Kebanyakan orang memahami penggunaan praktis dari ISO, tapi apa itu, dari mana asalnya, dan apa perbedaan antara ISO dalam film dan digital? Aku akan menjelajahi sejarah dan teknis dasar-dasar dari sistem. Jika Anda pernah bertanya-tanya apa ISO berarti atau cara kerjanya, yang satu ini untuk Anda!
Most people understand the practical use of ISO, but what is it, where does it come from, and what's difference between ISO in film and digital? I'm going to explore the history and technical underpinnings of the system. If you've ever wondered what ISO means or how it works, this one's for you!
Sejarah (The History)
ISO, in its photographic context, is the standard rating system of
the light sensitivity of a photographic medium. It's the acronym for the
International Organisation for Standardisation, a global body who work
to standardize all kinds of products and processes for maximum
interoperability and safety.
ISO, dalam konteks fotografi, adalah sistem penilaian standar sensitivitas cahaya media fotografi. Ini adalah singkatan dari Organisasi Internasional untuk Standardisasi, tubuh global yang bekerja untuk standarisasi semua jenis produk dan proses untuk interoperabilitas dan keamanan maksimum.
They codified the ISO film ratings in 1974, combining the most recent
advances in the German DIN and American ASA (now ANSI) systems into a
single universal standard.
Mereka dikodifikasikan peringkat film ISO pada tahun 1974, menggabungkan kemajuan terbaru dalam DIN Jerman dan Amerika ASA (sekarang ANSI) sistem menjadi standar universal tunggal.
These two systems stretched back to the 1930s and 40s, before which
various ratings systems coexisted from different manufacturers and
engineers, despite 35mm film being accepted as the international
standard back in 1909. 120 medium format film also dates from around
this time, but the large film size increased its cost and therefore
reduced its overall popularity with amateurs.
Kedua sistem membentang kembali ke tahun 1930-an dan 40-an, sebelum mana berbagai penilaian sistem hidup berdampingan dari produsen yang berbeda dan insinyur, meskipun film 35mm diterima sebagai standar internasional kembali pada tahun 1909. 120 film format menengah juga berasal dari sekitar waktu ini, tapi besar ukuran film peningkatan biaya dan oleh karena itu berkurang popularitasnya secara keseluruhan dengan amatir.
Kedua sistem membentang kembali ke tahun 1930-an dan 40-an, sebelum mana berbagai penilaian sistem hidup berdampingan dari produsen yang berbeda dan insinyur, meskipun film 35mm diterima sebagai standar internasional kembali pada tahun 1909. 120 film format menengah juga berasal dari sekitar waktu ini, tapi besar ukuran film peningkatan biaya dan oleh karena itu berkurang popularitasnya secara keseluruhan dengan amatir.
How It Was Measured (Cara Apakah Terukur)
What do the numbers themselves mean? There are four ISO standards,
which govern color negative film, black and white negative film, colour
reversal (slide) film and digital sensors. These are calibrated so that
regardless of the type of film or medium, the effective sensitivity is
theoretically the same.
Apa angka itu sendiri artinya? Ada empat standar ISO, yang mengatur film berwarna negatif, negatif film hitam dan putih, pembalikan (slide) film berwarna dan sensor digital. Ini dikalibrasi sehingga terlepas dari jenis film atau media, sensitivitas efektif secara teoritis sama.
This is useful for practical mathematical purposes while shooting,
although photographers have usually found that for some films, setting
cameras to slightly different ISO ratings than a particular film's
nominal speed gives better results.
Hal ini berguna untuk tujuan matematika praktis saat pemotretan, meskipun fotografer biasanya menemukan bahwa untuk beberapa film, pengaturan kamera untuk peringkat ISO sedikit berbeda dari kecepatan nominal film tertentu memberikan hasil yang lebih baik.
The differences in emulsion and interpretations of measurement
processes across manufacturers, factories and even batches, as well as
the inherent variability of a chemical process, means that even with
standardisation, results can vary.
Perbedaan dalam emulsi dan interpretasi dari proses pengukuran di seluruh produsen, pabrik dan bahkan batch, serta variabilitas yang melekat dari proses kimia, berarti bahwa bahkan dengan standardisasi, hasil dapat bervariasi.
In recent times, film speed has been measured from a "characteristic
curve," which describes a film's general tonal performance. This curve
is created using a "sensitometric tablet," a sort of graduated ND filter
consisting of a precisely calibrated array of 21 equally-spaced (from
black to white) shades of grey.
Dalam beberapa kali, kecepatan film telah diukur dari "kurva karakteristik," yang menggambarkan kinerja umum tonal sebuah film. Kurva ini dibuat dengan menggunakan "tablet sensitometric," semacam lulus filter ND yang terdiri dari array tepat dikalibrasi dari 21 sama-spasi (dari hitam menjadi putih) abu-abu.
They are exposed onto the film in a sensitometer - a light, shutter,
filter holder and film holder. After processing, this results in a
stepped graduation in the optical density (ie. darkness and/or opacity)
of the emulsion on the exposed section of film.
Mereka terkena ke film di sensitometer - sebuah cahaya, shutter, penahan filter dan pemegang Film. Setelah pengolahan, hasil ini dalam kelulusan melangkah dalam densitas optik (mis. Kegelapan dan / atau opacity) dari emulsi pada bagian terkena film.
The 21 steps are then each measured using a highly accurate
instrument called a densitometer, which shines a light through the film
at a photodetector and gives a reading on a scale of zero to three. Once
all 21 steps have been measured, they are plotted on a graph in
millilux-seconds.
21 Langkah-langkah yang kemudian masing-masing diukur dengan menggunakan instrumen yang sangat akurat disebut densitometer, yang bersinar terang lewat film di photodetektor dan memberikan pembacaan pada skala nol sampai tiga. Setelah semua 21 langkah telah diukur, mereka diplot pada grafik di millilux-detik.
This graph has various parts which explain various aspects of the
film such as fogging, gamma, contrast, etc. The part we're interested in
for the ISO speed rating of the film is 0.1 density units above the
minimum density, let's call this point x. This value isn't particularly
scientific, but is traditionally accepted as the minimum difference in
density that the average human eye can differentiate.
Grafik ini memiliki berbagai bagian yang menjelaskan berbagai aspek film seperti fogging, gamma, kontras, dll Bagian kita tertarik untuk Rating kecepatan ISO dari film ini 0,1 unit kepadatan di atas kepadatan minimum, sebut titik ini x. Nilai ini tidak terlalu ilmiah, tetapi secara tradisional diterima sebagai perbedaan minimum densitas bahwa mata manusia rata-rata bisa membedakan.
