Capteur ISO variable: possible et / ou utile?

Cette réponse à la question sur la façon dont l'ISO est implémentée dans les appareils photo numériques semble impliquer que chaque photosite ( c'est -à- dire pixel) peut avoir son ISO défini indépendamment. Si cela est vrai, je pense qu'il est théoriquement possible de prendre une photo dans laquelle certains photosites sont à un ISO différent des autres. La première partie de ma question est la suivante: en supposant que la variable ISO est possible, serait-elle utile? Il me semble que cela pourrait être un moyen utile d'augmenter la plage dynamique du capteur, par exemple , en choisissant un ISO élevé uniquement pour les régions de l'image qui sont dans l'ombre. En supposant que l'ISO variable serait utile, pourquoi n'a-t-elle pas encore été implémentée dans les appareils photo numériques? (Ou l'a-t-il?)

— ESultanik
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Les sons sont techniquement possibles mais peuvent nécessiter trop de circuits pour être précis en pixels et peuvent être difficiles à mettre à l'échelle et provoquer trop de chaleur. De plus, il n'est pas clair que cela fonctionne mieux que les solutions actuelles telles que la lecture de photosites à mi-chemin pendant l'exposition ou la présence de photosites de tailles différentes, ce qui leur confère des sensibilités natives différentes.

— Itai

Il y a un petit problème: vous devez définir l'ISO avant de lire une valeur de pixel, mais vous saurez que le pixel appartient à une zone d'ombre uniquement après avoir lu la valeur.

— Imre

@Imre Vrai, mais ce n'est pas nécessairement un problème technique. Par exemple, comme Itai l'a mentionné ci-dessus, il existe déjà une technologie pour lire les valeurs du photosite à mi-chemin de l'exposition. Des systèmes de mesure avancés pourraient également être utilisés pour «deviner» les valeurs ISO des régions. Enfin, pour des photos fixes comme des paysages, une exposition d'essai initiale pourrait être utilisée pour définir les valeurs ISO pour une deuxième photo.

— ESultanik

Il convient de noter que l'ISO ne change rien à ce que le capteur ou le pixel est réellement capable de faire. La seule chose que fait le réglage ISO est de changer le point blanc d'une exposition donnée. Les capteurs sont des dispositifs linéaires fixes qui sont capables d'enregistrer une charge fixe (nombre d'électrons) dans chaque pixel, +/- la moyenne du bruit électronique (qui de nos jours sur une base normalisée n'est que de quelques électrons.) En augmentant l'ISO, tous les ce que vous faites, c'est dire qu'au lieu de "blanc" à 40 000 électrons, à 20 000 ou 10 000, etc.

— jrista

Ce qui se produit à chaque pixel est l'activation de la ligne / colonne et la lecture de la charge. Pendant la lecture, cette charge est amplifiée par la quantité nécessaire pour "saturer" selon le réglage ISO, et en même temps, une variété de compensation électronique du bruit peut également être appliquée (dans le D800, il y a un tas de circuits dédiés pour atténuer le bruit électronique, c'est pourquoi son faible ISO DR est si bon.) Logiquement, je ne pense pas qu'une chose comme ISO variable s'appliquerait. La solution au bruit à faible SNR est de réduire le bruit électronique ... et Sony y est parvenu avec ses capteurs Exmor.

— jrista

Réponses:

La chose la plus proche que je sache de ce à quoi vous pensez est ce que Fujifilm fait avec le mode DR dans ses capteurs EXR, comme on le voit sur les X-10 et X-S1) - la moitié des pixels sont délibérément sous-exposés par un arrêt (ou deux ) et combinés avec les pixels «normalement» exposés avant la sortie de l'image. Pour plus de détails, voir la revue X-10 de DPReview - ce qui vous intéresse ici est le mode DR 6 MP, plutôt que le mode DR 12 MP, qui est la norme "sous-exposer puis appliquer une courbe de tonalité différente à l'image entière "vu dans de nombreuses caméras ces jours-ci et échange le bruit des ombres pour une plage dynamique accrue. Le mode DR 6 MP est intéressant car il (en théorie) vous permet d'augmenter la plage dynamique tout en conservant le bruit d'ombre comme il le ferait normalement, bien que vous

— Philip Kendall
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Essentiellement, un capteur comme celui-ci qui aurait des expositions variables pour chaque site photo aurait une image qui doit être cartographiée pendant le processus de conversion RAW. Plus d'informations devraient être envoyées avec chaque pixel, ce qui augmenterait la taille des données transmises, ainsi que la puissance de traitement requise dans la caméra. C'est un simple problème technique, et je suis sûr que dans quelques années, ce ne sera plus du tout un problème.

Le plus gros casse-tête que je vois serait de s'assurer que les programmes de conversion RAW populaires prennent en charge le processus de décodage. Le fichier RAW résultant devra peut-être contenir des informations sur les couleurs 32 bits, et la prise en charge des images couleur 32 bits est aujourd'hui très limitée. Pour la plupart, ils doivent d'abord être mappés sur 16 bits. Ce n'est pas un processus qui donnera d'excellents résultats s'il est effectué automatiquement avec le logiciel d'aujourd'hui.

— Eric
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Vraiment, je ne vois pas de fabricants se soucier d'un tel mal de tête. C'est pourquoi ils ont un format RAW propriétaire et Fuji n'a jamais cessé de créer des arrangements étranges de pixels avec différentes tailles et filtres de couleur. S'ils peuvent en tirer un avantage, je m'attends à ce qu'ils le fassent. La plupart des applications de traitement d'image haut de gamme, y compris Lightroom & Bibble (AferShot maintenant), fonctionnent déjà en 32 bits en interne. Il est plus efficace de travailler en 32 bits de façon linéaire avec des processeurs modernes. Le premier paragraphe que vous avez écrit a du sens pour moi.

— Itai

Les capteurs CMOS sont déjà essentiellement un ensemble de capteurs avec différents ISO, qu'ils doivent compenser. C'est ce qui donne l'aspect plastique des capteurs CMOS, mais aussi ce qui atténue la floraison.

Cependant, ils fabriquent déjà des puces CMOS avec plusieurs "ISO" pour atteindre une plage dynamique plus élevée, où la zone de taille de pixel est double pour la moitié des pixels, ou l'un des deux pixels verts est deux fois plus sensible que l'autre. Le coût est plus de transistors par pixel, ce qui peut causer des problèmes de bruit et de sensibilité globale, car il laisse moins d'espace pour les photodétecteurs. Les cellules intégratrices de pixels de grande taille réduisent le bruit (généralement), c'est pourquoi un capteur 36x24 mm à X Mpixel est meilleur qu'un capteur 1/3 pouce à X MPixel - elles réagissent mieux à la lumière pour surmonter le bruit de toute l'électronique .

— Michael Nielsen
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