Warum gibt es eine ISO-Einstellung beim Aufnehmen von Rohdaten?

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Raw - Dateien werden soll , um meist nicht verarbeitete Daten vom Sensor enthalten. Was nützt eine ISO-Einstellung, wenn sie die Anzahl der gezählten Photonen nicht beeinflusst, sondern nur für eine Verstärkung sorgt? Könnte nicht alles, was in der Kamera gemacht wird, in der Nachbearbeitung besser gemacht werden?

Mit anderen Worten, warum nicht ISO auf 100 halten und die Belichtung später anpassen (abgesehen von der Vorschau in der Kamera)?

Update: Die drei bisherigen Antworten ergänzen sich ebenso wie die Frage von mattdm. Das heißt, es fällt mir schwer, die richtige Antwort zu finden ... Ich freue mich über eine Zusammenfassung. Ich mache es in ein paar Tagen selbst, wenn niemand auftaucht.

Was mir immer noch nicht klar ist, ist ISO auf einem CCD vs CMOS. Vermutlich ist das eine andere Frage.

raw iso

— Baczek
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mögliches Duplikat von Wie wird ISO in Digitalkameras implementiert?

— Mattdm

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Möchten Sie mehr über ISO oder RAW erfahren? Weil die Antwort in Kürze lautet, dass es sich immer noch um unverarbeitete Daten handelt, selbst wenn ISO angewendet wird.

— BBking

Ich denke, das, was ich wissen wollte, ist wirklich das, was sich tatsächlich ändert, wenn Sie die ISO ändern, und vor allem, wie es die Photonenzählung auf eine Weise beeinflusst, die es unmöglich macht, die ISO nachträglich anzupassen. Ich verstehe, dass es sich um Spannungspegel in Fotodioden im CMOS handelt - sie werden mit zunehmender ISO-Empfindlichkeit niedriger, so dass es wahrscheinlicher ist, dass Dinge gezählt werden, bei denen es sich nicht um Photonen handelt, die durch die Linse eindringen (z. B. Rauschen). Die Frage ist dann, warum RAW-Dateien keine Spannungspegel anstelle von Photonenzahlen aufzeichnen können.

— Baczek

Weil RAW kompiliert wird, nachdem das Signal den Verstärker durchlaufen hat. ISO nicht beeinflussen die Photonenzahl allein jedoch für eine angemessene Belichtung wird der Verschluß / Blende müssen geändert werden , die dann tut die Photonenzahl beeinflussen. Was sich ändert, ist der Ausgangspegel des Verstärkers. Wie in meiner Antwort erläutert, entspricht ISO dem Lautstärkeregler für diesen Verstärker. Es spielt keine Rolle, ob es sich um einen CCD- oder einen CMOS-Sensor handelt. Sie können die ISO in PP nicht anpassen, sie entspricht jedoch der ISO. Der Sensor hat im Wesentlichen nur eine Empfindlichkeitsstufe.

— BBking

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Die ISO-Funktion der meisten Digitalkameras verstärkt das analoge Signal vor dem Auslesen und der Digitalisierung, was selbst eine Rauschquelle darstellt. Wenn Sie die Korrektur nur digital anwenden, verstärken Sie sowohl das Lese- / Quantisierungsrauschen als auch das Signal.

Wenn Sie den ISO-Wert in der Kamera erhöhen, um den Lichtmangel zu berücksichtigen, wird das Bildrauschen insgesamt reduziert.

Hier ist ein überstrapaziertes Beispiel, in dem analoge Verstärkung mit digitaler Korrektur verglichen wird:

http://www.mattgrum.com/ISOcomparison/ISO_100_vs_ISO_1600.jpg

— Matt Grum
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Ganz zu schweigen davon, dass Sie den Dynamikumfang verlieren, weil ein schwaches Signal nicht alle Bits des Analog-Digital-Wandlers voll ausnutzt.

— Blrfl

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@Matt: Hier wäre wahrscheinlich Ihr Beispielbild der Bücher hilfreich, in denen ISO 100 im Vergleich zu ISO 1600 nachgebessert wurde. (Ich denke, das ist eines der allgegenwärtigsten Fotos auf PhotoSE;)

— jrista

Oh, dann

— mach

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Ich verstehe, dass ein Faktor, der den Sensor bei unterschiedlichen ISO-Einstellungen beeinflusst, darin besteht, dass die Betriebsladespannung unterschiedlich ist. Das würde sich darauf auswirken, wie viele Elektronen von einem Photon ausgestoßen werden.

— Skaperen

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Das Erhöhen der Verstärkung im Sensor ist nicht dasselbe wie das Aufhellen eines dunklen Bildes in Ihrer Bildverarbeitungsanwendung.

Sie können in der nicht erfassten Nachbearbeitungsauflösung keine Wiederherstellung durchführen.

Angenommen, das dunkle Bild verwendet nur vier Bits für jede Farbe: Die Werte liegen im Bereich von 0-15 für Rot, Grün und Blau. Dann ist es effektiv ein 12-Bit-Bild mit nur 4 Bits für jeden Farbkanal.

Keine Bildmanipulation kann das beheben.

