Что такое нативное iso
4 шага к пониманию ISO
ISO является одним из трех факторов, которые определяют экспозицию, вместе с диафрагмой и выдержкой. Для того, чтобы получить максимальное качество ваших фотографий, вы должны знать, какой вклад вносит каждый из трех параметров. Прочтите этот урок, чтобы получить более глубокие знания о том, как использовать свой фотоаппарат должным образом и начать делать профессиональные фотографии.
Шаг 1 – Что такое ISO?
ISO (International Standards Organization) определяет чувствительность датчика в камере, которая, в свою очередь, влияет на экспозицию ваших фотографий. Шкала ISO обычно начинается со значения 100, а каждое следующее значение изменяется в два раза, до границы возможностей камеры: 100, 200, 400, 800, 1600… Начальная и конечная точки диапазона зависят от камеры, которую вы используете. Большинство современных камер имеют и промежуточные значения ISO, равные 1/3 ступени.
Международная организация стандартизации является ответственной за широко используемые стандарты в различных областях, но все, что вам нужно знать про ISO как параметр чувствительности, приведено ниже.
Шаг 2 – Как влияет ISO на экспозицию?
ISO является одним из трех параметров, влияющих на экспозицию, вместе с выдержкой и диафрагмой. Диафрагма определяется объективом, выдержка временем экспозиции, а ISO свойствами сенсора. Чтобы быть более точным, ISO определяет изменение экспозиции фотографии при изменении чувствительности сенсора.
Шкала ISO похожа на выдержку в том смысле, что когда ISO изменяется в два раза, экспозиция также меняется на ступень, и они пропорциональны друг другу. Уменьшение ISO соответствует низкой экспозиции, увеличение – даст более сильное воздействие света, экспозиция увеличится. Гораздо проще, чем диафрагма. Ниже приводится 6 фото для различных значений ISO: 100, 200, 400, 800, 1600, 3200. Диафрагма и выдержка остаются постоянными на всех фото, изменяется только ISO. Таким образом вы можете видеть влияние этого параметра на фотографию. идеальная экспозиция показана на четвертом фото, где ISO составляет 800.
Как вы могли заметить, каждый параметр влияет на экспозицию независимо. Но есть некоторые последствия применения высоких значений ISO
Шаг 3 – Как ISO влияет на качество фотографий?
Как правило, чем меньше ISO, тем выше качество изображения. При удвоении ISO вы по сути вдвое повышаете экспозицию, также удваивается и цифровой шум. Этот шум снижает детализацию фотографии, делая изображение зернистым и неравномерным.
Низкое ISO = Высокое качество
Чтобы лучше показать, как ISO влияет на качество изображения, я взял еще одну серию фотографий, которая показана ниже. Для целей этого эксперимента я изменял не только ISO, а также выдержку и диафрагму, чтобы экспозиция оставалась постоянной, в результате легче сравнивать качество фотографий. Фото отображаются в следующем порядке: 100, 200, 400, 800, 1600, 3200
Как вы видите, чем выше ISO, тем сильнее шум, тем больше он портит картинку. Существуют специальные программы. которые удаляют шум. Они могут исправить ситуацию, но ценой некоторого снижения детализации и сглаживания мелких деталей, которые смешиваются с шумом. Это наглядно показано на картинке ниже (участок изображения в масштабе 100%). Поэтому используйте плагины для шумоподавления с осторожностью.
Камеры с большим размером сенсора лучше, так как сенсор получает больше света. Но технологии улучшаются и разница между размером сенсора и шумом уменьшается, особенно в сравнении с камерами прошлых лет выпуска.
Все камеры различаются между собой, поэтому я предлагаю вам поснимать вашей камерой в условиях низкой освещенности, чтобы определить, какое максимальное ISO можно использовать без сильного ущерба для качества. Повышение экспозиции при обработке дает такой же эффект, как и повышение ISO, то есть увеличивается шум, поэтому убедитесь, что установили экспозицию при съемке правильно, без недодержки. Таким образом вы избежите повышения шума при обработке.
Теперь, когда вы знаете, как работает ISO, рассмотрим различные ситуации практического применения.
