Pourquoi l'utilisation d'une sensibilité ISO plus élevée et d'une vitesse d'obturation plus rapide produirait-elle plus de bruit que l'utilisation d'une sensibilité ISO inférieure et d'une vitesse d'obturation plus lente?

J'essaie de voir comment cette réponse est en corrélation avec la pratique. Cette réponse dit essentiellement que je dois laisser suffisamment de lumière dans l'appareil photo, puis utiliser la valeur ISO la plus élevée et j'obtiendrai alors le bruit le plus faible.

Je fais donc deux clichés avec le même appareil photo. L'appareil photo a une ouverture définie sur une valeur spécifique, le mode entièrement manuel, l'appareil photo est sur un trépied et concentré sur un objet lointain spécifique. Le tournage se fait vers minuit, donc c'est plutôt sombre. La scène est un grand bâtiment industriel éloigné d'un champ de la caméra. Le terrain n'a pas de sources lumineuses, toutes les lumières sont sur le bâtiment industriel.

Je ne sais pas si c'est important mais les images sont écrites en JPEG à l'intérieur de l'appareil photo - pas de prise de vue en post-traitement brut et externe. C'est peut-être pour cela que je vois mon résultat inattendu.

La valeur ISO la plus élevée de l'appareil photo est 3200 (sans utiliser les valeurs ISO étendues).

Donc, je tire d'abord avec ISO 1600 et la vitesse d'obturation réglée sur 1/125 seconde, puis je photographie avec ISO 3200 et la vitesse d'obturation réglée sur 1/250 seconde. La quantité de lumière doit être identique et, en effet, les deux photos semblent correctement exposées et exposées de la même manière.

Lorsque j'ouvre les images dans une visionneuse d'images et que je fais un zoom avant à cent pour cent, je vois que la prise de vue ISO 1600 est beaucoup plus propre qu'une prise avec ISO 3200. J'ai vérifié cela plusieurs fois et je suis sûr - ce n'est pas l'inverse.

Pourquoi est-ce? Est-ce à cause de la différence de post-traitement?

Donc, je tire d'abord avec ISO 1600 et la vitesse d'obturation réglée sur 1/125 seconde, puis je photographie avec ISO 3200 et la vitesse d'obturation réglée sur 1/250 seconde. La quantité de lumière doit être identique et, en effet, les deux photos semblent correctement exposées et exposées de la même manière.

La quantité de lumière n'est pas identique. Vous laissez deux fois plus de lumière dans la caméra à 1/125 seconde qu'à 1/250 seconde. Vous avez ensuite amplifié l'image avec deux fois moins de lumière pour qu'elle corresponde à la luminosité de l'autre image. Ce faisant, vous avez également amplifié le bruit dans l'image par un facteur de deux. Pour laisser la même quantité de lumière dans l'appareil photo à 1/250 seconde, vous devez également ouvrir l'ouverture de l'appareil photo d'un arrêt par rapport à son réglage à 1/125 seconde.

Lorsque nous parlons de bruit dans le contexte d'une image, nous entendons souvent le rapport signal / bruit (SNR) .

Dans le contexte de la photographie numérique, le `` niveau du signal '' est déterminé par la quantité de lumière dans la scène et la quantité de lumière que nous permettons à l'appareil photo en sélectionnant une taille d'ouverture et un temps d'obturation particuliers.

La quantité de bruit réel est divisée en deux types principaux: le bruit de lecture et le bruit des photons. Le bruit de lecture est assez constant pour une condition de prise de vue donnée. Il peut être affecté par la température interne de l'appareil photo, mais il ne change généralement pas d'un plan à l'autre dans les mêmes conditions environnementales générales. Le bruit des photons, souvent appelé bruit de «tir» ou bruit de «distribution de Poisson» , est variable et augmente avec la quantité de lumière, mais augmente à un rythme inférieur à l'augmentation de la lumière.

