J'ai entendu à plusieurs reprises que pour minimiser le bruit, l'ISO le plus élevé que vous souhaitez utiliser est ISO 1600, et que peu importe l'appareil photo ou le capteur que vous utilisez, une fois que vous avez dépassé ce seuil (ISO 1600), le bruit augmente de façon exponentielle.
Certains disent que ce sont des mathématiques, mais certains disent que cela a à voir avec la façon dont le signal est traité, comme la façon dont l'application d'un énorme gain dans l'équipement audio provoquera une distorsion.
Fondamentalement, ils affirment que ISO 1600 est mathématiquement la sensibilité la plus «économique» pour réduire le bruit.
Pourquoi est-ce?
- Qu'est-ce qui rend les paramètres ISO supérieurs à 1600 si mauvais?
- L'appareil photo applique-t-il un algorithme exponentiel une fois que vous avez passé ISO 1600?
- Le rapport signal / bruit change-t-il considérablement une fois que vous avez passé ISO 1600?
Éditer:
Je sais que les performances ISO s'améliorent, désolé mais cette question ne concerne pas cela. J'avais un appareil photo de 2,0 mégapixels et ISO 200 était des ordures, donc je sais à quel point les choses se sont améliorées et elles continueront de s'améliorer.
Après avoir digéré les longues réponses, il semble que ISO 1600 soit la limite de l'amplification du signal analogique, du moins sur certains modèles. Au-delà de la norme ISO 1600, selon la marque, différents algorithmes numériques sont utilisés pour améliorer le signal (une poussée numérique). Étant donné que cette poussée numérique agit sur le bruit de prise de vue et le bruit de lecture, car c'est après ADC, le niveau de bruit résultant est élevé.
C'est ce que j'ai compris collectivement à partir des réponses, je suis toujours un peu confus si je l'ai bien compris, alors veuillez me corriger.
Je me demande toujours, comment puis-je connaître la limite de mon appareil photo de son amplification analogique? Si je veux savoir quand une poussée numérique Canon / Nikon se produit, ces informations sont-elles disponibles sur leurs sites Web? Ou est-ce un secret?
Réponses:
Rien de spécial
Il n'y a rien de particulièrement spécial dans ISO 1600, bien que dans certains cas, les réglages ISO au-delà de 1600 aient entraîné des moyens moins efficaces et efficients d'amplifier le signal d'image. Lorsque vous définissez l' ISO sur un appareil photo, qui est simplement d' instruire la caméra pour changer le point de saturation maximale du capteur, à partir duquel le signal sera amplifié. L'augmentation de l'ISO demandera généralement à l'appareil photo d'amplifier le signal avant que l'électronique en aval ajoute plus de bruit électronique et de quantification, donc utiliser un ISO plus élevé dans l'appareil photo est généralement (avec des mises en garde) meilleur que d'utiliser un ISO faible et augmenter l'exposition en post lorsque vous le pouvez. t obtenir suffisamment de lumière sur l'objectif.Il n'y a pas de calcul spécial derrière ISO 1600 étant spécifiquement le "meilleur" réglage ISO élevé pour minimiser le bruit dans tous les cas , cependant il peut y avoir des mécanismes d'amplification spécifiques à la marque qui affectent la qualité du bruit à ISO élevé dans certains cas. Le bruit est fonction de deux facteurs clés: le bruit électronique présent dans le circuit du capteur et le moindre contributeur de bruit, et le bruit de tir de photons, parfois appelé bruit gaussien, qui est le principal contributeur de bruit. La présentation du bruit (qualité du bruit) est un facteur de la ou des méthodes d'amplification.
Bruit
Le bruit est un attribut du signal d'image , et a finalement à voir avec la façon dont le capteur est conçu, la nature de sa fabrication, le rapport signal / bruit (S / N) , le gain du signal, l'efficacité de l'ADC et un certain nombre d'autres facteurs. Ces facteurs diffèrent d'une marque à l'autre, d'un modèle à l'autre et, à certains égards, d'un appareil photo à l'autre du même modèle. Les capteurs plus récents ont généralement tendance à présenter moins de bruit en général que les capteurs plus anciens, indépendamment de la taille des pixels ou du réglage ISO utilisé. Le réglage ISO utilisable le plus élevé peut différer de deux échantillons du même appareil photo (qui est souvent présenté comme le cas avec les reflex numériques Canon 7D) et d'appareils photo de générations différentes (comme les Canon 400D et 650D).