The equation for film speed (yes, there is one) is $$speed =
{800\over{log^{-1} (x)}}$$ If the exposure is measured in lux-seconds
rather than millilux-seconds, this becomes: $$speed = {0.8\over{log^{-1}
(x)}}$$ Note that I write log for base-10, not ln for natural log (base-e). As the speed doubles or halves, so too does the sensitivity to light.
Persamaan untuk kecepatan film (ya, ada satu) adalah kecepatan $$ = {800 \ over {log ^ {- 1} (x)}} $$ Jika paparan diukur dalam lux-detik daripada millilux-detik, ini menjadi: kecepatan $$ = {0,8 \ over {log ^ {- 1} (x)}} $$ Perhatikan bahwa saya menulis log untuk basis-10, tidak Ln untuk log natural (base-e). Sebagai kecepatan ganda atau bagian, demikian juga kepekaan terhadap cahaya.
Film ini terbuat dari suspensi kristal halida perak dalam pengikat gelatin. Emulsi ini halus berlapis berkali-kali bersama dengan pewarna untuk warna atau pengolahan agen ke dasar seluloid, dilindungi di sisi belakang dengan coating penanganan fisik. Kristal perak halida adalah media photoreactiv sebenarnya.
They are only reactive to the blue end of the visible light spectrum (hence the need for UV filters when shooting film), they're coated or impregnated during growth- with organic compounds which sensitize them to the full visible spectrum.
Mereka hanya reaktif terhadap ujung biru spektrum cahaya tampak (maka kebutuhan untuk filter UV saat pengambilan gambar film), mereka dilapisi atau diresapi selama-pertumbuhan dengan senyawa organik yang membuat mereka peka terhadap spektrum terlihat penuh.
Photons hitting the silver halide or the spectral sensitizers impart
their energy into the molecule. This causes an electron to be ejected
from a halide ion in the silver halide crystal. This can be trapped by a
silver ion to form an electrically neutral silver atom.
Foton memukul halida perak atau sensitizer spektral menanamkan energi mereka ke dalam molekul. Hal ini menyebabkan elektron akan dikeluarkan dari ion halida dalam kristal halida perak. Hal ini dapat terjebak oleh ion perak untuk membentuk atom perak netral.
This is not stable, however. More photoelectrons must be available in the same region to form more silver atoms in order for a stable cluster of at least three or four silver atoms to be formed. Otherwise, they can easily decompose back into silver ions and free electrons. More silver atoms can form as long as photoelectrons are being generated.
Hal ini tidak stabil, namun. Foto elektron lainnya harus tersedia di kawasan yang sama untuk membentuk atom yang lebih perak agar cluster stabil setidaknya tiga atau empat atom perak yang akan dibentuk. Jika tidak, mereka dapat dengan mudah terurai kembali menjadi ion perak dan elektron bebas. Lebih atom perak dapat membentuk selama foto elektron yang dihasilkan.
An atom cluster of pure silver of this stable size will catalyse the
reaction with the developer, which then decomposes the whole crystal
into a metallic silver grain, which appears black due to its size and
unpolished surface.
Cluster atom perak murni ukuran stabil ini akan mengkatalisis reaksi dengan pengembang, yang kemudian terurai seluruh kristal ke dalam sebutir perak metalik, yang muncul hitam karena ukuran dan permukaan kasar.
The fixer then fixes the image by dissolving the remaining silver halide salt crystals which are then rinsed away. This has been the general basis of photography for over a century. So what does this have to do with the sensitivity of film?
Fixer maka perbaikan gambar dengan melarutkan perak halida kristal garam yang tersisa yang kemudian dibilas. Ini telah menjadi dasar umum fotografi selama lebih dari satu abad. Jadi, apa ini harus dilakukan dengan kepekaan film?
The answer to that is really quite simple: probability. The larger the silver halide crystals, the more likely it is that photons will hit them and be absorbed. To use a basic analogy, if you wave a large butterfly net through a large swarm of butterflies, you're likely to catch more of them than with the same wave through the same swarm with a small net.
Jawaban untuk yang benar-benar cukup sederhana: probabilitas. Semakin besar kristal halida perak, semakin besar kemungkinan itu adalah bahwa foton akan memukul mereka dan diserap. Untuk menggunakan analogi dasar, jika Anda gelombang kupu-kupu jaring besar melalui segerombolan besar kupu-kupu, Anda cenderung untuk menangkap lebih dari mereka daripada dengan gelombang yang sama melalui kawanan yang sama dengan jaring kecil.
Larger crystals have a greater surface area facing the lens, and logically, light sensitivity directly correlates with the likelihood of light hitting the surface.
Kristal yang lebih besar memiliki luas permukaan yang lebih besar menghadap lensa, dan logis, sensitivitas cahaya secara langsung berkorelasi dengan kemungkinan cahaya memukul permukaan.
Thus slow films like ISO 25, 50 and 100 have very fine grains to
reduce the amount of light hitting them, useful for capturing fine
detail. Conversely, very fast films like ISO 1600 and 3200 have
relatively huge grains for the maximum possible chance of capturing
photons, hence their extremely grainy quality.
Film sehingga lambat seperti ISO 25, 50 dan 100 memiliki butiran yang sangat halus untuk mengurangi jumlah cahaya yang memukul mereka, berguna untuk menangkap detail halus. Sebaliknya, film yang sangat cepat seperti ISO 1600 dan 3200 memiliki biji-bijian yang relatif besar untuk kemungkinan kesempatan maksimum menangkap foton, maka kualitas yang sangat kasar mereka.
Kamera digital, tidak memiliki proses kimia, tidak dapat diukur dengan menggunakan metode yang sama dengan film. ISO sistem penilaian, bagaimanapun, dirancang untuk menjadi cukup mirip dengan film di hal sensitivitas cahaya yang sebenarnya. Secara teknis istilah untuk sensor digital adalah "Indeks Paparan" daripada "ISO", tetapi karena standar ISO mencakup itu, saya tidak melihat masalah menggunakan lebih tradisional "ISO."
Instead of a minimum visible exposure level, digital sensors have their sensitivity determined by the exposure required to produce a predetermined characteristic signal output. The ISO standard governing sensor sensitivity, ISO 12232:2006, relates five possible methods to determine sensor speed, although only two of them are regularly used.
Alih-alih tingkat paparan terlihat minimum, sensor digital memiliki kepekaan mereka ditentukan oleh paparan yang dibutuhkan untuk menghasilkan output sinyal karakteristik yang telah ditentukan. ISO sensitivitas sensor pemerintahan standar, ISO 12232: 2006, berkaitan lima metode yang mungkin untuk menentukan kecepatan sensor, meskipun hanya dua dari mereka secara teratur digunakan.
A camera's sensor consists of a matrix of millions of microscopic
photodiodes, usually covered with microlenses for extra light-gathering
and a Bayer pattern filter in order to capture color. Each one
represents a single pixel.
