Explicación detallada de la sensibilidad iso.

Acuerdo de estándar internacional ISO (Organización Internacional de Estándares): la sensibilidad de la película a la luz; la sensibilidad baja se refiere a películas por debajo de ISO 50, la sensibilidad media se refiere a ISO 100 ~ 200 y la sensibilidad alta se refiere a ISO 400 y superiores.

Al utilizar una cámara tradicional, podemos elegir películas con diferentes sensibilidades (velocidades) según la luminosidad del entorno de disparo. Por ejemplo, iso200 se puede utilizar para entornos de múltiples nubes y iso400 o superior para entornos de conciertos. Las cámaras digitales también tienen una función similar. Cambian el valor ISO cambiando el factor de amplificación del amplificador de señal en el chip fotosensible. Sin embargo, cuando el valor ISO aumenta, el amplificador también amplificará el ruido en la señal, produciendo un ruido grueso. imagen granulada.

Hace mucho tiempo, en la película había contactos que permitían a la cámara reconocer automáticamente el ISO. Si utiliza una cámara con la función de identificar automáticamente la película ISO (hay cuentas de metal en la caja de la película que identifican el ISO), no necesita configurar el ISO. La cámara medirá automáticamente según el valor ISO de la película. Si no tiene esta función, deberá configurarla manualmente, por lo que algunas cámaras tienen diales ISO.

En general, la película ISO100 es relativamente barata. Además del precio más alto, cuanto mayor es el ISO, la otra desventaja es que la calidad de la imagen no es tan alta como la de la película con ISO bajo. Pero a veces, para obtener una velocidad de obturación más alta, se sacrifica la calidad de la película para utilizar películas con ISO alto.

El ISO de una cámara digital es un indicador similar a la sensibilidad de una película. De hecho, el ISO de las cámaras digitales se consigue ajustando la sensibilidad del dispositivo fotosensible o fusionando puntos fotosensibles, es decir, aumentando la sensibilidad del dispositivo fotosensible o fusionando varios puntos fotosensibles adyacentes.

El dispositivo fotosensible tiene una capacidad de respuesta que es fija. Hay dos formas de aumentar el ISO de una cámara digital: 1. Aumentar a la fuerza el brillo y el contraste de cada píxel; 2. Utilizar varios píxeles para completar tareas que originalmente solo requerían un píxel;

Se puede ver que después de actualizar el ISO de una cámara digital, la calidad de la imagen sufrirá una gran pérdida, especialmente cuando el área fotosensible del dispositivo es pequeña, actualizar el ISO es simplemente fatal. El área fotosensible del CCD de la FZ10 o FZ20 es lamentablemente pequeña, sólo 1/2,5 pulgadas. Si la ISO se actualiza, elimínela. Por lo tanto, algunas cámaras digitales SLR aún pueden obtener una buena calidad de imagen después de aumentar el ISO varias veces. Esto se debe a que el área fotosensible CCD de estas cámaras es relativamente grande, pero ese no es el alcance de nuestra discusión.

Análisis en profundidad de la sensibilidad ISO de las cámaras digitales

Creo que no hace falta decir que las ventajas de las cámaras digitales hoy en día, pero algunas tecnologías públicas dentro de las cámaras digitales todavía son útiles para entusiastas digitales comunes. Secretos poco conocidos. Los entusiastas del color con un poco de experiencia pueden darse cuenta de que en la fotografía diaria, si aumenta la sensibilidad ISO, el entorno originalmente oscuro también puede aparecer con brillo en la pantalla LCD. Aunque el encantador fabricante ha preparado ajustes ajustables de 50 a 400 para nosotros, pocos amigos realmente lo configuraron para disparar a ISO400. Sin embargo, si bien la calidad de imagen de las cámaras digitales normales no es excelente con ISO400, descubrimos que las DSLR lograron salir ilesas incluso con ISO800.

¿Cómo logra una cámara digital una sensibilidad ISO ajustable aleatoriamente? De acuerdo con el concepto científico y tecnológico orientado a las personas, Feiyu respondió estas preguntas aparentemente responsables en términos sencillos.

