Faut-il vraiment privilégier les ISO supérieurs (toutes choses égales par ailleurs)?


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D'après ce que je comprends des réglages ISO sur les appareils photo numériques, contrairement aux appareils photo argentiques, le fait de modifier l'ISO n'entraîne aucun changement physique de l'appareil photo. Au lieu de cela, il indique simplement à la caméra de multiplier les tensions analogiques lues par les capteurs par un nombre constant, ce qui augmente la luminosité de ce pixel dans l'image JPEG de sortie. De plus, étant donné que les fichiers RAW stockent les tensions réelles lues, avant toute modification de la luminosité, les valeurs du fichier RAW seront les mêmes quel que soit le réglage ISO. Ainsi, si vous prenez des images au format RAW uniquement, le paramètre ISO ne fait absolument rien (cela voudrait également dire que les appareils photo numériques dotés d'un ISO supérieur sont un gimmick marketing) .

Cependant, cet article très voté contredit cela. Il montre l'image suivante:
Bruit aux réglages ISO
qui prétend que le réglage ISO n'affectent la sortie RAW! † Il est également indiqué "pour minimiser le bruit, introduisez le plus de lumière possible dans l'appareil photo, puis utilisez l'ISO le plus élevé possible sans surexposition".

Si ma compréhension est correcte, toutes les images avec la même vitesse d'obturation produiront la même image (RAW), quel que soit le réglage ISO. Cependant, si l'explication ci-dessus est correcte, les images (RAW) prises avec un réglage ISO exposé de manière incorrecte ne peuvent pas être corrigées dans le logiciel sans introduire de bruit supplémentaire. (J'ai trouvé ce fil en ligne dans lequel plusieurs "experts" discutaient au sujet de la compréhension, mais ne parvenaient jamais à une conclusion.)


Pour déterminer quelle compréhension est correcte, j'ai essayé de prendre une image à différentes ISO et vitesses d'obturation, en mode RAW + JPEG. J'ai ensuite chargé les fichiers RAW dans Photoshop et appliqué la correction automatique dans "Camera Raw" (avant la conversion JPEG) .

Voici les résultats (cliquez pour agrandir) :

Images RAW avec correction automatique PS
(Toutes les photos ont été prises avec le reflex numérique Sony a390. Objectif zoom 18 / 55mm avec diaphragme réglé sur 55mm)

Et à titre de comparaison, voici les fichiers JPEG créés par l'appareil photo pour ces mêmes photos (aucune correction Photoshop n'est appliquée):

Images JPEG avec correction automatique des PS

Il semble que nous ayons tous les deux tort (Quoi!?! ?? !!?) . Le réglage ISO a bel et bien une différence majeure dans l’image RAW finale, mais il semble que même lorsqu’il provoque une sous-exposition, le réglage ISO le plus bas entraîne toujours le moins de bruit!

Je suppose que, pour comprendre pourquoi, j’ai besoin de savoir exactement comment fonctionne le réglage ISO dans les DLSR - quelqu'un pourrait-il s’expliquer cela? Le capteur est-il physiquement rendu plus sensible ou s'agit-il d'une simple amplification numérique (ou éventuellement analogique) du signal de tension? Ou cela fonctionne-t-il différemment selon les appareils photo (le mien est un DLSR plutôt bas) ? Si le capteur ne devient pas physiquement plus sensible, pourquoi le réglage ISO affecte-t-il l'image RAW? Pourquoi une image ISO100 sous-exposée produit-elle moins de bruit (après correction de Photoshop) que la même image avec la même ouverture / obturateur à ISO3200 (correctement exposée)?


(Du moins, je pense que c'est ce qu'il dit. Le message est ambigu quant à savoir si la correction automatique a été effectuée sur le fichier RAW ou JPEG. Je suppose simplement que cela a été fait sur le fichier RAW, bien que au format JPEG serait juste stupide - il amplifierait le bruit de compression + quantification, pas le bruit de la caméra, ce qui rendrait tout le post incorrect)


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Excellente question. J'ai moi-même le même "modèle mental" d'ISO pendant un certain temps, tout en comprenant que les performances réelles ne semblent pas tout à fait correspondre à ce modèle.
D. Lambert

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Cela n'aide en rien que vous compariez la sortie d'un 30D millésime 2006 et d'un α390 millésime 2010. La profondeur et la «latitude» ont beaucoup changé au fil des ans, au point que vous comparez essentiellement le Kodachrome (film de diapositives plutôt complexe) à Kodacolor (suffisamment de latitude pour les appareils photo jetables).

