Cảm biến ISO biến: Có thể và / hoặc hữu ích?

Câu trả lời này cho câu hỏi về cách triển khai ISO trong máy ảnh kỹ thuật số dường như ngụ ý rằng mỗi photosite ( tức là pixel) có thể có ISO được đặt độc lập. Nếu điều này là đúng, thì tôi sẽ nghĩ rằng về mặt lý thuyết là có thể chụp một bức ảnh trong đó một số hình ảnh nhất định ở ISO khác so với các ảnh khác. Phần đầu tiên của câu hỏi của tôi là: Giả sử ISO biến là có thể, nó có hữu ích không? Dường như với tôi rằng đây có thể là một cách hữu ích để tăng phạm vi động của cảm biến, ví dụ: bằng cách chọn ISO cao chỉ cho các vùng của hình ảnh trong bóng tối. Giả sử ISO biến sẽ hữu ích, tại sao nó chưa được triển khai trong máy ảnh kỹ thuật số? (Hoặc có nó?)

— ESultanik
nguồn

Về mặt kỹ thuật có thể có nhưng có thể cần quá nhiều mạch để thực hiện ở độ chính xác pixel và có thể khó mở rộng và gây ra quá nhiều nhiệt. Hơn nữa, không rõ điều này hoạt động tốt hơn các giải pháp hiện tại như đọc ảnh giữa chừng trong quá trình phơi sáng hoặc có các ảnh có kích thước khác nhau, mang lại cho chúng độ nhạy cảm tự nhiên khác nhau.

— Itai

Có một chút khó khăn: bạn cần đặt ISO trước khi đọc giá trị pixel, nhưng bạn sẽ biết pixel chỉ thuộc về một vùng bóng tối sau khi đọc giá trị.

— Imre

@Imre Đúng, nhưng đó không hẳn là vấn đề kỹ thuật. Ví dụ, như Itai đã đề cập ở trên, đã có công nghệ để đọc các giá trị photosite giữa chừng khi tiếp xúc. Các hệ thống đo sáng nâng cao cũng có thể được sử dụng để "đoán" các giá trị ISO cho các vùng. Cuối cùng, đối với các ảnh tĩnh như phong cảnh, có thể sử dụng phơi sáng thử nghiệm ban đầu để đặt các giá trị ISO cho ảnh thứ hai.

— ESultanik

Cần lưu ý rằng ISO không thay đổi bất cứ điều gì về những gì cảm biến hoặc pixel thực sự có khả năng. Điều duy nhất mà cài đặt ISO thực hiện là thay đổi điểm trắng của phơi sáng nhất định. Cảm biến là các thiết bị tuyến tính cố định có khả năng đăng ký một điện tích cố định (số electron) trong mỗi pixel, +/- trung bình của nhiễu điện tử (mà ngày nay trên cơ sở chuẩn hóa chỉ là một vài electron.) Bằng cách tăng ISO, tất cả việc của bạn là nói rằng thay vì "trắng" đạt được 40.000 electron, thì nó đạt được ở mức 20.000, hoặc 10.000, v.v.

— jrista

Những gì xảy ra ở mỗi pixel là kích hoạt hàng / cột và tính phí đọc. Trong quá trình đọc, điện tích đó được khuếch đại bởi lượng cần thiết để "bão hòa" theo cài đặt ISO, đồng thời, có thể áp dụng nhiều loại bù nhiễu điện tử khác nhau (trong D800, có một loạt các mạch điện chuyên dụng để giảm thiểu nhiễu điện tử, đó là lý do tại sao DR thấpISO của nó rất tốt.) Về mặt logic, tôi không nghĩ rằng một điều như ISO biến sẽ áp dụng. Giải pháp cho tiếng ồn SNR thấp là giảm tiếng ồn điện tử ... và Sony đã đạt được điều đó trong các cảm biến Exmor của họ.

