Светочувствительность фотоаппарата на что влияет
Всё об ISO: как работает чувствительность ISO?
ISO или уровень светочувствительности – это значение, определяющее чувствительность фотоплёнки или сенсора цифровой камеры к…
ISO или уровень светочувствительности – это значение, определяющее чувствительность фотоплёнки или сенсора цифровой камеры к свету. Его обозначение можно найти на катушке фотоплёнки или же в настройках цифровой камеры.
Чувствительность ISO
Так что же скрывается за этими буквами: ISO? На самом деле, ISO — аббревиатура, которая расшифровывается как International Standards Organization (Международная организация по стандартизации), а значение ISO наряду с выдержкой и значением диафрагмы – это три основных фактора, которые в итоге определяют экспозицию снимаемого кадра.
Значение ISO, которое колеблется в районе от 25 до 6400 (и более), указывает на конкретную светочувствительность. Чем ниже значение – тем менее чувствительна к свету плёнка или сенсор камеры. И наоборот: более высокое значение ISO указывает на высокую чувствительность к свету, что свидетельствует о том, что данная плёнка или камера пригодна для съёмки в условиях низкой освещённости.
Чувствительность ISO и шумы изображения
Во времена фотоплёнки, низкие значения ISO также означали, что концентрация светочувствительных кристаллов соли на поверхности плёнки очень высока, что позволяло получать более гладкое и чистое изображение. Чем выше было значение ISO, тем крупнее били кристаллы соли на пленке, что приводило к получению более грубых, зернистых изображений.
В современной цифровой фотографии действует тот же принцип: чем ниже значение ISO, тем меньше чувствительность сенсора камеры и, следовательно, плавнее получаемое изображение, поскольку уровень цифрового шума ниже.
Чем выше значение ISO (выше светочувствительность) тем больше усилий должен приложить сенсор для получения качественного изображения, поскольку ему будет необходимо бороться с большим количеством цифрового шума (всем известные разноцветные крапинки в тенях и полутонах).
Так что же такое цифровой шум? Это любой световой сигнал, порождённый не объектом съёмки и, следовательно, создающий на изображении случайный цвет.
Конструкторы современных цифровых камер разработали сенсоры, позволяющие получать отличные изображения на самых низких значениях ISO. На большинстве цифровых камер минимальный порог чувствительности ISO составляет 100, хотя некоторые топовые и профессиональные камеры способны снимать с чувствительностью ISO 50 и даже ISO 25.
Есть еще одна вещь, которую вам будет полезно узнать о зернистости изображения. В нецифровой фотографии многие фотографы нашли творческий способ использования зернистости изображения для придания изображению своеобразного тона и настроения. К сожалению, цифровой шум имеет иную природу – он проявляется в виде хаотичных скоплений цветных точек – и его художественное использование маловероятно. Тем не менее, некоторые фотографы нашли оригинальные творческие решения для использования цифрового шума.
Чувствительность ISO и Размытие в движении
Съёмка на низких значениях ISO позволяет получить качественные и эстетически привлекательные изображения с точной цветопередачей, однако, она требует идеальных условий освещения.
Тем не менее, существуют вещи, которые вы хотели бы сфотографировать в условиях низкой освещённости. Или же вы можете захотеть запечатлеть быстродвижущийся объект, например, колибри, скачущую лошадь или движущуюся карусель. В обеих ситуациях для захвата подобных предметов с приемлемой экспозицией, вам потребуются более высокие значения ISO.
В отличие от плёночного фотоаппарата, используя цифровую камеру, вы можете изменить чувствительность ISO нажатием всего лишь одной кнопки, эта гибкость позволяет вам гораздо легче получить желаемое изображение.
Так, с высоким ISO вы можете использовать более короткие выдержки, чтобы устранить размытость изображения и/или дрожания фотокамеры. В случае, если вы хотите использовать творческое размытие изображения, то, просто уменьшая чувствительность ISO, вы можете уменьшить выдержку (до значений меньше 1/30 сек), тем самым получить размытое изображение движущихся объектов, при этом сведя количество шумов к минимуму.
Чувствительность ISO и размер сенсора камеры
От размера сенсора цифровой камеры напрямую зависит – насколько низким будет уровень шумов при тех или иных параметрах ISO.
Следует понимать, что размер сенсора – это не то же самое, что количество мегапикселей. Размер сенсора – это его фактические физические размеры. На протяжении большей части истории цифровой фотографии, размер сенсоров цифровых камер был меньше, размера кадра 35-мм плёнки. На цифровых «мыльницах» сенсор был очень маленьким (да и продолжает оставаться таковым), а на большинстве цифровых зеркалок размер сенсора равнялся размеру кадра APC-фотоплёнки (23×15 мм).
