대부분의 디지털 카메라에서 ISO 레벨을 80 미만으로 설정할 수없는 이유는 무엇입니까?


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대부분의 디지털 카메라에서 ISO 레벨이 ISO 80보다 낮아지지 않는 이유는 무엇입니까?

나는 센서가 높은 ISO 필름과 동등한 것을 달성하기 위해 이득을 조정한다는 것을 이해하고 (이것은 왜 이것에 제한이 있는지 알 수 있지만, 센서를 만드는 것이 왜 그렇게 어려운지 이해하지 못합니다) 빛에 덜 민감합니까?


답변:


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네이티브 ISO의 기초를 줄이는 두 가지 방법이 있습니다 (카메라에서 가능한 가장 낮은 설정). 하나는 센서의 효율을 떨어 뜨려 들어오는 빛이 덜 포획되도록하는 것입니다. 이것이 감도를 줄이는 방법을 쉽게 알 수 있습니다. 그러나 다른 답변에서 이미 언급했듯이 이것은 정기적으로 빛이 너무 많다는 것을 발견 한 소수의 사람들에게만 사용되며 대부분의 사진 작가는 대부분 빛이 부족하여 어려움을 겪습니다!

그러나 기본 ISO를 줄이는 또 다른 방법이 있습니다. 즉, 각 픽셀의 용량 (웰 깊이라고도 함)을 증가시켜 포화되기 전에 더 많은 전하 (및 더 많은 빛)를 저장할 수 있습니다. 이 방법은 모든 감도에서 진정한 이점을 제공합니다.

이것이 이것이 기본 ISO에 어떤 영향을 미치는지 보는 것은 조금 까다 롭지 만, 센서가 취하는 모든 측정 값은 결국 카메라 나 원시 변환 중에 사람이 0-255 범위에 매핑된다는 것을 기억해야합니다. 16 비트 이미지). 두 개의 센서 A와 B를 상상해보십시오. A는 픽셀 당 두 배의 용량을 가지고 있습니다. 1/30 초의 셔터 속도로 A를 사용하여 이미지를 촬영하면 하이라이트가 바로 클리핑됩니다. 이제 B를 사용할 때는 용량이 줄어들 기 때문에 1/60을 사용해야합니다. 1/30을 사용하면 이미지가 과다 노출됩니다.

포화 점에서 센서가 기록하는 값이 무엇이든 255에 매핑되어 있으므로 동일하게 보입니다. B를 사용하면 동일한 이미지를 얻을 수 있지만 노출 시간의 절반 (모두 동일)은 B의 감도가 더 높다는 것을 의미합니다. 카메라 B의 기본 감도가 ISO100 인 경우 A의 기본 감도는 ISO50입니다.

이 점의 핵심은 픽셀 용량을 늘려서 기본 ISO를 줄일 수 있다면 노이즈가 적고 다이내믹 레인지가 넓기 때문에 좋은 것 입니다. 이것이 왜 그런지 이해하려면 먼저 ISO 설정을 높이면 노이즈가 증가한다는 생각을 버려야합니다. 사실은 아닙니다. 여기에 주제에 대한 답 이 있습니다. 디지털 카메라의 "ISO"는 무엇입니까?

짧은 버전은 노이즈가 주로 빛의 부족으로 인해 발생한다는 것입니다 (이미지에 광자 방출의 무작위 변화가 많을수록 http://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise 참조 ). 카메라의 ISO 설정을 높이면 다른 설정이 변경되어 빛이 적고 샷 노이즈가 커집니다. 신호를 증폭시키는 행위가 아니라 잡음을 일으키는 것은 빛의 부족입니다.

따라서 카메라 A에서 ISO100을 가져 오기 위해 증폭을 사용해야하더라도 ISO 100에서 촬영하는 카메라 B 와 동일한 양의 빛을 비추 므로 동일한 수준의 노이즈를 기대할 수 있습니다! 따라서 카메라 A는 나쁘지 않지만 ISO50으로 전환하여 더 많은 빛을 비추어 샷 노이즈를 줄일 수 있습니다.

ISO50을 사용하는 옵션도 있지만 B가 ISO100에서 촬영하는 데 사용하는 카메라 설정과 동일한 카메라 설정을 사용하면 같은 양의 빛을 비추어 같은 수준의 노이즈를 기대할 수 있지만 장면이 갑자기 클립으로 B가 더 밝아지면 A는 신호의 깊이가 매우 높으므로 다이내믹 레인지가 더 높습니다.

이러한 예는 단순화 된 것이며, 다른 소음원이 있지만 일반적으로 "민감도가 낮은"센서를 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 더 깊은 전자 우물을 설계하는 것은 어렵 기 때문에 카메라가 ISO50 이하로 떨어지는 것을 보지 못합니다. 예를 들어 35mm 센서 Canon 5D에 사용 가능한 최저 ISO는 ISO50이지만 Canon 30D의 동일한 세대 APS-C 센서는 최저 ISO 100입니다. 5D의 픽셀.


