Tại sao sử dụng ISO cao hơn và tốc độ màn trập nhanh hơn sẽ tạo ra nhiều nhiễu hơn so với sử dụng ISO thấp hơn và tốc độ màn trập chậm hơn?

Tôi đang cố gắng xem câu trả lời này tương quan như thế nào với thực tiễn. Câu trả lời đó về cơ bản nói rằng tôi cần cho đủ ánh sáng vào máy ảnh và sau đó sử dụng giá trị ISO cao nhất và sau đó tôi sẽ có độ nhiễu thấp nhất.

Vì vậy, tôi thực hiện hai bức ảnh với cùng một máy ảnh. Máy ảnh có khẩu độ được đặt thành một giá trị cụ thể, chế độ hoàn toàn thủ công, máy ảnh nằm trên giá ba chân và tập trung vào một vật ở xa cụ thể. Chụp được thực hiện vào khoảng nửa đêm, vì vậy trời khá tối. Khung cảnh là một tòa nhà công nghiệp lớn đứng cách xa một cánh đồng từ camera. Cánh đồng không có nguồn sáng, tất cả đèn đều ở trên tòa nhà công nghiệp.

Tôi không biết nếu nó quan trọng nhưng hình ảnh được viết dưới dạng JPEG bên trong máy ảnh - không chụp để xử lý hậu kỳ thô và bên ngoài. Có lẽ đó là lý do tại sao tôi thấy kết quả bất ngờ của mình.

Giá trị ISO cao nhất của máy ảnh là 3200 (không sử dụng các giá trị ISO mở rộng).

Vì vậy, lần đầu tiên tôi chụp với ISO 1600 và tốc độ màn trập được đặt thành 1/125 giây và sau đó tôi chụp với ISO 3200 và tốc độ màn trập được đặt thành 1/250 giây. Lượng ánh sáng phải giống hệt nhau và thực sự cả hai bức ảnh đều được phơi sáng đúng cách và phơi sáng theo cùng một cách.

Khi tôi mở các ảnh trong trình xem ảnh và phóng to lên một trăm phần trăm, tôi thấy rằng ảnh ISO 1600 sạch hơn nhiều so với ảnh ISO 3200. Tôi đã kiểm tra điều đó nhiều lần và tôi chắc chắn - đó không phải là cách khác.

Tại sao lại thế này? Đây có phải là do sự khác biệt sau xử lý?

Vì vậy, lần đầu tiên tôi chụp với ISO 1600 và tốc độ màn trập được đặt thành 1/125 giây và sau đó tôi chụp với ISO 3200 và tốc độ màn trập được đặt thành 1/250 giây. Lượng ánh sáng phải giống hệt nhau và thực sự cả hai bức ảnh đều được phơi sáng đúng cách và phơi sáng theo cùng một cách.

Lượng ánh sáng không giống nhau. Bạn để ánh sáng gấp đôi vào máy ảnh ở 1/125 giây so với 1/250 giây. Sau đó, bạn khuếch đại hình ảnh với một nửa ánh sáng để phù hợp với độ sáng của hình ảnh khác. Khi làm như vậy, bạn cũng khuếch đại nhiễu trong ảnh theo hệ số hai. Để cho cùng một lượng ánh sáng vào máy ảnh ở 1/250 giây, bạn cũng cần phải mở khẩu độ của máy ảnh bằng một điểm dừng so với nơi nó được đặt ở 1/125 giây.

Khi chúng ta nói nhiễu trong ngữ cảnh của hình ảnh, điều chúng ta thường thực sự muốn nói là Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR) .

Trong bối cảnh chụp ảnh kỹ thuật số, 'mức tín hiệu' được xác định bởi lượng ánh sáng trong cảnh và lượng ánh sáng chúng ta cho phép vào máy ảnh bằng cách chọn kích thước khẩu độ và thời gian chụp cụ thể.

Lượng nhiễu thực tế được chia thành hai loại chính: Đọc nhiễu và nhiễu bắn photon. Đọc tiếng ồn là khá ổn định cho một điều kiện chụp nhất định. Nó có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên trong của máy ảnh, nhưng nó thường sẽ không thay đổi từ ảnh này sang ảnh khác trong cùng điều kiện môi trường chung. Nhiễu photon, thường được gọi là nhiễu 'bắn' hoặc nhiễu 'Phân phối Poisson' , có thể thay đổi và tăng theo lượng ánh sáng, nhưng tăng với tốc độ thấp hơn mức tăng của ánh sáng.

Điều chỉnh ISO ảnh hưởng đến mức tín hiệu và nhiễu kết hợp được khuếch đại. Việc tăng cài đặt ISO sẽ nhân cả tín hiệu và nhiễu bằng nhau, vì vậy SNR vẫn giữ nguyên. Tuy nhiên, khi hình ảnh được khuếch đại nhiều hơn, nó sẽ trở nên sáng hơn và chúng ta có thể thấy nhiều nhiễu hơn trong hình ảnh được che giấu trước đó trong bóng tối của hình ảnh.