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Oui, pas un doublon après le montage.
Mattdm

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Il est possible que l'affirmation selon laquelle il n'y a pas de différence entre les valeurs ISO en mode RAW est incorrecte si les algorithmes d'exposition automatique risquent d'être affectés négativement par le bruit associé à une valeur ISO plus élevée, ce qui permet une vitesse d'obturation plus lente.

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@BBking: Oui, c'est ce que j'ai enfin réussi à tirer de tout ça. Je venais de lire dans le message de Matt la déclaration extrêmement choquante "En fait, une sensibilité ISO élevée est bonne!" tout en manquant le sous-texte caché "..bien comparé à l'augmentation de la luminosité en post, mais toujours pas aussi bon que l'augmentation de l'ouverture, la vitesse d'obturation, ou l'éclairage!"
BlueRaja - Danny Pflughoeft le

Réponses:


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Il serait faux de penser que l'augmentation de l'ISO n'entraîne aucun changement «physique» de la caméra. Le problème avec l'ISO est que les gens appellent souvent cela sensibilité . C’est vraiment un abus de langage… la sensibilité est un attribut fixe de tout capteur, et elle ne peut pas être changée.

La sensibilité est vraiment plus synonyme d’efficacité quantique des photodiodes, en prenant en compte le pourcentage de lumière filtrée par le filtre de coupure IR, le filtre passe-bas et le réseau de filtres colorés. De manière générale, la plupart des reflex numériques ont actuellement une "sensibilité" de 13-18% à la lumière ... ce qui signifie que seulement environ 13-18% de la lumière qui passe à travers la lentille atteint réellement la photodiode et libère en réalité un électron. Environ 60% de la lumière ou plus sont filtrés par la pile de filtres et le CFA, et l’efficacité quantique des photodiodes (le taux de frappe des photons jusqu’à la libération d’électrons) dans les capteurs modernes varie de 45% à 60% environ.

L'ISO est en réalité juste une instruction à l'électronique de la caméra pour changer la façon dont la charge électronique, le signal analogique, stocké dans le capteur est amplifié pour produire une exposition correcte. En ce sens, il y a un changement "physique" dans ce qui se passe réellement dans le signal d'image dans l'électronique du capteur. Un certain gain est appliqué au signal d'origine dans le capteur lors de la lecture. L'augmentation de l'ISO modifie ce gain, ce qui entraîne une amplification de plus en plus grande du signal.

Votre question est la suivante: l’importance de l’ISO et l’évolution de l’ISO affectent-elles le RAW? La réponse est oui et oui! Si vous avez tout filmé à 100 ISO et que vous avez modifié "l'amplification" numériquement en post, vos images seront beaucoup plus bruyantes que si vous utilisez le réglage le plus approprié dans votre appareil photo. Les mécanismes d’amplification du signal d’image réalisés par l’appareil photo sont nettement supérieurs à votre amplification numérique de base ISO avec un outil de post-traitement tel que Lightroom. L'exemple d'image de Matt Grum que vous avez référencé dans le message d'origine devrait en être un exemple idéal. Remarquez à quel point le bruit dans l’image ISO 100 amplifiée numériquement est-il supérieur à celui de l’image ISO 1600? Il y a beaucoup de bruit de couleur bleue, des motifs de bandes commencent à apparaître et il y a une perte de détail. La caméra a fait beaucoup mieux quand on lui a dit d'utiliser l'ISO 1600 ... Il y a moins de bruit, plus de détails, des détails plus nets.

Il est préférable de renforcer l'ISO intégré dans l'appareil photo, car cela fonctionne avec le signal natif d'origine, directement du capteur, avant que les composants électroniques en aval aient une chance d'introduire un bruit supplémentaire. Dans un capteur d'image CMOS (CIS), chaque pixel est doté d'un circuit intégré de réduction du bruit (CDS, double sampling corrélé) qui mesure la charge du courant d'obscurité dans le pixel au "moment de la réinitialisation" et la mémorise peut être soustrait à la lecture) ainsi qu’un amplificateur intégré. Lorsque chaque colonne de pixels est lue, la charge du pixel est d'abord débranchée par le circuit CDS, et cette charge "propre" est ensuite directement amplifiée avant d'être envoyée au circuit de lecture envoyé. La conversion analogique-numérique, ou ADC, se produit hors de la puce du capteur dans une puce DSP dans la plupart des appareils photo (il y a quelques exceptions, plus en un instant).