Sebuah sensor kamera terdiri dari matriks jutaan foto dioda mikroskopis, biasanya ditutup dengan microlenses untuk tambahan cahaya-pengumpulan dan pola penyaring Bayer untuk menangkap warna. Masing-masing mewakili satu piksel.
A photodiode can be run in either zero-bias (no applied voltage) photovoltaic mode, where output current is restricted and internal capacitance is maximised, resulting in a photoelectron build-up on the output.
Sebuah fotodioda dapat dijalankan baik nol bias (tidak ada tegangan yang diberikan) modus fotovoltaik, di mana arus dibatasi dan kapasitansi internal dimaksimalkan, menghasilkan fotoelektron build-up pada output.
It can also be run in reverse-biased (run backwards) photoconductive mode, where photons absorbed into the p-n junction release a photoelectron that directly contributes to the current flowing through the diode.
Hal ini juga dapat dijalankan secara terbalik-bias (berjalan mundur) modus fotokonduktif, di mana foton diserap ke dalam rilis pn junction sebuah fotoelektron yang secara langsung berkontribusi terhadap arus yang mengalir melalui dioda.
Camera sensors use the latter, as the voltage applied to reverse bias
the diode both increases the ability to collect photons by widening the
depletion region and reduces the likelihood of recombination due to the
increased electric field strength pulling the charge carriers apart.
Suddenly lost? Let's go over the operation of the photodiodes that make
up the sensor in your camera.
Sensor kamera menggunakan yang kedua, sebagai tegangan diterapkan untuk membalikkan bias dioda baik meningkatkan kemampuan untuk mengumpulkan foton dengan memperluas daerah penipisan dan mengurangi kemungkinan rekombinasi karena meningkatnya kekuatan medan listrik menarik biaya operator terpisah. Tiba-tiba hilang? Mari kita pergi ke pengoperasian dioda yang membentuk sensor dalam kamera Anda.
Sebuah fotodioda pada dasarnya adalah dioda semikonduktor normal (perangkat yang memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah) dengan pn terkena cahaya. Hal ini memungkinkan foto elektron berdampak pada operasi elektronik perangkat.
A p-n junction is a piece of positively-doped semiconductor fused with a piece of negatively-doped semiconductor. Doping is infusing impurities which donate or accept electrons in order to alter the availability and polarity of charge in a piece of semiconductor. This selective manipulation of charge is the basis of all electronics.
Sebuah persimpangan pn adalah bagian dari positif-doped semikonduktor menyatu dengan sepotong negatif-doped semikonduktor. Doping adalah menanamkan kotoran yang menyumbangkan atau menerima elektron untuk mengubah ketersediaan dan polaritas muatan dalam sepotong semikonduktor. Ini manipulasi selektif biaya adalah dasar dari semua elektronik.
Close to the junction point in the semiconductor, the electrons on
the negative-doped side are attracted to, and tend to diffuse into, the
postive-doped side. There are holes without electrons within the
semiconductor lattice, resulting in a net positive charge. Holes are
treated as positively-charged particles for general purposes. These
equally have a tendency to diffuse into the negative-doped side.
Dekat dengan titik persimpangan dalam semikonduktor, elektron di sisi negatif-doped tertarik, dan cenderung untuk berdifusi ke dalam, sisi postive-doped. Ada lubang tanpa elektron dalam kisi semikonduktor, menghasilkan muatan positif bersih. Lubang diperlakukan sebagai partikel bermuatan positif untuk tujuan umum. Ini sama-sama memiliki kecenderungan untuk menyebar ke sisi negatif-doped.
However, once enough mobile charge carriers (the electrons and holes)
have accumulated in each side, there is enough charge there to generate
an electric field which tends to repel more charge carriers from
diffusing. A charge equilibrium is reached. The diffusing carriers are
equal to the repelled carriers in each direction.
Namun, setelah cukup pembawa muatan mobile (elektron dan lubang) telah terakumulasi dalam setiap sisi, ada cukup biaya ada untuk menghasilkan medan listrik yang cenderung untuk mengusir lebih pembawa muatan dari menyebar. Sebuah biaya ekuilibrium tercapai. Operator menyebarkan adalah sama dengan operator ditolak di setiap arah.
This equilibrated area near the junction is what's called a depletion region, where there's a cloud of electrons on the positive-doped side of the junction, and a cloud of holes on the negative-doped side. The carriers have been depleted from their original positions, and have created a charge difference, resulting in an electric field, ie. built-in voltage potential. This is the basis for a diode. A photodiode is essentially the same thing, but with a transparent window to allow photons to hit the depletion region.
Daerah ini diseimbangkan dekat persimpangan adalah apa yang disebut daerah deplesi, di mana ada awan elektron pada sisi positif-doped dari persimpangan, dan awan lubang di sisi negatif-doped. Para operator telah habis dari posisi asli mereka, dan telah menciptakan perbedaan biaya, sehingga medan listrik, yaitu. built-in potensial tegangan. Ini adalah dasar untuk dioda. Sebuah dioda pada dasarnya hal yang sama, tetapi dengan jendela transparan untuk memungkinkan foton untuk memukul daerah penipisan.
Reverse-biasing the diode widens the depletion region by overcoming the natural charge equilibrium of the depletion region and setting a new one, where the innate electric field must now be strong enough to oppose both the attraction diffusion and also the applied electric field. This, of course, requires a larger depletion region containing more charge to generate a stronger field.
Reverse-biasing dioda memperluas daerah penipisan dengan mengatasi biaya keseimbangan alami dari daerah penipisan dan pengaturan yang baru, di mana medan listrik bawaan sekarang harus cukup kuat untuk menentang kedua difusi daya tarik dan juga medan listrik diterapkan. Ini, tentu saja, membutuhkan daerah penipisan yang lebih besar mengandung lebih biaya untuk menghasilkan medan kuat.
When a photon of sufficient energy hits and gets absorbed by the semiconductor lattice, it generates an electron-hole pair. An electron gains enough energy to escape the atomic bonding of the lattice and leaves behind a hole. Recombination can occur immediately, but largely what happens is that the electron gets pulled in the direction of the negative-doped region and the hole towards the postive-doped region.
Ketika sebuah foton hits energi yang cukup dan akan diserap oleh kisi semikonduktor, itu menghasilkan pasangan elektron-lubang. Sebuah elektron mendapatkan energi yang cukup untuk melarikan diri dari ikatan atom kisi dan meninggalkan lubang. Rekombinasi dapat terjadi segera, tetapi sebagian besar yang terjadi adalah bahwa elektron akan ditarik ke arah wilayah negatif-doped dan lubang menuju wilayah postive-doped.
Often they can recombine with other charge carriers in the
semiconductor, but ideally, with optimised transit distance from the
photosite to the electrode collector (short enough to avoid
recombination, but long enough to maximise photon absorption) the
carriers will reach the electrode and contribute to the photocurrent to
the read-out circuit.
