Qu'est-ce que «ISO» sur un appareil photo numérique?

Qu'est-ce que "ISO" en général et comment cette échelle est-elle définie?

Comment l'échelle ISO pour la vitesse du film diffère-t-elle de la sensibilité ISO utilisée dans les appareils photo numériques?

Une ISO inférieure est-elle toujours meilleure?

En photographie, ISO fait généralement référence à une mesure de la " vitesse du film ", que j'utilise notamment en référence à la sensibilité du capteur numérique .

En bref, les lettres ISO sont un nom pour l' Organisation internationale de normalisation (ce n'est pas, officiellement, un acronyme - plus d'informations ici ), et en photographie cela se réfère à la norme ISO 12232: 2006 et à d'autres normes connexes: ISO 12232: 1998, ISO 5800: 1987, ISO 6: 1993 et ​​ISO 2240: 2003. (Liens sur la page de vitesse du film.) Historiquement, le film a également utilisé les normes ASA et DIN , les premières utilisant le même système de numérotation et le DIN utilisant une échelle totalement différente.

Les normes applicables au cinéma et au numérique sont techniquement différentes (d’une manière sur lesquelles je n’ai pas suffisamment enquêté pour que je fasse un rapport complet), mais elles sont généralement assez similaires pour qu’elles soient essentiellement les mêmes (en dépit de l’ échec de la réciprocité , qui les films sont assez enclins à, bien que le numérique ne soit généralement pas). Ainsi, si vous mesurez une exposition avec votre appareil photo numérique, vous pouvez utiliser cette exposition avec un film ayant le même classement que le réglage ISO que vous avez utilisé dans l'appareil photo numérique, et vous attendre à obtenir une exposition similaire (à moins que la vitesse d'obturation ne soit longue ou courte. assez pour la réciprocité Défaut d'entrer dans le film) (en supposant un équipement similaire sinon - pas de différences dans les filtres, etc.).

Tant en numérique qu'en film, un nombre élevé indique une plus grande sensibilité. Un nombre deux fois plus élevé est deux fois plus sensible (200, par exemple, deux fois plus que 100, 400 deux fois plus que 200, etc.). Ainsi, lorsque vous photographiez dans des conditions de lumière relativement faibles et que vous souhaitez une vitesse d'obturation relativement rapide (par exemple, assez rapide pour arrêter le mouvement), une sensibilité plus élevée sera essentielle (pour que non, une réduction n'est pas toujours meilleure!).

Dans les appareils photo numériques (et de manière similaire mais différente dans le film), des cotes ISO plus élevées ont tendance à créer du bruit (l’effet connexe dans le film est une augmentation du grain ). Ainsi, bien que ce ne soit pas toujours meilleur (cela dépend de ce que vous recherchez), des cotes ISO plus basses sont toujours (ou du moins presque toujours) moins bruyantes, ce qui peut être souhaitable. (Dans le cas de la photographie en basse lumière où la vitesse d'obturation n'est pas un problème, les expositions longues combinées à des cotes ISO plus basses créeront une "meilleure" image - bien qu'il soit concevable que certains puissent aimer les effets du bruit; filmer le grain.)

Quant à la définition de l’échelle, elle repose sur les mesures d’une image produite à partir d’un certain scénario d’éclairement . Les détails sont complexes, je vais donc les laisser comme exercice pour le lecteur. En résumé, pour le numérique, c'est une mesure de la rapidité avec laquelle le capteur numérique devient "saturé" de lumière. (Pour le film, le processus est lié mais différent.)

En résumé: une ISO supérieure est plus sensible mais plus bruyante (mais pas nécessairement pire), les images numériques et les films classés pour la même ISO (ou ASA pour le film) auront une sensibilité similaire, et l'échelle dépend de la rapidité avec laquelle une image deviendra. " saturé "étant donné une certaine quantité d'éclairage.