Les CAN sont en général modérément parallèles, il peut y en avoir huit, seize, voire plus dans une caméra donnée. Bien qu’ils soient parallèles, chacun doit encore traiter des centaines de milliers, voire des millions de pixels en une fraction de seconde. Cela nécessite une fréquence de fonctionnement élevée, ce qui a tendance à introduire du bruit supplémentaire. C’est la principale source de bruit de couleur et de bande dans la plupart des appareils reflex numériques présentant ce type de problèmes. L'image ISO 100 qui a été amplifiée en post-amplifie également ce bruit de post-lecture supplémentaire qui est introduit en aval du capteur .

En augmentant l'ISO intégré dans l'appareil photo, vous amplifiez directement le signal d'image, et les éventuels contributeurs en aval supplémentaires au bruit n'affectent que l'extrémité inférieure du signal. Cela préserve le rapport image sur signal de bruit électronique. Il y a un contributeur supplémentaire au bruit qui n'a rien à voir avec l'électronique. La nature aléatoire de la lumière elle-même entraîne une distribution de Poisson des impacts de photons. Avec moins de lumière totale frappant le capteur, le bruit de Poisson sera plus élevé. Si vous aviez un capteur silencieux, qui n'introduisait aucun bruit électronique, utiliser ISO 1600 équivaut à utiliser ISO 100 et à augmenter l'exposition de quatre paliers en post-tour. La quantité de bruit dans les deux images serait identique et tout résulterait de la nature physique aléatoire de la lumière.


Il y a un capteur sur le marché aujourd'hui qui est presque silencieux. Le capteur Sony Exmor utilise une conception de lecture ADC / CDS numérique ON-DIE hautement parallèle et parallèle aux colonnes. Contrairement à la plupart des capteurs, qui conservent un signal analogique tout au long d’un pipeline, du capteur au DSP (juste après l’ADC), Exmor exécute les CDS et l’ADC de manière numérique et sur puce. Au lieu que chaque pixel dispose de circuits CDS analogiques pour mesurer le courant d'obscurité par pixel, Exmor effectue une lecture de réinitialisation. Cette lecture est immédiatement convertie en numérique et stocke l'intégralité du capteur "courant d'obscurité" dans une image virtuelle de valeurs négatives. Lorsqu'une exposition est faite, le signal d'image est lu, converti en numérique et l'image de réinitialisation négative est appliquée à l'image d'exposition positive.

Puisqu'il existe un ADC par colonne dans Exmor, au lieu d'un ADC par dizaines de colonnes, ils peuvent fonctionner à une fréquence plus basse. Entre l'utilisation de CDS numériques, les convertisseurs ADC par colonne et les composants de fréquence inférieure, Exmor introduit un bruit presque nul , n'introduit pas de bruit de bande visible ni de bruit de motif, et peut à toutes fins pratiques être considéré comme un capteur "sans bruit".Il y a encore du bruit, et si vous augmentez suffisamment l'exposition par la poste, ce bruit deviendra finalement visible. On peut toutefois prendre une photo à 100 ISO, la soulever par quatre arrêts et la faire paraître presque aussi belle qu'une photo prise à 1600 ISO. En fait, dans le cas d'Exmor ... EXACTEMENT le cas! Toute «amplification» dans Exmor est par nature numérique, bien que l'électronique du capteur y soit généralement meilleure que celle qui consiste à augmenter manuellement l'exposition par post, par une faible marge.


Il est également important de réaliser que l’augmentation de la norme ISO n’ajoute pas de bruit en soi. L'ISO n'est pas une source de bruit! En supposant un capteur sans bruit, si vous exposez une scène statique de manière à obtenir une exposition correcte à 100 ISO et exposez la même scène statique de manière à obtenir une exposition correcte à 3200 ISO, cette dernière générera plus de bruit. Pourquoi demandes-tu? Le bruit de Poisson, plus communément appelé bruit Photon Shot, ou le bruit causé par la nature aléatoire de la lumière, en est la cause. Dans l'image ISO 100 correctement exposée, vous utilisez une ouverture plus grande, un déclencheur plus long ou les deux. Supposons, aux fins de discussion, que nous ne changeons que la vitesse d'obturation, afin de conserver la DOF et d'obtenir exactement la même scène à la fois aux normes ISO 100 et 3200. La différence de vitesse d'obturation est de cinq arrêts. Cela fait trente-deux fois la différence de quantité de lumière au niveau du capteur! Plus vous avez de lumière, moins le bruit de photon sera apparent ... le rapport signal / bruit de l'image à son propre bruit naturel est plus élevé avec une image ISO 100 correctement exposée, et beaucoup plus faible avec un image ISO 3200 correctement exposée.

