Действительно ли аналоговое усиление является степенью двойки?

Question

Контекст

Я использую Nikon D5200, который имеет дополнительные значения ISO между степенями двойки, которые Nikon D60 не предлагал.

• D60 предлагает 100, 200, 400, 800, 1600 (1-ступенчатый интервал).
• D5200 предлагает еще два значения (интервал 1/3 ступени) между каждым из двух степеней, которые предоставил D60: 100/125/160/200/250/320/400/500/640/800/1000 / 1250/1600/2000/2500/3200/4000/5000/6400/12800/25600

(я опытный пользователь StackExchange и достаточно продвинутый фотограф-любитель. Чтобы избежать недоразумений, можно захотеть увидеть мой профиль ).

ISO обычно означает аналоговое усиление

Как уже задокументировано, в большинстве случаев разница между фотографиями, сделанными, например, в. ISO 200 и еще один при ISO 400, при прочих равных условиях, это то, что на этапе аналого-цифрового преобразования применяется аналоговое усиление усиления. Источники: NX101 - Capture NX - Понимание NEF и от Nikon Как ISO применяется в цифровых камерах? - Обмен фотографиями

Являются ли все значения ISO фактическим отличным аналоговым усилением?

Недавно один мой друг сказал мне, что только с двумя степенями ISO фактически реализованы с аналоговым усилением , и что другие значения (например, 250, 320) фактически цифровая постобработка и, следовательно, менее интересная форма с точки зрения шума и динамического диапазона. Например, «стрельба в 640 теряет некоторую информацию». В обучении есть аналогичная претензия: что вы недавно узнали о своей экипировке, которую вы хотели бы открыть раньше? - Обмен фотографиями . Читается:

например. Промежуточные остановки (например, 640 ISO) - это программный толчок выше ISO 400.

Если бы только ISO двух степеней были фактическими аналоговыми усилениями ...

Если бы ISO 640 был программным толчком выше ISO 400, это означало бы, что ISO 640 не дает какого-либо шумового преимущества по сравнению с ISO 400, а только возможно (в зависимости от сцены) теряет при последующей обработке некоторые блики, которые были бы доступны при ISO 400. Или что еще?

Это также может быть снижение программного обеспечения с ISO 800, точно так же, как ISO 50 в Nikon D800 и D800E было программным снижением с ISO100, не так ли? (источник: 24 Что нужно знать о новом Nikon D810 ).

В этом последнем случае шум при ISO 640 будет таким же хорошим, как и в ISO 800 (при прочих равных условиях, лучше, чем ISO 400, как описано в Что такое «ISO» на цифровой камере? - Набор фотографий) Обмен ), но сокращение может просто (в зависимости от сцены) не достигать столько ярких участков, сколько фактический ISO 800 (аналоговое ограничение). Или что еще?

Возможно, фактическая обработка только «намекает» на постобработку (базовая кривая, динамическое освещение и т. П.), Создавая изображение, которое на самом деле имеет запрашиваемую общую экспозицию с гранулярностью 1/3 ступени, без фактической жесткой потери. В этом случае фактическая экспозиция RAW может подскочить только по степени ISO, а не на 1/3 шага. Такие гипотезы можно подтвердить, взяв RAW и JPEG во всех ISO и посмотреть, как они себя ведут.

А может, это все придирки?

Вопрос, резюмированный

• Правда ли, что аналоговые усиления имеют только степень двойки? В камерах Nikon? В других?
• Стоит ли отдавать предпочтение стрельбе только по двум ISO? Или только в определенных случаях (съемка в формате JPEG, сцены с большим динамическим диапазоном, ...)?

Answer 1

Все зависит от конкретной модели камеры, конструкции датчика и установленной прошивки.

Многие камеры Nikon с датчиками производства Sony усиливают базовые сигналы с интервалом 1/3 ступени. Другие камеры Nikon этого не делают. Даже некоторые датчики Sony этого не делают.

Как давний стрелок Canon, я могу более полно объяснить, как он работает практически со всеми их датчиками, выпущенными за последнее десятилетие или около того.

Большинство цифровых зеркальных фотокамер Canon устанавливают аналоговое усиление даже при остановках ISO (например, ISO 100, 400, 800 и т. Д.).

При остановках +1/3 (например, ISO 125, 250, 500 и т. Д.) Используется ближайшая четная остановка ISO и недоэкспонирование на 1/3 остановки (если вы используете режим автоматической экспозиции, такой как приоритет Av или приоритет TV) ), затем нажмите экспозицию на 1/3 ступени при преобразовании в JPEG. Это имеет тенденцию увеличивать шум в тени (потому что, когда вы недоэкспонируете, а затем увеличиваете экспозицию, вы также усиливаете шум), а также уменьшает динамический диапазон на 1/3 ступени, как что-либо в пределах 1/3 ступени насыщенности при съемке снимается, когда увеличивается 1/3 ступени.

Остановки -1/3 (например, ISO 160, 320, 640 и т. Д.) Переэкспонируют на 1/3 ступени (если вы используете режим автоматической экспозиции, такой как приоритет Av или приоритет TV), а затем извлекайте экспозицию, когда преобразование в JPEG. Это в значительной степени эквивалентно экспозиции вправо на 1/3 ступени: вы получаете чуть лучшую производительность в плане шума в тенях за счет немного меньшего динамического диапазона в светлых участках.

Даже если вы снимаете в режиме ручной экспозиции и самостоятельно выбираете Tv и Av, камера будет содержать инструкции в файле RAW для увеличения / уменьшения экспозиции на 1/3 ступени при преобразовании файла RAW. Измеритель экспозиции в видоискателе при съемке также будет отражать разницу в 1/3 ступени. Если измеритель показывает правильную экспозицию, скажем, для ISO 200, f / 5.6 и 1/100 секунды, он покажет -1/3 остановки недоэкспонирования для ISO 160, f / 5.6 и 1/100 секунды при измерении точно такой же сцены .

Для практических последствий использования остановок +1/3 и -1/3 с такой камерой, а также некоторые ссылки на некоторые очень интересные тестовые данные, см. этот ответ до Действительно ли лучше снимать при полной остановке ISO?

Answer 2

"Это все придирки?" Я бы в значительной степени сказал «да», особенно для последних камер Nikon, во всех из которых используются сенсоры Sony, обладающие прекрасным свойством «инвариантности ISO» - не имеет значения, увеличиваете ли вы усиление в камере или делаете это в пост-процессе, поскольку вы получаете по существу тот же результат.

Датчики Canon и датчики, использовавшиеся в старых Nikons, не имеют одинаковой ISO-инвариантности, так что это потенциально более интересно - но все же гораздо менее важно в реальном мире, чем просто правильная съемка. , Фотографии не сделаны в лабораторных условиях.