Over het algemeen zou ik dit artikel "Software of hardware ISO cheat?"
We nemen en tekenen iso programmatisch. De speciale magie van de ADC
De cameramatrix is een complex apparaat. De matrix leest het licht (straling van het zichtbare spectrum), dat door de lens erop wordt geprojecteerd. Het diafragma dient als lichtdoseerder en uittreksel. Maar de algehele belichting van het frame wordt ook beïnvloed door de ISO-waarde, die vaak wordt gemist in het "sluiter-diafragma"-paar.
Hoe de tijd toe- of afneemt uittreksels – kan worden uitgedrukt in seconden en hun breuken. Het open of gesloten diafragma kan worden uitgedrukt als een verhouding van diameter tot brandpuntsafstand. Verander in ieder geval uittreksels en diafragma's kunnen worden gezien, gehoord - met andere woorden, ze zijn zichtbaar voor het blote oog. En hier is de verandering ISO is magie in de camera. Hoe fotonen veranderen in elektrische signalen, hoe signalen worden gedigitaliseerd en omgezet in bits, Jpeg en Raw bytes, hebben gewone stervelingen nog nooit gezien.
Over het algemeen is er een mening dat de cameramatrix werkt als volgt:: fotonen (licht dat door de lens is gegaan) vallen op de sensor. Fotonen schakelen elektronen uit in elk van de subpixels van de matrix, de spanning in de cellen neemt toe met het aantal elektronen. Spanning wordt gemeten met behulp van een analoog-naar-digitaalomzetter (ADC), die een analoog spanningssignaal omzet in een digitale reeks van enen en nullen. Verder neemt de centrale processor de digitale reeks en codeert het voltooide beeld uit de gegevens. Encoding verwijst naar de enorme hoeveelheid rekenwerk die uiteindelijk een JPEG- en/of RAW-beeldbestand oplevert. Daarna wordt het bestand naar de geheugenkaart geschreven. De CPU verwerkt de gegevens mogelijk niet veel, maar schrijft deze eenvoudigweg naar de onbewerkte (niet-verwerkte) RAW-vorm. In feite is RAW de data na het werk van de ADC.
De vraag is, waar in deze hele reeks verandert de ISO, en inderdaad, waar moet deze aan worden gekoppeld? Over het algemeen zeggen ze dat ISO verantwoordelijk is voor het versterken van het niveau van het leessignaal om informatie uit de matrix te lezen. Hoe sterker de spanning, hoe groter de kans op onnauwkeurige gegevens, en in de afbeelding zal dit worden uitgedrukt als ruis - maar dit is mogelijk niet het geval. De tweede versie is dat er geen spanningsversterking is en dat de ADC het leessignaal eenvoudigweg vermenigvuldigt met een coëfficiënt, die als ISO wordt beschouwd.
Ik neig meer naar de tweede optie, althans voor matrices van het CCD-type op basis van het onderstaande experiment.
De eerste foto is gemaakt met normale belichting bij ISO 100, 1/10s. Om dezelfde belichting te krijgen bij ISO 1600 met hetzelfde diafragma, moet je de sluitertijd 16 keer verminderen, dat wil zeggen dan uittreksel op ISO 1600 zal 1/160 zijn. blootstelling voor ISO 100, F2.0, 1/10s en ISO 1600, F2.0, 1/160 zullen hetzelfde zijn.
Normale foto, ISO 100, geen belichtingscompensatie
De tweede foto is ook gemaakt met ISO 100, maar met uithoudingsvermogen 16 keer korter dan normaal - 1/160 en vergroting expositie 4 stappen (andere instellingen zijn automatisch). De derde foto is gemaakt bij ISO 1600 en ook met uithoudingsvermogen 1/160.
hetzelfde expositie en bijna dezelfde fotokwaliteit bij verschillende ISO-waarden en hetzelfde diafragma en dezelfde sluitertijd
Het idee is dit: de ADC verandert de spanning niet om het signaal van de matrix te lezen, maar vermenigvuldigt het signaalniveau eenvoudig met een factor die afhangt van ISO. Als we in RAW fotograferen, kunnen we in theorie dezelfde signaalvermenigvuldiging doen als we in RAW-formaat fotograferen, alleen "vermenigvuldigen" kan op een computer worden uitgevoerd met behulp van de correctie expositie. Als u voor ISO 100 corrigeert met 4 stops (het equivalent van uittreksels of ISO 16 keer), dan zouden we hetzelfde beeld moeten krijgen dat de camera maakt bij ISO 1600 met dezelfde sluitertijd, wat in feite werd bevestigd.
