um ISO mais alto, estava perguntando se o mesmo tempo de exposição seria melhor artificialmente aumentado ou se o uso de um ISO mais alto seria melhor. A resposta de Matt Grum é a correta para a pergunta.
AJ Henderson

Se você puder ler a resposta completa: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

1

Muitos fatores aqui, não é apenas uma questão de um grande salto na ISO. Você possui uma lente rápida (F2.8) e um objeto estacionário com luz que pode ser deslocada.

Por que se preocupar em ir até a ISO 1600, se você pode simplesmente aumentar a luz ambiente, passar para a ISO 400 ou mais e remover o ruído como um problema?

Se a luz não puder ser mudada (nem mesmo com uma pequena lanterna e um pedaço de papel como um difusor? Sério?), Você não tem uma lente mais rápida e simplesmente deve ter a imagem dos livros no escuro. ..bem, pelo menos tire mais algumas fotos nas ISO 800, 1000 e 1200 para ver o que você recebe.

Então, você será forçado a (agarrar as pérolas !!) gastar um minuto inteiro no Lightroom para equilibrar a cor, aumentar a exposição e adicionar um pouco de clareza antes de terminar.


Você poderia ser mais condescendente?
Damien Roche

0

Depende da câmera. Aumentar o ISO aumenta o sinal do sensor, e isso é diferente de clarear a imagem posteriormente. O ISO alto pode ser considerado um aumento de hardware, enquanto o brilho pós pode ser considerado um aumento de software.

O aumento do ISO pode resultar em menos ruído, se comparado ao brilho do pós-processamento. A maioria das câmeras aumenta o sinal apenas até um ponto (cerca de 400 a 1000 ISO) e obtém aumentos efetivos de ISO além disso por manipulação de software. Novamente, quando isso acontece varia de acordo com o modelo da câmera.

Você precisaria testar seu modelo de câmera específico para saber como os efeitos do alto brilho ISO e PP diferem.

De qualquer forma, você deseja uma boa exposição, ou seja, deseja dados brutos com as informações mais úteis, e a exposição à técnica correta é geralmente uma boa maneira de conseguir isso.

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