Das heißt nicht, dass eine Verstärkung am Sensor dem Bild zwangsläufig die volle Auflösung verleiht: Es ist die Frage des Rauschens. In jedem Fall wird das Ergebnis jedoch anders ausfallen.

Die "Verstärkungsstruktur" der Signalverarbeitungspipeline ist wichtig. Dies ist in der Audiowiedergabe bekannt. Das Erhöhen der Verstärkung an einem Mikrofonvorverstärker ist nicht dasselbe wie das Erhöhen der Gesamtlautstärke an der PA, auch wenn die Auswirkungen auf die Gesamtlautstärke gleich sind.

"Raw" bedeutet nur, dass die Daten vom Sensor nicht wie JPEG verlustbehaftet komprimiert werden. Es hat keinen direkten Einfluss auf diese Themen. Ohne ausreichende Verstärkung werden die Photonen nicht gezählt. Gewinn ist sozusagen die Empfindlichkeit gegenüber der Ankunft von Photonen.

— anon
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Es ist fast so, als würde man fragen, warum es Filme mit ISO-Einstufung gibt.

Könnte nicht alles, was in der Kamera gemacht wird, in der Nachbearbeitung besser gemacht werden?

Gut ja. Aber Blende und Verschlusszeit sind genau wie ISO Formen der Belichtungssteuerung. Würden Sie dasselbe über die Schärfentiefe fragen? Was nützt es, die Blende bei RAW-Aufnahmen zu ändern, wenn ich sie digital verbessern / ändern kann? Weil es wirklich um die Kontrolle des Fotografen geht.

Wenn dies keinen Einfluss auf die Anzahl der gezählten Photonen hat

Die ISO beeinflusst tatsächlich die Menge der Photonen, die für die "richtige" Belichtung gesammelt werden. Die ISO / Blende / Blende kompensieren sich gegenseitig. Du erhöhst einen, ein anderer fällt.

Stellen Sie sich vor, Sie haben eine konsistente Lichtquelle und feste Werte für Blende / Verschlusszeit. Durch Ändern der ISO wird die Menge des eingefangenen Lichts / der eingefangenen Photonen nicht geändert. Das resultierende Bild wird jedoch entweder über- oder unterbelichtet.

Beispiel: ƒ / 5.6, 1/125 Verschlusszeit, ISO 100

Wenn Sie den ISO-Wert erhöhen, aber dennoch die gleiche Belichtung wünschen, haben Sie Folgendes:

ƒ / 5,6, 1/250, ISO 200 oder ƒ / 2,8, 1/125, ISO 200

In beiden Fällen haben Sie die ISO erhöht und gleichzeitig die Menge des eingefangenen Lichts / der eingefangenen Photonen verringert.

Wenn das Licht auf den Sensor trifft, werden immer noch analoge Signale erfasst. Nachdem das / die Analogsignal / e den Sensorausgang verlassen hat / haben, durchläuft es einen Verstärker. Hier kommt der ISO-Wert ins Spiel, im Wesentlichen der Lautstärkeregler für den Verstärker.

Danach durchläuft es einen Analog-Digital-Wandler. Es kann dann entsprechend den Funktionsfunktionen Ihrer Kamera digital verarbeitet, angepasst, komprimiert oder was auch immer werden. Vor jedem dieser digitalen Prozesse liegen RAW-Daten vor.

warum nicht den ISO-Wert bei 100 halten und die Belichtung später anpassen (abgesehen von der Vorschau in der Kamera)?

Ein niedriger ISO-Wert verlängert die Verschlusszeit (im Automatikmodus) und Sie möchten möglicherweise eine kürzere Verschlusszeit, um Verwacklungen / Unschärfen oder Ähnliches zu vermeiden.

Gelöscht, da ich jetzt denke, dass es sich um übermäßige Informationen handelt, über die ich nicht genug weiß.

Die grundlegende Antwort ist, weil es noch keine Verarbeitung durchgeführt hat. Es geht zuerst durch den Verstärker (den Sie mit dem Lautstärkeregler steuern). RAW ist das unverarbeitete Bild.

— BBking
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3

Ich bin mit der Filmanalogie nicht einverstanden. Sensoren verwenden eine elektronische Verstärkung des gesammelten analogen Signals, während der Film die Gesamtempfindlichkeit ändert, indem die Größe der die Photonen sammelnden Körner geändert wird. Wenn wir diese Analogie auf die digitale Fotografie anwenden, sollten wir den Sensor wechseln und eine niedrigere Auflösung (niedrigere Mpx) verwenden, um eine höhere Empfindlichkeit zu erzielen.

— Vincent Robert

Sicher. Aber die Sache mit Digital ist, dass Sie das nicht tun müssen. Der einzige Grund, warum ich das am Anfang gesagt habe, ist, dass ISO ein Fotografiekonzept war, bevor es überhaupt digital wurde.

— BBking

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Kleiner Hinweis: Durch Erhöhen der ISO wird die Anzahl der Photonen, die auf den Sensor treffen, nicht erhöht. Es erhöht die Stärke des resultierenden Signals dieser Photonen. Nur die Blende und die Verschlusszeit des Objektivs können die Lichtmenge ändern, die Sie erhalten. Sie können jedoch empfindlicher auf dieses Licht reagieren.