Seringkali mereka dapat bergabung kembali dengan pembawa muatan lainnya dalam semikonduktor, tetapi idealnya, dengan angkutan jarak dioptimalkan dari photosite ke kolektor elektroda (cukup pendek untuk menghindari rekombinasi, tetapi cukup lama untuk memaksimalkan penyerapan foton) operator akan mencapai elektroda dan berkontribusi untuk photocurrent ke sirkuit membaca-out.
The more photons are absorbed, the more charge carriers make it to the electrodes, and the higher the current read-out sent to the A-D converter. The higher the current, the higher the exposure being received and the brighter the pixel.
Semakin banyak foton diserap, pembawa muatan yang lebih membuat ke elektroda, dan semakin tinggi saat ini read-out dikirim ke konverter AD. Semakin tinggi saat ini, semakin tinggi paparan yang diterima dan cerah pixel.
Seperti yang saya sebutkan di atas, ISO sering diukur dengan menggunakan paparan yang dibutuhkan untuk menjenuhkan photosites. Saya hanya menjelaskan apa photosites adalah; daerah deplesi dalam dioda. Jadi, bagaimana mereka menjadi jenuh? Nah, jumlah elektron yang tersedia untuk foton untuk merangsang tidak terbatas. Setelah sejumlah energi cahaya yang diserap, semikonduktor telah merilis sebanyak muatan ke elektroda karena dapat, dan tidak lagi merespon untuk lebih eksposur.
Photographically, this is the full-well capacity, or highlight clipping point. Usually manufacturers deliberately mis-rate their sensors in order to retain headroom in the highlights, allowing highlight recovery in RAW.
Fotografi, ini adalah kapasitas penuh-baik, atau tempat sorot kliping. Biasanya produsen sengaja mis-tingkat sensor mereka untuk mempertahankan ruang kepala di highlight, yang memungkinkan pemulihan sorot di RAW.
According to ISO 12232, the equation to define saturation-based speed is $$S_{sat} = {78\over{H_{sat}}}$$ where $$H_{sat} = L_{sat} t$$ [latex]L_{sat}[/latex] is the required illuminance for a given exposure time to reach sensor saturation. The 78 is chosen such that an 18% grey surface will appear exactly 12.7% white.
Menurut ISO 12232, persamaan untuk menentukan kecepatan berbasis kejenuhan adalah $$ s_ {duduk} = {78 \ over {H_ {duduk}}} $$ mana $$ H_ {duduk} = {L_ duduk} t $$ [lateks] L_ {duduk} [/ latex] adalah penerangan yang diperlukan untuk waktu paparan yang diberikan untuk mencapai saturasi sensor. 78 dipilih sedemikian rupa sehingga permukaan abu-abu 18% akan muncul tepat 12,7% putih.
This allows highlight headroom in the final rating for specular highlights to roll off naturally and not as blocky dots. This rating is most useful for studio photography where illumination is controlled and maximum information is required.
Hal ini memungkinkan menyoroti headroom di peringkat akhir untuk specular highlights untuk roll off alami, bukan titik sebagai kuning. Peringkat ini sangat berguna untuk studio fotografi di mana pencahayaan dikendalikan dan informasi maksimum diperlukan.
It defines another rating test which is lesser-used but is more useful for real-world scenarios, which is the noise-based speed test. This is a rather subjective test, as the image quality and test criteria are somewhat arbitrary; the signal-to-noise (S/N) ratios used are 40:1 for "excellent" IQ and 10:1 for "acceptable" IQ, based upon viewing a 180dpi print from 25cm away. The S/N ratio is defined as the standard deviation of a weighted average of the luminance and chrominance values of multiple individual pixels in the frame.
Ini mendefinisikan tes Peringkat lain yang kurang digunakan tetapi lebih berguna untuk skenario dunia nyata, yang merupakan tes kecepatan berbasis suara. Ini adalah tes yang agak subjektif, sebagai kriteria kualitas gambar dan uji agak sewenang-wenang; kebisingan sinyal-to-(S / N) rasio yang digunakan adalah 40: 1 untuk "sangat baik" IQ dan 10: 1 untuk "diterima" IQ, berdasarkan melihat tampilan cetak 180dpi dari 25cm menjauh. S / N ratio didefinisikan sebagai deviasi standar dari rata-rata tertimbang dari pencahayaan dan chrominance nilai beberapa piksel individu dalam frame.
Standard deviation is a way of mathematically deriving the variation in values in collected data from the average or expected value. It's the sum of all the differences squared, divided by the number of data points in the set, square rooted. Essentially, an average of the deviations.
Standar deviasi adalah cara matematis berasal variasi dalam nilai-nilai dalam data yang dikumpulkan dari nilai rata-rata atau diharapkan. Ini adalah jumlah semua perbedaan kuadrat, dibagi dengan jumlah titik data di set, persegi berakar. Pada dasarnya, rata-rata penyimpangan.
Photographically, this means that the test pixels are averaged out to find the "expected" value of the light signal. Then the standard deviation defines how far away the individual test pixels tend to be from this average. Assuming the pixels are relatively uniform in value, this deviation from the average is noise, either from the sensor or the processing electronics.
Fotografi, ini berarti bahwa piksel uji rata-rata keluar untuk menemukan "diharapkan" nilai sinyal cahaya. Maka standar deviasi mendefinisikan seberapa jauh pixel tes individu cenderung dari rata-rata ini. Dengan asumsi pixel yang relatif seragam dalam nilai, penyimpangan ini dari rata-rata adalah kebisingan, baik dari sensor atau elektronik pengolahan.
The ratio between the average value (signal) and the standard deviation (noise) is the S/N ratio. The higher this ratio, the less noise there is in the signal. For example, for the "excellent" image quality standard of 40:1, this means that on average, for every 40 bits of image signal, there's only one of noise. The huge difference between the image and the noise is what creates the clean image.
Rasio antara nilai rata-rata (sinyal) dan standar deviasi (noise) adalah S / N ratio. Semakin tinggi rasio ini, semakin sedikit noise ada dalam sinyal. Sebagai contoh, untuk standar kualitas "sangat baik" gambar 40: 1, ini berarti bahwa rata-rata, untuk setiap 40 bit sinyal gambar, hanya ada satu suara. Perbedaan besar antara gambar dan suara yang menciptakan citra bersih.
Noise can be introduced in several ways: saturation/dark current across the photodiodes, random thermally-released electrons in the photodiodes or processing electronics (thermal noise), charge carrier movement across the depletion region of the photodiodes (shot noise), and imperfections in crystal structure or contaminants which result in random captures and releases of electrons (flicker noise).