Сенсоры меньшего размера производят гораздо больше шума на высоких значениях ISO (800 и выше), главным образом, потому, что высокое количество пикселей, размещённых на небольшой площади, производят больше зерна на всех значениях ISO, исключая самые низкие.
В настоящее время многие производители цифровых зеркальных камер выпускают сенсоры того же размера, что и размер кадра 35-мм фотопленки (так называемые Full Frame или полнокадровые).
Чем больше размер сенсора, тем большее число пикселей может быть размещено на нём, без ущерба для качества изображения вплоть до ISO 1600 (для некоторых камер). На полнокадровом сенсоре более крупные пиксели индивидуально более чувствительны к свету, так что электрическая энергия, необходимая для имитации ISO 800 не создает такое же количество шума, как в случае сенсоров меньшего размера. Поэтому полнокадровые камеры способны захватывать динамичные и эффектные изображения без большого количества цифрового шума даже в условиях низкой освещенности.
Чувствительность ISO и качество изображения
Важно помнить, что чем ниже значение ISO – тем лучше будет качество изображения.
Большинство цифровых камер по умолчанию имеют параметр «Auto ISO», а это уменьшает ваш контроль над качеством изображения, поскольку камера может автоматически установить более высокое значение ISO, что приведет к возникновению большого количества шума, в то время как, более низкое значение чувствительности ISO, установленное вручную, могло бы дать более качественное изображение.
Увеличение ISO влияет на качество изображения по двум основным направлениям:
Рекомендуемые настройки
Как мы писали выше, чем ниже значение ISO, тем более качественными, гладкими и эстетически привлекательными будут ваши изображения.
Значения ISO от 100 до 200 даст вам наилучшие результаты. А если размер сенсора вашей камеры позволяет, то ваши фотографии будут оставаться таковыми и до ISO 400 сохраняя возможность крупноразмерной печати (от 20×24 и выше).
Заключение
При съёмке любого изображения важно учитывать светочувствительность сенсора камеры (ISO), поскольку, чем ниже ISO, тем более гладкое изображение с минимальным количеством шумов вы получите.
Учитывать светочувствительность сенсора важно и при подготовке к съёмке. Например, для того, чтобы снимать на максимально низком значении ISO, вам могут понадобиться дополнительные источники света.
Поэтому, когда вы столкнулись с неблагоприятными условиями освещения (т.е. низкой освещенностью или высокой контрастностью освещения) или вам требуется использовать более короткую выдержку, вам стоит пожертвовать гладкостью изображения, доступной на низких ISO, и сделать снимок с более высоким значением ISO.
Другими словами, лучше увеличить ISO и бороться с последствиями этого, чем не сделать снимок.
Больше полезной информации и новостей в нашем Telegram-канале «Уроки и секреты фотографии». Подписывайся! Читайте нас на Яндекс.Дзен «Секреты и хитрости фотографии».
Светочувствительность фотоаппарата на что влияет
Здравствуйте! Сегодня я с удовольствием поделюсь полезной информацией о такой важной функции фотокамеры, как ISO. Многие фотолюбители ошибочно недооценивают весь потенциал, этого параметра, а зря. Давайте разберемся, почему же так важно осознанно подбирать необходимую для каждой конкретной ситуации светочувствительность фотоаппарата и как это делать быстро.
Влияние параметра ISO на фото
Что такое ISO?
ISO — это светочувствительность матрицы к фотонам света. Чем выше устанавливаемое значение — тем чувствительность больше. Тут есть одно небольшое отличие от пленочных фотоаппаратов, где каждое значение ISO означает увеличение светочувствительности пленки в два раза. В современных цифровых «зеркалках» реализован гибкий подход, позволяющий изменять этот параметр еще более дробными шагами.
При выборе подходящего значения ISO есть один важный и одновременно парадоксальный момент. Всегда нужно стараться использовать наименьшие значения светочувствительности. Особенно, когда предполагается последующая обработка фотографий. Иначе повышается риск получения «шумных» снимков, аналогичных по виду с пленочной «зернистостью».
Понятно, что в творческой фотографии качественный снимок — не всегда значит хороший. Многие фотографы иногда даже добавляют искусственную зернистость и другие потертости при пост-обработке для усиления визуального эффекта. Но давайте поговорим пока о технических особенностях камеры, не вдаваясь в тонкости фотоискусства.