Knipsels van de vorige twee foto's. Gewas 1 op 1. Kwaliteit 100%
Nadat het experiment is uitgevoerd, blijkt uit de uitvoer dat de hypothese bijna waar is, aangezien beide afbeeldingen (verbeterd onderbelicht bij ISO 100 en normaal bij ISO 1600) bijna identiek zijn (zie 1:1 afmetingen hierboven).
De conclusie suggereert zichzelf - hoe lager de ISO, hoe beter, aangezien de camera de ISO niet in hardware verhoogt, maar alleen vals speelt bij het converteren naar ADC. Precies op dezelfde manier wordt software cheat ISO in de richting van lagere waarden gedaan op sommige camera's - je kunt mijn artikel over ISO bekijken lo1.
Houd er rekening mee dat ik alleen een conclusie heb getrokken op basis van de CCD-matrix van mijn Nikon D200. Maar hetzelfde kan eenvoudig worden herhaald met CMOS-matrices, bijvoorbeeld voor: Nikon D90. En in ieder geval zal de camera alles nauwkeuriger doen bij het coderen van een afbeelding bij hoge ISO's dan "trekken" uit RAW. U kunt een ander interessant artikel bekijken - foto's trekken - RAW VS JPEG.
Conclusie:
Veel camera's hebben geen hardware-implementatie voor het wijzigen van de ISO-waarde, en de matrix geeft alleen het beste resultaat bij de minimale "native" ISO-waarde. Daarom blijft fotograferen met lage ISO tot op de dag van vandaag de gouden regel.
Bedankt voor de aandacht. Arkadi Shapoval.
Ik heb een opmerking over dit onderwerp.
als de matrix lange tijd bij maximale ISO werkt, stijgt de temperatuur aanzienlijk (een paar belichtingen van 30 seconden bij maximale ISO zijn voldoende voor merkbare verwarming), en bij minimale ISO is er bijna geen verwarming
De output voor de ISO is verantwoordelijk voor de Matrix en niet de processor
(tenminste in de nikon d5200)
Ik heb altijd respect voor je gehad. Maar in dit geval ben je gewoon een amateur. Je begrijpt niet goed hoe het signaal op de fotomatrix wordt gevormd en, belangrijker nog, hoe het signaal wordt opgevangen. Wees niet beledigd - uw kennis is amateuristisch, op het niveau van een populair-wetenschappelijk tijdschrift over jonge technologie. Je bent een goede fotograaf, maar geen ingenieur. Mijn basis is het Moscow Institute of Radio Engineering, Electronics and Automation, faculteit RTS. Ik ben een elektronica-ingenieur. In een artikel op één blad is het onrealistisch om de werkingsprincipes en signaalopname te beschrijven. Te veel nodig op zijn minst basiskennis. Nu gebruiken camera's massaal CMOS-matrices. Ze zijn fundamenteel verschillend in de vorming en verwijdering van het signaal van de oude CCD-matrices (ladingsgekoppelde apparaten). En je hebt geprobeerd de CCD precies te beschrijven. Ja, en zelfs dat is erg mislukt. In de D200 leek er nog steeds een CCD te zijn. Er wordt niets gezegd over wat de werkfunctie is en hoe deze zich verhoudt tot de hoofdgevoeligheid van de CCD-matrix. Het zou niet slecht zijn om uit te leggen wat de intrinsieke thermische ruis van de matrix is en het effect ervan op DD. Eigenlijk, van het genormaliseerde niveau van een willekeurige elektronenoutput (dit is de ruis van de matrix) en het meest energetische elektron, waarna er al informatieverlies is in wit, is dit DD. Daarom kun je de matrix niet opwarmen in LV, soms is het zelfs handig om de camera in de koelkast in een luchtdichte verpakking te koelen voordat je 's nachts gaat fotograferen. En hoe ISO wordt gevormd, JIJ zegt het zacht ... ik weet niet hoe eenvoudiger het is.. In de matrix zelf van dezelfde CCD bevindt zich in het algemeen een massa dienstelektroden