Adalah salah untuk berpikir bahwa peningkatan ISO tidak menghasilkan perubahan "fisik" pada kamera sama sekali. Masalah dengan ISO adalah orang sering menyebutnya sensitivitas . Itu benar-benar keliru ... sensitivitas adalah atribut tetap dari setiap sensor yang diberikan, dan itu tidak dapat diubah.
Sensitivitas benar-benar lebih identik dengan efisiensi kuantum dari fotodioda, yang memperhitungkan persentase cahaya yang disaring oleh filter cutoff IR, low-passe filter, dan array filter warna. Secara umum, sebagian besar DSLR saat ini sebenarnya memiliki "sensitivitas" 13-18% terhadap cahaya ... itu berarti bahwa hanya sekitar 13-18% dari cahaya yang melewati lensa benar-benar mencapai fotodioda dan benar-benar melepaskan elektron. Sekitar 60% cahaya atau lebih difilter oleh tumpukan filter dan CFA, dan efisiensi kuantum dari fotodioda (laju pemogokan foton ke pelepasan elektron) dalam sensor modern berkisar dari ~ 45% hingga ~ 60%.
ISO benar-benar hanya sebuah instruksi untuk elektronik kamera untuk mengubah bagaimana muatan elektronik, sinyal analog, yang disimpan dalam sensor diperkuat untuk menghasilkan pencahayaan yang tepat. Dalam hal itu, ADA perubahan "fisik" dalam apa yang sebenarnya terjadi pada sinyal gambar dalam elektronik sensor. Sebuah tertentu gain diterapkan pada sinyal asli di sensor pada pembacaan. Peningkatan ISO mengubah penguatan ini, menghasilkan amplifikasi sinyal yang lebih besar dan lebih besar.
Pertanyaan Anda adalah, apakah meningkatkan ISO penting, dan apakah mengubah ISO memengaruhi RAW? Jawabannya adalah YA dan YA! Jika Anda memotret semuanya pada ISO 100, dan mengubah "amplifikasi" secara digital di pos, maka gambar Anda akan jauh lebih ribet daripada jika Anda menggunakan pengaturan yang paling sesuai di kamera Anda. Mekanisme penguatan sinyal gambar yang dilakukan oleh kamera jauh lebih unggul daripada peningkatan ISO digital dasar Anda dengan beberapa jenis alat pemrosesan pos seperti Lightroom. Contoh gambar dari Matt Grum yang Anda referensikan dari posting asli harus menjadi contoh ideal dari itu. Perhatikan seberapa buruk noise pada gambar ISO 100 yang dikuatkan secara digital daripada gambar ISO 1600? Ada banyak noise warna biru, pola pita mulai muncul, dan ada detail yang hilang. Kamera melakukan pekerjaan yang jauh lebih baik ketika disuruh menggunakan ISO 1600 ... ada lebih sedikit noise, lebih detail, detail lebih tajam.
Alasan meningkatkan ISO di dalam kamera lebih baik adalah bekerja dengan sinyal asli asli langsung dari sensor sebelum elektronik hilir memiliki kesempatan untuk memperkenalkan kebisingan tambahan. Dalam Sensor Gambar CMOS (CIS), masing-masing dan setiap piksel memiliki sirkuit pengurangan noise bawaan (CDS, sampling ganda berkorelasi ... ini mengukur muatan arus gelap dalam piksel pada "waktu reset", dan menghafalkannya sehingga dapat dikurangkan saat pembacaan) serta penguat bawaan. Ketika setiap kolom piksel dibacakan, muatan piksel pertama-tama dinoalkan oleh sirkuit CDS, dan bahwa muatan "bersih" kemudian secara langsung diperkuat sebelum dikirim ke sirkuit pembacaan yang dikirim mati. Konversi Analog-ke-Digital, atau ADC, muncul dari sensor mati dalam chip DSP di sebagian besar kamera (ada beberapa pengecualian, lebih banyak dalam satu saat).
ADC biasanya agak paralel, mungkin ada delapan, enam belas, mungkin lebih pada kamera yang diberikan. Meskipun paralel, masing-masing masih harus memproses ratusan ribu jika tidak jutaan piksel dalam sepersekian detik. Itu membutuhkan frekuensi operasi yang tinggi, yang cenderung menimbulkan kebisingan tambahan. Ini adalah sumber utama noise warna dan garis pada sebagian besar DSLR yang memamerkannya. Gambar ISO 100 yang ditingkatkan pada pos juga meningkatkan noise pasca-baca tambahan ini yang diperkenalkan di bagian hilir dari sensor .
Dengan meningkatkan ISO dalam kamera, Anda memperkuat sinyal gambar secara langsung, dan kontributor downstream tambahan untuk noise hanya memengaruhi ujung bawah sinyal. Ini menjaga rasio gambar terhadap noise sinyal elektronik. Ada kontributor tambahan untuk kebisingan yang tidak ada hubungannya dengan elektronik. Sifat acak dari cahaya itu sendiri menghasilkan distribusi Poisson dari serangan foton. Dengan cahaya total yang lebih sedikit mengenai sensor, noise Poisson akan lebih tinggi. Jika Anda memiliki sensor bersuara, yang sama sekali tidak menimbulkan gangguan elektronik sendiri ... menggunakan ISO 1600 akan sama dengan menggunakan ISO 100 dan meningkatkan eksposur hingga empat perhentian di pos. Jumlah noise dalam dua gambar akan sama, dan itu semua adalah noise yang dihasilkan dari sifat fisik cahaya yang acak.