NOTE: Je me prépare à faire quelques expériences liées à la réponse controversée de Matt Grum. J'espère que mes résultats apporteront une réponse claire et sans bruit à son point important: qu'une image haute ISO avec une faible quantité de lumière sera moins bruyante qu'une image basse ISO avec la même quantité de lumière captée. au capteur , qui est ensuite amplifié en post-traitement. Plus à venir, espérons-le dans ... EDIT: Eh bien, je n'ai pas réussi à faire cela depuis un moment. Je peux encore le faire à un moment donné. En attendant, je vais également signaler cet article il est question de comparaisons entre les valeurs ISO natives et non natives et les quantités de bruit qu'elles contiennent, ce qui, bien que l'article ne le dis pas exactement, est probablement directement lié à cette question.

TL; DR:  pour minimiser le bruit, diffusez le plus de lumière possible à travers l'objectif (le bruit étant principalement causé par un faible niveau de luminosité) en utilisant les paramètres d'ouverture et de vitesse d'obturation appropriés.

Ensuite, tout en maintenant ces paramètres constants, augmentez autant que possible l'ISO (sans accentuer l'écrêtage), afin de réduire la proportion du signal lu par le bruit.

Une ISO inférieure est-elle toujours meilleure?

Non!

Pour une quantité fixe de lumière entrant dans la caméra, une réduction de l'ISO ne réduira pas le bruit (rapport signal à bruit amélioré). La seule façon de réduire le bruit consiste à combiner la réduction de la sensibilité ISO avec plus de lumière en ouvrant l'ouverture ou en laissant l'obturateur ouvert plus longtemps.

Si la quantité de lumière que vous pouvez laisser entrer est limitée (vous avez atteint l'ouverture maximale et vous ne pouvez pas utiliser une vitesse d'obturation plus longue sans flou), l'utilisation de la sensibilité ISO la plus élevée possible (sans surlignage de découpage) entraînera le bruit le plus faible dans le fond. image. Cela va paraître contre-intuitif et inviter les votes négatifs (sept à ce jour!), Alors laissez-moi m'expliquer (voir ma réponse aux commentaires à la fin).

Les valeurs ISO élevées ne causent pas de bruit, le manque de lumière le fait. La raison pour laquelle les gens associent des ISO élevées à du bruit est due au fait que lorsque vous augmentez le paramètre ISO en mode priorité d'obturation ou en mode ouverture, l'appareil photo ferme l'ouverture ou augmente la vitesse d'obturation pour compenser, les deux réduisant la quantité de lumière entrant dans l'appareil photo.

Voici une explication de la raison pour laquelle une faible luminosité produit du bruit:

Une source importante de bruit dans les images provient de la nature aléatoire de la lumière et est appelée bruit de photon ou bruit de tir. Les photons sont émis de manière aléatoire à partir de sources lumineuses. Si vous collectez beaucoup de photons, la moyenne aléatoire est dégagée et vous obtenez presque exactement le même nombre émis dans chaque direction. Si vous collectez beaucoup moins de photons, le nombre recueilli dans les pixels voisins (qui devraient voir la même couleur) peut différer, ce qui donne des variations de luminosité appelées bruit ou grain. C'est ainsi que le manque de lumière conduit au bruit. Voir Wikipedia: Bruit de tir .

Une autre source de bruit est le bruit de lecture. Le bruit de lecture se produit lorsque les charges analogiques sur le capteur sont numérisées (lues). Le bruit de lecture est approximativement constant par rapport au nombre de photons capturés. L'augmentation de l'ISO amplifie le signal, et donc le bruit des photons, mais le bruit de lecture reste le même.

Si vous utilisez une sensibilité ISO inférieure (avec la même quantité de lumière dans votre appareil photo), vous obtiendrez une image sous-exposée et, lorsque vous éclaircirez celle-ci par la suite, vous amplifierez à la fois le bruit des photons et celui de la lecture . Votre bruit total sera alors plus élevé.

Voici un exemple de cet effet en pratique:

Ces images ont été prises avec les mêmes réglages que la barre ISO et traitées exactement de la même manière. Celui du bas est clairement plus bruyant, bien qu’il ait été touché à 100 ISO.