Шаг 4 – Какие ISO и когда использовать.
ISO 100: Ваши фотографии будут иметь наилучшее качество. Превосходно для съемки при дневном свете, так как нет необходимости в увеличении ISO. Съемка на значении 1600 в условиях яркого освещения – пустая трата времени, так как фотографии получатся шумные.
ISO 200 – 400: Для чуть меньшего освещения, например, в тени или в помещении, если оно ярко освещено
ISO 400 – 800: Я использую этот диапазон при съемке со вспышкой в помещении, поскольку это позволяет лучше проработать фон
ISO 800-1600: у репортажных и событийных фотографов часто нет другого выбора, кроме как использовать этот диапазон, так как живые события часто происходят в условиях низкой освещенности, а вспышкой пользоваться невозможно или запрещается.
ISO 1600-3200: Опять же, событийные фотографы используют этот диапазон для съемок на концертах, а также в условиях низкой освещенности, когда использование штатива затруднительно. Этот диапазон является самым высоким в моей камере, но я редко использую его, так как я не поклонник цифровых шумов.
ISO 3200+: Этот диапазон зарезервирован для экстремально низкой освещенности, но шумы на нем очень велики, изображение получается слишком зернистым.
Примечание переводчика: современные модели профессиональных камер дают вполне приемлемое для целей репортажной съемки качество на гораздо более высоких ISO, например, камера Nikon D3S способна снимать с ISO 102400
Технология двойного нативного ISO
Технология двойного нативного ISO является уникальным способом использования информации матрицы камеры для расширения динамического диапазона и снижения уровня производимого сигнала. Таким образом, сенсор сможет считывать графическую информацию с использованием двух проприетарных параметров ISO матрицы вместо одного.
Двойное нативное ISO впервые разработана Panasonic и внедрена в устройстве VariCam 35, а затем LT, который имел два уровня 800 и 5000, а затем EVA1 на 800 и 2500. Ниже представлено объяснение технологии, и что это означает для фотографа или видеограф.
Работа матрицы цифрового аппарата
Вернувшись к абсолютным основам, мы должны проанализировать, как работает фотоматрица. Проще говоря, фотосенсор получает свет на своих светочувствительных элементах. Затем свет преобразуется в электрический ток в зависимости от интенсивности этого света. Это дает нам интерпретацию изображения в оттенках черного и белого. Слепой фотокоит не получает света и, следовательно, не тока, в то время как фотоимейт получает абсолютно белый, и, следовательно, дает максимальную текущую интенсивность. Из этого, чтобы затем получить цвет от черно-белых фильтров вставляются перед цветовые фотофильтры которые предназначены для трёх основных цветов красного, зеленого и синего. Другими словами матрица состоит из пикселей, каждый из которых является элементом изображения, несущим информацию об интенсивности света и его цвете.
Как яркость, так и цвета теперь могут быть восстановлены благодаря так называемому «дебайеризации», который осуществляется с помощью заложенного в камеру алгоритма или при постобработки во время записи в RAW. Так что теперь, когда немного объяснена теория о том, как работает фотосенсор, вернемся к нашим двойным ISO.
Производительность матрицы, конечно, зависит от многих факторов, при этом динамический диапазон датчиков играет важную роль с точки зрения способности хранить всю цветовую информацию в светах и тенях. Например, нет ничего сложнее для матрицы фотоаппарата, чем снимать днем в ярком костровом свете при наличии затенённых участков сцены. Сенсор с самым высоким динамическим диапазоном сможет сохранять максимальную детализацию и в этих условиях.
Нативный ISO матрицы представляет собой значение ампликации, которая генерирует наименьшее количество шума, и, следовательно, лучшее соотношение сигнал-шум. По аналогии представьте, что вы записывали очень слабый звук с диктофоном на улице. Во время прослушивания громкость ветра и фоновых звуков может быть близкой к записываемому звуку — это сопоставимо с шумом на фотоматрица. С изображениями, это почти то же самое: когда у вас очень мало света происходит усиление сигнала за счет увеличения ISO и, следовательно, увеличивается уровень помех, т.е. шума.
