大家通常认为提高ISO会增加噪点,但实际情况恰恰相反——适当提高ISO反而能减轻噪点的负面影响。这背后的原理是什么?我们先来了解噪点的种类和ISO的工作机制。
1、噪点的分类及成因
散粒噪声:光电转换时产生,光子落在每个像素的数量不同导致信号波动,就像雨滴落在两个花盆里很难完全相等
暗电流噪声:传感器受热激发产生电子,每个像素激发的电子数不一致形成噪声
读出噪声:从光子到数字信号的整个转换过程中引入的噪声
2、图像的信噪比
信噪比指的是信号强度与噪声强度的比值。当两者相等时为1:1,信号若再弱就会被噪声淹没而无法分辨。因此信噪比越大越好,说明信号远强于噪声。
公式如下:
散粒噪声的大小与信号本身相关,而暗噪声在短曝光时可以忽略不计,只有长曝光才需要考虑。因此信噪比公式可以简化为:
信号本质上是光子转换成的电子数量。光线充足时,产生的电子远多于读出噪声,此时可以忽略后者,图像质量主要受散粒噪声限制。而当光线微弱时,读出噪声就变得不可忽视,图像质量转而由读出噪声主导。
3、如何提高信噪比
增加进光量:大光圈或慢快门
增大传感器像素尺寸
像素合并或多帧堆栈:多张照片取平均
4、增益(ISO)工作原理
增益就像相机的信号放大器,决定每个电子能转换成多少亮度值。低增益时1个电子可能只显示1个单位的亮度,高增益时同样1个电子能显示3个单位,相当于把照片亮度提高3倍,但实际进光量并没变化。
提高ISO只是在数字层面放大这个亮度值,并不会增加真实接收到的光子数量,所以对信噪比没有影响。简单说,亮度不等于信号——信号是实际的光子数,亮度只是显示效果。
虽然ISO不改变真实的信噪比,但高ISO拍出的照片看起来噪点更少。这是因为ISO只放大相机内部的原始信号,不会放大转换成数字信号之后的噪声;而后期在电脑上提亮照片时,会把所有噪声一并放大。所以提高ISO相当于提前优化了"等效信噪比",让画面看起来更干净。
5、拍摄时怎样设置 ISO
优先保证进光量,这是提升画质的关键
噪点增加是因为进光不足,而非ISO本身
光圈快门到极限时,提高ISO远优于后期提亮
前期提高ISO能避免放大所有噪声,画面更干净