Si vous deviez tracer le bruit par rapport à l'ISO pour chaque paire vitesse d'obturation / ouverture, vous constateriez que le bruit augmente toujours (parfois seulement légèrement) à mesure que l'ISO diminue . Par conséquent, je ne vois pas comment on pourrait soutenir que des ISO plus élevés produisent des images plus bruyantes, étant donné que lorsque tout le reste est égal, des ISO plus bas donnent plus de bruit!

Réponse aux commentaires

Désolé, mais votre explication ne change pas le fait que votre déclaration de base est fausse. Ce que vous voulez normalement utiliser est l’ISO la plus basse qui donnera une exposition correcte avec une combinaison utilisable de vitesse d’obturation et d’ouverture.

La méthode que vous utilisez n’a aucune conséquence réelle. Lorsque vous y réfléchissez en utilisant le mode automatique et en choisissant la valeur ISO qui donne l’obturateur / l’ouverture aussi long / large que possible, cela équivaut à régler le déclencheur / l'ouverture doit être la plus longue / large possible, puis réglez l'ISO pour obtenir la bonne exposition.

Cependant, je ne proposais pas une méthode de prise de vue. Je voulais simplement, pour minimiser le bruit, laisser entrer le plus de lumière possible, étant donné que vous avez atteint cet objectif avec l'obturateur / l'ouverture / le flash ou autre, l'ISO doit être aussi élevé que possible (avant le surlignage), car toute autre chose entraînerait une sous-exposition et donc davantage de bruit de lecture.

si vous changez réellement votre vitesse d'obturation et / ou votre ouverture (en suivant la loi de la réciprocité, comme d'habitude), alors devinez quoi: vous obtenez plus de photons sur le capteur pour la même "exposition" (appelez-le EV ajusté pour l'ISO en question)! Donc, moins de bruit!

Oui, mais vous ne pouvez pas augmenter la sensibilité ISO et modifier en même temps les paramètres pour laisser entrer moins de lumière, puis conclure que vous avez plus de bruit parce que vous utilisez une sensibilité ISO supérieure. Surtout quand vous pouvez montrer que si vous augmentez l'ISO seul, vous réduisez le bruit!

C'est comme acheter une voiture avec un moteur plus petit afin de réduire la consommation de carburant. Conduire partout avec le pied à plat et conclure que les petits moteurs augmentent la consommation de carburant! Changer une variable à la fois.

En ce qui concerne la déclaration:

Une ISO inférieure est-elle toujours meilleure?

Il semble y avoir une variété d'opinions sur ce sujet, et même si elles peuvent sembler mutuellement exclusives, je ne suis pas certaine que ce soit le cas. Il n'y a pas de coupe-séchage "Oui, le réglage X ISO est toujours meilleur." Je pense que ce qui est mieux dépend beaucoup du contexte ... de ce que vous essayez de photographier et du type de lumière disponible.

Les deux points de vue exprimés de cette manière incluent:

• Utilisez la sensibilité ISO la plus élevée possible pour maximiser la saturation (et minimiser ainsi le bruit) sans accentuer l'écrêtage.
• Utilisez l'ISO la plus basse possible pour minimiser le bruit tout en utilisant l'obturateur et l'ouverture corrects pour obtenir une exposition correcte.

Le consensus général est que la meilleure approche est d’opter pour l’ISO la plus basse possible pour obtenir une exposition correcte. Toutefois, cette déclaration est très chargée de sens caché, car la norme ISO la plus basse possible ne sera pas nécessairement la norme ISO 100. Vous devrez peut-être utiliser une vitesse d'obturation supérieure ou une ouverture plus étroite pour obtenir les effets créatifs nécessaires , ce qui vous obligera à utiliser une ISO supérieure pour maintenir une exposition adéquate. Vous pouvez également rencontrer des problèmes de lumière disponible et atteindre les limites de votre objectif (ouverture maximale) et être obligé d'utiliser une sensibilité ISO supérieure pour obtenir une exposition correcte. Je pense que c'est ce que Matt Grum a essayé de faire valoir.