Технология двойного нативного ISO решает проблему возникновения шумов в тенях.
Вместо того, чтобы использовать только одну схему усиления графического сигнала, оптимизированную для «средних» условий, была добавлена две схемы усиления сигнала 1 — для светлых участков сцены 2 — для теней. Другими словами на матрице участок отвечающий за светлую часть фотографии экспонируется с одним ISO, область матрицы отвечающая за экспонирование темной части фотографии (сцены) работает с более высокой светочувствительностью ISO.
Фотокамеры Panasonic имеющие технологию Dual Native ISO
Наиболее доступный пример — Panasonic DC-S5, имеющий CMOS-сенсор с разрешением 24,2 МП и технологией Dual Native ISO (двух базовых ISO)&
CMOS-сенсор с разрешением 24,2 МП обеспечивает высокую светочувствительность и превосходное качество изображения при фото- и видеосъемке. Технология Dual Native ISO (двойное нативное ISO), работающую в автоматическом режиме и еще больше расширяет возможности фото- и видеосъемки.
Светочувствительность. Подробно про ISO для начинающих
Светочувствительность — один из трёх параметров экспозиции. Она характеризует чувствительность матрицы камеры или фотоплёнки к свету: чем выше показатель, тем меньше света нужно для получения правильно проэкспонированного снимка. При повышении или понижении этого параметра в ручном режиме (М) можно напрямую регулировать яркость изображения.
Светочувствительность выражается в условных единицах ISO, которые использовались ещё в плёночной фотографии.
Не путайте светочувствительность и светосилу! Светосила — характеристика объектива.
Плёнка ISO 100 была рассчитана на дневную съёмку, а ISO 400 позволяла эффективно снимать в помещении. Чем выше показатель ISO, тем выше чувствительность плёнки к свету. Сменить светочувствительность на плёночном фотоаппарате можно было одним способом: вынуть кассету и вставить другую. В цифровой фотографии всё проще: ISO регулируется нажатием одной кнопки. А ещё можно отдать этот параметр под управление автоматики.
Технически в цифровой фотографии изменение ISO реализовано совсем по-другому. Чувствительность самих пикселей-датчиков не меняется при повышении параметра. Картинка становится ярче из-за усиления электрических сигналов матрицы и за счёт алгоритмов преобразования аналогового сигнала в цифровой.
Минимальное и базовое ISO
Базовое и минимальное ISO — не всегда одно и то же. Базовое для конкретной модели матрицы ISO может быть довольно высоким (например, 800, 1600 единиц), а минимальное ISO получается из него ослаблением сигнала, более высокие значения — усилением. Однако фотографам информацию о базовом ISO производитель не сообщает, да и на практике она не очень нужна. Важнее разобраться с минимальной светочувствительностью.
Минимальное числовое значение светочувствительности на вашем фотоаппарате — это то ISO, при котором качество снимка будет наиболее высоким, а уровень цифрового шума низким. Его важно запомнить. В зависимости от модели камеры, минимальное ISO будет различаться: 64, 100, 200 единиц. В тех направлениях съёмки, где требуется длинная выдержка или она неважна, используют минимальное ISO. Его же для идеального качества картинки применяют в студийной съёмке, предметной, рекламной, пейзажной, интерьерной, архитектурной фотографии. Штатив будет кстати, ведь не всегда условия освещения идеальны, и выдержка может стать слишком длинной для съёмки с рук.
Что такое расширенное ISO
Если регулировать ISO в сторону уменьшения или увеличения, рано или поздно вы наткнётесь на так называемые расширенные значения ISO. На камере они отображаются как Lo (пониженные значения) или Hi (повышенные). Их фотоаппарат получает программно. К примеру, в случае повышенных значений Hi съёмка на самом деле ведётся на максимальном «числовом» ISO, а далее процессор делает картинку светлее. При этом цифровой шум на фото становится более заметным, ведь яркость снимка повышается.
Nikon Z 7: съёмка на пониженном ISO Lo-1.0. Это значение соответствует ISO 32.