Какая светочувствительность лучше
В чем же заключается парадоксальность этого момента? Дело в том, что очень много зеркальных камер начинают свой отсчет от ISO 200 (например, до ISO 6400). Однако все камеры имеют цифровое повышение и понижение чувствительности. Таким образом, мы можем понизить этот параметр в некоторых камерах даже до ISO 50 и повысить до заоблачных ISO 128 000 и выше.
По поводу увеличения, я думаю, все ясно и без лишних комментариев. Но мало кто знает, что цифровое уменьшение так же ухудшает качество картинки. Говоря простым фото-языком, в «тенях» и «светах» падает детализация. О том, какая светочувствительность лучше — трудно сказать, что-то определенное, кроме как посоветовать всегда стараться снимать на как можно более низком ISO.
Однако я рекомендую понижать ISO до 100 (при том, что камера рассчитана на значения от 200) только в тех ситуациях, когда снимаете, например, при очень ярком солнечном свете и хочется максимально открыть диафрагму. Или в случае применения длинной выдержки, например, снимая бурлящий ручей. Но о том, как использовать выдержку фотоаппарата на все 100% — в другой статье.
Почему появляется шум?
Если вы новичок в цифровой фотографии, вам наверняка интересно узнать, почему же появляются шумы и бывают ли они на профессиональных зеркалках. Постараюсь ответить и на этот вопрос. А о том, как выбрать свой первый фотоаппарат читаем «7 советов: Как купить зеркальный фотоаппарат?».
Начнем с того, что, при увеличении ISO, на матрицу фотоаппарата подается большее напряжение. Так как все фотоэлементы сенсора располагаются достаточно плотно, то возрастающие электромагнитные поля и повышающаяся температура на каждом пикселе оказывают большое влияние, создавая неизбежные помехи на соседних.
В профессиональных зеркальных фотоаппаратах это тоже случается, однако диапазон «рабочих» ISO гораздо шире. Для сравнения, снимки любительской камерой на ISO свыше 800 — это, можно сказать, брак. Полнокадровые камеры за счет бóльших размеров матрицы (примерно в 1,5 раза) позволяют снимать приемлемые по качеству фотографии вплоть до ISO 3200. Но, несмотря на это, правило «снимать на низких ISO » желательно соблюдать и здесь.
Когда нужно поднимать ISO?
Увеличение светочувствительности фотоаппарата позволяет снимать в более темных помещениях без использования вспышки. Теоретически, только лишь повышая или понижая значение ISO, можно использовать те же самые параметры выдержки и диафрагмы как на улице, так и в помещении. На практике, необходимо добиваться разумного компромисса, максимально используя все возможности камеры. Подробнее о настройках выдержки и диафрагмы рассказывается в отдельных статьях у меня на сайте.
Без вспышки, ISO 1250
При съемке со вспышкой в помещении часто возникает такая ситуация, что передний план освещен достаточно хорошо, а задний план, где света от фотовспышки не хватило, «провален». В данном случае лучше немного пожертвовать кристальной чистотой снимка в пользу его общей визуальной привлекательности.
Что мы делаем? Мы «поднимаем» светочувствительность матрицы до ISO 400-800 или даже выше. Параметры будут разными каждый раз и определяются опытным путем, или, как говорила моя учительница по физике, «методом научного тыка». Но не пугайтесь того, что задний план станет немного шумноват, это все же лучше недоэкспонированного варианта. Шум будет, но в приемлемых величинах.
Простые советы
Определите для себя те самые приемлемые значения ISO, которые будут рабочими именно для вашего фотоаппарата.
Это скорее факт, с которым просто нужно смириться — наибольшее количество шума проявляется в теневых частях изображения.
Для чистки фотографий пользуйтесь плагинами для фотошопа. Они дают лучший результат, чем встроенный «шумодав». Но избегайте чрезмерного «замыливания» — все хорошо в меру.
Для разных целей могут быть допустимы совершенно различные значения ISO (например, фотографии для ч/б газеты или на разворот журнала будут иметь разные требования).
Снимая репортаж при сложном освещении и без вспышки, пользуйтесь функцией авто- ISO. В данном случае вы предварительно задаете диапазон от минимума до максимума, в котором будет работать функция. Я не призываю фотографировать полностью в режиме «авто», но иногда на настройки фотоаппарата просто нет времени.
Запомните, что качество фотографии — субъективное понятие. Для одного даже малейший шум будет являться браком, а другой сам добавляет зерно в фотошопе. Не гонитесь за идеальным качеством всегда и везде, ориентируйтесь на свой вкус, вырабатывающийся со временем, и набирайтесь опыта.