Kết quả cuối cùng là càng nhiều ánh sáng được cho vào máy ảnh, nhiễu sẽ càng ít ảnh hưởng đến hình ảnh vì SNR được tăng lên bằng cách thêm nhiều tín hiệu (ánh sáng) hơn nhiễu bổ sung .

Lời khuyên trong câu trả lời được tham chiếu ở đầu câu hỏi là được hiểu là "... hãy cho đủ ánh sáng vào máy ảnh và sau đó sử dụng giá trị ISO cao nhất mà không dẫn đến các điểm nổi bật. Nếu đủ ánh sáng chiếu vào máy ảnh, ISO lý tưởng đó cũng có thể là cài đặt ISO tối thiểu của máy ảnh. Chỉ khi chúng tôi bị giới hạn bởi lượng ánh sáng có sẵn, độ rộng khẩu độ tối đa của máy ảnh hoặc cài đặt khẩu độ cần thiết để có được độ sâu trường mong muốn hoặc thời gian màn trập cần thiết tránh làm mờ đối tượng chuyển động, lời khuyên là tăng ISO lên cài đặt cao nhất không quá mức các điểm nổi bật có thể áp dụng cho cài đặt ISO cao hơn ISO cơ sở của máy ảnh.

Tăng ISO không cung cấp cho bạn nhiều ánh sáng hơn. Nó chỉ cho máy ảnh khuếch đại tín hiệu đến từ cảm biến để "mô phỏng" ánh sáng bổ sung. Tuy nhiên, ánh sáng mô phỏng này không giống như thật, vì khi máy ảnh khuếch đại tín hiệu, nó cũng khuếch đại nhiễu.

Do đó, luôn ưu tiên sử dụng tốc độ màn trập chậm hơn hoặc khẩu độ rộng hơn nếu có thể, bởi vì những điều đó thực sự mang lại cho bạn nhiều ánh sáng hơn. Trong trường hợp của bạn, vì khẩu độ không đổi, 1/125 sẽ cho bạn ánh sáng gấp đôi so với 1/250, đó là lý do tại sao ảnh 1/250 cần được khuếch đại gấp đôi để có được kết quả phơi sáng tương tự.

Làm cho tiếp xúc chính xác là mục tiêu. Chúng ta đang nói về cài đặt và điều chỉnh máy ảnh kiểm soát lượng năng lượng ánh sáng sẽ phát trên cảm biến hình ảnh. Mục tiêu; làm cho một hình ảnh có chứa cường độ và màu sắc mong muốn.

Ba số lượng tạo nên sự tiếp xúc.

1. Độ sáng hình ảnh 2. Độ dài phơi sáng 3. Độ nhạy của cảm biến hình ảnh

Tất cả ba trong số các thành phần của tiếp xúc có thể được thao tác. Có khả năng, sẽ có một loạt các phơi nhiễm tạo ra kết quả chấp nhận được. Phơi sáng có phương trình E = IT. Phương trình này được gọi là định luật của người có tính tương hỗ. Bằng lời nói - Phơi bày = Cường độ nhân với thời gian.

Chúng ta có thể điều chỉnh độ nhạy lên hoặc xuống. Chúng ta đang nói về ISO của chip hình ảnh. Chất lượng tốt nhất thu được khi ISO được đặt ở mức thấp. Điều này là do khi chúng tôi tăng ISO, chúng tôi sẽ tăng cường độ khuếch đại cần thiết để đạt được mục tiêu của mình.

Bây giờ, chip CMOS chứa hàng triệu hình ảnh, mỗi bộ đều có bộ khuếch đại. Hiệu suất của mỗi bộ khuếch đại là hơi khác nhau. Sự khác biệt này gây ra tiếng ồn mô hình cố định. Tiếng ồn là đối tác của tĩnh trong một hệ thống âm thanh. Tất cả các mạch đều chứa các tín hiệu tốt của Viking xen kẽ với các tín hiệu hỏng hỏng. Điều này được gọi là tỷ lệ tín hiệu-nhiễu-nhiễu. Khi chúng tôi tăng cường khuếch đại, cả hai phần được tăng cường. Tin xấu là, tỷ lệ của phần tham nhũng leo thang do đó chúng tôi nhận được nhiều tiếng ồn hơn sau đó chúng tôi muốn. Tiếng ồn được coi là sự thiếu đồng bộ. Nói cách khác, độ chi tiết giống như hạt nhìn thấy trong nhiều hình ảnh dựa trên phim.

