Czy szum jest związany z czasem otwarcia migawki, a także ISO?

Rozumiem, że wraz ze wzrostem czułości ISO zwiększę ilość szumów na wynikowym obrazie. Dzięki stałej przysłonie mogę zmniejszyć czułość ISO i wydłużyć czas otwarcia migawki (zakładając, że obiekt nie porusza się, aparat na statywie itp., Więc czas otwarcia migawki nie spowoduje rozmycia). Moje pytanie brzmi: czy szum obrazu przy wysokiej czułości ISO / krótkim czasie otwarcia migawki będzie taki sam, jak niskiej czułości ISO / niskiej prędkości migawki, gdy oba ustawienia zapewniają taką samą całkowitą ekspozycję?

Szukam odpowiedzi, które dotyczą współczesnych lustrzanek cyfrowych, a nie filmu, na wypadek, gdyby miało to znaczenie.

Na szum obrazu w prawidłowo działającej lustrzance cyfrowej będzie miał wpływ czas otwarcia migawki, ale nie będzie to zależało od relacji liniowej. W malejącym porządku uderzenia szum obrazu jest czynnikiem:
- Wzmocnienia zastosowanego do komórek czujnika (wyższy ISO zwiększa szum)
- Szumu termicznego (gorętszy czujnik jest głośniejszy)
- Czas ekspozycji (dłuższy czas przechwytywania, więcej świecących się pikseli losowych w górę)

Hałas związany z czasem trwania jest również powiązany z hałasem termicznym, ponieważ dłuższe utrzymywanie zasilania czujnika spowoduje wygenerowanie większej ilości ciepła.

Ogólnie rzecz biorąc, w danym środowisku fotografowania zwiększenie ISO ma największy szkodliwy wpływ , czego dowodem są dowody empiryczne z dość dużej ilości nocnych zdjęć wykonanych przy użyciu aparatu Canon 1D Mark III, Canon 5D Mark II oraz kilku obiektywów innych niż lustrzanki - Minolta DiMAGE A2 i DiMAGE A200.

Letnie wieczorne ujęcia wydają się również mieć większy widoczny hałas (dziwnie widzę więcej przypadkowych czerwonych kropek niż inne kolory) niż zimowe zimowe ujęcia.

Technicznie rzecz biorąc, zwiększenie ISO w rzeczywistości nie „zwiększa hałasu”. Po zwiększeniu ustawienia ISO w rzeczywistości instruujesz kamerę, aby zmieniła poziom naładowania reprezentujący „maksymalne nasycenie” (punkt, w którym piksel powinien osiągnąć maksymalną wartość liczbową, co w przypadku czujnika 14-bitowego 16384.)

Główną przyczyną szumów na obrazie jest losowy rozkład fotonów docierających do czujnika. Im mniej fotonów dociera do czujnika, tym bardziej widoczny jest ich losowy rozkład ... a zatem widoczne „ziarno”. Ilość szumu widocznego na zdjęciu jest odwrotnie proporcjonalna do ilości światła docierającego do czujnika. Mniej światła, więcej hałasu ... więcej światła, mniej hałasu. Dla danego czasu ekspozycji, gdy mniej światła dociera do obiektywu, wystawiasz mniej fotonów na piksel, a ponieważ fotony są skutecznie rozmieszczone losowo, niektóre piksele mogą uzyskać mniej niż powinny, a inne więcej niż powinny. Ten nierównomierny rozkład jest specyficzną przyczyną szumu fotonu. Kiedy dostaniesz więcej światła na czujnik, losowa natura światła rozłoży się coraz bardziej równomiernie na obszar czujnika, a wraz ze wzrostem i normalizacją średniej liczby fotonów na piksel efekty szumu wystrzeliwanego z fotonu zmniejszą się.

Zwiększając czułość ISO w celu uzyskania „właściwej” ekspozycji dla tak małej ilości światła, wzmacniasz sygnał czujnika, co wyolbrzymia efekt szumu wywołanego przez foton. Alternatywnie (zakładając idealny czujnik, który nie wprowadza własnego szumu elektronicznego), zawsze możesz eksponować przy ISO 100, a następnie zwiększyć ekspozycję o niezbędną liczbę postojów i doświadczyć tego samego efektu. To nie wzmocnienie, czy to analogowe czy cyfrowe, powoduje hałas ... po prostu wzmacnia efekty szumu.

• „Moje pytanie brzmi: czy szum obrazu przy wysokiej czułości ISO / krótkim czasie otwarcia migawki będzie taki sam, jak niskiej czułości ISO / niskiej prędkości migawki, gdy oba ustawienia zapewniają taką samą całkowitą ekspozycję?”

