Tại sao mức ISO trên hầu hết các máy ảnh kỹ thuật số không thể được đặt dưới 80?

Tại sao mức ISO trên hầu hết các máy ảnh kỹ thuật số dường như không thấp hơn ISO 80?

Tôi hiểu (mơ hồ) rằng các cảm biến điều chỉnh mức tăng để đạt được mức tương đương với phim ISO cao và tôi có thể hiểu tại sao sẽ có giới hạn cho việc này, nhưng không hiểu tại sao việc tạo cảm biến lại khó khăn đến vậy ít nhạy cảm với ánh sáng?

Có hai cách để giảm cơ sở của ISO gốc (cài đặt thấp nhất có thể trên máy ảnh). Một là làm cho cảm biến kém hiệu quả hơn, để thu được ít ánh sáng tới hơn. Thật dễ dàng để xem làm thế nào điều này làm giảm độ nhạy. Tuy nhiên, như đã nêu trong các câu trả lời khác, điều này sẽ chỉ được sử dụng cho những người thiểu số thường xuyên thấy rằng họ có quá nhiều ánh sáng trong khi phần lớn các nhiếp ảnh gia phải vật lộn với phần lớn ánh sáng!

Tuy nhiên, có một cách khác để giảm ISO cơ bản và đó là tăng dung lượng của từng pixel (được gọi là độ sâu giếng) để nó có thể lưu trữ nhiều điện tích hơn (và do đó nhiều ánh sáng hơn) trước khi bão hòa. Phương pháp này có một lợi thế thực sự ở tất cả các độ nhạy.

Sẽ khó hơn một chút để xem điều này ảnh hưởng đến ISO cơ sở như thế nào, tuy nhiên bạn phải nhớ rằng bất cứ điều gì đọc cảm biến cuối cùng sẽ được ánh xạ tới phạm vi 0-255 bởi máy ảnh hoặc một người trong khi chuyển đổi thô (hoặc 0-65536 cho Hình ảnh 16 bit). Hãy tưởng tượng hai cảm biến A và B, A có công suất gấp đôi trên mỗi pixel. Khi bạn chụp ảnh với tốc độ màn trập ở tốc độ 1/30 giây, các điểm nổi bật sẽ chỉ là clip. Bây giờ khi bạn sử dụng B, bạn phải sử dụng 1/60 vì dung lượng giảm - nếu bạn sử dụng 1/30, bạn sẽ làm quá mức hình ảnh.

Bất cứ giá trị nào mà các cảm biến ghi lại tại điểm bão hòa chúng vẫn được ánh xạ tới 255 vì vậy sẽ trông giống nhau. Cho rằng với B bạn có được cùng một hình ảnh nhưng với một nửa thời gian phơi sáng (tất cả những thứ khác đều bằng nhau) điều này có nghĩa là B có độ nhạy cao hơn. Nếu độ nhạy cơ sở của máy ảnh B là ISO100 thì độ nhạy cơ sở của A là ISO50.

Quan điểm của tất cả những điều này là nếu bạn có thể giảm ISO cơ bản bằng cách tăng dung lượng pixel thì đây là một điều tốt vì nó cho phép bạn có độ nhiễu thấp hơn và dải động lớn hơn. Để hiểu lý do tại sao, trước tiên bạn phải từ bỏ ý tưởng tăng cài đặt ISO sẽ làm tăng nhiễu, đơn giản là không đúng, đây là câu trả lời tôi đã viết về chủ đề: "ISO" trên máy ảnh kỹ thuật số là gì?

Phiên bản ngắn là nhiễu chủ yếu là do thiếu ánh sáng (càng ít ánh sáng bạn càng có nhiều biến đổi ngẫu nhiên trong phát xạ photon xuất hiện trong ảnh, hãy xem http://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noir ) nó chỉ xảy ra rằng nếu bạn tăng cài đặt ISO của máy ảnh thì các cài đặt khác phải thay đổi, điều đó dẫn đến việc bạn nhận được ít ánh sáng hơn và nhiều tiếng ồn hơn. Đó là thiếu ánh sáng tạo ra nhiễu, không phải là hành động khuếch đại tín hiệu.

Vì vậy, mặc dù chúng tôi phải sử dụng khuếch đại để lấy ISO100 ra khỏi máy ảnh A, chúng tôi vẫn cho lượng ánh sáng tương đương với camera B chụp ở ISO100 và do đó có thể có cùng mức nhiễu! Vì vậy, máy ảnh A không tệ hơn, tuy nhiên chúng tôi có tùy chọn đi đến ISO50, để ánh sáng nhiều hơn và do đó ít bị nhiễu hơn!

