Odabir najboljeg (dobrog) ISO-a za astrofotografiju

Postoji jednostavan način testiranja vašeg DSLR fotoaparata kako biste pronašli njegove najbolje ISO performanse pri slabom svjetlu.

Pravi ISO odnosi se na uravnoteženje elektronskog šuma s dinamičkim rasponom.
Richard S. Wright Jr.

Malo je lakših načina za pokretanje prepirke od pokretanja tehničkih problema s astronomskim snimanjima u mješovitom poduzeću. Svi znanstvenici, inženjeri, tehničari i računovođe imaju različite načine gledanja na svijet i tehnologiju. Oni povremeno mogu biti teritorijalni kada je u pitanju upotreba izraza i pojmova za koje osjećaju da posjeduju i koji pripadaju samo njihovoj disciplini.

Pitanje koji je ISO najbolji i ostali tehnički detalji o kojima raspravljam u ovom blogu lako može postati prilično sporno u nekim krugovima. Očigledna istina je da kad pokušavate objasniti složenu temu, ponekad je jednostavno pristup dovoljno dobar za vježbača.

"Dovoljno dobro" se često koristi kao gnjus iz pedantnog purista, ali postoji čarobna fraza koja znači istu stvar i zvuči pametnije, kao što ste pomno razmotrili sve ostale činjenice za koje se obično pretpostavlja da su neznalica.

Evo je, jeste li spremni?

Iako je fokus na CCD senzorima, a ne na CMOS-u, ako želite ući u nitritantno stanje načina rada senzora slike, nema bolje reference od ovoga.
Richard S. Wright Jr.

Umjesto da kažemo: "To je dovoljno dobro", kažite: "To će se učiniti aproksimacijom prvog reda."

Odjednom, umjesto da vas otpišu kao neznalicu, pročitate čitav Janesickov rad, položili ste nekoliko ispita iz fizike i pažljivo ste procijenili vaše čimbenike troškova / koristi. Hej, možda ste čak napravili i vlastitu Analizu krivulje prijenosa fotona., , ali to je u redu, nije pozvano u tim okolnostima jer je to samo približavanje prvog reda!

Ili možete jednostavno reći dovoljno dobro i predavati se satima na kraju dobronamjernim, ali pretjerano opsesivnim stručnjakom. Ovisi o tebi.

Usput, aproksimacija nultog reda u osnovi je samo obrazovana pretpostavka. Kada nekome savjetujem da puca na ISO 1600 ili 3200 za astrofotografiju, to je stvarno samo približna vrijednost nulte veličine. Ovog mjeseca riješit ćemo to mjesto s samo malo podataka koje možete prikupiti za sebe.

Podsjetimo iz prošlih blogova da promjena ISO-a uistinu ne čini vaš senzor osjetljivijim. Ovisno o dizajnu vaše kamere, to može biti pojačanje senzora, možda je to jednostavno digitalno skaliranje ili može biti kombinacija obojega. Ja sam softverski inženjer, a ne hardverski tip, ali inženjeri kamere s kojima sam razgovarao kažu da se dobitak obično može primijeniti prije nekih izvora buke čitanja. Kad se to dogodi, signal koji želite i podiže se iz domene buke za čitanje, dobiva čistiju, privlačniju sliku, a kompromis je neko žrtvovani dinamički raspon.

Više ISO, manje buke

To znači da, suprotno uvriježenoj intuiciji, viši ISO zapravo može proizvesti MNIJE bučne slike (kvalitativno govoreći).

Ručni snimak pri slabom svjetlu, poput ove slike iz vožnje tematskim parkom, obično pokazuje dobru zrnatost ili buku.
Richard S. Wright Jr.

Za mnoge tradicionalne fotografe ova izjava nema smisla. Ali na slici postoje brojni izvori buke. Elektronski (čitaj) šum je samo jedan od njih i nije uvijek najveći pridonositelj. Važniji izvor buke može biti buka pucnja, a buka pucanja postaje očiglednija što manje signala imate. Kad snimate s DSLR-om u okruženju pri slabom svjetlu, poput rođendana, obično pojačavate ISO kako bi se brzina zatvarača održavala dovoljno brzom da izbjegnete zamućenje pokreta na slici. Pa, veća brzina zatvarača znači manje svjetla, a manje svjetla znači značajniji udio buke kod snimanja. Zakoni fizike čine vaše slike pri slabom svjetlu bučnom, a ne visokom ISO.