Noise dapat diperkenalkan dalam beberapa cara: saturasi / gelap saat melintasi dioda, acak elektron termal-dirilis pada dioda atau pengolahan elektronik (thermal noise), biaya gerakan pembawa di seluruh wilayah penipisan dioda (tembakan kebisingan), dan ketidaksempurnaan dalam struktur kristal atau kontaminan yang mengakibatkan menangkap acak dan rilis elektron (flicker noise).
The increase in noise from increasing the ISO setting on the camera is a result of increasing the gain of the pre-amplifiers between the sensor and A/D converter. The S/N ratio is necessarily reduced, as in order to produce a "correct" exposure with high amplification, there must be less exposure. Less exposure means less signal, thus relatively greater noise as a fraction of that reduced level.
Peningkatan noise dari meningkatkan pengaturan ISO pada kamera adalah akibat dari meningkatnya keuntungan dari pra-amplifier antara sensor dan A / D converter. S / N ratio yang harus dikurangi, seperti dalam rangka untuk menghasilkan "benar" paparan dengan amplifikasi tinggi, harus ada pencahayaan yang lebih sedikit. Kurang eksposur berarti sinyal kurang, sehingga relatif kebisingan yang lebih besar sebagai sebagian kecil dari yang berkurang tingkat.
A simple mathematical example; say at ISO 100, a correct exposure is
achieved by filling a particular pixel to 80% well capacity, and its S/N
ratio is 40:1, so +/-2% of the current readout is noise-induced.
Boosting the ISO to 800 means that the amplifiers are boosting the
signal by 8x, and thus the correct exposure is reached at only 10% well
capacity. The +/-2% noise level, however, remains about the same and
gets amplified right along with the signal level. Now that 40:1 S/N
ratio has become a 5:1 ratio, and the image is useless.
Sebuah contoh matematika sederhana; mengatakan pada ISO 100, eksposur yang tepat dicapai dengan mengisi pixel tertentu untuk kapasitas baik 80%, dan S-nya / N rasio 40: 1, jadi +/- 2% dari pembacaan saat ini adalah noise yang disebabkan. Meningkatkan ISO 800 berarti bahwa amplifier meningkatkan sinyal dengan 8x, dan dengan demikian eksposur yang tepat dicapai pada kapasitas baik hanya 10%. Tingkat kebisingan +/- 2%, bagaimanapun, tetap sama dan akan diperkuat benar bersama dengan tingkat sinyal. Sekarang 40: 1 S / N ratio telah menjadi 5: 1 rasio, dan gambar tidak berguna.
Anda dapat melihat mengapa hal itu penting untuk menembak dengan banyak eksposur dan sesedikit amplifikasi mungkin. Sirkuit dan teknologi sensor, serta algoritma denoising, terus-menerus meningkatkan, hanya berpikir tentang perbedaan antara tembakan ISO 800 dari 2008 vs 800 tembakan ISO dari hari ini. Mayoritas gambar juga sekarang melihat pada ukuran relatif kecil online, dan resizing juga mengurangi noise.
For large format printing purposes, though, you can see why it's vital to shoot with lots of light and at base ISO. Hence also the maxim "expose to the right," meaning get the image as bright as possible on the histogram without clipping highlights. Not only does that maximise the amount of light signal compared to the reasonably fixed noise level of the imaging electronics, but the way the data is digitised means that more information can be stored in the highlights than in the shadows.
Untuk tujuan pencetakan format besar, meskipun, Anda dapat melihat mengapa hal itu penting untuk menembak dengan banyak cahaya dan di dasar ISO. Oleh karena itu pula pepatah "mengekspos ke kanan," yang berarti mendapatkan gambar seterang mungkin pada histogram tanpa kliping highlights. Tidak hanya itu memaksimalkan jumlah sinyal cahaya dibandingkan dengan tingkat kebisingan cukup tetap elektronik pencitraan, tapi cara data yang digital berarti bahwa informasi lebih lanjut dapat disimpan dalam highlights dari dalam bayang-bayang.
That's about it, I think. I hope this article was of interest, possibly even use, to some of you, and that you didn't get too lost in the technicalities of solid-state physics!
Itu saja, saya pikir. Saya harap artikel ini menarik, bahkan mungkin digunakan, untuk sebagian dari Anda, dan bahwa Anda tidak mendapatkan terlalu hilang dalam teknis fisika solid-state!
How the Sensitivity Changes (Bagaimana Merubah Sensitivitas)
Film is made of a suspension of silver halide crystals in a gelatin binder. This emulsion is finely layered many times along with any dyes for color or processing agents onto a celluloid base, protected on the back side with physical handling coatings. The silver halide crystals are the actual photoreactive medium.Film ini terbuat dari suspensi kristal halida perak dalam pengikat gelatin. Emulsi ini halus berlapis berkali-kali bersama dengan pewarna untuk warna atau pengolahan agen ke dasar seluloid, dilindungi di sisi belakang dengan coating penanganan fisik. Kristal perak halida adalah media photoreactiv sebenarnya.
They are only reactive to the blue end of the visible light spectrum (hence the need for UV filters when shooting film), they're coated or impregnated during growth- with organic compounds which sensitize them to the full visible spectrum.
Mereka hanya reaktif terhadap ujung biru spektrum cahaya tampak (maka kebutuhan untuk filter UV saat pengambilan gambar film), mereka dilapisi atau diresapi selama-pertumbuhan dengan senyawa organik yang membuat mereka peka terhadap spektrum terlihat penuh.
Foton memukul halida perak atau sensitizer spektral menanamkan energi mereka ke dalam molekul. Hal ini menyebabkan elektron akan dikeluarkan dari ion halida dalam kristal halida perak. Hal ini dapat terjebak oleh ion perak untuk membentuk atom perak netral.
This is not stable, however. More photoelectrons must be available in the same region to form more silver atoms in order for a stable cluster of at least three or four silver atoms to be formed. Otherwise, they can easily decompose back into silver ions and free electrons. More silver atoms can form as long as photoelectrons are being generated.
Hal ini tidak stabil, namun. Foto elektron lainnya harus tersedia di kawasan yang sama untuk membentuk atom yang lebih perak agar cluster stabil setidaknya tiga atau empat atom perak yang akan dibentuk. Jika tidak, mereka dapat dengan mudah terurai kembali menjadi ion perak dan elektron bebas. Lebih atom perak dapat membentuk selama foto elektron yang dihasilkan.
Cluster atom perak murni ukuran stabil ini akan mengkatalisis reaksi dengan pengembang, yang kemudian terurai seluruh kristal ke dalam sebutir perak metalik, yang muncul hitam karena ukuran dan permukaan kasar.
The fixer then fixes the image by dissolving the remaining silver halide salt crystals which are then rinsed away. This has been the general basis of photography for over a century. So what does this have to do with the sensitivity of film?
