Pourquoi y a-t-il un réglage ISO lors d'une prise de vue brute?

Les fichiers bruts sont censés contenir principalement des données non traitées du capteur. Quel est l'intérêt d'avoir un réglage ISO s'il n'affecte pas la quantité de photons comptés, mais fournit uniquement une amplification? Est-ce que tout ce qui est fait dans la caméra ne pourrait pas être mieux fait en post-traitement?

En d'autres termes, pourquoi ne pas garder l'ISO à 100 et ajuster l'exposition plus tard (en dehors des aperçus dans l'appareil)?

Mise à jour: Les trois réponses données à ce jour sont complémentaires, de même que la question posée par mattdm. Cela signifie que j'ai du mal à choisir la bonne réponse ... Sera heureux pour un résumé. Je le ferai moi-même dans quelques jours si personne ne se présente.

Ce qui n’est pas encore clair pour moi, c’est ISO sur un CCD vs CMOS. Je suppose que c'est une question différente.

La fonction ISO de la plupart des appareils photo numériques amplifie le signal analogique avant la lecture et la numérisation, ce qui est une source de bruit. Si vous appliquez simplement la correction numériquement, vous amplifiez le bruit de lecture / quantification ainsi que le signal.

L'augmentation de la sensibilité ISO à huis clos pour tenir compte du manque de lumière réduit en réalité le bruit général de l'image.

Voici un exemple surutilisé comparant l'amplification analogique par rapport à la correction numérique:

Augmenter le gain dans le capteur n'est pas la même chose qu'éclaircir une image sombre dans votre application de traitement d'image.

Vous ne pouvez pas restaurer en post-traitement une résolution qui n'a pas été capturée.

Supposons que l'image sombre utilise seulement quatre bits pour chaque couleur: les valeurs sont comprises entre 0 et 15 pour le rouge, le vert et le bleu. Il s’agit alors d’une image de 12 bits, avec seulement 4 bits pour chaque canal de couleur.

Aucune manipulation d'image ne peut résoudre ce problème.

Ce qui ne veut pas dire que l'application du gain au capteur donnera nécessairement une résolution complète à l'image: il y a la question du bruit. Mais, dans tous les cas, le résultat sera différent.

La "structure de gain" du pipeline de traitement du signal est importante. Ceci est bien connu en audio. Augmenter le gain sur un préampli de microphone n’est pas la même chose que monter le volume principal sur le sono, même si l’effet sur le volume général est le même.

"Raw" signifie simplement que les données du capteur ne subissent pas une compression avec perte comme le JPEG. Cela n'a aucune incidence directe sur ces questions. Sans gain adéquat, les photons ne seront pas comptés. Le gain est la sensibilité à l'arrivée des photons, pour ainsi dire.

C'est presque la même chose que de demander Pourquoi y a-t-il un film classé ISO?

Tout ce qui est fait dans l'appareil photo ne pourrait-il pas être mieux fait en post-traitement?

Ben ouais. Mais l'ouverture et la vitesse d'obturation sont des formes de contrôle de l'exposition, tout comme l'ISO. Souhaitez-vous demander la même chose à propos de la profondeur de champ? Quel est l'intérêt de modifier l'ouverture lors de la prise de vue au format RAW si je peux améliorer / modifier numériquement celle-ci? Parce qu'il s'agit du contrôle du photographe, vraiment.

si cela n'affecte pas la quantité de photons comptés

ISO affecte effectivement la quantité de photons collectés pour une exposition "correcte". L'ISO / l'obturateur / l'ouverture se compensent tous. Vous en augmentez un, un autre tombe.

Considérez que vous avez une source de lumière cohérente et des valeurs d'ouverture / vitesse d'obturation fixes. Changer l'ISO ne changera pas la quantité de lumière / photons capturée. Cependant, l'image résultante sera sur / sous exposée.