voor elke cel. Ik zal dit op een eenvoudigere manier zeggen, het is in de CCD dat ISO het PROGRAMMA niet verandert, maar HARDWARE! Door het niveau van verwijdering van nuttige informatie te veranderen in relatie tot het ruisniveau voor een bepaald type matrix, door een controle (niet versterkende !!) spanning toe te passen op elke elementaire cel. Dit is sterk vereenvoudigd. En in CMOS is in het algemeen alles met het verwijderen van informatie anders. Dit is een apart groot onderwerp. Toch zijn uw hierboven beschreven experimenten niet helemaal correct. Vooral het derde frame - waar je +4EV toepast, experimenteerde hij herhaaldelijk. Ja, bij +4EV krijg je dezelfde belichting. Maar ze gingen niet tot het einde, wat ik lang geleden deed. Gooi de laatste twee frames in de editor en zoom veel in op de donkerste plekken en kijk hoe verschillend de ruisstructuur is. Alles wordt je meteen duidelijk. Op de D700 heb ik lang geëxperimenteerd met L1 (100). Hier heb je gelijk - het is allemaal programmatisch. Maar welk algoritme de technici van Nikon gebruiken, is onduidelijk. Dit is allemaal speculatie, vooral als er geen onderwijs is. Ik heb geen informatie gevonden in het publieke domein en kan alleen maar gissen. Nogmaals over de D700. Het frustreert me echt dat deze camera erg slecht is in het weergeven van het kleurbereik bij weinig licht, zelfs bij ISO200 in de donkerste middentonen. Zelfs de goedkope D3100 geeft kleur beter weer (tientallen trieste experimenten), hoewel de D3100 een zeer sterke chromatische ruis heeft, terwijl de D700 ze helemaal niet heeft! En bij hoge ISO 800-1600 verandert de D700 's nachts in een zwart-witcamera, helaas ... Maar hier is een opmerking - met programma ISO L1 (100) verbetert de D700 de kleuruitwerking scherp in donkere en zelfs middelgrote halftonen bij nachtopnamen. En waar de D3100 de kleurcomponent al verliest, blijft alleen zwart-wit over, de D700 blijft kleurovergangen doorgeven. Zonder de algoritmen van Nikon te kennen, is het moeilijk uit te leggen.
Bedankt voor de informatie. In het artikel heb ik een idee, een experiment en conclusies. Dit is niet het ultieme dogma, behandel het zo :)
Arkady, ik lees je deskundige meningen over cellen altijd met aandacht en respect. Ik heb als student geleerd - Elke conclusie over de werking van het systeem kan alleen worden gemaakt op basis van een experiment en, belangrijker nog, over de herhaalbaarheid van het resultaat. Ik wil u enkele wensen doen - u voert testtests uit onder standaardomstandigheden en onderworpen aan enige voorwaardelijke standaardverlichting. Maar onder dergelijke omstandigheden zal zelfs 3100 in aanwezigheid van Nikkor 50 mm 1.4 zeer goede resultaten opleveren. In de aanwezigheid van dergelijk glas kun je met zelfs 3xxx in de schemering zonder geluid schieten op weven. Ik zou graag willen dat je cameratests laat zien in de randvoorwaarden van gebruik - met tegenlicht (dynamisch bereik) en 's nachts fotograferen (en er is ook DD! ruis !! en hun structuur) systemen. En met een glaasje van 50-1.4 is het voor velen op jullie forum erg moeilijk om iets uit te proberen. Ik gebruik D700 D3 D3100. Veel geluk!
Dus, boyar, schrijf je, gebruik het voorbeeld van canon, hoe werkt het veranderen van ISO? Niet in alle details, omdat ik dat om juridische redenen niet kan, maar iets meer dan de waarheid? :)
Schrijf op wie je verbiedt. En niet alleen voor mij, maar voor iedereen die geïnteresseerd is in dit onderwerp. Kennis is licht, breng het snel!