Fixer maka perbaikan gambar dengan melarutkan perak halida kristal garam yang tersisa yang kemudian dibilas. Ini telah menjadi dasar umum fotografi selama lebih dari satu abad. Jadi, apa ini harus dilakukan dengan kepekaan film?
The answer to that is really quite simple: probability. The larger the silver halide crystals, the more likely it is that photons will hit them and be absorbed. To use a basic analogy, if you wave a large butterfly net through a large swarm of butterflies, you're likely to catch more of them than with the same wave through the same swarm with a small net.
Jawaban untuk yang benar-benar cukup sederhana: probabilitas. Semakin besar kristal halida perak, semakin besar kemungkinan itu adalah bahwa foton akan memukul mereka dan diserap. Untuk menggunakan analogi dasar, jika Anda gelombang kupu-kupu jaring besar melalui segerombolan besar kupu-kupu, Anda cenderung untuk menangkap lebih dari mereka daripada dengan gelombang yang sama melalui kawanan yang sama dengan jaring kecil.
Larger crystals have a greater surface area facing the lens, and logically, light sensitivity directly correlates with the likelihood of light hitting the surface.
Kristal yang lebih besar memiliki luas permukaan yang lebih besar menghadap lensa, dan logis, sensitivitas cahaya secara langsung berkorelasi dengan kemungkinan cahaya memukul permukaan.
Film sehingga lambat seperti ISO 25, 50 dan 100 memiliki butiran yang sangat halus untuk mengurangi jumlah cahaya yang memukul mereka, berguna untuk menangkap detail halus. Sebaliknya, film yang sangat cepat seperti ISO 1600 dan 3200 memiliki biji-bijian yang relatif besar untuk kemungkinan kesempatan maksimum menangkap foton, maka kualitas yang sangat kasar mereka.
How It Works for Digital (Bagaimana Cara ini Bekerja pada Digital)
Digital cameras, having no chemical process, cannot be measured using the same method as film. The ISO ratings system, however, is designed to be reasonably similar to film in terms of actual light sensitivity. Technically the term for digital sensors is "Exposure Index" rather than "ISO," but because an ISO standard covers it, I see no issue using the more traditional "ISO."Kamera digital, tidak memiliki proses kimia, tidak dapat diukur dengan menggunakan metode yang sama dengan film. ISO sistem penilaian, bagaimanapun, dirancang untuk menjadi cukup mirip dengan film di hal sensitivitas cahaya yang sebenarnya. Secara teknis istilah untuk sensor digital adalah "Indeks Paparan" daripada "ISO", tetapi karena standar ISO mencakup itu, saya tidak melihat masalah menggunakan lebih tradisional "ISO."
Instead of a minimum visible exposure level, digital sensors have their sensitivity determined by the exposure required to produce a predetermined characteristic signal output. The ISO standard governing sensor sensitivity, ISO 12232:2006, relates five possible methods to determine sensor speed, although only two of them are regularly used.
Alih-alih tingkat paparan terlihat minimum, sensor digital memiliki kepekaan mereka ditentukan oleh paparan yang dibutuhkan untuk menghasilkan output sinyal karakteristik yang telah ditentukan. ISO sensitivitas sensor pemerintahan standar, ISO 12232: 2006, berkaitan lima metode yang mungkin untuk menentukan kecepatan sensor, meskipun hanya dua dari mereka secara teratur digunakan.
Sebuah sensor kamera terdiri dari matriks jutaan foto dioda mikroskopis, biasanya ditutup dengan microlenses untuk tambahan cahaya-pengumpulan dan pola penyaring Bayer untuk menangkap warna. Masing-masing mewakili satu piksel.
A photodiode can be run in either zero-bias (no applied voltage) photovoltaic mode, where output current is restricted and internal capacitance is maximised, resulting in a photoelectron build-up on the output.
Sebuah fotodioda dapat dijalankan baik nol bias (tidak ada tegangan yang diberikan) modus fotovoltaik, di mana arus dibatasi dan kapasitansi internal dimaksimalkan, menghasilkan fotoelektron build-up pada output.
It can also be run in reverse-biased (run backwards) photoconductive mode, where photons absorbed into the p-n junction release a photoelectron that directly contributes to the current flowing through the diode.
Hal ini juga dapat dijalankan secara terbalik-bias (berjalan mundur) modus fotokonduktif, di mana foton diserap ke dalam rilis pn junction sebuah fotoelektron yang secara langsung berkontribusi terhadap arus yang mengalir melalui dioda.
Sensor kamera menggunakan yang kedua, sebagai tegangan diterapkan untuk membalikkan bias dioda baik meningkatkan kemampuan untuk mengumpulkan foton dengan memperluas daerah penipisan dan mengurangi kemungkinan rekombinasi karena meningkatnya kekuatan medan listrik menarik biaya operator terpisah. Tiba-tiba hilang? Mari kita pergi ke pengoperasian dioda yang membentuk sensor dalam kamera Anda.
A (Somewhat) Basic Interlude on Photodiodes
A photodiode is essentially a normal semiconductor diode (a device which allows the flow of current in only one direction) with the p-n junction exposed to light. This allows photoelectrons to have an impact on the electronic operation of the device.Sebuah fotodioda pada dasarnya adalah dioda semikonduktor normal (perangkat yang memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah) dengan pn terkena cahaya. Hal ini memungkinkan foto elektron berdampak pada operasi elektronik perangkat.
A p-n junction is a piece of positively-doped semiconductor fused with a piece of negatively-doped semiconductor. Doping is infusing impurities which donate or accept electrons in order to alter the availability and polarity of charge in a piece of semiconductor. This selective manipulation of charge is the basis of all electronics.
Sebuah persimpangan pn adalah bagian dari positif-doped semikonduktor menyatu dengan sepotong negatif-doped semikonduktor. Doping adalah menanamkan kotoran yang menyumbangkan atau menerima elektron untuk mengubah ketersediaan dan polaritas muatan dalam sepotong semikonduktor. Ini manipulasi selektif biaya adalah dasar dari semua elektronik.
Dekat dengan titik persimpangan dalam semikonduktor, elektron di sisi negatif-doped tertarik, dan cenderung untuk berdifusi ke dalam, sisi postive-doped. Ada lubang tanpa elektron dalam kisi semikonduktor, menghasilkan muatan positif bersih. Lubang diperlakukan sebagai partikel bermuatan positif untuk tujuan umum. Ini sama-sama memiliki kecenderungan untuk menyebar ke sisi negatif-doped.
Namun, setelah cukup pembawa muatan mobile (elektron dan lubang) telah terakumulasi dalam setiap sisi, ada cukup biaya ada untuk menghasilkan medan listrik yang cenderung untuk mengusir lebih pembawa muatan dari menyebar. Sebuah biaya ekuilibrium tercapai. Operator menyebarkan adalah sama dengan operator ditolak di setiap arah.