— Jasmine

Ich habe es in gewissem Sinne gesagt: Wenn Sie den ISO-Wert ändern, ändern Sie auch die Blende / Verschlusszeit, um eine korrekte Belichtung zu erzielen . Es wirkt sich also auf die Menge des aufgenommenen Lichts aus. Wenn jedoch im manuellen Modus und in den Einstellungen ƒ / 5.6 1/125 die Verschlusszeit festgelegt ist, ändern Sie aber die ISO ... Ja, Sie sind richtig. Wenn Sie die ISO ändern und nichts anderes, ändert dies nicht die Menge des aufgenommenen Lichts / der Photonen (wenn Sie natürlich eine konsistente Lichtquelle haben), aber das resultierende Bild wird über- / unterbelichtet.

— BBking

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Hmm, ich denke, ISO ist die Kontrolle darüber, wie viel elektrisches Potential Sie durch den Sensor stecken.

Stellen Sie es sich wie Photovoltaik (Solarzellen) vor, wenn es ein elektrisches Potential in einem Kondensator oder einer Batterie speichert und das Widerstandspotential schließlich mehr Ladung vom Gebäude abhält, es sei denn, eine stärkere Lichtquelle beleuchtet die Photovoltaik.

Der Widerstand niedriger ISO (dh hoher Widerstand) dient dazu, ungleichmäßige Lichtstärken bei der Aktivierung benachbarter Lichtsensoren (die Rauschen verursachen können) zu vermeiden.

Wenn Sie den ISO-Wert erhöhen, wird dieses Potenzial in etwa gesenkt, sodass bei geringerem Licht ein akzeptables Signal ausgelöst wird. Wenn ein starkes Photonenpaket auf den Sensor trifft, leuchtet es auf und löst auch Umgebungssensoren aus, wodurch Rauschen entsteht.

Bei Bildern mit schwacher Belichtung ist Rauschen sichtbar, bei Bildern mit starker Belichtung tritt jedoch eine Überbelichtung auf (da viele benachbarte Quellen aufleuchten). Denken Sie an starken Regen auf der Wasseroberfläche eines Schwimmbades und an ein paar Tropfen hier und da Ich kann nicht sagen, wo sich die Wellen bei starkem Regen bilden, aber bei leichtem Regen sind sie ziemlich offensichtlich.

ISO ist also ein physikalisches Attribut, keine digitale Verstärkung oder so. Bei niedriger ISO wird das Licht nicht einmal als Signal aufgenommen. Bei hohen ISO-Werten nehmen umgebende Sensoren unnötig starke Lichtquellen auf.

Aus diesem Grund ist es am besten, die ISO genau richtig einzustellen, um schwache Lichtpakete aufzunehmen, die jedoch nicht hoch genug sind, damit die umgebenden Sensoren dasselbe Lichtpaket aufnehmen

— Neuling
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Mit anderen Worten, warum nicht ISO auf 100 halten und die Belichtung später anpassen (abgesehen von der Vorschau in der Kamera)?

Einfach - weil Sie nicht genug Licht haben. Wenn Sie genug Licht haben, ist es eine gute Wahl, ISO auf 100 zu halten. Wenn Sie jedoch weniger Licht haben, haben Sie drei Möglichkeiten, um die richtige Belichtung beizubehalten: 1. Sie können die Verschlusszeit auf einen Wert ändern, der dann noch in Ordnung ist 2. Sie können die Blende ändern und dann und häufig. 3. Sie müssen den ISO-Wert ändern.

Wenn Sie nicht genug Licht haben, müssen Sie den ISO-Wert ändern.

— Dejo
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Mit anderen Worten, warum nicht ISO auf 100 halten und die Belichtung später anpassen (abgesehen von der Vorschau in der Kamera)?

Der Effekt hängt von der Implementierung in Ihrer speziellen Kamera ab. Einige Kameras setzen eine analoge Verstärkung (in unterschiedlichem Ausmaß) ein, bevor das Signal digitalisiert wird, andere nicht. Sie können eine Reihe von Belichtungen mit verschiedenen ISO-Werten aufnehmen, dann den Rauschpegel überprüfen und feststellen, was für Ihr spezielles Kameramodell am besten geeignet ist. Einige Details hier . Es scheint, dass neuere High-End-Kameras oft als ISO-weniger ausgelegt sind.
Das Aufnehmen aller Bilder bei ISO-Basiswerten und Unterbelichten, anstatt bei der Kamera einen höheren ISO-Wert zu verwenden, ist eine schwierige Aufgabe für die Überprüfung der Bilder. Die Fähigkeit, meine Bilder direkt nach der Belichtung zu sehen, ist einer der wichtigsten Vorteile von Digitalkameras im Vergleich zu Filmen. Meine Kamera liefert möglicherweise geringfügig bessere Ergebnisse, wenn sie mit ISO 100 aufgenommen und im Editor "verschoben" wird, aber der Vorteil einer ordnungsgemäßen Vorschau ist für mich wichtiger als ein wenig Rauschen.

— MirekE
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