Le bruit électronique , qui peut prendre diverses formes telles que le bruit de motif fixe (FPN), le bruit de bande horizontale et verticale (HVBN), est souvent modelé de manière anormale et donc très indésirable, mais n'affecte que les niveaux les plus bas du signal d'image (c'est-à-dire le ombres profondes). Au fur et à mesure que le réglage ISO augmente, le bruit électronique présente de moins en moins et est finalement entièrement maîtrisé par le bruit des photons.
Le bruit des photons est le résultat de la nature aléatoire de la lumière, qui suit une distribution de Poisson au niveau du capteur. Cela signifie que les photons frappent aléatoirement le capteur, mais à un niveau de signal suffisamment élevé, leur distribution est à peu près uniforme, et donc le bruit des photons se manifeste de la même manière à n'importe quel endroit du capteur . Le bruit photographique représente la très grande majorité du bruit dans une photographie numérique, des ordres de grandeur plus que le bruit électronique (à l'exception des photos mal exposées où le signal n'est qu'une infime fraction de la pleine capacité du puits, ou FWC.)
Il y a plusieurs facteurs qui affectent la façon dont le bruit photonique se manifestera sur une photo. Historiquement, plus le pixel était grand, moins ce type de bruit se manifestait . Une photodiode est sensible à la lumière sur la surface ... la profondeur de pénétration des photons dans le silicium de la photodiode n'est pas un facteur de saturation des pixels. Des pixels plus grands permettent généralement d'utiliser des paramètres ISO plus élevés, car ils capturent plus de photons par unité de temps. Plus de photons par unité de temps signifie plus de photons dans l'ensemble pour une exposition donnée, ce qui augmente le rapport signal / bruit. Un rapport signal / bruit plus élevé permet d'utiliser un gain plus élevé (plus à ce sujet dans un instant) lors de la conversion du signal du capteur analogique en un signal numérique (fichier RAW), ce que vous utilisez finalement pour générer des images JPEG et TIFF avec post-traitement Logiciel.
Gain
Le gain est le rapport de conversion des électrons (e-) en unités numériques (DU). Une caméra qui convertit exactement un e- en un DU a un "gain unitaire". La plupart des caméras obtiennent un gain unitaire avec un réglage ISO exact (mais éventuellement non sélectionnable). Plus fréquemment, le gain est fractionnaire, comme 5,7 e- pour chaque DU. Pour chaque augmentation d'arrêt de l'ISO, le gain diminue du même facteur. Si vous avez un gain de 5,7 e- / DU à 100 ISO, vous auriez 2,85 e- / DU à 200 ISO, 1,425 e- / DU à 400 ISO, 7125 e- / DU à 800 ISO et 0,35625 e- / DU à ISO 1600. Lorsque vous augmentez l'ISO, vous perdez le rapport signal / bruit (S / N). Un S / N inférieur n'est jamais vraiment une bonne chose ... cela signifie toujours plus de bruit en raison de l'amplification d'un signal moindre. Un signal moindre signifie moins de fidélité des couleurs et moins de détails.
