說說控制曝光三要素之——感光度

2022年04月20日09:28

感光度

感光度就是感光器對光線的敏感程度。感光度高的時候可能很弱的光也能在照片上得到較亮的效果。

感光度在相機中對應的是ISO值。一般常見的ISO值有50、100、200、400、800、1600、3200、6400、12800、25600、51200、102400……每一檔ISO值基本都是2倍關係,也就是說ISO值每提升一檔,感光器對光線的敏感程度就變為上一檔的2倍,每提升一檔感光度,達到同樣照片影調的曝光量只需要之前的一半即可。

當然感光度也可以1/3檔調節。

一般來說,ISO的標準值是ISO 100。部分廠商的ISO標準值是ISO 200。在膠片時代,膠片的感光度越高銀鹽顆粒越大,照片的膠料感越強,所以看起來粗糙。在數碼時代CCD和CMOS的感光度越高,CCD和CMOS越容易被電信號干擾,照片的噪點越多,所以看起來也越粗糙。細膩照片看起來更好,所以在拍照時能選擇較低的感光度(標準值)的時候,都選擇低感光度。

感光度提升,造成的畫質下降主要表現在4個現象。最先出現的是“銳度下降”和“細節損失”。這時的畫質還不算是糟糕。隨後出現的就是“噪點增加”。大家對於高感畫質差主要印象就是噪點的大量增加。其實到這個時候,畫質依然是在可接受的範圍。最後出現的就是“色彩偏移”。我們會發現,在畫面暗部的區域有大量不明色塊。這時候畫面的銳度已經非常嚴重下降,同時噪點也到了難以接受的程度。這時可以說非應急情況,我們最好不要使用這麼高的感光度。

詳細說說這四個方面:細節損失、銳度下降、噪點增加、色彩偏移。

咱們一個一個說。我將兩台相機固定在三腳架上,拍攝同樣一個場景,然後截取畫面中較暗的部分作為測試的樣本。

這樣的測試環境你可以像寧老師一樣搭建一個下圖樣子的測試平台,也可以在你的身邊找一個固定的取景範圍,就近取材。

不管怎麼樣,記住,你找的這個區域還要有一些顯著特徵。

1、要有純色區域。

2、要有能看到邊緣的區域。

3、要有有細節的區域。

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1、細節損失

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2、銳度下降

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3、噪點增加

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4、色彩偏移

這4種不好的表現並非同時擁有才能說畫質差,而是只要其中之一明顯到不能接受就算是高感表現不好的檔位了。

所以回顧上面4張圖,D600在ISO 3200的時候,D7100在ISO 1600的時候都出現了明顯的細節損失,雖然在這個檔位下沒出現其它高感畫質不好的表現,我們也認為這個檔位沒有優秀畫質了。

於是我們可以得到如下結論:

D600最高可用感光度在ISO 1600,D7100的最高可用感光度在ISO 800。當然這是比較嚴苛的畫質要求。

如果您僅僅是用於網絡分享,那麼圖片在縮小尺寸之後高感看起來也會更好一些,可以再提高一檔ISO。

接下來咱們說說關於控制高感光度噪點的一點技巧。

這一點我主要針對Sony、Nikon、Panasonic等用戶……

去年在日本自駕拍攝,多虧好友的幫助。我這個好友還有一個特殊的身份,前Sony傳感器部門的研發人員。在拍攝星空的時候我使用ISO 400拍攝,他和我說可以使用更高的感光度。這樣畫質會更好。

這句話讓我非常驚訝。

後來他給我解釋了一番傳感器的高感光度工作原理。我才恍然大悟。

以下這番話是我用簡單語言複述的,所以不嚴謹,但求大家能懂。

1、只要你用到了高感那麼就是進光量不足,需要你的傳感器來“增補”亮度。

2、絕大多數相機以ISO 100作為基準調教,所以往往ISO 100是畫質最好的時候。

3、在一個調教基準上——ISO 100,增加感光度其實就是算法的增益。簡單說就是相機里給你後期增加亮度。原則上和你後期提亮沒有本質的區別,不過人家可能算法好一點,所以比你單純提亮要好。