Основы фотографии: выдержка, диафрагма, ГРИП, светочувствительность
Введение
Часто люди приобретают цифровые зеркальные камеры в погоне за качеством снимков, но при этом не имеют представления о технических моментах съемки. В основном это касается тех, кто до зеркалки держал в руках исключительно компактные фотоаппараты и пользовался автоматическими режимами (которые, к слову, весьма продвинутые в современных камерах).
В результате у кого-то возникает разочарование в камере и фотографии в целом, а другие проявляют терпение и пытаются освоить премудрости фотографии, чтобы раскрыть весь потенциал камеры с полноценным (или почти полноценным) сенсором.
Изначально я планировал написать одну статью, но по ходу дела понял, что объем получается слишком большой и решил разбить ее на несколько частей. В этой главе рассмотрю такие понятия как выдержка, диафрагма, ГРИП и светочувствительность, как эти параметры влияют на результат съемки. На очереди статья про типы и параметры объективов, работу со вспышками и советы по съемке в различных условиях.
Экспозиция
Экспозиция — это величина засветки светочувствительного сенсора. Она формируется двумя параметрами — выдержкой и диафрагмой, — которые еще называют «экспопарой». Экспозиция должна быть такой величины, чтобы обеспечить необходимое количество света для формирования изображения на сенсоре с заданной светочувствительностью (которая обозначается ISO, например, ISO 100, ISO 800 и т.д.).
Чем больше значение светочувствительности матрицы, тем меньше должна быть экспозиция. В автоматических и полуавтоматических режимах работы, фотокамера производит вычисление экспозиции при помощи специального датчика и других параметров системы.
Для передачи всей световой картины сцены, необходимо, чтобы динамический диапазон (минимальная воспринимаемая яркость и максимальная) сенсора был больше диапазона снимаемой сцены. Если это невозможно, экспозицию выбирают исходя из того, чтобы правильно проработать самую важную часть кадра.
Рис. 1. Слева направо: недоэкспонирование, нормальная экспозиция, переэкспонирование
Выдержка
Выдержка — это время, на которое открывается затвор фотоаппарата для засветки сенсора. Затвор в полноценном его виде имеется не во всех аппаратах, в большинстве компактов и разного рода мобильниках его роль выполняет электроника — так называемый «электронный затвор», выдержка в этом случае определяется временем между обнулением матрицы и считыванием с нее информации. Бывают еще гибридные затворы.
Самый распространенный вид затвора — шторно-щелевой, в нем перемещаются две шторки. Во взведенном состоянии сенсор перекрыт первой шторкой. При спуске затвора, эта шторка открывает путь световому потоку. По окончании необходимого времени, просвет закрывается второй шторкой. Начиная с определенной выдержки, быстродействия затвора перестает хватать и засветка кадра начинает производиться щелью, образованной двумя шторками. Чем короче выдержка, тем меньше щель. Эта особенность порождает две проблемы: искажение быстро движущихся объектов и проблемы при работе со вспышкой.
Поскольку на коротких выдержках экспонирование (засветка) сенсора происходит неравномерно, выдержка при работе со вспышкой может достигать только той величины, при которой происходит полное открытие площади кадра в момент съемки. Эта величина называется выдержкой синхронизации со вспышкой. В принципе, возможна работа и на более короткой выдержке, при этом вспышка формирует серию световых импульсов, но мощность ее падает.
Диафрагма
Вообще говоря, диафрагма не является обязательным элементом фотоаппарата, поэтому в совсем простых мыльницах и мобильных телефонах она просто-напросто отсутствует. Эспопара в них — вовсе и не пара; она формируется одним единственным параметром — выдержкой электронного затвора.
Диафрагма в прямом понимании — это перегородка, ее значение обратно пропорционально количеству пропускаемого света и обозначается в виде дроби 1/k, где k — стандартные коэффициенты. На практике обычно указывают только знаменатель дроби. Например, если на объективе с относительным отверстием 2.8 мы установим диафрагму f/2.8, то это будет означать, что диафрагма на данном объективе будет полностью открыта и не будет участвовать в съемке.
Казалось бы, если оба этих параметра отвечают за одно и то же — количество света, попадающего на матрицу, — нельзя ли использовать один? Можно! Но диафрагма влияет на еще один очень важный параметр: глубину резко изображаемого пространства (или просто ГРИП).
Рис. 2. Работа диафрагмы
Давайте попробуем разобраться, на что влияет увеличение или уменьшение диафрагмы кроме количества пропускаемого света. Чем больше значение диафрагмы (меньше физическое отверстие), тем больше глубина резкости, то есть область точной фокусировки вокруг снимаемого объекта.
