Frage:
Ist die analoge Verstärkung wirklich nur eine Zweierpotenz?
Stéphane Gourichon
2015-05-28 22:45:10 UTC
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Kontext

Ich verwende eine Nikon D5200 mit zusätzlichen ISO-Werten zwischen Zweierpotenzen, die die Nikon D60 nicht angeboten hat.

  • D60 bietet 100, 200, 400, 800, 1600 (1-Stopp-Intervall).
  • D5200 bietet zwei weitere Werte (1/3-Stopp-Intervall) zwischen den von D60 bereitgestellten Zweierpotenzen: 100/125/160/200/250/320/400/500/640 / 800/1000/1250/1600/2000/2500/3200/4000/5000/6400/12800/25600

(Ich bin ein erfahrener StackExchange-Benutzer und einigermaßen fortgeschrittener Amateurfotograf Vermeiden Sie Missverständnisse, wenn Sie mein Profil) sehen möchten.

ISO bedeutet normalerweise analoge Verstärkung

Wie bereits dokumentiert, ist meistens der Unterschied zwischen a Foto aufgenommen bei z ISO 200 und eine andere bei ISO 400, bei sonst gleichen Bedingungen, ist, dass beim Analog-Digital-Wandlungsschritt eine analoge Verstärkungsverstärkung angewendet wird. Quellen: NX101 - Capture NX - Nikons NEF verstehen und Wie wird ISO in Digitalkameras implementiert? - Photography Stack Exchange

Sind alle ISO-Werte tatsächlich unterschiedliche analoge Verstärkungen?

Kürzlich hat mir ein Freund gesagt, dass nur ISOs mit Zweierpotenz tatsächlich implementiert sind mit der analogen Verstärkung und dass andere Werte (wie 250, 320) tatsächlich digitale Nachbearbeitung sind und daher weniger interessant sind, bilden einen Rausch- und Dynamikbereichspunkt -of-view. Zum Beispiel "Schießen auf 640 verliert einige Informationen". Es gibt eine ähnliche Behauptung beim Lernen - Was haben Sie kürzlich über Ihre Ausrüstung gelernt, das Sie gerne früher entdeckt hätten? - Austausch von Fotostapeln. Es lautet:

z. Zwischenstopps (z. B. 640 ISO) ist ein Software-Push über ISO 400.

Wenn nur Zweierpotenz-ISOs tatsächliche analoge Verstärkungen wären ...

Wenn ISO 640 ein Software-Push über ISO 400 wäre, würde dies bedeuten, dass ISO 640 keinen Rauschvorteil gegenüber ISO 400 erzielt, sondern möglicherweise (je nach Szene) durch Nachbearbeitung einiger Highlights, die bei verfügbar gewesen wären, verloren geht ISO 400. Oder was noch?

Es könnte sich auch um eine Software-Reduzierung von ISO 800 handeln, genau wie ISO 50 in Nikon D800 und D800E eine Software-Reduzierung von ISO100, nicht wahr? (Quelle: 24 Dinge, die Sie über die neue Nikon D810 wissen müssen).

In diesem letzteren Fall wäre das Rauschen bei ISO 640 genauso gut wie bei ISO 800 (alle Dinge sind gleich, besser als bei ISO 400, wie unter Was ist "ISO" bei einer Digitalkamera?) erläutert ? - Photography Stack Exchange), aber die Reduzierung könnte (je nach Szene) nicht so viele Highlights erreichen wie eine tatsächliche ISO 800 (analoges Clipping). Oder was noch?

Vielleicht "deutet" die eigentliche Verarbeitung nur auf die Nachbearbeitung (Basiskurve, dynamische Beleuchtung und dergleichen) hin und erzeugt ein Bild, das tatsächlich die angeforderte Gesamtbelichtung von 1/3 aufweist. Stoppen Sie die Granularität ohne tatsächlichen Verlust. In diesem Fall springt die tatsächliche Belichtung der RAWs möglicherweise nur durch Zweierpotenz-ISOs und nicht um 1/3 Schritte. Solche Hypothesen könnten bestätigt werden, indem RAWs und JPEGs bei allen ISOs genommen werden und gesehen wird, wie sie sich verhalten.

Oder ist das alles Nitpicking?