En cas de besoin créatif spécifique (vitesse d’obturateur gênant par action ou grande DOF via une petite ouverture), le réglage ISO le plus bas avec l'obturateur et l'ouverture nécessaires pour produire une exposition "correcte" (c'est-à-dire une exposition qui n'est ni trop, ni trop exposée, ou si vous suivez ETTR, celui qui n’a pas fait ressortir les faits saillants est toujours la meilleure pratique. Cela peut être facilement démontré, comme le montrent les exemples de prises de vue ci-dessous. Cet ensemble d’exemples a été conçu avec plusieurs objectifs:

1. Il n’est pas nécessaire de choisir une vitesse d’obturation courte, il peut donc être aussi long que nécessaire pour obtenir une exposition correcte.
2. La profondeur de champ n'est pas requise, la plus grande ouverture convient donc.
3. La lumière disponible est fixe et ne peut pas être modifiée.
4. Un déclencheur sur trépied et câble sera utilisé pour éliminer tout tremblement de l'appareil.

Comme vous pouvez le constater, la photo la plus nette est la photo ISO 100. À l'ouverture maximale, ISO 100 nécessitait un temps d'exposition de 0,6 seconde. C'est assez long, mais comme il n'y a pas eu de motion, une longue exposition n'est pas un problème. La prise de vue ISO 1600 est toujours correctement exposée et utilise une vitesse d'obturation exactement quatre fois plus rapide que la prise de vue ISO 100. En dépit d'être correctement exposé, il y a évidemment du bruit supplémentaire. La photo finale était une autre photo ISO 100 avec les mêmes paramètres que la photo ISO 1600, avec la valeur d'exposition ajustée de + 4 EV dans Lightroom. Le niveau de bruit dans cette photo est évidemment beaucoup plus élevé que les deux autres puisqu'il a été amélioré numériquement.

À partir de ces exemples, nous pouvons tirer quelques conclusions logiques:

• L'utilisation de l'ISO minimum pour les scènes sans mouvement lors d'une prise de vue avec un trépied produira le bruit le plus faible possible.
  • Commun pour les paysages et les scènes de nature morte.
  • Peu fréquent pour les sports, la faune, les oiseaux ou toute autre photographie d'action.
  • Cela dépend de choses comme les portraits, mais comme vous pouvez généralement contrôler la quantité de lumière disponible pour les portraits, une ISO faible devrait normalement être possible.
• L'utilisation de l'ISO minimum pour une scène qui vous permet d'exposer correctement minimisera le bruit, mais ne créera peut-être pas le moins de bruit possible.
  • Si vous devez figer l'action avec une vitesse d'obturation élevée ou augmenter votre profondeur de champ avec une ouverture étroite, vous devrez peut-être augmenter la sensibilité ISO pour maintenir l'exposition.
• Tourner avec l'ISO le plus bas, quelle que soit la situation, est une mauvaise idée.
  • Cela entraînera souvent une sous-exposition (éventuellement grave) lorsque la lumière disponible n'est pas optimale.
  • Cela entraînera beaucoup plus de bruit lorsque l'exposition sera corrigée en post-traitement.

Je pense qu'un bon moyen de savoir quels sont les meilleurs réglages ISO pour différentes scènes et éclairages consiste à régler votre ISO sur Auto, à utiliser le mode manuel, à prendre quelques photos et à revoir les résultats. La mesure d'exposition automatique de l'appareil photo essaiera toujours de créer une exposition "correcte". Lorsque vous avez une scène avec une large gamme de tons, vous devez choisir le bon réglage la plupart du temps. Vous pouvez également essayer de définir manuellement une ISO plus élevée ou plus basse que celle que l'appareil photo choisit automatiquement, puis de prendre une nouvelle photo pour voir les résultats. En dehors de la photographie de paysages et de natures mortes, vous ne trouverez probablement pas un seul réglage ISO "correct" ou "optimal". Cependant, je crois que la règle générale sera toujours la suivante:

Utilisez l’ ISO la plus basse possible tout en maintenant une exposition adéquate pour le type de photo que vous prenez.