Najbolji rezultati pri slabom svjetlu dolaze iz više vremena za izlaganje zbog ublažavanja buke. U fotografiji na licu mjesta, ovo obično znači jedno duže izlaganje; za snimanje na dubokom nebu znači slaganje višestrukih ekspozicija zajedno. Da bismo uklonili šum snimka iz naše procjene, jednostavno održavamo ekspoziciju i otvor blende konstantnim i mijenjamo samo ISO dok snimamo niz slika. Na primjer, odredio sam najbolji ISO koji se mogu koristiti s mojim Canonom 5D Mark III na mjestu tamnog neba koristeći tehnike raspravljene prošlog mjeseca za snimanje noćnog pejzaža. Ovaj eksperiment možete izvesti i u zatvorenom prostoru u slabo osvijetljenoj sobi.

Testirajte ga

Prilagođavanje ekspozicije malo je više od linearne razmjere slike u Camera Raw.
Richard S. Wright Jr.

Snimio sam ekspozicije od 10 sekundi pri f / 1.4 na svim ISO-ovima od 100 do 6400. Ispod kamere, niže ISO slike bile su prirodno vrlo tamne, a gornje ISO slike progresivno svjetlije. Trik je uravnotežiti slike tako da sve budu na istoj svjetlini, koristeći kontrolu ekspozicije u Adobe Camera Raw ; tada možete jasno vidjeti ukupni doprinos buci u odnosu na signal na slici koju želite. Izabrao sam proizvoljno ISO 3200 kao referentnu sliku jer nije bilo potrebno dodatno rastezanje da bi se dobro vidjelo. Kad sam uveo sliku ISO 6400 u Adobe Camera Raw, prilagodio sam ekspoziciju za -1 stop. Slike ISO 3200 i ISO 6400 izgledale su prilično identično. Slika ISO 1600 prilagodila bih +1 zaustavljanju, a ISO 800 za +2 zaustavljanja itd. Slika dolje prilično pokazuje. Fotografija snimljena na ISO 100 s točno jednakom količinom svjetlosti mnogo je bučnija od ISO 800 slike.

Kad se izjednače po svjetlini, čini se da niže ISO slike imaju puno više buke, barem za ovaj fotoaparat.
Richard S. Wright Jr.

Ako to učinite sa svojim DSLR, vidjet ćete jednu od dvije mogućnosti. Ili će sve slike izgledati prilično isto ili ćete vidjeti definitivno smanjenje vidljivog šuma sa ISO 100 slike, sve do nekog trenutka kada se šum ne poboljšava. Ako sve slike izgledaju isto, imate nešto što se obično naziva "ISO-manje" ili "ISO invariant" kamera u kojoj ISO nije ništa drugo nego digitalna ljestvica. Ako buka padne, onda je vaš fotoaparat ISO varijanta. Čak će i fotoaparati s varijantom ISO-a u nekom trenutku postati invazivni (bez ISO-a) i to je ISO koji želite.

U mom slučaju Canon 5D Mark III, ISO invarijancija započela je ISO 3200, iako je bilo teško vidjeti razliku između slika ISO 1600 i 3200. To sam napravio i sa svojim modificiranim T3i, i bilo je teško utvrditi razliku između fotografija snimljenih u ISO 800 i ISO 1600. Kako kažu, vaša kilometraža može varirati.

Za tehnički nagnute, buka čitanja u fotoaparatu s varijantom ISO zapravo se ne smanjuje., , kamera samo povlači signal i šum čitanja, osim zbog boljeg., , < razlozi >. Za većinu čitatelja ovo je zaista dovoljno dobro! Kvalitativno gledano, slika je manje bučna. Razdoblje.

Manje bitova za raspodjelu intenziteta stvara efekt "pojasa" ili pogreške u kvantizaciji. Pretjerano je ovdje zbog jasnoće.
Richard S. Wright Jr.

Što ako je vaš DSLR invazijski? Možete pucati na gotovo sve ISO koje želite. Sjetite se samo da se vaša slika još uvijek digitalno skalira od vrijednosti očitanih od senzora. Visoki ISO-ovi počinju ugrožavati vaš dinamički raspon, a niski ISO-ovi će zapravo komprimirati suptilne razlike koje bi mogle početi zbližavati. U računalnoj grafici to nazivamo "povezivanje", ili kvantizacijom (koja je također djelomično odgovorna za bučan izgled fotografija snimljenih na niskim ISO postavkama u nekim fotoaparatima). Pa stvarno, pucao bih negdje u sredini., , recimo, ISO 1600 do 3200, i to je vjerojatno., , dovoljno dobro.