В случае использования пониженных значений немного теряется информация в светлых участках, что может привести к появлению переэкспонированных зон на снимке или же к снижению запаса информации в светлых участках при обработке RAW.
Что такое цифровой шум
Цифровой шум — это помехи, возникающие при повышении светочувствительности. Они есть в той или иной мере всегда, но на минимальном ISO практически незаметны.
Уровень цифрового шума на разных камерах отличается.
Фрагмент приведённой выше сцены, снятый на базовом ISO.
Фрагмент приведённой выше сцены, снятый на максимальном ISO. Заметен цифровой шум: как отдельные «зёрна» (яркостный шум), так и искажения цвета (цветовой шум). Шум съел мелкие детали, фактуру на оправе часов. Но для столь высокого ISO такой уровень шума — отличный показатель.
Закономерность простая: чем крупнее и современнее матрица, тем меньше цифрового шума. Полнокадровые матрицы и сенсоры формата DX (APS-C) сегодня «шумят» так незначительно, что качественные снимки можно получать и на ISO 1600–3200, тогда как матрицы компактов, смартфонов и устройств, выпущенных в позапрошлом десятилетии, выдают уже практически нерабочую картинку. Это связано с тем, что на большой площади матрицы каждый светочувствительный пиксель можно сделать крупнее, и работать он будет лучше. Кстати, по той же причине матрицы с большим разрешением «шумят» несколько сильнее, чем аналогичные матрицы с меньшим числом мегапикселей. Nikon D780 как раз из таких: матрица этой камеры не имеет рекордного количества мегапикселей, зато она выполнена по технологии обратной засветки и позволяет на своей площади расположить крупные чувствительные пиксели. Поэтому фотоаппарат отлично работает даже на очень высоких ISO, в чём мы убедились во время тестирования.
В любую современную камеру встроены инструменты шумоподавления, и оно производится на всех этапах создания снимка. Мы можем управлять им во время внутрикамерной обработки и сохранения кадра. Процессор фотоаппарата размывает «зернистую» структуру цифрового шума, сглаживая картинку. Такое шумоподавление активируется в меню, оно работает только для JPEG.
Фрагмент снимка на базовом ISO
Фрагмент снимка на максимальном ISO без шумоподавления
Фрагмент снимка на максимальном ISO с шумоподавлением
Это может привести к потере мелких деталей, однако если вы снимаете в JPEG и хотите сразу получать качественные кадры, включите эту полезную функцию. При съёмке в RAW шумоподавление можно осуществить инструментами RAW-конвертера.
Nikon Z 7. Для этой камеры ISO 1600 является промежуточным значением. Здесь доступны значения вплоть до ISO 25600, а значит можно снимать при очень слабом освещении.
ISO 1600, кадр со смартфона (его максимальная светочувствительность). Алгоритмы шумоподавления размывают «зерно», из-за чего дополнительно снижается детализация, на снимке отсутствуют мелкие фактуры (обратите внимание на книги). Кроме того, из-за узкого динамического диапазона смартфон не справился с проработкой деталей в светлых участках: ракушка превратилась в белое пятно.
Зачем и как повышают ISO
Светочувствительность поднимают только для сокращения выдержки при съёмке.
При съёмке неподвижной сцены от выдержки мы не зависим. Со штативом всегда можно снимать на минимальном ISO.
Но что если нужно запечатлеть динамику при слабом вечернем освещении? Фотографируя на очень низком ISO, выдержку придётся ставить (вам или автоматике) слишком длинную — объект смажется. Поэтому для начала стоит выбрать подходящую для съёмки выдержку — достаточно короткую для динамики. С диафрагмой определиться проще: её настраивают исходя из того, насколько большая нужна глубина резкости, а при слабом освещении её можно открыть пошире в тех же целях, для которых поднимаем ISO — сократить выдержку.
Пришлось поднять ISO, чтобы можно было снимать на достаточно короткой выдержке, иначе птица смазалась бы из-за собственных движений и тряски камеры с телеобъективом в руках.
Так что просто поднимем ISO до того значения, при котором мы будем получать яркий кадр на подходящей нам выдержке. Вот и всё. В остальных сюжетах это работает так же: отталкиваясь от необходимой выдержки, настраиваем подходящую светочувствительность.