Een beetje over hoe de camera de ISO-waarde verandert.
Ik denk dat veel mensen weten dat om de ISO-waarde te wijzigen, de cameraprocessor de versterking verandert van de versterkers die zich tussen de matrix en de ADC bevinden. Dit is de zogenaamde analoge ISO-verandering.
Bovendien verandert de processor in sommige gevallen de ISO-waarde door de van de ADC ontvangen gegevens te vermenigvuldigen of te delen met bepaalde coëfficiënten. Dit is de zogenaamde digitale ISO-verandering.
In de algemene pers zijn er echter zeer weinig nauwkeurige gegevens bij welke ISO-waarden deze of gene methode om deze te wijzigen wordt gebruikt. Dit alles staat in tal van patenten, maar hun geringe beschikbaarheid voor een brede kring van het fotografische publiek laat niet toe om licht op deze informatie te werpen.
Het belang ervan kan echter niet worden onderschat. Omdat bij het analoog verhogen van de ISO de ruis in het signaal van de matrix in mindere mate wordt versterkt (verhoogd) dan bij het direct vermenigvuldigen van de gegevens van de ADC, en daarom is het beter om ISO-waarden te vermijden Op deze manier verkregen, terwijl ISO-waarden verkregen door gegevens van de ADC te delen, een lager geluidsniveau hebben.
Hieronder vindt u een tabel die is verkregen met behulp van de ML-firmware voor de Canon 60D-camera, voor andere camera's zal deze informatie vergelijkbaar of zeer vergelijkbaar zijn en iedereen kan dit onderzoek alleen uitvoeren.
De eerste kolom is de ISO-waarde die door de gebruiker in de camera is ingesteld.
De tweede kolom is de "eerlijke" ISO-waarde die wordt verkregen door analoge versterking.
De derde kolom is de vermenigvuldigingsfactor, als deze "+" is, of de delingsfactor, als deze "-" is, die de cameraprocessor toepast op de gegevens die van de ADC worden ontvangen. Met andere woorden, dit is de "digitale" ISO-verandering.
Als we de gegevens analyseren, kunnen we enkele conclusies trekken.
1. De maximale "eerlijke" ISO-waarde voor deze camera is 3200 (voor anderen, vooral voor FF, controleer het zelf), waarden boven deze waarde worden softwarematig verkregen en hebben een overschat geluidsniveau. Met andere woorden, als je voor welk doel dan ook een ISO-waarde hoger dan 3200 nodig hebt, is het logisch om deze niet in de camera te verhogen, maar om te fotograferen met een waarde van 3200 en tijdens verdere verwerking op een computer de helderheid te verhogen tot de vereist, wat nauwkeuriger en met minder geluiden kan worden gedaan.
2. ISO-waarden met "+" in de derde kolom moeten ook worden vermeden om geen verhoogd ruisniveau te hebben, maar als ze nodig zijn, maak dan een frame met een iets lagere vorige ISO-waarde en breng de belichting naar de vereiste tijdens de verwerking. Het is bijvoorbeeld beter om 200 te kiezen, niet 250.
3. ISO-waarden met "-" in de derde kolom hebben een lager ruisniveau en kunnen worden gebruikt wanneer een hogere ISO-waarde nodig is, maar er is angst voor toenemende ruis. Als je bijvoorbeeld ISO 400 nodig hebt, kun je 320 instellen, dit is niet veel minder dan 400, maar er zal minder ruis zijn. Evenzo is het beter om 640 te verkiezen dan 800. Wel, het is beter om 2500 als ISO-limiet te kiezen, niet 3200.
100 100 0
125 100 +0.3EV
160 200 -0.3EV
200 200 0
250 200 +0.3EV
320 400 -0.3EV
400 400 0
500 400 +0.3EV
640 800 -0.3EV
800 800 0
1000 800 +0.3EV
1250 1600 -0.3EV
1600 1600 0
2000 1600 +0.3EV
2500 3200 -0.3EV
3200 3200 0
4000 3200 +0.3EV
5000 3200 +0.6EV
6400 3200 +1EV
12800 3200 +2EV
Deel 2.