Si nous utilisons le Nikon D800 (qui utilise un capteur Sony Exmor) pour capturer une image sous-exposée cinq fois à ISO 100 et une autre correctement exposée à 3200 ISO, et amplifier l’image ISO 100, elle sera toujours aussi légèrement plus bruyante que le Image ISO 3200. Il a effectivement le même rapport signal sur bruit par rapport au bruit de photon, et aura également une très faible contribution de bruit de lecture qui sera amplifié avec le reste de l'image.


Eh bien, vous avez demandé à savoir exactement comment ISO fonctionnait dans un appareil photo numérique moderne. Ce n'est pas une explication complète, et différents fabricants traitent différemment certains paramètres ISO élevés. Par exemple, les capteurs Canon n’amplifieront le signal d’image que directement du capteur jusqu’à un certain point, puis utiliseront un amplificateur en aval supplémentaire entre le capteur et le CAN pour atteindre les deux arrêts supérieurs (c.-à-d. Dans un appareil photo ISO 6400, ISO 1600 correspond au paramètre "amplifié de manière native" et ISO 3200 et 6400 impliquent une amplification supplémentaire en aval mais analogique.) Les paramètres "ISO élargi" sont également spécifiques à la plupart des appareils photo en ce sens boost numérique. Donc, tout réglage appelé HI, ou H1, H2, etc., n’est pas un vrai réglage ISO ... c’est un faux réglage ISO.


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Vous pouvez également augmenter la sensibilité ISO si vous photographiez dans des conditions de faible éclairage, telles que les sports en intérieur. Là encore, il ne s’agit pas nécessairement d’une "exposition" ... techniquement, l’exposition concerne la quantité de lumière émise par le capteur, qui est uniquement affectée par l’ouverture et l’obturateur. Encore une fois, avec le sport ... vous avez besoin d’un déclencheur assez haut pour figer correctement le mouvement des joueurs. Dans le cas de la photographie de ciel nocturne, une sensibilité ISO élevée peut enfin devenir une "exposition" ... mais pas toujours. Je peux exposer le ciel nocturne pendant 45 secondes à 400 ISO sans faire de bêtises, mais lorsqu’on tire sur des météores, c’est encore ...
jrista

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... pas nécessairement sur l'exposition. Je veux un certain rapport de luminosité entre les météores et les étoiles. Les expositions longues augmentent trop le rapport de luminosité, ce qui donne des météores très faibles. Des expositions plus courtes à une sensibilité ISO élevée donnent un "temps sur pixels" similaire, ce qui me permet de réduire le rapport entre les étoiles et les météores, ce qui rend les météores relativement plus brillants et plus intéressants. Si je veux plus d'exposition, je vais utiliser un objectif avec une ouverture plus large, ce qui donnera littéralement plus de lumière au capteur ... mais j'utiliserais quand même un ISO plus élevé pour normaliser le temps en pixels pour les pluies de météores.
jrista

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Premièrement, je ne suis pas sûr de savoir comment votre appareil photo pourrait avoir une "base" de 400 ISO, si elle le fait également à 100 ISO. Habituellement, ISO 100 est le paramètre qui permet une "utilisation complète" du capteur. Si FWC est de 60 000 électrons, ISO 100 garantit que la saturation maximale en électrons est de 60 000 et applique le gain nécessaire pour que la charge atteigne 60 000 électrons en unité numérique maximale -bit capteur qui serait 2 ^ 14 ou 16384.) ISO 400 aurait besoin d'un gain à augmenter pour assurer qu'un max. Sam. de 15 000 convertis en une unité numérique de 16384, etc.
jrista

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On a beaucoup commenté sur le net que Canon utilisait une ISO de base de 160. C'est également une erreur, car les gens associent un peu trop le bruit et l'ISO. Canon utilise un mécanisme ISO Oddball. Leurs amplificateurs ne sont capables que d'étapes complètes; par conséquent, tous les réglages de troisième ou de demi-arrêt doivent être "poussés" ou "extraits" d'un réglage natif à arrêt complet. ISO 125 est une pression 1/3 d'arrêt ISO 100 effectuée par l'amplificateur en aval (post-capteur / pré-ADC). ISO 160 est une traction en aval d'un tiers sur ISO 200. Il en va de même pour 250/320, 500/650, 1000/1250, etc. L'ISO de base est toujours de 100.
jrista