1. Concepto ISO en la era del cine

ISO es un estándar de velocidad de la película establecido por la Organización Internacional de Normalización en función de la velocidad de la reacción química de la película a la luz. Ya en la era del cine, nuestra vida fotográfica ha seguido silenciosamente este estándar de la industria. Al comprar película, en el embalaje estarán marcadas las palabras ISO 100, ISO 200 e ISO400. Cuanto mayor sea el valor ISO, más rápido será la película sensible a la luz, es decir, una película con un valor ISO alto. Sólo se necesita poca luz para que la película produzca una imagen, de modo que bajo la misma intensidad de luz se puede utilizar una apertura más pequeña o una velocidad de obturación más alta, es decir, la sensibilidad es inversamente proporcional a la exposición requerida.

Por ejemplo, la velocidad de exposición de ISO 100 es el doble que la de ISO 50, porque en las mismas circunstancias, el tiempo de exposición de ISO 50 es de 1/125 segundos. Si en su lugar se utiliza una película ISO 100, Sólo toma 1/250 segundos.

Antes de explicar el principio de que los dispositivos digitales pueden ajustar la sensibilidad ISO a voluntad, comprendamos primero el ISO en la era del cine. Creo que será útil para comprender lo siguiente.

¿Cómo identifican las cámaras de película comunes películas con diferentes valores ISO? Todos los secretos se basan en el sistema de codificación DX. Este sistema se utilizó por primera vez para películas de disco utilizadas en cámaras de disco y luego se desarrolló en la serie de películas de 35 mm, y se utilizó por primera vez en la película Kodachrome VR 100 en 1981, seguida por la japonesa Fujifilm, Konica, la alemana Agfa y la británica Scotland Larger. Las empresas han adoptado sucesivamente el sistema de codificación DX.

Actualmente, todas las películas en color producidas en el país y en el extranjero tienen códigos DX, que se han convertido en un símbolo de las películas modernas. Como se muestra en la Figura 1, el código DX consta de un código de cuadro rectangular en la carcasa del casete de película, con un total de 12 bits. Cada bit está representado por una caja plateada, blanca o negra para conducción y aislamiento. Al leer este código, la máquina de película puede determinar automáticamente qué película está cargada a la velocidad fotosensible actual.

2. El principio ISO de las cámaras digitales

No necesitamos cambiar la película para cambiar la velocidad fotosensible de la cámara digital durante las actividades de disparo. valor en la cámara. ¿Cómo ajustar el ISO de una cámara digital a voluntad? Creo que este es un problema que preocupa a muchos entusiastas digitales. Para comprender este problema, primero debemos comprender el principio de transmisión de señales del sensor de imagen dentro de la cámara digital.

1 Principio de transmisión de señal con CCD

Todos sabemos que cuando la luz pasa a través de la lente e incide en el CCD, se acumularán cargas de la intensidad correspondiente debajo del electrodo fotosensible. La cantidad de carga almacenada por unidad depende de la intensidad de la luz recibida por la célula fotosensible. Cuando presionamos el disparador, la señal eléctrica de la imagen en cada unidad se transmite al módulo de procesamiento de señal analógica a digital (ADC/CDS). Todas estas acciones deben ser controladas por los pulsos del procesador de imagen interno de la cámara, que suelen dividirse en dos métodos de transmisión: transmisión mutua y transmisión única.

2. Comprensión popular de los principios ISO

La sensibilidad de la película tradicional cambia su sensibilidad a la luz cambiando su composición química, mientras que el elemento fotosensible de una cámara digital permanece sin cambios. Ahora vayamos al grano y hablemos de los principios en términos sencillos. Las cámaras digitales generalmente utilizan tecnología de ganancia de amplificación de señal electrónica. El valor de ganancia de la amplificación de señal electrónica corresponde al valor ISO. Por ejemplo, cuando se establece en el valor estándar, proporciona una amplitud de ganancia equivalente a ISO100. Se pueden alcanzar valores correspondientes a ISO200 e ISO 400. Entonces, ¿cómo se logra la amplitud de ganancia?