Exemple: ƒ / 5,6, vitesse d’obturation de 1/125, ISO 100

Si vous augmentez l'ISO tout en voulant la même exposition, vous obtiendrez quelque chose comme:

ƒ / 5.6, 1/250, ISO 200 ou ƒ / 2.8, 1/125, ISO 200

Dans les deux cas, vous avez augmenté la sensibilité ISO tout en diminuant la quantité de lumière / photons capturée.

Lorsque la lumière frappe le capteur, il capture toujours les signaux analogiques. Une fois que le signal analogique a quitté la sortie du capteur, il passe par un amplificateur. C’est là que la valeur de l’ISO entre en jeu, c’est essentiellement le bouton de volume de l’amplificateur.

Après cela, il passe par un convertisseur analogique-numérique. Il peut ensuite être traité numériquement, ajusté, compressé ou autre, en fonction des fonctions de votre appareil photo. Avant tout processus numérique, il s'agit d'une donnée RAW.

pourquoi ne pas garder l'ISO à 100 et ajuster l'exposition plus tard (en dehors des aperçus dans l'appareil)?

Parce qu'une ISO faible augmente le temps d'obturation (en mode automatique) et que vous souhaitez peut-être une vitesse d'obturation plus rapide pour éviter tout flou, bouger ou quoi que ce soit d'autre.

Supprimé car je pense maintenant que ce sont des informations excessives que je ne connais pas suffisamment.

La réponse de base est parce qu'il n'a pas encore effectué de traitement. Il passe d'abord par l'amplificateur (que vous contrôlez avec le bouton de volume). RAW est l'image non traitée.

Hmm, je pense que l'ISO est le contrôle du potentiel électrique que vous mettez à travers le capteur.

Pensez-y comme aux cellules photovoltaïques (cellules solaires), quand il stocke un potentiel électrique dans un condensateur ou une batterie, le potentiel de résistance empêche éventuellement une charge plus importante de la construction à moins qu'une source de lumière plus puissante n'illumine le photovoltaïque.

La résistance de faible ISO (signifiant haute résistance) consiste à éliminer la force lumineuse inégale de l'activation des capteurs de lumière adjacents (qui pourraient introduire du bruit).

Lorsque vous augmentez l'ISO, cela équivaut à réduire ce potentiel et permet donc à une lumière plus faible de déclencher un signal acceptable. Qu'est-ce qui se passe est, quand un puissant paquet de photons frappe le capteur, il éclaire et déclenche également les capteurs environnants, introduisant ainsi du bruit.

Le bruit est visible dans les images peu exposées à la lumière, mais il en résulte une surexposition dans les images très exposées (en raison de l'éclairage de nombreuses sources adjacentes ... Pensez aux fortes pluies sur la surface de l'eau d'une piscine au lieu de quelques 'ne dites pas où les rides se forment sous une pluie battante, mais elles sont assez évidentes sous une pluie faible).

En conséquence, l’ISO est un attribut physique et non une amplification numérique. Avec une faible ISO, la lumière n'est même pas captée comme un signal. Avec une sensibilité ISO élevée, les capteurs environnants captent des sources de lumière inutilement puissantes.

Pour cette raison, il est préférable de régler l'ISO juste pour capter les paquets de lumière faibles, mais pas assez haut pour que les capteurs environnants captent le même paquet de lumière.

En d'autres termes, pourquoi ne pas garder l'ISO à 100 et ajuster l'exposition plus tard (en dehors des aperçus dans l'appareil)?

Tout simplement - parce que vous n'avez pas assez de lumières. Lorsque vous avez suffisamment de lumières, il est judicieux de conserver la valeur iso à 100. Toutefois, lorsque vous avez moins de lumières, vous avez trois options pour conserver la bonne exposition: 1. Vous pouvez régler la vitesse d'obturation sur une valeur toujours correcte, puis 2. Vous pouvez changer l'ouverture, et que et souvent 3. Vous devez changer la valeur ISO.