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Les expositions poussées ont plus de bruit que les paramètres sur lesquels elles sont basées. Les normes ISO 125, 250, 500 et 1000 génèrent toutes plus de bruit que leurs parents par défaut ISO 100, 200, 400 et 800. À l'inverse, les expositions par tirage produisent moins de bruit que le paramètre sur lequel elles sont basées. Les normes ISO 160, 320, 640 et 1250 génèrent moins de bruit que les normes d'origine 200, 400, 800 et 1600. La différence de bruit est souvent assez évidente, raison pour laquelle de nombreuses personnes pensent que Canon utilise une base ISO de 160, car il semble souvent plus propre que l'ISO 100. L'ISO de base est vraiment bel et bien 100, mais il est parfois difficile de démystifier de tels mythes.
jrista

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Changer le réglage ISO appelle une modification de la caméra , il modifie l'amplification sur puce. Les tensions produites par la lumière entrante sont amplifiées avant la numérisation. La raison en est que le signal analogique capte le bruit lors de son acheminement vers le convertisseur analogique-numérique (ADC). En amplifiant d'abord un signal faible, les effets de ce bruit sont réduits par rapport à la numérisation du signal faible, puis à l'application mathématique de l'amplification aux valeurs numérisées (comme le fait Photoshop dans votre exemple), car cela amplifie le bruit lu.

Si vous ne rencontrez pas le même effet avec votre Sony a390, c’est que le modèle dispose de la technologie brevetée par Sony, conçue pour réduire considérablement l’accumulation de bruit de lecture sur le chemin menant au CAN. Le seul avantage de l'utilisation du paramètre ISO dans l'appareil photo est de réduire le bruit de quantification qui peut survenir s'il n'y a pas assez de valeurs numériques pour représenter de petits changements dans un signal faible. En dehors de cela, l'ISO est presque redondant (ou pire, il est contre-productif, comme si la mesure était incorrecte, une image ISO élevée risquait de se découper alors qu'une image ISO faible ne le serait pas).


L'amplification analogique ne réduirait pas du tout le bruit - en fait, l'amplificateur introduira toujours une petite quantité de bruit. Cela serait quand même préférable d'effectuer l'amplification après la conversion analogique-numérique, car cela vous ferait perdre les bits de données les plus faibles (causant une perte de qualité de l'image - c'est ce que l'on entend par quantification le bruit) . ... À bien y penser, cette explication expliquerait pourquoi ISO3200 avait un bruit plus élevé dans mes images ci-dessus - je me demande si c'est la bonne / unique raison?
BlueRaja - Danny Pflughoeft

@ BlueRaja-DannyPflughoeft Chaque étape du processus ajoute un bruit de «courant d'obscurité» supplémentaire. C'est pourquoi la valeur de tension analogique de chaque capteur est amplifiée au niveau du capteur avant sa lecture (pour les capteurs CMOS). Amplification analogique ne réduit pas « photons » bruit causé par la nature aléatoire de la lumière qui affecte la densité de photons à un moment donné dans un champ de lumière, mais il a certainement fait de réduire l'effet de lecture du bruit (a / k / a courant d' obscurité du bruit ) qui est ajouté entre chaque sensel et le CAD.
Michael C

4

De plus, étant donné que les fichiers RAW stockent les tensions réelles lues, avant toute modification de la luminosité, les valeurs du fichier RAW seront les mêmes quel que soit le réglage ISO.

Cette hypothèse est incorrecte. Les réglages ISO dans les appareils photo numériques modifient l'ampleur de l'amplification de la tension analogique à partir de chaque capteur (puits de pixels) avant la lecture du signal, et encore moins d'être convertie en informations numériques.

Ce qui est enregistré dans les fichiers bruts, ce sont les valeurs du signal analogique amplifié converties en informations numériques. La raison en est qu’il ya du bruit supplémentaire ajouté par les voies électroniques entre le capteur et le convertisseur numérique-analogique (CNA). Si les tensions analogiques de chaque sensel ne sont pas amplifiées avant d'être lues, elles seraient si faibles que le bruit de «courant d'obscurité» ajouté par le chemin entre le capteur et le DAC saturera tous les signaux sauf le plus fort (par exemple, tout sauf les images). qui ont été capturés sous une lumière très vive et / ou pendant de très longues périodes).

Ainsi, si vous prenez des images au format RAW uniquement, le paramètre ISO ne fait absolument rien (cela voudrait également dire que les appareils photo numériques dotés d'un ISO supérieur sont un gimmick marketing).

Puisque votre prémisse initiale, citée ci-dessus, est incorrecte, il s'ensuit que la conclusion fondée sur cette prémisse incorrecte est également incorrecte. Ce qui est converti par l’ADC et enregistré dans les données d’image brutes est matériellement affecté par l’amplification en direct de la tension analogique de chaque sens.