— jrista

Câu trả lời:

Điều gần nhất mà tôi biết về những gì bạn đang nghĩ là Fujifilm đang làm gì với chế độ DR trong các cảm biến EXR của họ, như đã thấy trong X-10 và X-S1) - một nửa số pixel bị thiếu sáng một cách có chủ ý bởi một điểm dừng (hoặc hai ) và kết hợp với các pixel phơi sáng "thông thường" trước khi hình ảnh được xuất ra. Để biết thêm chi tiết, hãy xem bài đánh giá X-10 của DPReview - điều bạn quan tâm ở đây là chế độ DR 6 MP, thay vì chế độ DR 12 MP, là tiêu chuẩn "thiếu sáng và sau đó áp dụng một đường cong tông màu khác cho toàn bộ hình ảnh "Được thấy trong nhiều máy ảnh hiện nay và giảm nhiễu bóng để tăng dải động. Chế độ DR 6 MP rất thú vị vì (về lý thuyết) cho phép bạn tăng phạm vi động trong khi vẫn giữ được bóng nhiễu như bình thường, mặc dù dĩ nhiên là bạn '

— Philip Kendall
nguồn

Về cơ bản, một cảm biến như thế này sẽ có mức phơi sáng thay đổi cho mỗi trang web ảnh sẽ có một hình ảnh cần được ghi lại trong quá trình chuyển đổi RAW. Nhiều thông tin sẽ phải được gửi với mỗi pixel và điều này sẽ làm tăng kích thước của dữ liệu được truyền, cùng với sức mạnh xử lý cần có trong máy ảnh. Đó chỉ là một vấn đề kỹ thuật và tôi chắc chắn rằng trong vài năm nữa, đó sẽ không phải là vấn đề.

Điều đau đầu nhất mà tôi thấy sẽ là đảm bảo các chương trình chuyển đổi RAW phổ biến sẽ hỗ trợ quá trình giải mã. Tệp RAW kết quả có thể cần chứa thông tin màu 32 bit và ngày nay hỗ trợ rất hạn chế để hoạt động trên hình ảnh màu 32 bit. Đối với hầu hết các phần, chúng cần được giảm xuống 16 bit trước. Đây không phải là một quá trình sẽ mang lại kết quả tuyệt vời nếu được thực hiện tự động với phần mềm ngày nay.

— Eric
nguồn

Thực sự tôi không thấy các nhà sản xuất quan tâm đến vấn đề đau đầu như vậy. Đó là lý do tại sao chúng có định dạng RAW độc quyền và Fuji không bao giờ dừng lại ở việc tạo ra các sắp xếp pixel kỳ lạ với nhiều kích thước và bộ lọc màu khác nhau. Nếu họ có thể có được lợi thế từ nó, tôi mong họ sẽ làm điều đó. Hầu hết các ứng dụng xử lý hình ảnh cao cấp, bao gồm Lightroom & Bibble (AferShot now), đã hoạt động trong 32 bit bên trong. Nó hiệu quả hơn để làm việc trong 32 bit tuyến tính với bộ xử lý hiện đại. Đoạn đầu tiên bạn viết có ý nghĩa với tôi mặc dù.

— Itai

Các cảm biến CMOS về cơ bản là một loạt các cảm biến có ISO khác nhau, chúng phải bù vào. Đây là những gì mang lại cái nhìn dẻo trên các cảm biến CMOS, nhưng cũng là thứ làm suy yếu sự nở hoa.

Tuy nhiên, họ thực sự đã tạo ra các chip CMOS có nhiều "ISO" để đạt được dải động cao hơn, trong đó diện tích kích thước pixel gấp đôi một nửa pixel hoặc một trong hai pixel màu xanh lá cây có độ nhạy gấp đôi so với các pixel khác. Chi phí là nhiều bóng bán dẫn trên mỗi pixel, có thể gây rắc rối với nhiễu và độ nhạy tổng thể, do để lại ít không gian hơn cho các cảm biến ảnh. Các tế bào tích hợp ánh sáng pixel lớn dẫn đến độ nhiễu thấp hơn (nói chung), đó là lý do tại sao cảm biến 36x24mm ở X Mpixel tốt hơn cảm biến 1/3 inch ở X MPixel - chúng phản ứng tốt hơn với ánh sáng để khắc phục nhiễu từ tất cả các thiết bị điện tử .

— Michael Nielsen
nguồn