Pour la nature morte, il s'agira probablement toujours de l'ISO natif minimal (sans aucun type d'extension ISO). Pour les paysages, il s'agira probablement de normes ISO inférieures, telles que 100 ou 200. Pour les photographies d'action, y compris les sports, la faune, les oiseaux, les enfants, etc., la norme ISO la plus basse peut varier pour chaque photo, et peut varier de 200 ISO à 3200 ISO. ou au-delà, et cela dépendra beaucoup de la lumière disponible. Beaucoup de lumière vous permettra d'utiliser une sensibilité ISO inférieure, moins de lumière dictera une sensibilité ISO supérieure. Indépendamment de l'ISO que vous utilisez pour les prises de vue d'action, une autre bonne règle est:

Il est toujours préférable de prendre une photo plutôt que d’en manquer une parce que vous n’aimez pas les réglages de l’appareil photo nécessaires à sa capture.

Même si vous devez utiliser ISO 3200 pour obtenir des photos décentes de sports en intérieur avec votre objectif f / 1.4, au moins, vous aurez les photos. Ces ISO 3200 coups seront avoir moins de bruit que les ISO 1600 plans qui vous underexpose alors correct par post - traitement, comme le montre l'exemple (assez extrême) ci - dessus. Les algorithmes de suppression de bruit sont également assez avancés de nos jours et peuvent réduire considérablement le niveau de bruit d'un tir ISO élevé à des niveaux plus acceptables. Cela rend encore une fois l’utilisation d’une ISO plus élevée, qui garantira une exposition correcte, une meilleure option que celle d’une ISO inférieure, susceptible de sous-exposer et d’exiger une correction post-traitement.

MODIFIER:

Des recherches supplémentaires couvrant les affirmations de Matt sur l'ISO ont abouti à un autre exemple d'image. L'image ci-dessous est divisée en quatre bandes, deux représentant l'exposition suivant la méthode de Matt et deux représentant l'exposition dans laquelle l'ISO est maintenue aussi basse que possible. L’assertion était que lorsqu’on essayait d’exposer une scène, on définissait l’ouverture et l’obturateur, puis on utilisait l’ISO le plus élevé possible sans éclats en relief et on corrigeait l'exposition par post-traitement en réduisant l'EV, afin de produire une image avec le bruit le plus faible possible. Cela contredit l’affirmation normale selon laquelle il faut utiliser l’ISO le plus bas et régler l’ouverture et / ou le déclencheur pour obtenir une exposition correcte tout en maintenant le bruit le plus faible possible.

Les première et troisième bandes de l'image ci-dessus ont été filmées en choisissant une vitesse d'obturation et une ouverture spécifiques, puis en augmentant le plus possible la sensibilité ISO sans découper les points forts. Les deuxième et quatrième bandes de l'image ci-dessus ont été filmées en choisissant ISO 100 et une ouverture spécifique, puis en ajustant la vitesse d'obturation pour obtenir une exposition correcte (pas d'ETTR.) Les deux images ont été corrigées en post-production à l'aide de la fonction "Tonalité automatique" de Lightroom. ce qui a entraîné une légère réduction de l'exposition de l'image ISO élevée et a pratiquement laissé l'image ISO 100 identique.

Il y a une différence de trois arrêts ISO entre ces deux prises de vue et le niveau de bruit accru de l'image ISO 800 est très clair dans les tons. Dans les demi-tons, il y a une augmentation observée du bruit dans l'image ISO 800 par rapport à l'image ISO 100. Dans tous les niveaux de tons, les détails les plus fins ont été perdus d’un degré ou d’un autre dans l’image ISO 800 par rapport à l’image ISO 100. Ceci peut être observé en examinant la télécommande dans son berceau, les avants de la paume de la main et dans toutes les ombres. Dans les tons moyens et les hautes lumières, les niveaux de bruit ne sont pas suffisamment élevés pour entraîner une dégradation importante de l'impression. Le niveau de bruit dans les tons moyens et les ombres risque toutefois d’empiéter sur les détails les plus fins, comme par exemple avec la macrophotographie ou des photos qui repoussent les limites de résolution d’un objectif ou d’un capteur.

Bien que la compensation d’exposition négative en post-traitement ait effectivement réduit le niveau de bruit de l’image ISO élevée à des niveaux plus acceptables, il ne fait aucun doute que l’utilisation de la ISO la plus basse possible produira un bruit inférieur à la compensation d’exposition négative post-traitement même d’une exposition ISO élevée. image.