Frage, zusammengefasst

  • Stimmt es, dass analoge Verstärkungen nur Zweierpotenzen sind? In Nikon-Kameras? In anderen?
  • Sollte man es vorziehen, nur mit Power-of-Two-ISOs zu fotografieren? Oder nur in bestimmten Fällen (JPEG-Aufnahme, Szenen mit hohem Dynamikbereich, ...)?
> Stimmt es, dass analoge Verstärkungen nur Zweierpotenzen sind? In Nikon-Kameras? Bei anderen? Bei Nikon hat die analoge Verstärkung ebenfalls Zwischenwerte. Bei bestimmten Canon beträgt die analoge Verstärkung nur eine Potenz von 2, kombiniert mit digitaler Manipulation. Um zu überprüfen, ob der Gewinn "ehrlich" ist, muss eine Analyse wie diese durchgeführt werden: https://photographylife.com/riddle-intermediate-iso-settings
Der zweite Teil Ihrer zusammengefassten Frage wird in dieser Antwort umfassend behandelt: http://photo.stackexchange.com/a/43758/15871
Zwei antworten:
Michael C
2015-05-29 03:41:15 UTC
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Alles hängt vom jeweiligen Kameramodell und dem Design des Sensors sowie der installierten Firmware ab.

Viele Nikon-Kameras mit Sensoren von Sony verstärken die Basissignale in Intervallen von 1/3 Stopp. Andere Nikon-Kameras tun dies nicht. Sogar einige Sony-Sensoren tun dies nicht.

Als langjähriger Canon-Schütze kann ich genauer erklären, wie es mit praktisch allen Sensoren funktioniert, die in den letzten zehn Jahren hergestellt wurden.

Die meisten Canon DSLRs stellen die analoge Verstärkung auf gleichmäßige ISO-Stopps ein (z. B. ISO 100, 400, 800 usw.).

Die +1 / 3-Stopps (z. B. ISO 125, 250, 500 usw.) Verwenden Sie den nächstgelegenen geraden ISO-Stopp und unterbelichten Sie ihn um 1/3 Stopp (wenn Sie einen automatischen Belichtungsmodus wie Av-Priorität oder TV-Priorität verwenden). Drücken Sie dann bei der Konvertierung in JPEG auf Belichtung 1/3. Dies erhöht tendenziell das Rauschen in den Schatten (denn wenn Sie unterbelichten und dann die Belichtung drücken, verstärken Sie auch das Rauschen) und verringert den Dynamikbereich um 1/3 Blende, da alles, was innerhalb von 1/3 der gesättigten Blende liegt, wenn das Foto aufgenommen wird, ausgeblasen wird 1/3 Blende erhöht.

Die -1 / 3-Blenden (z. B. ISO 160, 320, 640 usw.) überbelichten um 1/3 Blende (wenn Sie einen automatischen Belichtungsmodus wie Av-Priorität verwenden oder TV-Priorität) und ziehen Sie dann die Belichtung bei der Konvertierung in JPEG. Dies entspricht so ziemlich der Belichtung nach rechts um 1/3 Blende: Sie erzielen eine etwas bessere Leistung in Bezug auf das Rauschen in den Schatten auf Kosten eines etwas geringeren Dynamikbereichs in den Lichtern.

Auch wenn Wenn Sie im manuellen Belichtungsmodus aufnehmen und sowohl den Fernseher als auch den Av selbst auswählen, enthält die Kamera Anweisungen in der RAW-Datei, um die Belichtung beim Konvertieren der RAW-Datei um 1/3 zu erhöhen / zu verringern. Das Belichtungsmessgerät im Sucher beim Aufnehmen des Fotos zeigt auch die Differenz von 1/3 Blende an. Wenn das Messgerät beispielsweise für ISO 200, 1: 5,6 und 1/100 Sekunden die richtige Belichtung anzeigt, werden bei ISO 160, 1: 5,6 und 1/100 Sekunden -1/3 Unterbelichtungsstopps angezeigt, wenn genau dieselbe Szene gemessen wird .

Die praktischen Auswirkungen der Verwendung der Stopps +1/3 und -1/3 mit einer solchen Kamera sowie einige Links zu einigen sehr interessanten Testdaten finden Sie unter dieser Antwort bis Ist es wirklich besser, auf Punkt-ISOs zu schießen?