+1 정답 (항상 그러함). 그러나 향후 독자의 오해를 막기 위해 ISO 50에서 더 많은 빛을 비출 때 실제로 ISO 100 센서에 비해 더 많은 샷 노이즈를 얻 습니다. 요점은 (루트 평균 광장) 소음의 전형적인 양이다 상대적으로 입사광의 양이 내려갑니다. (정량적으로, 네이티브 ISO를 4로 나누면 신호에 비해 샷 노이즈를 한 번의 전체 정지로 줄입니다.)
whuber

감사! 잡음적을 때는 거의 항상 신호대 잡음비에 대해 이야기하고 있습니다. 절대 소음 수준에 대해 이야기하는 것은 거의 이치에 맞지 않으며, 더 많은 빛이있을 때 신호 대 잡음 비가 항상 향상됩니다 (다른 모든 것이 동일 함)
Matt Grum

나는이 정확한 질문에 대해 너무 오랫동안 궁금했습니다. 친구가이 답을 알려주었습니다. 간단한 예제가 잘 설명되어 있습니다. 내가 할 수 있다면 두 번 투표했다 :-).
Nikos Alexandris

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제조업체가 원한다면 그렇게 할 수 있습니다.

즉, 모든 센서는 기본 감도, 일반적으로 ISO 100, 160 또는 200을 갖습니다. 게인은 기본 신호를 곱하여 더 높은 감도를 달성하는 데 사용됩니다. 이로 인해 더 많은 노이즈가 발생하므로 기본 ISO가 더 낮 으면 더 높은 감도를 얻기 위해 더 많은 게인을 사용해야하고 더 많은 노이즈가 발생합니다.

기본 설정을 변경하지 않고 ISO를 낮추려면 기본적으로 기본 신호를 나눕니다. 이로 인해 다이나믹 레인지가 감소하기 때문에 ISO가 50 미만인 경우는 거의 없습니다. 기본 ISO를 더 큰 요소로 나눌 경우 너무 많은 다이나믹 레인지가 손실됩니다.

마지막으로, 동적 범위에 영향을 미치지 않으면 서 들어오는 빛을 줄이기 위해 ND 필터를 사용하기 쉽기 때문에 감도가 낮은 센서를 개발할 이유가 없습니다. Canon, Nikon 및 Fuji의 일부 카메라에는 해당 효과를 위해 2 또는 3 스탑 ND 필터가 내장되어 있습니다. DSLR에서는 가변 강도의 ND 필터를 구매하여 매우 유연하게 만들 수 있습니다.


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"기본 ISO가 낮 으면 높은 감도를 얻기 위해 더 많은 게인을 사용해야하고 더 많은 노이즈를 얻게됩니다." 반드시 그런 것은 아닙니다. 센서의 기본 감도를 낮추는 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 줄이는 것입니다. 다른 하나는 각 픽셀의 용량을 증가시켜 신호 클립과 노출 과다가 발생하기 전에 더 많은 빛이 들어 오도록하는 것입니다. 아래에 댓글 계속 ...
매트

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...는 기본 ISO는 ISO100, 네 말을 얻을 증폭을 필요로 감소하지만, ISO는하지 않습니다 증가의 두 가지 방법으로 계속 소개 (증폭 과정에서 작은 금액 제외) 소음. 노이즈는 대부분 빛이 부족하여 들어오는 광자의 불균일성을 초래합니다. ISO를 높이면 이미 존재하는 노이즈 만 표시 할 수 있습니다. 따라서 픽셀 당 초 고용량의 ISO25 센서를 사용하는 경우 ISO100 센서와 동일한 수의 픽셀 당 입사 광자를 기록하는 경우 동일한 이미지를 얻기 위해 증폭해야하지만 ISO25 센서를 밀 때 추가 노이즈가 발생하지 않습니다 ISO100에!
매트 그럼

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그러나 센서를 빛에 ​​덜 민감하게 만드는 것이 왜 그렇게 어려운지 이해하지 못합니까?

그것은 결국 빛의 포착에 관한 사진 개념과 거의 직관이 아닙니다. CCD / CMOS는 광 캡처를위한 자연스러운 바닥을 가질 것이므로 그보다 적은 양은 일반적으로 사진 작가의 만족을 위해 의도적으로 수행되지 않는 정보의 고의적 인 폐기를 요구할 것입니다 . 이를 수행하는 소프트웨어는 항상 다양한 요인에 대한 타협이 될 것입니다.

어쨌든 Itai가 지적했듯이 빛을 줄이는 다른 방법이 있습니다. ND 필터, 더 작은 조리개, 더 빠른 셔터 속도 등을 사용할 수 있습니다. 생식을 촬영하면 노출을 훨씬 더 많이 조작 할 수 있습니다. 순 효과는 ISO 80 이하로 떨어지면 제조업체에게는 그다지 가치가 없을 것입니다. 범위의 다른 쪽 끝에 훨씬 더 관심이 있습니다.


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여러 프레임을 평균하여 펌웨어 프로그래머가 더 낮은 "ISO"값을 구현하는 것을 막을 수있는 것은 없습니다. 예를 들어 기본 감도가 "80 ISO"인 것으로 결정되었습니다. "40 ISO"는 두 개의 프레임을 평균하여 구현할 수 있습니다.

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