Điểm mấu chốt là: Có nhiều cài đặt mang lại độ phơi sáng chính xác. Bạn có thể nên chọn đặt ISO ở mức thấp nhất có thể để đạt được hiệu quả mong muốn. Tin tốt là, diễu hành kỹ thuật hình ảnh trên, chip ngày nay và phần mềm mang lại ít nhiễu đáng chú ý hơn trong phạm vi rộng hơn của cài đặt ISO nâng cao. Ngày mai chip và phần mềm giữ mục tiêu này.

Câu trả lời được tham khảo là xử lý một tình huống rất cụ thể. Như các câu trả lời khác đã lưu ý, để giảm nhiễu trong hình ảnh cuối cùng, bạn cần nhận thêm ánh sáng (tín hiệu) vào máy ảnh. Câu trả lời được tham chiếu dựa trên giả định rằng không thể có thêm ánh sáng vào máy ảnh; bạn không thể mở khẩu độ hoặc chuyển sang tốc độ màn trập dài hơn, nhưng hình ảnh vẫn bị thiếu sáng. Trong tình huống cụ thể đó , tốt hơn là tăng ISO hơn là làm sáng trong bài.

Không đi sâu vào tất cả các chi tiết kỹ thuật, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tại cảm biến sẽ giống nhau; tăng ISO sẽ không làm giảm tiếng ồn. Nhưng các giá trị từ cảm biến được làm tròn khi chuyển đổi thành tệp hình ảnh. Việc tăng ISO nhân lên các giá trị tương tự không có nền tảng, trong khi độ sáng trong bài làm tăng các giá trị kỹ thuật số được làm tròn. Ngoài ra, đầu ra cảm biến (bao gồm cả hiệu ứng của ISO) là tuyến tính, nhưng các tệp hình ảnh (dù là raw, JPEG hay bất cứ thứ gì) đều tuân theo phản ứng phi tuyến phù hợp với mắt người. Hiệu ứng kết hợp là độ sáng trong bài đăng sẽ hiển thị các giá trị tối hơn trong ảnh. Điều đó làm cho nhiễu xuất hiện nổi bật hơn so với nếu độ sáng được tăng lên thông qua ISO.

Theo như tôi biết, ISO mở rộng thực sự nhân lên sau khi chuyển đổi sang dữ liệu số phi tuyến, do đó không có lợi ích gì trong việc làm sáng lên trong bài.

Các nguồn nhiễu chính trong cảm biến camera là tiếng ồn đọc và bắn. Khi bạn tăng lượng ánh sáng thu được (tăng thời gian phơi sáng), cả hai nguồn nhiễu này đều giảm tương đối. Thêm một điểm dừng ánh sáng sẽ làm tăng tỷ lệ tín hiệu / nhiễu lên khoảng 41% đơn giản do thống kê nhiễu. Do đó, bạn sẽ luôn làm tốt hơn bằng cách thu được nhiều ánh sáng hơn (thời gian màn trập dài hơn) cho đến khi bạn đạt đến giới hạn bão hòa của thiết bị điện tử.

Tăng ISO làm tăng mức tăng được sử dụng trong máy ảnh - điều này khuếch đại cả nhiễu và tín hiệu (nó cũng tăng thêm một số nhiễu nhưng đó thường không phải là vấn đề trong máy ảnh hiện đại). Đối với cùng một sự cố tăng ánh sáng ISO sẽ có nghĩa là giảm thời lượng màn trập, giảm lượng ánh sáng thu được và điều này làm tăng nhiễu và giảm tín hiệu thành tỷ lệ nhiễu.

Do đó, việc giảm ISO và tăng lượng ánh sáng thu được sẽ tốt hơn từ góc nhìn nhiễu. Tuy nhiên, một khi bạn đạt được ISO cơ bản (không thay đổi) của máy ảnh, việc giảm thêm sẽ làm giảm phạm vi động có sẵn có thể có ảnh hưởng bất lợi khác.

Nó không. Bạn nhận được ít nhiễu hơn bằng cách chụp ở ISO thấp nhất có thể, đó là lý do tại sao máy ảnh cao cấp cung cấp ISO 64, 50 và thậm chí 32. Khi chụp ở ISO thấp hơn, độ phơi sáng phải dài hơn hoặc khẩu độ phải rộng hơn. Trong cả hai trường hợp, bạn sẽ nhận được nhiều ánh sáng hơn.

Nhiều ánh sáng làm tăng tín hiệu liên quan đến nhiễu và do đó bạn có được đầu ra sạch hơn.

Hãy nhớ rằng một số ISO thấp được mở rộng . Điều này vẫn làm giảm nhiễu hình ảnh do giảm quy mô dữ liệu cũng giảm nhiễu nhưng nó có thể dẫn đến dải động thấp hơn nhưng nó phụ thuộc vào cách đọc cảm biến được thực hiện.