La nouvelle technologie de capteur a augmenté la génération de pleine capacité au fil des générations, même si la zone de pixels se rétrécit en utilisant des moyens plus efficaces de diriger les photons vers une surface sensible à la lumière plutôt que des surfaces et des composants absorbant la lumière. L'introduction relativement récente de microlentilles dans les capteurs CMOS a aidé à diriger les photons sur la surface sensible de la photodiode, et loin du câblage de lecture et d'autres surfaces non sensibles. La technologie Lightpipe utilise un matériau à indice de réfraction élevé sous les microlentilles spécialement réglées pour aider à guider la lumière à travers le canal de câblage de lecture au-dessus de la photodiode, de sorte qu'une plus grande partie de celle-ci atteint la diode au lieu de se refléter sur le câblage. Capteurs éclairés à l'arrièreretourner simplement la structure entière, exposant la photodiode directement à la lumière, éliminant ainsi le besoin de toutes les autres structures. Toutes ces choses améliorent "l'efficacité quantique" (QE), ou le taux de conversion global des photons en électrons dans le capteur. Les capteurs avec un QE plus élevé prennent en charge des rapports signal / bruit maximaux plus élevés, qui à leur tour prennent en charge un gain ISO 100 plus élevé ... ce qui prend en charge un gain plus élevé à ISO plus faible. Gain plus élevé, plus d'électrons par unité numérique, ce qui diminue les effets du bruit des photons à chaque réglage ISO.
Mécanismes d'amplification
Passons maintenant aux raisons pour lesquelles ISO 1600 (dans le passé) était le réglage ISO "utile" le plus élevé dans de nombreux cas. Certaines marques, comme Canon et dans certains cas Nikon, utilisent plus d'un mécanisme pour amplifier le signal provenant du capteur. Au cours des dernières années, ISO 1600 était généralement le dernier réglage ISO «nativement amplifié», au-delà duquel des amplificateurs supplémentaires ou même une amplification numérique étaient utilisés pour atteindre le prochain réglage ISO. Canon est probablement le pire délinquantd'utiliser des mécanismes d'amplification alternatifs. Dans leur dernière génération de caméras (7D, 5D II, 1D / s III, et toutes les séries Rebel jusqu'au 650D) ont utilisé un gain analogique supplémentaire sur le flux de pixels ... après la lecture du pixel mais avant l'ADC (analogique vers - conversion numérique), pour atteindre des paramètres ISO supérieurs à 1600 ISO. Nikon a utilisé quelque chose de similaire dans les capteurs qu'ils ont fabriqués eux-mêmes (tous les appareils photo Nikon, et d'ailleurs toutes les autres marques, qui utilisent les capteurs Sony Exmor utilisent une approche radicalement différente pour la gestion du signal en général , donc ils ne s'appliquent pas ici.)
Atteindre ISO 3200 dans le passé utiliserait un gain analogique standard par pixel au moment de la lecture des pixels pour tous les paramètres ISO à fond jusqu'à ISO 1600, puis un gain analogique supplémentaire pour le flux de pixels sortant du capteur. Dans certaines caméras, ISO 6400 utiliserait le même gain analogique alternatif après lecture. Les paramètres ISO supérieurs à ISO 6400 utilisaient généralement un indice de gain numérique de métadonnées pour demander aux outils de post-traitement d'appliquer un gain numérique supplémentaire pour obtenir des paramètres ISO plus élevés. Ces paramètres étaient généralement appelés paramètres ISO «étendus» ou «élevés», et ne pouvaient être utilisés que par incréments au-dessus du paramètre ISO «natif» de la caméra. (Remarque: la seule raison pour laquelle on aurait vraiment besoinutiliser un paramètre ISO étendu dans l'appareil photo le serait s'ils avaient absolument besoin d'une vitesse d'obturation plus élevée que celle obtenue avec un paramètre ISO natif inférieur. Dans de nombreux cas, le choix du réglage ISO inférieur à la vitesse d'obturation requise, qui serait sous-exposée, pourrait toujours être souhaitable car la fixation manuelle de l'exposition en post produira généralement un meilleur résultat que l'ISO élargie intégrée.)