Le réglage de l'ISO affecte l' amplification du signal et du bruit combinés . L'augmentation du paramètre ISO multiplie à la fois le signal et le bruit, de sorte que le SNR reste le même. Cependant, au fur et à mesure que l'image est amplifiée, elle devient plus lumineuse et nous pouvons voir plus de bruit dans l'image qui était auparavant masqué dans les ombres les plus sombres de l'image.

Le résultat final est que plus il y a de lumière dans l'appareil photo, moins le bruit aura d'influence sur une image car le SNR est augmenté en ajoutant plus de signal (lumière) que de bruit supplémentaire .

Les conseils donnés dans la réponse fait référence au début de la question doit être comprise comme » ... laisser assez de lumière dans l'appareil photo, puis utilisez la valeur la plus élevée ISO qui ne se traduit pas dans les hautes lumières soufflées. Si suffisamment de lumière est introduite dans la appareil photo, l'ISO idéal pourrait bien être le réglage ISO minimal de l'appareil photo. Ce n'est que lorsque nous sommes limités par la quantité de lumière disponible, la largeur d'ouverture maximale de l'appareil photo ou le réglage d'ouverture nécessaire pour obtenir la profondeur de champ souhaitée, ou le temps d'obturation nécessaire pour éviter de brouiller un sujet en mouvement conseille d'augmenter l'ISO au réglage le plus élevé qui ne surexpose pas les hautes lumières applicables à un réglage ISO supérieur à l'ISO de base de l'appareil photo.

L' augmentation de l' ISO ne pas vous donner plus de lumière. Il indique uniquement à la caméra d'amplifier le signal provenant du capteur pour «simuler» de la lumière supplémentaire. Cependant, cette lumière simulée n'est pas comme la vraie chose, car lorsque la caméra amplifie le signal, elle amplifie également le bruit.

Par conséquent, il est toujours préférable d'utiliser une vitesse d'obturation plus lente ou une ouverture plus large si possible, car celles-ci vous donnent vraiment plus de lumière. Dans votre cas, puisque l'ouverture est constante, 1/125 vous donnera deux fois plus de lumière que 1/250, c'est pourquoi la prise de vue 1/250 doit être amplifiée deux fois plus pour obtenir des résultats exposés de manière similaire.

Obtenir une exposition correcte est l'objectif. Nous parlons de réglages et d'ajustements de caméra qui contrôlent la quantité d'énergie lumineuse qui va jouer sur le capteur d'image. L'objectif; faire une image contenant les intensités et les couleurs désirées.

Trois quantités composent l'exposition.

1. Luminosité de l'image 2. Durée d'exposition 3. Sensibilité du capteur d'image

Les trois composantes de l'exposition peuvent être manipulées. Il est probable qu'une gamme d'expositions produira des résultats acceptables. L'exposition a une équation E = IT. Cette équation est connue sous le nom de «loi de réciprocité». Exprimé verbalement - exposition = intensité multipliée par le temps.

Nous pouvons ajuster la sensibilité vers le haut ou vers le bas. Nous parlons de l'ISO de la puce d'imagerie. La meilleure qualité est obtenue lorsque l'ISO est réglé bas. En effet, lorsque nous augmentons l'ISO, nous augmentons l'amplification requise pour atteindre notre objectif.

Maintenant, la puce CMOS contient des millions de photosites, chacun avec un amplificateur. Les rendements de chaque amplificateur sont légèrement différents. Cette différence induit un «bruit à motif fixe. Le bruit est l'équivalent de l'électricité statique dans un système audio. Tous les circuits contiennent de «bons» signaux entremêlés de signaux «corrompus». C'est ce qu'on appelle le «rapport signal / bruit». À mesure que nous augmentons l'amplification, les deux parties s'intensifient. La mauvaise nouvelle est que le rapport entre la partie corrompue augmente et nous obtenons plus de bruit que nous le souhaitons. Le bruit est considéré comme un manque d'uniformité. En d'autres termes, une granularité proche du grain observée dans de nombreuses images filmées.