Il est donc nécessaire de modifier la valeur ISO lorsque l’éclairage est insuffisant.

En d'autres termes, pourquoi ne pas garder l'ISO à 100 et ajuster l'exposition plus tard (en dehors des aperçus dans l'appareil)?

1. L'effet dépend de la mise en œuvre dans votre caméra. Certaines caméras implémentent un gain analogique (de différentes ampleurs) avant que le signal ne soit numérisé, d'autres non. Vous pouvez prendre une série d'expositions à différentes valeurs ISO, puis examiner le niveau de bruit et déterminer ce qui convient le mieux à votre modèle d'appareil photo. Quelques détails ici . Il semble que les nouvelles caméras haut de gamme sont souvent conçues sans ISO.

2. Prendre des photos en ISO de base et sous-exposer au lieu d’utiliser un ISO plus élevé à l’appareil photo est une tâche pénible pour la révision des images. La possibilité de voir mes images juste après l'exposition est l'un des avantages les plus importants des appareils photo numériques par rapport au film. Mon appareil photo peut donner des résultats légèrement meilleurs s'il est tourné à 100 ISO et "poussé" dans l'éditeur, mais l'avantage d'un aperçu correct est plus important pour moi qu'un peu de bruit.

Les fichiers bruts sont censés contenir principalement des données non traitées du capteur. Quel est l'intérêt d'avoir un réglage ISO s'il n'affecte pas la quantité de photons comptés, mais fournit uniquement une amplification? Tout ce qui est fait dans l'appareil photo ne pourrait-il pas être mieux fait en post-traitement?

Vous supposez que le traitement ISO a lieu exclusivement dans le domaine numérique sans influencer les circuits analogiques (augmentation de la tension du capteur, augmentation du gain analogique avant la numérisation). Il existe des capteurs, appelés "invariants ISO", tels que les capteurs Exmor de Sony, où c'est le cas. D'autres n'effectuent que des puissances de 2 en ISO via les circuits analogiques et effectuent les valeurs intermédiaires "invariant ISO".

Pour un capteur invariant ISO, un choix donné de vitesse d'obturation et d'ouverture pour une scène donnée conduira aux mêmes données brutes quel que soit le réglage ISO.

Pourquoi est-ce toujours important?

Quel est l'intérêt d'avoir un réglage ISO s'il n'affecte pas la quantité de photons comptés, mais fournit uniquement une amplification?

Mais le réglage ISO en général aura une incidence sur la quantité de photons comptés car il détermine l' exposition au mètre pour. Ce n'est qu'en mode "manuel" que le photographe fixera le choix de la vitesse d'obturation et de l'ouverture. Même dans ce cas, l'appareil photo

1. avertir de la sur ou sous exposition à prévoir
2. Créez un fichier JPEG à partir des facteurs d'échelle et des courbes associés à votre choix d'ISO.

Notez que ceci est fondamentalement différent du film où la sensibilité détermine le grain spatial (en 3 dimensions) du film et une augmentation de l'exposition ne fera que modérer le grain (à cause de l'empilement vertical) sans le changer fondamentalement.

Pour les appareils photo numériques, cela entraîne la règle ETTR ("exposer à droite") dans laquelle vous essayez d’exposer le plus brillamment possible sans saturer le capteur, puis de réduire l’exposition à la valeur souhaitée en post-traitement, ce qui réduit la force de bruit avec la force du signal. "ETTR" revient à choisir l’ISO le plus faible qui puisse vous donner la luminosité souhaitée dans le résultat final: le cadran principal pour obtenir plus d’exposition tout en compensant par la suite est le réglage ISO.

Parfois, il existe une faible ISO «étendue»: cela revient à corriger l’exposition pour obtenir plus de lumière et à la compenser de manière purement numérique. Cela n'a de sens que sur les capteurs qui ne sont pas non plus invariants ISO, car ils fonctionnent de cette manière pour tous les paramètres ISO.