This equilibrated area near the junction is what's called a depletion region, where there's a cloud of electrons on the positive-doped side of the junction, and a cloud of holes on the negative-doped side. The carriers have been depleted from their original positions, and have created a charge difference, resulting in an electric field, ie. built-in voltage potential. This is the basis for a diode. A photodiode is essentially the same thing, but with a transparent window to allow photons to hit the depletion region.
Daerah ini diseimbangkan dekat persimpangan adalah apa yang disebut daerah deplesi, di mana ada awan elektron pada sisi positif-doped dari persimpangan, dan awan lubang di sisi negatif-doped. Para operator telah habis dari posisi asli mereka, dan telah menciptakan perbedaan biaya, sehingga medan listrik, yaitu. built-in potensial tegangan. Ini adalah dasar untuk dioda. Sebuah dioda pada dasarnya hal yang sama, tetapi dengan jendela transparan untuk memungkinkan foton untuk memukul daerah penipisan.
Reverse-biasing the diode widens the depletion region by overcoming the natural charge equilibrium of the depletion region and setting a new one, where the innate electric field must now be strong enough to oppose both the attraction diffusion and also the applied electric field. This, of course, requires a larger depletion region containing more charge to generate a stronger field.
Reverse-biasing dioda memperluas daerah penipisan dengan mengatasi biaya keseimbangan alami dari daerah penipisan dan pengaturan yang baru, di mana medan listrik bawaan sekarang harus cukup kuat untuk menentang kedua difusi daya tarik dan juga medan listrik diterapkan. Ini, tentu saja, membutuhkan daerah penipisan yang lebih besar mengandung lebih biaya untuk menghasilkan medan kuat.
When a photon of sufficient energy hits and gets absorbed by the semiconductor lattice, it generates an electron-hole pair. An electron gains enough energy to escape the atomic bonding of the lattice and leaves behind a hole. Recombination can occur immediately, but largely what happens is that the electron gets pulled in the direction of the negative-doped region and the hole towards the postive-doped region.
Ketika sebuah foton hits energi yang cukup dan akan diserap oleh kisi semikonduktor, itu menghasilkan pasangan elektron-lubang. Sebuah elektron mendapatkan energi yang cukup untuk melarikan diri dari ikatan atom kisi dan meninggalkan lubang. Rekombinasi dapat terjadi segera, tetapi sebagian besar yang terjadi adalah bahwa elektron akan ditarik ke arah wilayah negatif-doped dan lubang menuju wilayah postive-doped.
Seringkali mereka dapat bergabung kembali dengan pembawa muatan lainnya dalam semikonduktor, tetapi idealnya, dengan angkutan jarak dioptimalkan dari photosite ke kolektor elektroda (cukup pendek untuk menghindari rekombinasi, tetapi cukup lama untuk memaksimalkan penyerapan foton) operator akan mencapai elektroda dan berkontribusi untuk photocurrent ke sirkuit membaca-out.
The more photons are absorbed, the more charge carriers make it to the electrodes, and the higher the current read-out sent to the A-D converter. The higher the current, the higher the exposure being received and the brighter the pixel.
Semakin banyak foton diserap, pembawa muatan yang lebih membuat ke elektroda, dan semakin tinggi saat ini read-out dikirim ke konverter AD. Semakin tinggi saat ini, semakin tinggi paparan yang diterima dan cerah pixel.
How This Affects ISO (Bagaimana Bisa Mempengaruhi ISO)
As I mentioned above, ISO is often measured using the exposure required to saturate the photosites. I just explained what the photosites are; the depletion region within the photodiodes. So how do they become saturated? Well, the number of electrons available for photons to excite is not unlimited. After a certain amount of light energy is absorbed, the semiconductor has released as much charge to the electrodes as it can, and no longer responds to further exposure.Seperti yang saya sebutkan di atas, ISO sering diukur dengan menggunakan paparan yang dibutuhkan untuk menjenuhkan photosites. Saya hanya menjelaskan apa photosites adalah; daerah deplesi dalam dioda. Jadi, bagaimana mereka menjadi jenuh? Nah, jumlah elektron yang tersedia untuk foton untuk merangsang tidak terbatas. Setelah sejumlah energi cahaya yang diserap, semikonduktor telah merilis sebanyak muatan ke elektroda karena dapat, dan tidak lagi merespon untuk lebih eksposur.
Photographically, this is the full-well capacity, or highlight clipping point. Usually manufacturers deliberately mis-rate their sensors in order to retain headroom in the highlights, allowing highlight recovery in RAW.
Fotografi, ini adalah kapasitas penuh-baik, atau tempat sorot kliping. Biasanya produsen sengaja mis-tingkat sensor mereka untuk mempertahankan ruang kepala di highlight, yang memungkinkan pemulihan sorot di RAW.
According to ISO 12232, the equation to define saturation-based speed is $$S_{sat} = {78\over{H_{sat}}}$$ where $$H_{sat} = L_{sat} t$$ [latex]L_{sat}[/latex] is the required illuminance for a given exposure time to reach sensor saturation. The 78 is chosen such that an 18% grey surface will appear exactly 12.7% white.
Menurut ISO 12232, persamaan untuk menentukan kecepatan berbasis kejenuhan adalah $$ s_ {duduk} = {78 \ over {H_ {duduk}}} $$ mana $$ H_ {duduk} = {L_ duduk} t $$ [lateks] L_ {duduk} [/ latex] adalah penerangan yang diperlukan untuk waktu paparan yang diberikan untuk mencapai saturasi sensor. 78 dipilih sedemikian rupa sehingga permukaan abu-abu 18% akan muncul tepat 12,7% putih.
This allows highlight headroom in the final rating for specular highlights to roll off naturally and not as blocky dots. This rating is most useful for studio photography where illumination is controlled and maximum information is required.
Hal ini memungkinkan menyoroti headroom di peringkat akhir untuk specular highlights untuk roll off alami, bukan titik sebagai kuning. Peringkat ini sangat berguna untuk studio fotografi di mana pencahayaan dikendalikan dan informasi maksimum diperlukan.
It defines another rating test which is lesser-used but is more useful for real-world scenarios, which is the noise-based speed test. This is a rather subjective test, as the image quality and test criteria are somewhat arbitrary; the signal-to-noise (S/N) ratios used are 40:1 for "excellent" IQ and 10:1 for "acceptable" IQ, based upon viewing a 180dpi print from 25cm away. The S/N ratio is defined as the standard deviation of a weighted average of the luminance and chrominance values of multiple individual pixels in the frame.