Le conseil dans la réponse mentionnée au début de la question doit être compris comme suit: "... laissez suffisamment de lumière dans l'appareil photo, puis utilisez la valeur ISO la plus élevée ne générant pas de reflets éclatés. Si vous laissez suffisamment de lumière dans la Si vous êtes limité par la quantité de lumière disponible, la largeur d'ouverture maximale de l'appareil photo / le paramètre d'ouverture requis pour obtenir la profondeur de champ souhaitée ou le temps d'obturation nécessaire pour éviter le flou d'un sujet en mouvement demande à augmenter le ISO au maximum, sans que la surexposition ne soit surexposée. Les hautes lumières deviennent applicables à un réglage ISO supérieur à l'ISO de base de l'appareil photo.


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Les capteurs ne peuvent pas être rendus plus ou moins sensibles. Ils répondent simplement aux photos en libérant une charge électrique qui est accumulée par photosite.

Cette charge est une quantité analogique . Techniquement, il est discret au niveau atomique mais est traité comme une valeur analogique. Lorsque ISO est défini sur l'appareil photo, ce qui change est le point de saturation qui est mappé sur la valeur numérique la plus élevée possible. Les charges les plus basses sont mappées proportionnellement par le convertisseur A / N, raison pour laquelle vous obtenez toujours la même profondeur de bits par pixel à toutes les valeurs ISO normales . Contrairement aux ISO élargies qui sont le plus souvent traitées numériquement.

La sortie RAW enregistre les valeurs numériques et est donc affectée par ISO. Si vous multipliez le signal numériquement pour émuler l'ISO, vous perdrez la résolution en bits et multipliez tout bruit présent dans le signal analogique.


2
Si vous amplifiez le signal analogique, vous multipliez également le bruit présent dans le signal. La touche amplifie le signal avant que trop de bruit ne se soit accumulé.
Matt Grum

Cette réponse vérifie ce que j'ai déjà supposé dans la question - mais cela n'explique pas pourquoi ISO3200 aurait plus de bruit correctement exposé qu'ISO100 à la même ouverture / vitesse d'obturation, ni pourquoi mes résultats seraient différents de ceux de Matt
BlueRaja - Danny Pflughoeft

3

Je crois que votre hypothèse est incorrecte. Bien que certaines caméras aient peut-être un gain fixe et que l’ISO soit un filtrage purement numérique (ce qui pourrait se faire hors ligne aussi facilement), je pense que sur de nombreuses caméras, le réglage ISO contrôle en fait le gain analogique du détecteur.

Une ISO supérieure n'est pas souhaitable, car plus de gain signifie plus de bruit.

Dans tout système d’amplification analogique, la mise en scène du gain est importante pour obtenir le meilleur signal. Dans le système photographique, notre premier gain est le pouvoir de collecte de la lumière de l'objectif. Le deuxième gain est la sensibilité du film, ou le gain électronique réel du détecteur, selon le cas.

Les résultats les moins bruyants sont obtenus si vous laissez assez de lumière et n’utilisez que des gains modérés.

Utiliser plus de gain (ISO plus élevé) dans le détecteur est un "mal nécessaire" dans des conditions de faible luminosité ou lorsque de courtes expositions sont nécessaires pour éliminer le flou de mouvement, ou une faible ouverture est nécessaire pour la profondeur de champ.

En d'autres termes, le choix de l'ISO dépend des autres paramètres: luminosité / ouverture disponible et vitesse d'obturation.


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Bien que cela ne soit pas incorrect en soi, l’énoncé de cette réponse prête à confusion.

La solution n’est pas de comparer le bruit à différents réglages ISO, mais de comparer la différence entre l’amplification analogique et l’amplification numérique. Définir une valeur ISO supérieure utilise l’amplification analogique, ce qui donne de meilleurs résultats que la sous-exposition de l’image et la compensation en post-traitement, car elle utilise l’amplification numérique.

Une déclaration plus utile serait:

Si vous souhaitez réduire le bruit, utilisez le paramètre ISO le plus bas possible. Vous ne devez utiliser un paramètre ISO supérieur que si vous en avez besoin pour obtenir une exposition correcte, lorsque vous ne pouvez pas obtenir plus de lumière dans l'appareil photo.


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Afin de minimiser le bruit, vous voulez autant de lumière que possible sur le capteur, sous réserve de (1) ne pas écraser les hautes lumières dans lesquelles vous souhaitez conserver les détails, (2) régler l'ouverture pour la profondeur de champ souhaitée et (3) régler l'obturateur. pour obtenir le flou de mouvement souhaité (sujet et appareil photo) ou le manque de flou de mouvement.