При открытой диафрагме происходит размытие заднего фона — этот эффект наиболее полезен в съемке портретов, чтобы акцентировать внимание на лице. С прикрытой же диафрагмой снимают пейзажи, в которых требуется резко отобразить всю площадь кадра.
Я не буду вдаваться в технические детали, приводить графики и формулы, достаточно запомнить несколько условий, влияющих на величину ГРИП:
1. Диафрагма. Чем больше ее значение (меньше физическое отверстие), тем больше ГРИП.
2. Фокусное расстояние объектива. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше ГРИП.
3. Расстояние до объекта съемки. Чем ближе объект, тем меньше ГРИП.
Рис. 3. Диафрагма 2, выдержка 800
Рис. 4. Диафрагма 4, выдержка 200
Рис. 5. Диафрагма 8, выдержка 50
По картинкам ясно видно, что на открытой диафрагме глубина резкости меньше, чем на прикрытой. Еще обратите внимание на то, что для того чтобы значение экспозиции оставалось неизменным, приходится менять и второй параметр экспопары — выдержку (при изменении диафрагмы на два стопа, выдержка меняется в 4 раза).
КРОП-фактор
На хабре есть хорошая статья про кроп-фактор и то, как он влияет на ГРИП, рекомендую прочитать. Вкратце, величина КРОП-фактора означает во сколько раз площадь сенсора меньше стандартного 35-мм кадра.
Именно из-за маленького размера сенсора, у компактных цифровые фотоаппаратов добиться малой ГРИП практически невозможно, разве что при макросъемке. Поэтому фотографии с мыльниц выглядят менее объемными, особенно портреты. При этом на пейзажах порой разницу увидеть невозможно.
Светочувствительность и шумы
Пожалуй, самый горячо обсуждаемый в фотографических кругах вопрос — это шумы матрицы. Сенсор цифровой камеры состоит из множества маленьких датчиков — пикселей. Они преобразуют количество попадающего на них света в электрический сигнал.
Светочувствительность матрицы фотоаппарата можно рассматривать как коэффициент усиления этого электрического сигнала. Поскольку усилению подвергается не только полезный сигнал, но и собственный шум матрицы, увеличение чувствительности матрицы приводит к повышению уровня шумов. Шумы наиболее заметны на темных участках кадра из-за меньшего отношения сигнал/шум слабо освещенных пикселей.
На практике, всегда надо стремиться снимать при наименьшей возможной чувствительности из основного диапазона аппарата. Она будет ограничена освещенностью сцены и максимально возможной длительностью выдержки.
Чем больше площадь каждого отдельного пикселя, тем большее количество света попадает на него за единицу времени, физику не обманешь. Поэтому я не устаю объяснять людям, что они не правы, когда основным критерием выбора фотоаппарата является разрешение сенсора. На деле, увеличение разрешения матрицы при неизменном ее физическом размере скорее вредно! Это не более чем маркетинговый ход производителей фототехники.
Все современные цифровые фотоаппараты производят некоторую обработку изображения перед тем, как оно дойдет до пользователя, в том числе подавление шумов. При разумном использовании этой возможности, результат действительно становится лучше, но в условиях гонки мегапикселей, подобная обработка начинает вносить негативные последствия в результат съемки, что проявляется в «замыливании» картинки, отсутствии достаточной резкости и детализации.
Самый низкий уровень шумов на сегодняшний день обеспечивают камеры с полноразмерным сенсором (35 мм и более), и происходит это именно из-за большой площади пикселя.
Примеры использования выдержки для разных сюжетов
Рассмотрим несколько характерных случаев, при которых используются различные выдержки.
Рис. 6. Короткие выдержки применяются для съемки динамичных сцен, они позволяют как бы «заморозить» движение
Рис. 7. Длинные выдержки, наоборот, «размазывают» движение, что порой позволяет достигнуть интересного результата
В общем случае, если сюжет банален и не требует особых условий, при съемке с рук надо стараться, чтобы выдержка не была длиннее, чем 1/f (фокусное расстояние объектива). Например, для объектива 50 мм надо стараться использовать выдержки короче 1/50 с.
Многие современные объективы (и даже некоторые тушки) оснащаются стабилизаторами изображения, но мне, к сожалению, не приходилось их использовать, поэтому сказать насколько они эффективны не могу. Теоретически, данная возможность позволяет снимать на более длинных выдержках без появления характерного смаза изображения (в народе «шевеленка»).
Рис. 8. Смаз изображения при длинной выдержке