Ini mendefinisikan tes Peringkat lain yang kurang digunakan tetapi lebih berguna untuk skenario dunia nyata, yang merupakan tes kecepatan berbasis suara. Ini adalah tes yang agak subjektif, sebagai kriteria kualitas gambar dan uji agak sewenang-wenang; kebisingan sinyal-to-(S / N) rasio yang digunakan adalah 40: 1 untuk "sangat baik" IQ dan 10: 1 untuk "diterima" IQ, berdasarkan melihat tampilan cetak 180dpi dari 25cm menjauh. S / N ratio didefinisikan sebagai deviasi standar dari rata-rata tertimbang dari pencahayaan dan chrominance nilai beberapa piksel individu dalam frame.
Standard deviation is a way of mathematically deriving the variation in values in collected data from the average or expected value. It's the sum of all the differences squared, divided by the number of data points in the set, square rooted. Essentially, an average of the deviations.
Standar deviasi adalah cara matematis berasal variasi dalam nilai-nilai dalam data yang dikumpulkan dari nilai rata-rata atau diharapkan. Ini adalah jumlah semua perbedaan kuadrat, dibagi dengan jumlah titik data di set, persegi berakar. Pada dasarnya, rata-rata penyimpangan.
Photographically, this means that the test pixels are averaged out to find the "expected" value of the light signal. Then the standard deviation defines how far away the individual test pixels tend to be from this average. Assuming the pixels are relatively uniform in value, this deviation from the average is noise, either from the sensor or the processing electronics.
Fotografi, ini berarti bahwa piksel uji rata-rata keluar untuk menemukan "diharapkan" nilai sinyal cahaya. Maka standar deviasi mendefinisikan seberapa jauh pixel tes individu cenderung dari rata-rata ini. Dengan asumsi pixel yang relatif seragam dalam nilai, penyimpangan ini dari rata-rata adalah kebisingan, baik dari sensor atau elektronik pengolahan.
The ratio between the average value (signal) and the standard deviation (noise) is the S/N ratio. The higher this ratio, the less noise there is in the signal. For example, for the "excellent" image quality standard of 40:1, this means that on average, for every 40 bits of image signal, there's only one of noise. The huge difference between the image and the noise is what creates the clean image.
Rasio antara nilai rata-rata (sinyal) dan standar deviasi (noise) adalah S / N ratio. Semakin tinggi rasio ini, semakin sedikit noise ada dalam sinyal. Sebagai contoh, untuk standar kualitas "sangat baik" gambar 40: 1, ini berarti bahwa rata-rata, untuk setiap 40 bit sinyal gambar, hanya ada satu suara. Perbedaan besar antara gambar dan suara yang menciptakan citra bersih.
Noise can be introduced in several ways: saturation/dark current across the photodiodes, random thermally-released electrons in the photodiodes or processing electronics (thermal noise), charge carrier movement across the depletion region of the photodiodes (shot noise), and imperfections in crystal structure or contaminants which result in random captures and releases of electrons (flicker noise).
Noise dapat diperkenalkan dalam beberapa cara: saturasi / gelap saat melintasi dioda, acak elektron termal-dirilis pada dioda atau pengolahan elektronik (thermal noise), biaya gerakan pembawa di seluruh wilayah penipisan dioda (tembakan kebisingan), dan ketidaksempurnaan dalam struktur kristal atau kontaminan yang mengakibatkan menangkap acak dan rilis elektron (flicker noise).
The increase in noise from increasing the ISO setting on the camera is a result of increasing the gain of the pre-amplifiers between the sensor and A/D converter. The S/N ratio is necessarily reduced, as in order to produce a "correct" exposure with high amplification, there must be less exposure. Less exposure means less signal, thus relatively greater noise as a fraction of that reduced level.
Peningkatan noise dari meningkatkan pengaturan ISO pada kamera adalah akibat dari meningkatnya keuntungan dari pra-amplifier antara sensor dan A / D converter. S / N ratio yang harus dikurangi, seperti dalam rangka untuk menghasilkan "benar" paparan dengan amplifikasi tinggi, harus ada pencahayaan yang lebih sedikit. Kurang eksposur berarti sinyal kurang, sehingga relatif kebisingan yang lebih besar sebagai sebagian kecil dari yang berkurang tingkat.
Sebuah contoh matematika sederhana; mengatakan pada ISO 100, eksposur yang tepat dicapai dengan mengisi pixel tertentu untuk kapasitas baik 80%, dan S-nya / N rasio 40: 1, jadi +/- 2% dari pembacaan saat ini adalah noise yang disebabkan. Meningkatkan ISO 800 berarti bahwa amplifier meningkatkan sinyal dengan 8x, dan dengan demikian eksposur yang tepat dicapai pada kapasitas baik hanya 10%. Tingkat kebisingan +/- 2%, bagaimanapun, tetap sama dan akan diperkuat benar bersama dengan tingkat sinyal. Sekarang 40: 1 S / N ratio telah menjadi 5: 1 rasio, dan gambar tidak berguna.
Conclusion (kesimpulan)
You can see why it's important to shoot with as much exposure and as little amplification as possible. Circuitry and sensor technology, as well as denoising algorithms, are constantly improving, just think about the difference between an ISO 800 shot from 2008 vs an ISO 800 shot from today. The majority of images are also now viewed at relatively small sizes online, and resizing also reduces noise.Anda dapat melihat mengapa hal itu penting untuk menembak dengan banyak eksposur dan sesedikit amplifikasi mungkin. Sirkuit dan teknologi sensor, serta algoritma denoising, terus-menerus meningkatkan, hanya berpikir tentang perbedaan antara tembakan ISO 800 dari 2008 vs 800 tembakan ISO dari hari ini. Mayoritas gambar juga sekarang melihat pada ukuran relatif kecil online, dan resizing juga mengurangi noise.
For large format printing purposes, though, you can see why it's vital to shoot with lots of light and at base ISO. Hence also the maxim "expose to the right," meaning get the image as bright as possible on the histogram without clipping highlights. Not only does that maximise the amount of light signal compared to the reasonably fixed noise level of the imaging electronics, but the way the data is digitised means that more information can be stored in the highlights than in the shadows.
Untuk tujuan pencetakan format besar, meskipun, Anda dapat melihat mengapa hal itu penting untuk menembak dengan banyak cahaya dan di dasar ISO. Oleh karena itu pula pepatah "mengekspos ke kanan," yang berarti mendapatkan gambar seterang mungkin pada histogram tanpa kliping highlights. Tidak hanya itu memaksimalkan jumlah sinyal cahaya dibandingkan dengan tingkat kebisingan cukup tetap elektronik pencitraan, tapi cara data yang digital berarti bahwa informasi lebih lanjut dapat disimpan dalam highlights dari dalam bayang-bayang.
That's about it, I think. I hope this article was of interest, possibly even use, to some of you, and that you didn't get too lost in the technicalities of solid-state physics!
Itu saja, saya pikir. Saya harap artikel ini menarik, bahkan mungkin digunakan, untuk sebagian dari Anda, dan bahwa Anda tidak mendapatkan terlalu hilang dalam teknis fisika solid-state!