La vraie question est la suivante: est-il toujours approprié d’utiliser l’ISO la plus basse possible? Si vous pouvez exposer la scène que vous essayez de capturer sans aucun effet secondaire indésirable, tel que flou, sous-exposition, etc., choisissez l'ISO réel le plus bas possible (les paramètres ISO étendus permettent généralement d'obtenir un réglage ISO inférieur par le biais numérique, plutôt qu'analogique. signifie donc utiliser ISO 50 Expansion, par exemple.) Si vous ne pouvez pas utiliser exposez la scène que vous essayez de capturer sans aucun effet secondaire indésirable, ce qui pourrait être le cas lorsque vous photographiez des sports ou des animaux sauvages, photographiez des concerts ou effectuez une grande partie des photos d'intérieur comportant une action quelconque, puis augmentez l'ISO au niveau minimum acceptable Cela vous permettra d’exposer correctement votre scène (c’est-à-dire d’éliminer le flou dû au mouvement, d’exposer au bon niveau, etc.).

Si vous avez assez de marge, le fait de surexposer en choisissant l'ISO maximum sans découper les points forts, et d'appliquer une compensation de l'exposition négative en post-traitement, peut aider à atténuer les effets de bruit d'une ISO très élevée et constituera un meilleur choix que le choix d'un ISO. trop faible, appliquez ensuite une compensation d’exposition positive en post-traitement (ce qui ne fera qu’accentuer les effets du bruit).

ISO est en réalité une sensibilité du capteur, qu’elle soit film ou numérique. En théorie, l'ISO pour un appareil photo numérique devrait être identique à celui d'un appareil photo argentique.

L'ISO sur film est déterminé par la taille de grain du produit chimique. Cela signifie que la résolution sera meilleure avec un film ISO inférieur. De plus, comme un grain de film est tout ou rien, cela entraînera des taches ou du bruit.

La manière dont l’ISO est obtenu avec un appareil photo numérique peut aider à comprendre pourquoi elle est importante et pourquoi utiliser une ISO plus élevée n’est pas toujours une bonne chose. Je ne sais pas comment cela a été réalisé dans un film, je ne peux donc pas en parler, mais j'imagine qu'il utilise des principes un peu similaires.

Tout d’abord, Matt a fait un excellent travail en expliquant les différentes sources de bruit. Ce qui se passe dans un appareil photo revient en réalité à ce qui suit.

1. La lumière frappe le capteur.
2. Le signal sur le capteur passe par un circuit de gain . La quantité de gain dépend du réglage ISO utilisé.
3. La valeur du signal est ensuite transmise à un convertisseur A2D . Cela permettra de mapper le signal amplifié dans une plage de 0 à 255 (ou plus, en fonction du nombre de bits dans le convertisseur), un signal numérique.

La caméra peut alors supprimer certaines des sources de bruit de base, en particulier le bruit "courant sombre". C'est le signal si vous deviez exposer une noirceur totale.

Alors que se passe-t-il lorsque vous augmentez l'ISO? Il y a essentiellement deux chemins, que je couvrirai ci-dessous.

Si la valeur ISO est augmentée et que la vitesse d'obturation est réduite en conséquence, le niveau du signal transmis au convertisseur A2D reste le même. Cependant, la quantité de signal sur le capteur est diminuée. Cela signifie que tout bruit dépendant du capteur sera en fait amplifié. Cela inclut des choses telles que Shot Noise. Certaines autres formes de bruit ne seront pas amplifiées.

La deuxième option est si l'image d'origine était sous-exposée, mais que l'ISO l'amène à être correctement exposée. Il est possible d’améliorer le contraste de l’image sous-exposée afin d’avoir le même maximum / minimum que l’image exposée correctement. Le signal sortant du convertisseur A2D aura effectivement une plage plus petite. Cela ne laissera que quelques niveaux de lumière, conduisant à une image beaucoup plus bruyante que celle correctement exposée.

