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        感光度

        • 來源:光虎




        ISO是感光度的意思,它也是國際標準化組織(International Standardization Organization)的縮寫,同時也正是這個組織對感光度做了量化規定。感光度是衡量底片對于光的靈敏程度,由敏感度測量學及測量數個數值來決定,國際標準化組織標準為ISO 6。對于較不敏感的底片,需要曝光更長的時間以達到較敏感底片相同的成像,因此通常被稱為慢速底片。高度敏感的底片因而稱為快速底片。此外和感光度密切相關的一個ISO系統是用來測量數位影像系統的敏感度。無論是數位或是底片攝影,為了減少曝光時間相對使用較高敏感度通常會導致影像品質降低(由于較粗的底片顆?;?/span>是較高的影像噪聲或其他因素)。

          




        釋義


        ISO感光度是衡量傳統相機所使用膠片感光速度標準的國際統一指標,其反映了膠片感光時的速度(其實是銀元素與光線的光化學反應速度)。傳統相機可以根據拍攝現場的具體情況選擇不同ISO感光度的低速、中速或高速膠片進行拍攝。在傳統膠卷相機上ISO代表感光速度的標準,在數碼相機中ISO定義和膠卷相同,代表著CCD或者CMOS感光元件的感光速度,ISO數值越高就說明該感光材料的感光能力越強。ISO的計算公式為S=0.8/H(S感光度,H為曝光量)。從公式中我們可以看出,感光度越高,對曝光量的要求就越少。ISO 200的膠卷的感光速度是ISO 100的兩倍,換句話說在其他條件相同的情況下,ISO 200膠卷所需要的曝光時間是ISO 100膠卷的一半。在數碼相機內,通過調節等效感光度的大小,可以改變光源多少和圖片亮度的數值。因此,感光度也成了間接控制圖片亮度的數值。



         


        原理


        傳統膠卷的感光度是通過改變膠卷的化學成分,來改變它對光線的敏感度,而數碼相機的感光元件是不變的,所以數碼相機普遍采用了電子信號放大增益技術,與ISO數值相對應的是電子信號放大增益值,比如設定在標準值時提供等同ISO100的增益幅度,對應ISO200和400的增益值可通過提高增益幅度實現。


        提供高感光度時自然需要提供相應的增益幅度,在輸出影像信號前都必須做相應的信號放大,因為CCD或者CMOS的輸出電平較低,尤其當環境光線黯淡時,為了使影像發生量變,放大器就按相應的ISO數值加大增益幅度。此外,在給定的CCD或者CMOS面積內增加像素數會導致保持感光度變得困難。單位像素的面積減小,入射光強減弱,如果為了提高ISO數值,調用更高的增益值將會導致影像質量的惡化。


        因此廠商又提供了一種解決方案,即在影像信號讀取時將CCD或者CMOS存儲的原始影像信號相加可相對提升感光度。通過將兩個像素信號相加并傳輸,便可獲得原來兩倍的感光度。但這種工作方式也有其缺陷,只適合較小的影像模式,因為像素數在處理中減半了。


        影像業界第三種提供高ISO數值的解決方案是,采用把數個像素點當成1個像素點來進行感光的方式,從而提高感光速度。如圖所示,比如標準的ISO100是對感光元件的每個像素點感光,要提高到ISO200的感光度,只需要把2個像素點當成1個點來感光,就能獲得原本2倍的感光速度,如果要提高到ISO400的水平,以此類推只要把4個像素點當成1個點來感光,便能獲得4倍的感光速度。與第二種方式的不同之處在于是合并像素后感光,而第二種方式則是對感光信號的疊加,故該工作方式對高像素機型較有優勢,但噪點的產生比前兩種來的更為明顯。





        感光度等級應用


        低感光

        ISO800(2017年)以下為低感光度

        在這一段可以獲得極為平滑、細膩的照片。只要條件許可,只要能夠把照片拍清楚,就盡量使用低感光度,比如,只要能夠保證景深,寧可開大一級光圈,也不要把感光度提高一擋。


        中感光度

        ISO800~6400(2017年)屬于中感光度

        在這一段,需要認真考慮這張照片做什么用,要放大到什么程度,假如你能夠接受噪點,中感光度設定降低了手持相機拍攝的難度,提高了在低照度條件下拍攝的安全系數,使成功率提高。


        高感光度

        ISO6400(2017年)以上是高感光度

        在這一段噪點明顯,使用這樣的設置,拍攝的題材內容的重要性,往往超過了影像的質量,畢竟有的時候拍攝的條件太差,拍到一張質量稍差的照片,總比根本捕捉不到影像好。

         




        優缺點


        高感光度優點

        感光度對攝影的影響表現在兩方面。其一是速度,更高的感光度能獲得更快的快門速度,這一點比較容易理解;其二是畫質,越低的感光度帶來更細膩的成像質量,而高感光度的畫質則是噪點比較大。說到這里順便導入一個概念——噪點,主要是指CCD將光線作為接收信號接收并輸出的過程中所產生的影像中的粗糙部分。那么噪點是怎么產生的呢?首先要明白對于作為電子產品的數碼相機來說,內部的影像傳感器在工作中一定受到不同程度的來周邊電路和本身像素間的光電磁干擾,簡而言之就是拍攝出的圖片一定會存在噪點,這是不可避免的,我們看到的只是程度的輕重而已。


        高感光度缺點

        對于第一種提供高ISO數值的解決方案來說,在加大增益幅度的同時,噪點信息也被相應放大,故在高ISO畫面中噪點也越發明顯;而第二種方式如上文所述那樣,在獲得高ISO的同時與成像相關的像素數也會成倍縮減,為了保證成像尺寸原本的影像信息會被擴大,噪點就這樣產生了;對于第三種解決方案而言,因為減少了感光像素,所以在白平衡過程中只有進行像素插值才能得到完整的影像。相信這三條解釋并不難理解,對于數碼相機中流行的“降噪功能”就是為了消減第三種解決方案帶來的噪點而設計的。相信經過本文的論述,數碼相機擁有可變ISO感光度已不再是秘密了,雖然高ISO在噪點方面還是令我們有這樣那樣的擔憂,但為了獲得更高的快門速度和更明亮的畫面,這也算是一種不增加成本的折中解決方法。




        【來源:網絡】


        http://www.realdoll-shop24.com   光虎光電科技(天津)有限公司

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