23 подписчика

ТЕСТИРОВАНИЕ SONY A7m3 НА ISO-ИНВАРИАНТНОСТЬ

14 апреля 202214 апр 2022

374

5 мин

Оглавление

Список ISO инвариантных камер
Список частично инвариантных камер
Список не инвариантных камер

Для каждого астрофотографа-пейзажиста, при использовании новой камеры имеет смысл первым делом выяснить, какое ISO лучше всего использовать для шумоподавления при низкой освещенности. Для этого необходимо протестировать камеру при всех значениях ISO и найти точку, в которой она начинает демонстрировать поведение, не зависящее от ISO (если вообще демонстрирует).

Прежде чем перейти к тестированию, стоит понять, что делает ISO в цифровой фотографии и что такое ISO-вариация и ISO-инвариантное поведение. Для этого вам нужно знать немного больше об этапах процесса получения изображения.

1. Свет испускается из сцены в виде фотонов, которые проходят через объектив и попадают на матрицу вашей камеры.

2. Датчик "преобразует" эти фотоны в электроны, которые собираются в пикселе, на который они попали (считайте, что пиксели - это ведра, собирающие электроны).

3. По окончании экспозиции общее количество электронов, собранных в каждом пикселе, составляет выходной сигнал, который затем усиливается аналоговым усилителем с коэффициентом, напрямую зависящим от настройки ISO камеры. Чем выше ISO, тем больше усиливается выходной сигнал сенсора и тем ярче конечное изображение. Хотя разные марки и модели камер отличаются друг от друга, можно приблизительно сказать, что удвоение ISO удвоит аналоговое усиление и, следовательно, увеличит яркость изображения в два раза.

4. Усиленный сигнал затем преобразуется из аналогового в цифровой (т.е. из напряжения в числовое значение).

5. Процессор в камере записывает окончательное изображение на карту памяти.

В процессе получения изображения существует множество источников шума, которые попадают на снимок. Во-первых, свет, излучаемый сценой, испускается с неравномерной скоростью. Это известно как фотонный шум или дробовой шум, однако для целей исследования ISO-инвариантности мы можем считать его незначительным.

Другая категория - это шум считывания, шум, возникающий из-за несовершенства электроники камеры. Шум считывания можно разделить на две категории: шум считывания выше по потоку и шум считывания ниже по потоку.

Восходящий шум считывания - это любой шум, возникающий до или во время процесса аналогового усиления (т.е. в момент, когда выходной сигнал датчика усиливается с коэффициентом усиления, связанным с настройкой ISO). Например, многие шумы могут быть связаны с нагревом сенсора во время длительной экспозиции, или могут быть ошибки при сбросе электронов в пиксельных ячейках перед началом следующей экспозиции.

Шум считывания вниз по потоку - это любой шум, возникающий после процесса аналогового усиления. Сюда относятся, например, недостатки аналого-цифрового преобразователя.

Поскольку шум считывания в восходящем потоке индуцируется до стадии аналогового усиления, при использовании высокого ISO он усиливается вместе с сигналом, записанным со сцены. Любой шум считывания в нисходящем потоке остается неизменным, поскольку на него не влияет процесс аналогового усиления и, следовательно, не зависит от настройки ISO.

Так что же это значит? Если у камеры практически отсутствует шум считывания, то она считается ISO-инвариантной. Другими словами, если ваша камера ISO-инвариантна, она будет показывать одинаковое количество видимого шума на изображении независимо от того, повышаете ли вы ISO в камере или увеличиваете значение экспозиции в пост-обработке.

Sony A7iii является камерой с инвариантным ISO в два этапа. От ISO100-500 и затем от ISO640-51200. Все изображения ниже были сделаны при f/2.8 с выдержкой 20 секунд, но при разных значениях ISO.

Затем, если мы сбалансируем значения экспозиции в процессе обработки, то увидим, что на каждом снимке одинаковое количество шума:

Таким образом, увеличение экспозиции в пост-обработке равносильно увеличению ISO в камере из-за отсутствия считываемого шума.

Теперь еще одна вещь, которую вам нужно знать: увеличение ISO уменьшит динамический диапазон, который вы можете захватить (поскольку вы поднимаете "пол" колодцев пикселей). Я не буду сейчас подробно останавливаться на этом, но вы можете увидеть это на графике динамического диапазона в зависимости от ISO на photonstophotos.net.

График зависимости динамического диапазона от ISO

Технически наилучшее ISO для Sony A7iii - ISO 640. В этот момент вы не получите улучшения шумовых характеристик, если повысите ISO еще больше, и будете использовать настройки с максимально возможным динамическим диапазоном. При необходимости вы можете увеличить экспозицию в процессе обработки.

Однако есть одна проблема, и это непрактичность использования ISO640 в полевых условиях... вы не сможете предварительно просмотреть свою композицию, так как изображения будут слишком темными! По этой причине есть смысл снимать на ISO 3200 и ISO 6400 (но всегда необходимо внимательно следить за тем, чтобы не "пересветить" блики). Хотя динамический диапазон снимков не так велик, по крайней мере, можно предварительно просмотреть свои композиции в поле, что, на мой взгляд, стоит того, чтобы пожертвовать небольшим динамическим диапазоном.

Однако есть ряд преимуществ возможности снимать при ISO 640 и повышать значение после съемки. Например, при съемке таймлапсов северного сияния вы снижаете риск того, что блики перегорят, если северное сияние вдруг начнет светлеть. Если оно не станет ярче, вы можете без проблем увеличить экспозицию в пост-обработке.

Кроме того, при съемке лунных пейзажей вы можете защитить светлые участки, используя более низкое ISO, но при этом иметь возможность извлечь хорошие детали из теневых участков, как если бы вы использовали более высокое ISO.

Sony A7iii позволяет наслаждаться свободой и преимуществами использования ISO-инвариантного сенсора.

Благодаря высокому динамическому диапазону можно получить потрясающую детализацию в тенях без обесцвечивания, благодаря ISO-инвариантной матрицы.