這一條應該能回答很多人的疑問吧。

舉個例子,假設你有1000萬像素,ISO 100的時候也有噪點,假設有10萬個。但是因為調教過,所以這10萬噪點很不明顯。肉眼看不太出來。ISO 200的時候,噪點並不增加,但是因為“增益”,所以明顯了。你就能看到一些。到了ISO 400的時候,“增益”更強,所以噪點更加明顯了。這時候還是10萬噪點,但是ISO100的時候可能你肉眼能看到幾十個,忽略不計了。但是ISO 400的時候,就都顯現出來了。10萬個都明顯,你就覺得噪點多了。其實噪點不增加,只是明顯而已。

4、有的相機會有兩級甚至多級調教,那麼與其使用下一級“增益”強的。不如使用高一級無增益的。

舉個例子。你有1000萬像素,ISO 100的時候有10萬個。隨著感光度的提高,10萬個噪點越來越明顯。但是比如你的相機在ISO 640的時候,進行了第二級信號放大。那麼ISO 640的時候就不再是10萬個噪點了。也許有50萬個噪點。

每一級信號放大,信噪比都會改變,簡單說就是噪點變多。

但是,這一級會重新調校,這50萬噪點雖然不像ISO 100時那麼不明顯,卻可以比ISO 400是被“增益”得很明顯的噪點要“暗淡”很多。所以也許ISO 640的高感畫質會看起來比ISO 400更好。

這就像ISO 100時,1000個白袍子裡面有10個人穿灰袍子,但是灰色很淡,你看過去一片白。ISO 400時,這10個人的會袍子就變成黑袍子,你看過去10個人很明顯。如果ISO 640的時候,會有50個人穿灰袍子,但是灰色還是很淡,你看過去,還會有一片白的感覺。

噪點增加了,但是不明顯,所以……看起來幹淨了。

具體的可以看看ET老師的這一篇"雙原生ISO"和雙增益有何不同?

說到了噪點,我再提一下熱噪。熱噪就是長時間曝光產生的噪點。說白了你可以理解為傳感器一直通電拍攝,產生了熱量。這個可能會被傳感器誤當成信號記錄下來。

如果我們打開長時間曝光降噪你會發現,你曝光30秒拍攝,降噪就也需要30秒。原理就是很接近的時間內曝光,發熱的地方大抵相同。所以熱噪大抵在同樣的位置。第一張你拍攝,降噪時相機其實拍攝了同樣時間的第二張照片。照片是黑色的,不過熱噪會表現出來。用第二張黑圖找熱噪就很容易了。相機知道熱噪的位置後,再用標註出來的位置去弱化第一張照片的熱噪。

但是當你要一張一張拍攝時,你會發現,降噪等待很耽誤事兒。所以我才一直建議關閉長時間曝光降噪功能。

待到你這組照片拍攝完成。蓋上鏡頭蓋,拍攝一張同樣長時間的曝光。你也可以得到一張純黑但是帶有熱噪的照片。自己後期用這張去降噪,原理是一樣的。

最後強調一句:大膽使用高感,總比手抖強!

大家有沒有發現什麼?講曝光補償的時候說到,1檔曝光補償之間亮度差異是2倍關係。講光圈時,1檔光圈之間亮度差異是2倍關係。講快門時,1檔快門之間亮度差異是2倍關係。講感光度時,1檔感光度之間亮度差異是2倍關係。

這難道僅僅是巧合嗎?既然光圈、快門、感光度是我們用相機來控制曝光補償的三個要素,那麼它們是否可以在某些時候可以互相轉化呢?如果可以,又是如何轉化的呢?

這就要講一個曝光控制中最為重要的規則——互易律。

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