Quelques autres choses intéressantes. Les capteurs ont tendance à saigner s’ils sont saturés aux pixels voisins. Si une image est augmentée en ISO et réduite en vitesse d'obturation, elle ne sera pas saturée dans le FPA lui-même, ce qui supprimera certains artefacts. Cela peut conduire à une performance légèrement meilleure une fois saturé.

En général, un ISO élevé sur un appareil photo numérique aura moins de bruit que le même ISO sur un film, grâce à une bien meilleure façon d’atteindre un ISO élevé.

J'espère que cela n'était pas trop technique, mais je suis ravi de partager mes connaissances en génie électrique avec la communauté :-) Faites-moi savoir si vous avez d'autres questions et j'essaierai de l'expliquer encore mieux.

Pour répondre à la deuxième question, je dirais que des ISO inférieurs ne sont pas toujours meilleurs, mais en général, il vaut mieux utiliser l'ISO le plus bas possible. Si vous photographiez à l'intérieur, par exemple, une sensibilité ISO supérieure vous permettra d'utiliser un temps d'exposition plus court, ce qui réduira le flou de mouvement. D'habitude, j'utilise l'ISO le plus bas qui me permette de ne pas dépasser la limite de la vitesse de 1 / lentille-longueur d'obturation. Mais il y a toujours des exceptions.

La vitesse du film

En photographie analogique, ISO mesure la sensibilité du film à la lumière. Un film avec une vitesse plus élevée atteindra son point de saturation (ou surexposition) plus rapidement.

Vous pouvez utiliser un film à faible ISO en forte lumière. Dans les situations de faible intensité, une ouverture plus grande que celle dont vous disposez et une vitesse d'obturation très longue peuvent être nécessaires.

Vous pouvez utiliser un film à haute sensibilité ISO lorsqu'il n'y a pas assez de lumière pour une exposition correcte. Cependant, si vous l'utilisez avec beaucoup de lumière, vous devrez limiter la lumière provenant de votre appareil photo avec la vitesse d'obturation et l'ouverture.

(Pas assez versé dans la photographie analogique, donc pas beaucoup d'informations ici.)

ISO numérique

En photographie numérique, l’ISO est fondamentalement la suivante :

C'est juste un nombre ¹ arbitraire qui décrit l'ampleur de l'amplification appliquée au signal analogique ² du capteur avant de le convertir en un nombre numérique. Il représente combien de photons sont nécessaires pour produire une valeur de "un" sur le pixel numérique résultant.

Il ne décrit pas la sensibilité du capteur.

L'augmentation de l'ISO ne vous laissera pas voir plus de lumière dans l'obscurité et ne saturera pas le capteur plus rapidement. Le signal sera ainsi étiré, il faudra donc moins de lumière pour produire la même valeur de pixel, amplifiant également le bruit. Ainsi, l’ image saturera plus rapidement, mais vous n’utiliserez pas tout le potentiel du capteur.

Est-ce bon ou mauvais?

Donc, si ISO amplifie le bruit, est-ce toujours moins mieux? Non. Si vous ne disposez pas de suffisamment de lumière, la seule alternative à une sensibilité ISO élevée consiste à amplifier l'image en post-traitement, ce qui amplifie le même bruit que celui que vous obtiendriez avec ISO. Pire encore, cela ajoutera encore plus de bruit. ³

Alors d'où vient l'idée fausse commune selon laquelle plus ISO signifie plus de bruit? Parce que les gens, habitués à l’analogique, choisissaient un numéro ISO et le respectaient, puis réglaient l'exposition pour éviter la surexposition de l'image obtenue.

Ceci est inversé car vous limitez la quantité de lumière utilisable entrant dans le capteur afin de satisfaire une contrainte choisie de manière arbitraire .

Au lieu de cela, choisissez la meilleure ouverture et la meilleure vitesse d'obturation pour vos conditions. Cela minimisera le bruit de tir. Ensuite, augmentez autant que possible l'ISO sans surexposition, afin de réduire la quantité de bruit de lecture.

Ou laissez simplement la caméra choisir ISO automatiquement pour vous.