Это же правило работает и при съёмке звёздного неба. Звёзды по небу движутся, и мы просто подбираем подходящую выдержку, на которой небо будет достаточно чётким. В нашем случае это 25 секунд. Далее под эту выдержку подбираем диафрагму и ISO.
Впрок ISO не повышают, ведь чем оно выше, тем больше цифрового шума. Важно найти баланс между подходящей для нашего сюжета выдержкой и значением светочувствительности.
Итак, алгоритм работы с ISO очень простой. Сначала нужно определиться со значениями выдержки и диафрагмы, а после подобрать под них светочувствительность, чтобы кадр был достаточно ярким.
Съёмка велась со штатива, так что время выдержки определял единственный движущийся объект на снимке — воздушный шар. Сначала я установил выдержку и диафрагму для данного сюжета, а потом подобрал оптимальное ISO.
Примерные значения для разных условий
Не бывает оптимальных значений светочувствительности для тех или иных условий съёмки. Но чтобы облегчить работу новичкам, приведём небольшую шпаргалку.
Предположим, вы гуляете с фотокамерой без штатива, при этом не снимаете динамику. В руках камера с универсальным «китовым» объективом, и снимаете вы при значении диафрагмы в районе F5.6. Чтобы выдержка была подходящей для съёмки с рук, выбирайте такие значения:
Но лучше отталкиваться от ваших условий съёмки и смотреть, какая получается выдержка при выбранном ISO. Если выдержка длиннее 1/60, стоит поднять ISO, ведь длинные выдержки — это почти гарантированный смаз на фото.
На зеркальных и беззеркальных камерах Nikon для настройки ISO необходимо нажать соответствующую кнопку и, не отпуская её, покрутить заднее колёсико. На дисплее будет отображаться выбранное значение.
На камерах с двумя колёсиками регулировки параметров очень удобно включается и отключается функция Авто-ISO. Достаточно при нажатой кнопке ISO покрутить переднее колёсико. И не надо каждый раз заходить в меню!
Авто-ISO
ISO на практике — самый простой и «технический» параметр экспозиции. Судите сами: выдержка отвечает не только за яркость изображения, но и за передачу движения на снимке; диафрагма ответственна как за яркость, так и за глубину резкости, степень размытия фона. А вот ISO само по себе отвечает только за экспозицию снимка и… уровень цифрового шума, о котором на современных камерах можно сильно не переживать. Поэтому из всех трёх параметров экспозиции ISO — первый претендент на то, чтобы им управляла автоматика. Для этого во всех современных камерах Nikon есть функция Авто-ISO. Работает она адекватно и предсказуемо, главное — разобраться в нескольких простых пунктах настройки. О работе с Авто-ISO в различных ситуациях у нас есть отдельная статья. Здесь же остановимся на основных моментах.
Мы по-прежнему задаём светочувствительность вручную: на это значение автоматика будет ориентироваться при настройке ISO. Если вы зададите высокое значение в верхнем пункте, камера будет стремиться к нему. Если низкое — камера будет стараться снимать на низких значениях чувствительности.
Ниже мы можем задать максимальное ISO, доступное автоматике. Это нужно для того, чтобы автоматика не могла снимать на слишком высокой чувствительности, и мы не получали кадры, испорченные цифровым шумом. В современных продвинутых камерах появился аналогичный пункт и для работы со вспышками.
Максимальная выдержка задаётся для того, чтобы в режимах, где фотоаппарат одновременно управляет и выдержкой, и чувствительностью (A и P), он находил правильный баланс между ними и не ставил слишком длинную выдержку при низком ISO. Авто-ISO — полезнейший инструмент, отключать который стоит, пожалуй, только в двух случаях: при съёмке со штатива (там фотограф сам вдумчиво может настроить экспозицию) и при работе в студии с импульсным светом, где любая автоматика мешает съёмке.
Да, ISO — самый простой из трёх параметров экспозиции, но следует потренироваться в работе с ним. Ведь экспозиция — это как весы с тремя чашами. Для грамотной съёмки необходимо уравновесить все три параметра: выдержку, диафрагму и светочувствительность. На каких значениях ISO вы обычно снимаете? Расскажите в комментариях и поделитесь своими снимками!