La conclusion est la suivante: plusieurs paramètres permettent d'obtenir une exposition correcte. Vous devriez probablement choisir de régler l'ISO aussi bas que possible pour obtenir l'effet souhaité. La bonne nouvelle est que l'ingénierie photo marche, les puces et les logiciels actuels produisent moins de bruit perceptible sur une plus large gamme de paramètres ISO élevés. Les puces et les logiciels de demain en font une cible mouvante.

La réponse référencée traite d'une situation très spécifique. Comme d'autres réponses l'ont noté, pour réduire le bruit dans l'image finale, vous devez obtenir plus de lumière (signal) dans l'appareil photo. La réponse référencée est basée sur l'hypothèse qu'il n'est pas possible d'obtenir plus de lumière dans la caméra; vous ne pouvez pas ouvrir l'ouverture ou passer à une vitesse d'obturation plus longue, mais l'image est toujours sous-exposée. Dans cette situation spécifique , il est préférable d'augmenter l'ISO que d'éclaircir en post.

Sans entrer dans tous les détails techniques, le rapport signal / bruit au niveau du capteur sera le même de toute façon; l'augmentation de l'ISO ne réduira pas le bruit. Mais les valeurs du capteur sont arrondies lors de la conversion en fichier image. L'augmentation de l'ISO multiplie les valeurs analogiques non arrondies, tandis que l'éclaircissement en post augmente les valeurs numériques arrondies. De plus, la sortie du capteur (y compris l'effet de l'ISO) est linéaire, mais les fichiers d'image (bruts, JPEG ou autres) suivent une réponse non linéaire qui correspond à celle de l'œil humain. L'effet combiné est que l'éclaircissement en post-postérise les valeurs les plus sombres de l'image. Cela rend le bruit plus visible qu'il ne le ferait si la luminosité était augmentée via l'ISO.

Pour autant que je sache, l'ISO étendu se multiplie en fait après la conversion en données numériques non linéaires, il n'y a donc aucun avantage à l'éclaircir en post.

Les principales sources de bruit dans un capteur de caméra sont le bruit de lecture et de prise de vue. Lorsque vous augmentez la quantité de lumière capturée (augmentez le temps d'exposition), ces deux sources de bruit diminuent relativement. Un arrêt supplémentaire de la lumière augmentera le rapport signal / bruit d'environ 41% simplement en raison des statistiques de bruit. Ainsi, vous ferez toujours mieux en capturant plus de lumière (temps d'obturation plus longs) jusqu'à ce que vous atteigniez la limite de saturation de l'électronique.

L'augmentation de l'ISO augmente le gain utilisé dans l'appareil photo - cela amplifie à la fois le bruit et le signal (cela ajoute également un peu plus de bruit, mais ce n'est généralement pas un problème dans les appareils photo modernes). Pour la même lumière incidente, l'augmentation de l'ISO signifiera une réduction de la durée d'obturation, une réduction de la quantité de lumière capturée, ce qui augmentera le bruit et réduira le rapport signal / bruit.

Réduire l'ISO et augmenter la quantité de lumière captée est donc préférable du point de vue du bruit. Cependant, une fois que vous avez atteint l'ISO de base (non amplifié) d'un appareil photo, des réductions supplémentaires réduisent la plage dynamique disponible, ce qui peut avoir un effet néfaste différent.

Ce ne est pas. Vous obtenez moins de bruit en prenant des photos avec la sensibilité ISO la plus faible possible, c'est pourquoi les appareils photo haut de gamme offrent 64 ISO, 50 et même 32. Lorsque vous photographiez avec une sensibilité ISO inférieure, l'exposition doit être plus longue ou l'ouverture doit être plus large. Dans les deux cas, vous obtiendrez plus de lumière.

Plus de lumière augmente le signal par rapport au bruit et donc vous obtenez une sortie plus propre.

Gardez à l'esprit que certains ISO bas sont étendus . Cela réduit toujours le bruit de l'image car la réduction des données réduit également le bruit, mais cela peut entraîner une plage dynamique inférieure, mais cela dépend de la façon dont la lecture du capteur est effectuée.