Notes de bas de page:

¹ Ils définissent les chiffres pour que l'image ressemble à une image prise avec un film de cette vitesse ISO dans des conditions similaires. Malheureusement, ils ne prennent pas en compte la taille des capteurs, ce qui ajoute encore plus à la confusion selon le mythe répandu selon lequel des capteurs plus grands sont préférables dans des conditions de faible luminosité.

² Certaines caméras trichent en amplifiant également le signal numérique après la conversion A / N. Cela n’aide en rien le mythe selon lequel une ISO plus élevée produit plus de bruit, alors que c’est le contraire qui se produit en réalité.

³ Le bruit supplémentaire s'appelle bruit de lecture. Il est introduit par le convertisseur A / N après l' application de l'ISO.

En photographie numérique, l'indice de vitesse ISO ne caractérise pas la sensibilité du capteur. Le réglage de la vitesse ISO sur un appareil photo numérique permet de contrôler l’amplification / multiplication du signal du capteur une fois les données capturées. La vitesse ISO ne contrôle pas la sensibilité du capteur et s'apparente davantage à un traitement "poussé" d'un film, contrôlant ainsi la luminosité globale du résultat.

En raison des limitations des convertisseurs analogique-numérique de certaines caméras, une sensibilité ISO supérieure peut entraîner moins de bruit et moins d'ombres bouchées.

Ce que j’ai manqué jusqu’à présent dans toutes les réponses, c’est que l’ISO est fondamentalement équivalente à la classification ASA du film en décrivant une constante de matériau décrivant la relation entre l'exposition lumineuse (l'intégrale dans le temps de la densité de flux lumineux par zone) et la saturation du support (film). valeurs maximales négatives ou de capteur / fichier numérique). Si vous travaillez avec des capteurs / films / plaques plus grands tout en conservant la même valeur ISO / ASA, vous aurez besoin d'ouvertures plus grandes physiquement pour couvrir la plus grande zone avec la même luminosité. Pour le même cadrage, la distance focale est proportionnellement plus grande. Il s'avère donc que des rapports tels que f / 2,8 se combinent bien avec les valeurs ISO et le temps d'exposition afin de déterminer une exposition correcte.

Maintenant, un film a du grain, et un film avec une sensibilité plus élevée obtiendra ses résultats au prix d'une taille de grain supérieure. Dans le même ordre d'idées, une sensibilité plus élevée des capteurs numériques se fait au détriment des emplacements de pixels plus grands, ce qui entraîne un nombre de pixels réduit ou nécessite des capteurs plus grands. La grille très régulière d'un capteur numérique et son rendement comparativement élevé par rapport au film rendent en réalité un autre facteur important: le bruit. Il s’agit d’un bruit électronique d’amplification / quantification ainsi que d’un bruit statistique d’enregistrement de photons (ce dernier est dans une certaine mesure pertinent pour un film car il est également sujet à la probabilité d’une interaction photon / grain). Vous pouvez stocker des films dans l'obscurité pendant des mois sans changement, mais vous ne pouvez pas faire fonctionner un capteur électronique dans l'obscurité sans recevoir de signal.

Désormais, pour un nombre important de capteurs numériques, l'amplification analogique du signal du capteur avant la numérisation dépend de l'ISO (variable selon l'ISO), de sorte que le choix de l'ISO a un impact permanent sur le contenu de votre image brute. Si je me souviens bien, les capteurs de la marque "Exmor" de Sony ne disposent pas de ce type de gain analogique. Par conséquent, leurs données d'image brutes sont indépendantes du réglage ISO. ISO dépend davantage du post-traitement appliqué qui adapte ces données à la luminosité souhaitée.

En gros, plus le nombre de pixels est élevé, plus vous pouvez vous attendre à du bruit avec des valeurs ISO plus élevées, et des zones de capteurs plus grandes aideront à contrer ce phénomène. La distribution de composants électroniques plus complexes pour les capteurs CMOS sur de plus grandes surfaces permet également de limiter la production de chaleur des capteurs utilisés en permanence (requis pour les caméras sans miroir et / ou la visualisation en direct ou la vidéo). La chaleur du capteur est une autre source de bruit.