Les informations ci-dessus peuvent être appliquées aux caméras des deux dernières générations, à l'exclusion de la génération actuelle. Les appareils photo plus anciens de Canon utilisent certainement un gain analogique natif ainsi qu'un gain analogique supplémentaire après lecture, ainsi qu'un potentiel codé en dur (c'est-à-dire non configurable) +/- 1/3 stop push ou pull exécuté par l'appareil photo via l' arrière- réglages d'exposition des scènes. Cette poussée / traction tendait à vous coûter une perte d'environ 1 / 3ème arrêt de la plage dynamique. Les appareils photo Nikon de dernière génération qui utilisaient des capteurs conçus par Nikon utilisaient également un gain ISO élevé similaire, bien qu'ils semblent utiliser le gain analogique pour tous les paramètres ISO(y compris les troisièmes arrêts), ce qui se traduisait généralement par un meilleur QI à des réglages de troisième arrêt ISO élevés par rapport à Canon, sans aucune perte DR. La génération actuelle d'appareils photo de Canon semble utiliser une meilleure approche de gain analogique pour les paramètres ISO jusqu'aux nouveaux maximums (25600 dans le cas de leurs lignes non 1D et 51200 dans le cas du 1D X), avec le poste supplémentaire - le gain de lecture n'est utilisé que pour le réglage ISO le plus élevé (du moins, comme cela semble être indiqué par les tests de ces caméras jusqu'à présent).
Cela signifierait que l'ISO utilisable le plus élevé pour les appareils photo Canon est passé d'au moins ISO 1600 à ISO 12800, et peut-être même ISO 25600pour les capteurs 1D X. Sony Exmor, qui sont maintenant utilisés par la majorité des concurrents de Canon, y compris Nikon, utilisent un type très différent de conception de capteurs et d'architecture de traitement. Les capteurs Exmor atteignent un ISO natif de 12800 et tous les autres paramètres ISO sont en mode ISO étendu. Jusqu'à ISO 12800, les capteurs Sony Exmor fonctionnent assez bien, à égalité avec les 5D III et 1D X. Au-delà, la qualité du bruit commence à se désagréger assez rapidement et ne résiste généralement pas aux normes ISO 16000, 20000, 25600 de Canon. 32000, 40000 et 51200. D'un autre côté, Sony Exmor n'a pratiquement aucun bruit de lecture et fonctionne considérablement mieux à 100 ISO, 200, et dans une certaine mesure même 400 en termes de plage dynamique. Exmor DR est rapidement devenu une légende, et le capteur brille vraiment pour les types de photographie qui mangent une plage dynamique pour le petit déjeuner (comme les paysages).
ISO 3200 ... 6400 ... 16000 utilisable?
Le flux constant de technologies nouvelles et améliorées change constamment les choses. Il y a à peine quatre ans, les Canon 450D et 40D pouvaient à peine faire 800 ISO, ISO 1600 étant largement inutilisable. Une génération plus tard, ISO 1600 est devenu plus utilisable, et dans le cas des 5D II et 1Ds III, ISO 3200 était même "utilisable" dans certaines circonstances. Aujourd'hui, j'entends régulièrement, en particulier de la part de photographes sportifs et de photojournalistes, que l'ISO jusqu'à 16000, 20000, et parfois même 25600 sur le 1D X est "entièrement utilisable", "même imprimable avec certains travaux de post-traitement!" D'un point de vue mathématique, les électrons et les unités numériques et le gain et tout cela, je ne dirais pas nécessairement qu'il y a quelque chose en particulier qui appelle ISO 1600 comme le numéro ISO magique. L'ISO utilisable le plus élevé a augmenté de génération en génération, généralement d'environ un arrêt, mais récemment avec les nouveaux capteurs de Canon, il a augmenté de trois, voire quatre arrêts.
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1600 n'est pas un nombre magique, mais avec la technologie actuelle, de nombreux reflex numériques produisent généralement des résultats médiocres au-dessus de 1600 ISO. connaissent. Si vous lisez ceci sur un forum avec de nombreux utilisateurs de reflex numériques grand public, alors 1600 est probablement un maximum sûr pour la technologie actuelle. Si vous faisiez partie des professionnels utilisant des équipements haut de gamme tels qu'un Nikon D800 ou un Canon 5DmkIII, ils ne s'arrêteront certainement pas à 1600 ISO.
Jetez un œil à certaines des images ISO élevées du Canon 5DmkIII ici . ISO 12800 ne me semble pas mal du tout. Comparez cela à 800 ISO sur le Canon Rebel XT que j'avais l'habitude de photographier ces dernières années, et ils sont dans le même stade. C'est subjectif, mais de mon point de vue, je ne pourrais pas m'arrêter à 1600 ISO sur le 5DmkIII!