In het eerste deel werd het mechanisme voor het wijzigen van ISO onder normale omstandigheden beschouwd, meer bepaald met de modus Highlight tone-prioriteit uitgeschakeld.
Zet je hem aan, dan is het veranderen van de ISO totaal anders. Hieronder vindt u de resultaten van het bestuderen van dit probleem met de Canon 60D als voorbeeld.
De eerste kolom is de ISO-waarde die door de gebruiker in de camera is ingesteld.
De tweede kolom is de "eerlijke" ISO-waarde die wordt verkregen door analoge versterking.
De derde kolom is de vermenigvuldigingsfactor, als deze "+" is, of de delingsfactor, als deze "-" is, die de cameraprocessor toepast op de gegevens die van de ADC worden ontvangen. Met andere woorden, dit is de "digitale" ISO-verandering.
200 100 +1EV
250 100 +1.3EV
320 200 +0.6EV
400 200 +1EV
500 200 +1.3EV
640 400 +0.6EV
800 400 +1EV
1000 400 +1.3EV
1250 800 +0.6EV
1600 800 +1EV
2000 800 +1.3EV
2500 1600 +0.6EV
3200 1600 +1EV
4000 1600 +1.3EV
5000 3200 +0.6EV
6400 3200 +1EV
12800 3200 +2EV
Na analyse van deze gegevens kunnen we tot een zeer teleurstellende conclusie komen: in de modus Markeertoonprioriteit wordt ISO in alle gevallen programmatisch verhoogd, terwijl natuurlijk ook ruis toeneemt, wat echter enigszins vaag werd vermeld in de instructie van de camera handmatig. Het is belangrijk om te begrijpen dat deze toename in ISO en toename van ruis invloed heeft op wat er in het RAW-bestand wordt opgeslagen! Er kan dus één simpele conclusie worden getrokken: de modus Markeertoonprioriteit mag onder geen enkele omstandigheid worden ingeschakeld!
Bedankt, benieuwd!
Dus schrijf iedereen, hier is iedereen geïnteresseerd in de waarheid, en niets dan de waarheid, en vooral volgens Canon, daarom heb ik de resultaten van mijn experiment hieronder gegeven.
Ik gebruik Nikon d80.
Ik stel een vraag. Als je fotografeert bij weinig licht (bijvoorbeeld in de schemering, bij f/3.5 diafragma), wat is dan beter in termen van kwaliteit?
1. Onderbelicht de foto, laat de ISO op extreem lage waarden. En maak vervolgens in de editor belichtingscompensatie terwijl je worstelt met allerlei soorten ruis, enz.
2. Voer de belichtingscompensatie rechtstreeks op de camera uit. Probeer opnieuw de resulterende ruis in de editor te verwijderen.
Doe een soortgelijk experiment. Het is niet moeilijk. Vragen zullen verdwijnen. Doe -5EV.
Ik deed dit drie jaar geleden op de d610. En nu vond ik per ongeluk dit artikel ...
afhankelijk van waar te verhogen. over het algemeen beter op de camera - de foto zal een beetje schoner zijn
Ik was ook geïnteresseerd in deze vraag, dus ik deed een experiment op de Canon 100D. Eerst schoot ik een scène in RAW bij ISO 1600 met een normale belichting, daarna bij 800, 400, 200, 100, zonder de sluitertijd en het diafragma te veranderen. Ruisonderdrukking van de kamer was ingeschakeld. Vervolgens opende DPP in zijn native Canon-ontwikkelaar de foto's op 1600 en op 400. De onderbelichte foto bij 400 ISO werd eruit getrokken door de schuifregelaar voor helderheid (het bereik in DPP + - 2 stops), net als bij ISO 1600. De ruis bij ISO 400 bleek zelfs nog iets sterker te zijn dan bij 1600! Ik merkte ook dat de schuifregelaars voor ruisonderdrukking op verschillende foto's in verschillende posities staan, dat wil zeggen dat de ruisonderdrukking in de camera bij hoge ISO's agressiever werkt. Toen de ruisonderdrukking op nul werd gezet, bleek er een stille horror te zijn - ruis en hete pixels kwamen naar voren.