Czas otwarcia migawki pozwala kontrolować wymagane ustawienie ISO. Czas otwarcia migawki to czas ekspozycji, a jeśli możesz uzyskać tylko 1/4 ilości światła w dół obiektywu, aby móc korzystać z ISO 100, zawsze możesz eksponować cztery razy dłużej. Istnieją pewne zastrzeżenia… jeśli fotografujesz coś za pomocą ruchu, na końcowym zdjęciu zobaczysz rozmycie ruchu, jeśli czas otwarcia migawki jest zbyt długi. Dłuższy czas otwarcia migawki może również prowadzić do rozmycia spowodowanego drganiami aparatu, co może zmniejszyć ostrość i kontrast zdjęcia. Jeśli fotografujesz nieruchomą scenę ... taką jak krajobraz lub martwa natura, prawdopodobnie masz możliwość skrócenia czasu otwarcia migawki zamiast zwiększenia ISO w celu uzyskania właściwej ekspozycji. Dłuższa ekspozycja pozwoli na dotarcie większej ilości światła do czujnika, a zastosowanie niższego ISO będzie wymagało mniejszego wzmocnienia,

Tak więc odpowiedź na twoje pytanie brzmi NIE , jeśli zamienisz szybką / szybką migawkę na niską ISO / wolną migawkę, powinieneś skończyć z MNIEJSZYM HAŁASEM (ale potencjalnie więcej rozmycia w ruchu lub rozmycia spowodowanego drganiami aparatu, jeśli fotografujesz z ręki .)

Nie. Hałas rośnie wraz z czasem otwarcia migawki, ale tylko nieznacznie. Ilość hałasu generowanego przez wzmocnienie ISO jest znacznie większa. Ty też stracić dużo dynamicznego zasięgu poprzez podniesienie ISO , który nie nastąpi przy niskich prędkościach przysłony aż naprawdę ekstremalnych przypadkach.

Czas otwarcia migawki nie ma wpływu na szumy na zdjęciach - chyba że jesteś w trybach takich jak „Priorytet migawki”, w których inne ustawienia są automatycznie zmieniane, aby zachować określoną ekspozycję. Możesz tego spróbować, ustawiając aparat na pełną manualną i przełączając pomiędzy czasami otwarcia migawki. Zobaczysz, jak obraz staje się ciemniejszy / jaśniejszy w miarę zmniejszania / zwiększania czasu otwarcia migawki.

ISO zmienia czułość czujnika na przychodzący sygnał. Oznacza to jednak również, że każdy szum jest wzmacniany na końcowym wyjściu. Tak więc zwiększ ISO, a będziesz mieć więcej hałasu i wyższą efektywną ekspozycję. Zmniejsz ISO, a masz mniej hałasu, ale mniej efektywnej ekspozycji (zakładając, że wszystko inne jest równe).

Jeśli więc wybierzesz niższą czułość ISO i dłuższy czas otwarcia migawki i uzyskasz w ten sam sposób ekspozycję (być może zmieniasz przysłonę lub dodajesz światło do sceny), na zdjęciach będzie mniej szumów.

Wystąpiły problemy z hałasem, gdy używam niskiej czułości ISO, powiedzmy poniżej 400 ISO z długimi czasami otwarcia migawki, powiedzmy 4000 lub 6000 sekund i naprawdę źle od 6500 do 8000 sekund. w naprawdę jasnym świetle. Starałem się więc zachować czułość ISO i czas otwarcia migawki, co jest zrównoważone, np. Utrzymywanie czasu otwarcia migawki do 1250 lub 2000 s przy ISO 400. I wyższego ISO, gdy używam krótkich czasów otwarcia migawki. Doświadczyłem tego, eksperymentując z próbą wyeliminowania rozmycia z szybko poruszających się obiektów, trzymając jednocześnie obiektyw o długiej ogniskowej.

Hałas zależy od tego, ile światła wpuścisz, wszystko, co podnosi ISO, wzmacnia już sygnał z powodu słabego światła.

Z tego powodu obraz o wysokiej czułości ISO / szybkiej migawce będzie zawierał więcej szumu niż niski ISO / długi czas otwarcia migawki, ale również obraz o niskiej czułości ISO / szybkim czasie otwarcia migawki!

Nie Dokładnie, hałas będzie wynikał z warunków ekspozycji na chip.

Dłuższa ekspozycja może powodować hałas - choć nie jest to właściwość migawki, ale właściwość układu.

Nie powinieneś widzieć różnicy między wyższymi czasami otwarcia migawki (powyżej 60 sekundy / sekundę)

Najbardziej widoczny efekt to zmiana ISO / ASA

długi czas otwarcia migawki, powiedzmy do około 1/4, + średnie ISO daje mniej szumu w porównaniu do dłuższego czasu otwarcia migawki, powiedzmy 200, + wysokie ISO, powiedzmy 3200