Vielen Dank. Der von Ihnen erwähnte Link enthält interessante Informationen, scheint jedoch nicht ausreichend zwischen Rauschpegel und Signal-Rausch-Verhältnis zu unterscheiden. Der Link von Iliah Borg scheint besser geführt zu sein (Experimente mit einer Canon 5D Mark II).
Lesen Sie Ihre Frage einfach noch einmal sorgfältig durch. Wo wird das SNR überhaupt als spezifischer Teil Ihrer Frage erwähnt? Ganz zu schweigen davon, dass es bei * wahrgenommenem * Rauschen immer mehr um das SNR als um den absoluten Rauschpegel geht.
Iliah scheint den Zug zu verpassen, wenn er nicht sieht, wie eine Erhöhung des tatsächlichen Belichtungswerts um 1/3 Stopp, während das Rauschen durch Schießen auf -1/3 Stopps (160, 320, 640 usw.) konstant bleibt, dazu beiträgt, das Rauschen im Schatten zu verringern . Wenn Sie manuell aufnehmen und für eine Aufnahme mit ISO 160 und ISO 200 genau denselben Fernseher und dieselbe Av verwenden, ist er korrekt - es gibt keinen Unterschied im SNR. Wenn Sie jedoch die Lichtmenge erhöhen, die durch Verwendung eines langsameren Fernsehgeräts oder eines breiteren Av in die Kamera eintritt, wird das SNR erhöht und gleichzeitig die Kopffreiheit verringert.
Das heißt, es sei denn, Sie haben einen Objektivdeckel an der Kamera, so dass die Av völlig bedeutungslos ist, da sich die wahre Av in diesem Fall f / ∞ nähert!
Vielen Dank für Ihre aufschlussreichen Kommentare @MichaelClark. Ich hätte wahrscheinlich nicht zwei Fragen stellen sollen. :-) Der erste in meiner Zusammenfassung ist sachlich und daher relativ einfach, während der zweite aufgrund so vieler verwickelter Parameter in einen sehr komplizierten Bereich gerät (welche Basishypothesen, was ändern, welche konstant halten, viele Kombinationen mit unterschiedlichen Schlussfolgerungen).
Um es noch deutlicher zu machen: Was Iliah misst, ist kein SNR, da * bei aufgesetztem Objektivdeckel kein zu messendes Signal vorhanden ist *
Philip Kendall
2015-05-29 00:11:50 UTC
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"Das ist alles Nitpicking?" Ich würde so ziemlich "Ja" sagen, insbesondere für neuere Nikon-Kameras, die alle Sony-Sensoren verwenden, die die nette Eigenschaft haben, "ISO-invariant" zu sein - es spielt keine Rolle, ob Sie die Verstärkung der Kamera erhöhen oder dies tun Nach dem Prozess erhalten Sie im Wesentlichen das gleiche Ergebnis.

Canon-Sensoren und die in älteren Nikons verwendeten Sensoren weisen nicht die gleiche ISO-Invarianz auf, sodass dies dort möglicherweise interessanter ist - aber immer noch weit entfernt In der realen Welt ist es weniger wichtig, als nur den richtigen Schuss zu machen. In Labortests werden keine Fotos gemacht.

Die Nikon D5200 basiert nicht auf Sony, sondern auf dem Toshiba 5105-Sensor, ebenso wie einige andere Nikon-Kameras. D4 (s) sowie Df sind Nikon-Sensordesigns, diese sind nicht ISO-invariant. Einige Sensoren, die Sony selbst verwendet, sind nicht ISO-invariant, wie der Sensor in Sony A7S. und Nikon D810 ist auch nicht so einfach.
Ich bezweifle, dass es beim Aufnehmen von JPEGs nicht einfach ist, die Nachbearbeitung so weit wie möglich zu vermeiden, und dass der Dynamikbereich viel weniger Spielraum bietet.
Ein Beispiel für eine ISO-Invarianz finden Sie unter http://www.dpreview.com/reviews/nikon-d750/14
Danke - zögern Sie nicht, das zu bearbeiten, oder ich mache es, wenn ich aus den Ferien zurück bin und auf einem richtigen Computer.


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