L'augmentation de l'ISO aidera si vous faites ce qui précède et êtes toujours en dessous de couper les points saillants souhaités? Si augmenter ISO diminue le bruit de lecture, cela peut aider. Cela dépend du capteur de votre appareil photo. Certains capteurs produisent moins de bruit de lecture si vous augmentez la sensibilité ISO, au moins jusqu’à un certain point. Dans d'autres capteurs (parfois appelés ISO-moins), le bruit de lecture n'augmente pas avec ISO.

Cela suppose que vous tiriez brut.


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J'ai examiné le problème selon lequel vous voyez plus de bruit dans l'émission High ISO que dans la photo Iso 100, même si tout le monde vous dit que cela devrait être opposé. Les gens vous disent pourquoi cela devrait être opposé et Jrista vous a dit pourquoi l’effet n’est pas aussi évident avec votre appareil photo, par exemple avec les appareils photo Canon (presque égaux). Mais vous remarquez qu'il semble y avoir moins de bruit dans l'iso 100 post-boosté et que le bruit n'est pas égal ou que plus de bruit subsiste.

Je suis allé de l'avant en regardant dans votre résultat. La conclusion tirée de la démonstration originale de Matt suppose que le résultat final est la même image provenant des mêmes conditions, où vous augmentez ensuite l'ISO par rapport à l'augmentation de l'exposition en post pour exposer correctement. Même luminosité @ même lumière entrante. Donc, je compare votre histogramme iso 100 à iso 100 par rapport à iso 3200 et constate que vous n’avez pas augmenté l’iso 100 autant que l’iso 3200. La différence est d’environ 40%.

iso3200 40percent plus lumineux

Si nous renforçons votre image iso 100 pour qu'elle corresponde mieux à l'iso 3200, examinons le résultat:

plus de boost à l'iso 100

Maintenant, cela semble assez égal si vous regardez la puissance du bruit, alors Jrista a raison sur votre capteur presque parfait. Peut-être que les textures dans le noir sont un peu meilleures avec la norme ISO 3200 et que les grains bleutés semblent plus gros, mais il est difficile de conclure à la qualité du bruit dans ces images converties sur le Web. nous devons voir les résultats sur les matières premières.


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Une réponse très rapide: en augmentant le réglage ISO, vous appliquez un gain plus important au signal. Cela signifie que vous multipliez de manière "analogique" (amplifiant un courant) et non de manière "numérique" (multipliez un nombre par 2, par 4 ... et ainsi de suite, ce qui correspondrait à votre modèle mental. )

Ces dernières années, un terme gagne en popularité (je ne pense pas qu'il soit particulièrement bien choisi), qui décrit un capteur qui fonctionne comme vous l'imaginez, et il s'agit d'une "caméra isolée".


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Avant d’accepter une réponse, je voulais simplement ajouter un résumé de ce que j’ai appris de toutes ces bonnes réponses et de plusieurs autres sources. J'ai vu plusieurs utilisateurs recommander "d'utiliser l'ISO le plus élevé possible sans surexposition", sans explication supplémentaire ni qualificatif, ce qui est complètement faux.

J'en fais un wiki de communauté, alors n'hésitez pas à y ajouter ou à corriger des erreurs.


Feuille de triche ISO pour appareil photo numérique

  • L'utilisation de l'ISO le plus faible (pour une exposition donnée, ce qui signifie que vous devez également modifier l'ouverture ou la vitesse d'obturation) vous donnera toujours le moins de bruit; Cependant, cela ne vous donnera pas toujours la meilleure image .

    Par exemple, une vitesse d'obturation lente à 100 ISO peut rendre l'image un peu floue, tandis qu'une vitesse d'obturation plus rapide à 400 ISO, malgré le fait qu'il y ait plus de bruit, peut paraître plus soignée en raison du manque de flou (et que le bruit peut ne pas même être visible) .

    Il n'y a pas de bonne règle pour savoir quand ce sera le cas. Vous devriez expérimenter beaucoup pour acquérir cette intuition.

    • Les valeurs ISO qui ne le sont pas some-power-of-2 * 100peuvent constituer une exception à cette règle, éventuellement préférées aux valeurs ISO inférieures. Voir par exemple ici .

    • Contrairement à cette réponse , tous les autres paramètres étant égaux, et sans écrêtage, tous les paramètres ISO seront presque équivalents en termes d'image RAW auto-corrigée. La différence réside dans le fait que le réglage ISO le plus faible générera moins de bruit de contraste et de quantification, en raison de la perte d’informations (car la correction de l’exposition est effectuée de manière numérique plutôt que de façon analogique) , mais qu’il aura tendance à avoir un bruit global légèrement inférieur , car les amplificateurs utilisés par les ISO supérieures créent du bruit, et parce que les ISO supérieurs sont plus sensibles au bruit de tir .