Chúng tôi cũng có tùy chọn sử dụng ISO50 nhưng với cùng cài đặt máy ảnh như B đang sử dụng để chụp ở ISO100, chúng tôi cho cùng một lượng ánh sáng để có thể mong đợi cùng mức độ nhiễu, nhưng nếu cảnh đột nhiên sáng hơn B bằng clip tín hiệu trong khi A sẽ tiếp tục với độ sâu cực tốt của nó, do đó có dải động cao hơn.

Những ví dụ này là một sự đơn giản hóa, có những nguồn nhiễu khác, nhưng nói chung có một cảm biến "ít nhạy hơn" có thể là một điều tốt. Tuy nhiên, rất khó để thiết kế các giếng điện tử sâu hơn, đó là lý do tại sao bạn không thấy máy ảnh xuống dưới ISO50. Mặc dù vậy, bạn vẫn thấy sự khác biệt về độ sâu tốt, ví dụ ISO thấp nhất có sẵn cho cảm biến 35mm Canon 5D là ISO50 trong khi cảm biến APS-C thế hệ tương tự trong Canon 30D, ISO thấp nhất là 100, do dung lượng tăng thêm trong lớn hơn pixel của 5D.

Nếu một nhà sản xuất muốn làm điều đó, họ có thể.

Điều đó đang được nói, tất cả các cảm biến có độ nhạy tự nhiên, thường là ISO 100, 160 hoặc 200. Độ khuếch đại được sử dụng để đạt được độ nhạy cao hơn bằng cách nhân tín hiệu cơ sở. Điều này giới thiệu nhiều nhiễu hơn, vì vậy nếu ISO cơ sở thấp hơn, chúng sẽ cần sử dụng nhiều mức tăng hơn để đạt được độ nhạy cao hơn và bạn sẽ nhận được nhiều nhiễu hơn.

Để có được ISO thấp hơn mà không thay đổi cài đặt cơ sở, về cơ bản, bạn chia tín hiệu cơ bản. Điều này gây ra việc giảm phạm vi động, đó là lý do tại sao bạn hiếm khi thấy ISO dưới 50. Nếu ISO cơ sở sẽ được chia cho một yếu tố lớn hơn, thì sẽ mất quá nhiều dải động.

Cuối cùng, không có nhiều lý do để phát triển các cảm biến có độ nhạy thấp hơn vì dễ dàng sử dụng bộ lọc ND để giảm ánh sáng tới mà không ảnh hưởng đến dải động. Một số máy ảnh của Canon, Nikon và Fuji có bộ lọc ND 2 hoặc 3 điểm dừng tích hợp cho hiệu ứng đó. Trên máy ảnh DSLR, bạn có thể mua bộ lọc ND với cường độ thay đổi khiến mọi thứ rất linh hoạt.

nhưng không hiểu tại sao rất khó để làm cho cảm biến ít nhạy cảm hơn với ánh sáng?

Điều đó gần như trái ngược với khái niệm nhiếp ảnh, xét cho cùng, là về việc bắt ánh sáng. Phải nói rằng, CCD / CMOS sẽ có một tầng tự nhiên để thu ánh sáng, do đó, sẽ ít hơn yêu cầu loại bỏ thông tin một cách có chủ ý, nói chung, có lẽ sẽ không được thực hiện để làm hài lòng các nhiếp ảnh gia . Phần mềm, đó là những gì sẽ làm điều này, sẽ luôn luôn là một sự thỏa hiệp về các yếu tố khác nhau.

Trong mọi trường hợp, như Itai lưu ý, có nhiều cách khác để giảm ánh sáng. Bạn có thể sử dụng các bộ lọc ND, khẩu độ nhỏ hơn, tốc độ màn trập nhanh hơn, v.v. Nếu bạn chụp ảnh thô, thì bạn có thể thao tác phơi sáng nhiều hơn. Hiệu ứng ròng, đi xuống dưới ISO 80 đơn giản là không có giá trị đối với các nhà sản xuất, họ quan tâm nhiều hơn đến đầu kia của phạm vi.

Không có gì ngăn cản lập trình viên phần mềm thực hiện các giá trị "ISO" thấp hơn bằng cách lấy trung bình nhiều khung. Ví dụ: nếu độ nhạy cơ sở được xác định là "80 ISO". "40 ISO" có thể được thực hiện bằng cách lấy trung bình hai khung.