Waarom heb ik voor ISO 400 gekozen? Omdat op dit model, "native", optimale ISO's van 100 tot 400 zijn, dan is er een sterk verlies van DD en ruis.
Er zijn twee conclusies: 1) Schiet met de juiste belichting. 2) Ruisonderdrukking binnen de kamer is goed. Als dit slecht is, kun je het altijd uitschakelen in de ontwikkelaar.
Ik zou een soortgelijk experiment met overbelichting willen doen, aangezien er een mening is dat geluiden bij overbelichting minder opvallen.
Ik voerde een soortgelijk experiment uit, maar met een verhoging van de ISO, met overbelichting. Ik begon met ISO 400, toen 800, toen 1600 met dezelfde sluitertijd en diafragma, ruisonderdrukking ingeschakeld. Ik vergeleek 400 met 1600, waarbij ik de belichting van de laatste verlaagde met de schuifregelaar "helderheid" in DPP. Het ruisniveau is bijna hetzelfde, maar er kwam een roze tint uit in de lichte gebieden, die niet wordt verwijderd door de witbalans aan te passen, en een paarse tint verscheen in de donkere.
In het algemeen ben ik van mening dat de Japanners deze dansen al heel lang met een tamboerijn hebben gedanst.
Ter referentie: de ruisonderdrukker in de kamer zit op de kenon, op de nikon en op de sony - hij kan in principe niet worden uitgeschakeld. En het feit dat het zogenaamd kan worden uitgeschakeld in het menu, laten we zeggen, is een beetje sluwheid. In werkelijkheid veranderen de ruisonderdrukkingscoëfficiënten maar een beetje :) En ja, de foto wordt na ruisonderdrukking in RAW vastgelegd. Het is onmogelijk om het in zijn maagdelijke vorm te krijgen.
Ik ben het ermee eens dat zelfs uitgeschakelde ruisonderdrukking nog steeds zowel RAW als Jpeg verplettert, maar binnen kleine grenzen, om zo te zeggen, standaard, en er kan niets aan worden gedaan. Maar wat boven de standaard staat, kan worden gereset in de native DPP-ontwikkelaar. Of juist.
Wie heeft andere ontwikkelaars waarmee je de exposure met meer dan 2 stops kunt verhogen - probeer het en meld je af, alsjeblieft.
Hetzelfde zal gebeuren. Op de camera een beetje beter, op een langwerpig ravijn - een beetje slechter.
Lees hierboven, schreef over het wijzigen van ISO.
hallo mireashniki, trouwens
hoewel ik bij IT ben, niet bij RTS, maar het is leuk om mijn inheemse moeras hier te zien
bedankt voor de reactie, was interessant om te lezen
Ik denk dat het een kwestie is van het verwerken van algoritmen en zo. Elke pixel geeft een ander voltage. Bij lage ISO's komt er voldoende licht in de matrix en geven de algoritmen de normale spanning af. Wanneer het licht afneemt, verzakken veel pixels, en dan stijgt de ruis door het optelalgoritme. Dit komt overeen met het feit dat als het beeld bilineair, bicubisch in grootte wordt verkleind, het beter in kwaliteit wordt. En probeer nu de foto te vergroten, hier is de conclusie. Hoe weet iemand dat de opname niet één momentopname plaatsvindt, maar 10 tegelijk, maar 1 aan de uitgang.
En logisch dat hoe beter de processor, hoe beter het beeld. Wat denkt de fabricagetechnologie van matrices er hetzelfde over.
Van daaruit aftrekken van zwarte frames en gemiddeld 10 opnamen in chdk
Van daaruit, dat de sluiter één keer klikt en dat deze überhaupt bestaat. De elektronische sluiter zal een rolluik geven. Globaal is nog niet gedaan.
Hoe relevant is dit vandaag?
Of is het nog steeds niet zo eenvoudig en wordt het tijd om te stoppen met het "trekken" van de belichting uit mijn pentax k10d?
Woz is er nog steeds