Cuando se proporciona alta sensibilidad, naturalmente es necesario proporcionar una amplitud de ganancia correspondiente. Se debe realizar la amplificación de señal correspondiente antes de emitir la señal de imagen, porque el nivel de salida del CCD es bajo, especialmente cuando hay luz ambiental. está oscuro Para realizar cambios cuantitativos en la imagen, el amplificador aumentará la amplitud de ganancia de acuerdo con el valor ISO correspondiente.

Además, aumentar el número de píxeles en un área determinada del CCD dificultará el mantenimiento de la sensibilidad. El área del píxel unitario se reduce y la intensidad de la luz incidente se debilita. Si solicita un valor de ganancia más alto para aumentar el valor ISO, la calidad de la imagen empeorará. Entonces, el simpático fabricante ofrece una solución, que consiste en agregar la señal de imagen original almacenada en el CCD, lo que puede mejorar relativamente la sensibilidad. Agregar las señales de dos píxeles y transmitirlas duplica la sensibilidad original. Sin embargo, este modo de trabajo también tiene sus desventajas: sólo es adecuado para modos de imagen más pequeños, ya que el número de píxeles se reduce a la mitad durante el procesamiento.

La tercera solución para que la industria de la imagen proporcione valores ISO altos es utilizar varios píxeles como 1 píxel de fotosensibilidad para aumentar la velocidad de la fotosensibilidad. Como se muestra en la Figura 5, por ejemplo, el estándar ISO100 es sensible a cada píxel del elemento fotosensible. Para aumentar la sensibilidad de ISO200, solo necesita procesar dos píxeles a 1 y la velocidad de sensibilidad original se puede duplicar. Si desea aumentarlo al nivel de ISO400, procesar cuatro píxeles en 1 puede tardar cuatro veces más. La diferencia con el segundo método es la fusión de píxeles. El segundo método es la superposición de señales fotosensibles, por lo que este método de trabajo tiene ventajas para los modelos con muchos píxeles, pero el ruido es más obvio que los dos primeros métodos.

En tercer lugar, un ISO alto sólo genera ruido.

El impacto de la sensibilidad en la fotografía se refleja en dos aspectos. Uno es la velocidad. Una mayor sensibilidad permite velocidades de obturación más rápidas, que son más fáciles de entender. El segundo es la calidad de la imagen. Cuanto menor sea la sensibilidad, mejor será la calidad de la imagen, cuanto mayor sea la sensibilidad, mayor será el ruido.

Por cierto, aquí se introduce un concepto: ruido, que se refiere principalmente a la parte aproximada de la imagen generada por el CCD durante el proceso de recepción y salida de luz como señal recibida.

Entonces, ¿de dónde viene el ruido? En primer lugar, debemos entender que para las cámaras digitales como productos electrónicos, el sensor de imagen interno inevitablemente estará sujeto a diversos grados de interferencia óptica y electromagnética entre el circuito periférico y sus propios píxeles. En resumen, las fotos tomadas definitivamente tendrán ruido, lo cual es inevitable. Todo lo que vemos es grado.

Para la primera solución que proporciona valores ISO altos, la información de ruido se amplifica mientras se aumenta la amplitud de ganancia, por lo que el ruido se vuelve cada vez más evidente en imágenes ISO altas. La segunda forma, como se mencionó anteriormente, al obtener un ISO alto, se duplicará la cantidad de píxeles relacionados con la imagen. Para garantizar el tamaño de la imagen, la información de la imagen original se ampliará y se generará ruido. Para la tercera solución, debido a la reducción de píxeles fotosensibles, sólo la interpolación de píxeles puede obtener una imagen completa durante el proceso de balance de blancos. Creo que estas tres explicaciones no son difíciles de entender. La popular "función de reducción de ruido" de las cámaras digitales está diseñada para reducir el ruido producido por la tercera solución.

Creo que después de la discusión en este artículo, no es ningún secreto que las cámaras digitales tienen sensibilidad ISO variable. Aunque un ISO alto todavía nos hace preocuparnos por el ruido, para obtener una velocidad de obturación más alta y una imagen más brillante,