Panasonic Lumix DC-S1H: неделя с экспертом
Работа на высоких ISO. Dual Native ISO
Чтобы осветить ночную или вечернюю сцену, требуется большое количества света. Это серьёзное увеличение бюджета производства. Многие операторы хотели бы камеру, которая умеет снимать кристально чисто в условиях низкой освещённости. Кажется, Panasonic Lumix S1H есть чем их порадовать. Благодаря большой полнокадровой матрице и функции Dual Native ISO, она даёт отличную картинку даже в сложных условиях.
Что такое Dual Native ISO?
Многим кажется, что светочувствительность — просто характеристика, которая изменяется в камере. Но это не совсем так. Светочувствительность зависит от сигнала, создаваемого светом на матрице, в каждом конкретном пикселе. Затем этот сигнал (базовое, Native ISO) усиливается в разы (а иногда и ослабляется) при установке ISO в камере.
Представьте гитару, на которой есть тумблер регулировки громкости. В случае двойного базового ISO (Dual Native ISO) у вас появляется такой тумблер, где базовый уровень «громкости» выше.
Такой «тумблер» есть в меню Panasonic Lumix S1H. Он имеет положения AUTO, LOW и HIGH. Когда света достаточно, логично использовать низкие значения ISO и диапазон LOW (от 100 до 800 единиц). Если света мало, то стоит переключиться на диапазон HIGH, в котором доступны значения от 640 до 51200 единиц ISO. Впрочем, настройка AUTO прекрасно справляется сама.
Съёмка на выcоких ISO
Мы сняли один и тот же сюжет в условиях ночи и отсутствия внешнего освещения. Это 6K-съёмка со всей ширины матрицы.
Картинка в диапазоне Dual Native ISO LOW очень гладкая, с небольшим монохромным шумом на значении 800 единиц, который виден лишь при увеличении фрагмента. При просмотре на 4K-мониторе картинка остаётся гладкой, цветной шум не появляется.
Если сравнивать результат с Dual Native ISO в положении HIGH на той же чувствительности, то он будет почти такой же. Однако вся прелесть Dual Native ISO открывается лишь на более высоких значениях.
Пусть на ISO 1600 и появляется более контрастный яркостной шум, разглядеть его можно лишь при максимальном увеличении 6K-видео, при этом существенного влияния на качество ролика он не оказывает. Это значение можно считать очень чистым.
Впервые заметить шум «невооружённым глазом» на 4K-мониторе зритель сможет на ISO 3200. Но лишь заметить: принципиального ухудшения картинки не происходит. Шум монохромный и мелкий, без цветной составляющей. Контраст изображения и цветопередача не страдают. Тени остаются читаемыми, не деградируют.
А дальше в полной мере включается магия, которая называется Dual Native ISO. ISO 6400 очень слабо отличается от ISO 3200. Да, мелкий шум есть, но не более того. Это полностью рабочее значение.
При ISO 12800 шум становится крупнее (естественно, при просмотре на 6K-мониторе или на мониторе с меньшим разрешением и увеличением), а контраст немного снижается — пока без ущерба для теней. Впрочем, если материал в дальнейшем будет сведён к 4K-разрешению, на качестве изображения столь высокое ISO почти не скажется.
Момент истины для Panasonic Lumix S1H — ISO 25600. На этой чувствительности начинают страдать тени, они теряют контраст и начинают шуметь. Особенно это заметно в зоне нерезкости. За счёт отсутствия цветного шума такое ISO использовать можно, но стоит быть готовым к возможным сложностям — картинка потеряет гладкость даже в 4K.
Слабый цветной шум в виде отдельных сгустков в тенях пробивается лишь на самом высоком ISO — 51200 единиц. Приберегите это значение для крайних случаев, когда момент нужно заснять любой ценой.
Функция Dual Native ISO даст кинематографистам универсальность в различных условиях освещения, позволит при этом использовать меньшее количество света и экономить бюджет производства.