      C'est exactement ce que j'ai observé dans les images de la question.

    • Pour certains capteurs, l'augmentation de l'ISO peut réduire le bruit de lecture, au moins jusqu'à un certain point. Voir http://www.sensorgen.info/

  • Si la taille de l'ouverture ou la vitesse d'obturation sont flexibles pour la photo que vous voulez prendre (c.-à-d. Ne causera pas de flou, ne compromettra pas votre vision artistique, etc.) , utilisez la combinaison qui vous permet d'avoir le ISO le plus faible possible. , tout en ayant la bonne exposition, afin de minimiser le bruit.

    • Si la taille de l'ouverture ou la vitesse d'obturation sont flexibles pour la prise de vue que vous souhaitez prendre (c.-à-d. Ne causera pas de flou, ne compromettra pas votre vision artistique, etc.) , utilisez la combinaison qui donne le plus de lumière au capteur. , tant que vous ne coupez pas les faits saillants dans lesquels vous souhaitez conserver les détails.
  • Si la taille de l'ouverture et la vitesse d'obturation sont rigides et inchangeables, choisissez l'ISO qui fournit l'exposition appropriée pour minimiser le bruit.

    • Cela pourrait ne pas toujours être possible. Si vous devez choisir entre une ISO inférieure qui est sous-exposée et une ISO supérieure qui est surexposée, il est généralement préférable de choisir l'ISO supérieur et de corriger l'exposition par la suite.
  • Si la taille de l'ouverture et la vitesse d'obturation sont rigides et inchangeables, choisissez l'ISO qui produit le bruit de lecture le plus faible possible, à condition de ne pas découper les points forts dans lesquels vous souhaitez conserver les détails et d'ajuster la luminosité par la suite.


Plus d'informations

  • Les valeurs des capteurs de la caméra sont analogiques, mais doivent être converties en numériques pour pouvoir être utilisées par un ordinateur. Toute amplification de ces valeurs doit être effectuée avant la conversion analogique-numérique, afin d'éviter de perdre des informations (bruit de quantification) . Le réglage ISO de la caméra détermine le niveau d'amplification analogique réalisé. C'est pourquoi le réglage ISO affecte la sortie RAW.

  • Le réglage "Auto-ISO" de nombreux appareils photo ne dépassera pas un certain ISO (pour éviter le bruit) , même si cet ISO est nécessaire pour une exposition correcte. Dans ces cas, vous devrez définir l'ISO manuellement.

  • Le posemètre n'est pas toujours correct, aussi, le fait de trouver la bonne exposition peut nécessiter quelques expérimentations.

  • Les images sont parfois intentionnellement surexposées afin de réduire le bruit et d'obtenir le plus de profondeur de bit utile possible à partir du fichier de sortie RAW. Ceci s'appelle Exposer To The Right (ETTR) ( voir aussi ) . Dans ce cas, toutes les règles Cheat-Sheet ci-dessus s'appliquent toujours; il suffit de remplacer l'expression "exposition appropriée" par "surexposition maximale sans écrêtage".

    • Une surexposition excessive entraînera un écrêtage des valeurs (maximum car elles sont plus élevées que le capteur ne peut gérer) . C'est la raison pour laquelle les prises de vue ISO 800 et ISO 3200 à gauche de l'image dans la question n'ont pas pu être restaurées.

Je considérerais que "l'exposition correcte" est "l'exposition maximale sans écrêtage" et souvent même que "l'écrêtage d'exposition la plus élevée est mis en évidence", car un "faible contraste" comme dans l'exemple se produit rarement et que la surexposition est par définition supérieure à celle, ce qui signifie coupera encore plus.
Michael Nielsen

"... et parce que les ISO les plus élevés sont plus sensibles au bruit de tir." Seulement si la quantité de lumière capturée est inférieure! Le bruit de tir est le résultat de la distribution aléatoire des photons dans un champ lumineux. Comme pour tout ce qui est affecté par le caractère aléatoire, plus la taille de l'échantillon est grande, moins l'écart avec la moyenne est grand. Plus la taille de l'échantillon est faible, plus l'écart type par rapport à la norme sera élevé.
Michael C

"C'est exactement ce que j'ai observé dans les images de la question." Ce que vous avez observé, c'est que votre logiciel de conversion n'a pas "auto-boosté" l'image ISO avec la même luminosité que l'image ISO 3200. S'il vous plaît voir @MichaelNielsen réponse.
Michael C
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