Pour répondre directement à votre question - rien n'est spécial à propos de la norme ISO 1600. Je suppose que vous lisez simplement beaucoup de choses qui mentionnent ce chiffre à ce stade. Le chiffre changera avec le temps, et c'est déjà le cas avec les reflex numériques de la série professionnelle.
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Pour autant que je sache, il s'agit d'une fausse affirmation. Il n'y a rien de constant dans ISO 1600 à part ISO 1600. La technologie change constamment et ISO 1600 aujourd'hui est bien meilleure qu'il y a cinq ans.
Les performances ISO sont également fortement corrélées à la taille du capteur. Jetez un œil à cette comparaison entre les capteurs récents 2X, 1,5X et plein format des appareils photo récents. Je filme avec un Nikon D4 depuis un mois maintenant et je n'hésiterais pas à utiliser ISO 6400. Sur le Pentax K-5, je m'arrête généralement à ISO 1600 et je configure le K-5 II pour atteindre automatiquement ISO 3200 mais il est d'environ un arrêt de mieux.
Sur un aspect différent de votre question, il n'y a rien de tel que vous souhaitez utiliser sans circonstances particulières. J'ai voulu utiliser des paramètres très bruyants pour obtenir une photo que je ne pourrais pas du tout autrement. Ces images peuvent avoir de la valeur pour moi, malgré le fait qu'elles ne feraient pas de super impressions au format affiche.
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ISO est une métaphore de la photographie argentique qui est vraiment contrôlée par le gain du capteur avant la conversion analogique-numérique, jusqu'à un certain point. Ce type de gain est bon, car il n'affecte que certaines parties du bruit, qui semblent bonnes et ne sont pas si mauvaises que d'habitude. Ensuite, pour obtenir un ISO plus élevé, ils "trichent" et effectuent simplement un décalage numérique, c'est-à-dire que pour chaque bit, ils décalent le "ISO" double, mais cela améliore le bruit de lecture laid, comme si vous sous-exposiez l'image et la renforçiez sur votre ordinateur. Sur la génération de caméras que nous avions à la fin des années 2000, le gain analogique atteignait 1600, puis nous pouvions atteindre 3200 grâce au réglage utilisateur "élevé" (3200) - mais c'est un boost numérique et vous pouvez voir sur sensorgen.info l'effet direct cela a sur le bruit de lecture et DR:
http://sensorgen.info/CanonEOS_40D.html
http://sensorgen.info/CanonEOS_5D.html
Je connais un gars qui dit que certaines caméras sont encore plus compliquées que cela - en utilisant un mélange de gain analogique et numérique avant de passer à l'utilisation uniquement numérique. C'est peut-être ce qui se passe sur le nikon ici, où 100-200 va mal:
http://sensorgen.info/NikonD3100.html
Mais sur la nouvelle génération d'appareils photo, il semble que l'ISO 3200 soit le nouveau "1600":
http://sensorgen.info/CanonEOS_5D_MkIII.html
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L'utilisation d'un maximum de 1600 ISO est une règle terrible, OMI. Oui, des ISO plus élevés ont un bruit beaucoup plus perceptible. Cependant, en fonction de la caméra / du capteur, de la scène et de votre utilisation prévue, je parie que 3200, 6400 et peut-être même plus sont parfaitement acceptables. Partager une photo sur le Web, par exemple, je suis sûr que vous pouvez obtenir un bon résultat à une ISO beaucoup plus élevée. De même, en imprimant un petit 4x6, je suis convaincu que vous obtiendrez un résultat acceptable. L'impression d'un 16x20 est une autre histoire, bien sûr.
Chaque fois que cela est mentionné, l'autre chose que je pense toujours est que la personne qui dit cela n'a évidemment pas beaucoup d'histoire avec la photographie pour avoir utilisé un film. La norme ISO 1600 d'aujourd'hui est nettement meilleure que celle d'un film ISO 400. Le film ISO 400 était certainement utilisable.
Un dernier point: vaut-il mieux prendre une photo bruyante à ISO élevé ou pas de photo du tout? Je sais lequel je choisirais - et je l'ai choisi plusieurs fois.
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