Ada satu sensor di pasaran saat ini yang hampir tidak bersuara. The Sony Exmor sensor menggunakan sangat maju, kolom-paralel, ON-DIE Digital ADC / CDS pembacaan desain. Tidak seperti kebanyakan sensor, yang mempertahankan sinyal analog di sepanjang pipa dari sensor ke DSP (sampai setelah ADC), Exmor melakukan CDS dan ADC on-die, dan secara digital. Alih-alih setiap piksel memiliki sirkuit CDS analog untuk mengukur arus gelap per-piksel, Exmor melakukan reset-read, reset read itu segera diubah menjadi digital, dan menyimpan seluruh sensor "arus gelap" dalam gambar virtual nilai negatif. Ketika eksposur dibuat, sinyal gambar dibacakan, diubah menjadi digital, dan gambar reset negatif diterapkan ke gambar eksposur positif.
Karena ada satu ADC per kolom di Exmor, daripada satu ADC per lusinan kolom, mereka dapat beroperasi pada frekuensi yang lebih rendah. Antara menggunakan CDS digital, ADC per-kolom, dan komponen frekuensi yang lebih rendah, Exmor memperkenalkan noise hampir nol , tidak memperkenalkan noise banding pola atau pola apa pun, dan untuk semua maksud dan tujuan dapat dianggap sebagai sensor "tanpa suara".Masih ada beberapa noise, dan cukup meningkatkan eksposur pada postingan pada akhirnya akan menyebabkan noise menjadi terlihat. Namun, orang dapat mengambil foto pada ISO 100, mengangkatnya dengan empat pemberhentian, dan membuatnya terlihat sebagus foto yang diambil pada ISO 1600. Sebenarnya, dalam kasus Exmor ... yaitu Persisnya! Semua "amplifikasi" di Exmor bersifat digital, meskipun sensor elektronik cenderung lebih baik daripada mengangkat paparan pos secara manual, dengan selisih yang kecil.
Penting juga untuk menyadari bahwa peningkatan ISO itu sendiri sebenarnya tidak menambah noise itu sendiri. ISO bukan sumber kebisingan! Dengan asumsi sensor bersuara, jika Anda mengekspos adegan statis sedemikian rupa sehingga Anda mencapai eksposur yang tepat pada ISO 100, dan mengekspos adegan statis yang sama sehingga Anda mencapai eksposur yang tepat pada ISO 3200, yang terakhir akan memiliki lebih banyak noise. Mengapa kamu bertanya? Kebisingan poisson, lebih sering disebut noise Photon Shot, atau noise yang disebabkan oleh sifat acak cahaya, adalah penyebabnya. Pada gambar ISO 100 yang terpapar dengan baik, Anda menggunakan aperture yang lebih lebar, menggunakan rana yang lebih panjang, atau keduanya. Mari kita asumsikan demi diskusi kita hanya mengubah kecepatan rana, untuk mempertahankan DOF dan mendapatkan adegan yang persis sama di ISO 100 dan ISO 3200. Perbedaan dalam kecepatan rana adalah lima berhenti. Itu adalah perbedaan tiga puluh dua kali lipat dalam jumlah cahaya pada sensor! Semakin banyak cahaya yang Anda miliki, semakin sedikit noise tembakan foton akan terlihat ... rasio signal-to-noise (SNR) dari gambar ke noise alami itu sendiri lebih tinggi dengan gambar ISO 100 yang terpapar dengan baik, dan jauh lebih rendah dengan gambar ISO 3200 yang terpapar dengan benar.
Jika kita menggunakan Nikon D800 (yang menggunakan sensor Sony Exmor), memotret gambar yang kurang terang dengan lima pemberhentian di ISO 100, dan satu lagi terpapar dengan benar di ISO 3200, dan menguatkan gambar ISO 100, itu akan menjadi sedikit lebih ribut daripada Gambar ISO 3200. Ini secara efektif memiliki SNR yang sama relatif terhadap noise tembakan foton, dan akan memiliki kontribusi yang sangat kecil dari noise baca juga yang akan diperkuat bersama dengan sisa gambar.
Nah, Anda diminta tahu persis bagaimana ISO bekerja di kamera digital modern. Ini bukan penjelasan lengkap, dan pabrikan yang berbeda menangani pengaturan ISO tinggi tertentu secara berbeda. Misalnya, sensor Canon hanya akan memperkuat sinyal gambar langsung dari sensor hingga titik tertentu, dan kemudian akan menggunakan penguat hilir tambahan antara sensor dan ADC untuk mencapai beberapa perhentian teratas (yaitu dalam kamera yang menuju ke ISO 6400, ISO 1600 adalah pengaturan "amplifikasi asli" maks, dan ISO 3200 dan 6400 melibatkan tambahan hilir, tetapi masih analog, amplifikasi.) Pengaturan "Expanded ISO" juga khusus pada sebagian besar kamera di mana semua itu sebenarnya adalah dorongan digital. Jadi pengaturan apa pun yang disebut HI, atau H1, H2, dll., Bukan pengaturan ISO yang benar ... itu adalah pengaturan ISO palsu.