¿Es mejor disparar con un ISO más alto o usar un ISO más bajo y aumentar la exposición en el posprocesamiento?

Según tengo entendido, un ISO más alto da una foto más granulada

Me temo que su comprensión es incorrecta. ISO alto no necesariamente da una foto más granulada ya que hay otros factores involucrados. En algunas circunstancias puede darse el caso de que al bajar el ISO aumente el ruido. Hice un experimento hace un tiempo para probar esto:

Lo que está viendo es exactamente lo que describe, una imagen tomada con ISO 1600 sin editar, en comparación con la misma foto tomada con ISO 100, iluminada en la publicación para que coincida con la primera imagen.

Como puede ver, la imagen ISO 100 es considerablemente más ruidosa.

Lo que sucede es que las imágenes contienen ruido de disparo y ruido de lectura . El ruido de disparo se produce porque las fuentes de luz emiten fotones aleatoriamente, lo que da lugar a variaciones en la luz que incide en cada parte del sensor. El ruido de lectura se produce cuando la señal analógica se transfiere del sensor al ADC .

Lo que hace la configuración ISO de la cámara es amplificar la señal analógica antes de la lectura y la digitalización. Al amplificar la señal, el ruido del disparo también se amplifica, por lo que la relación señal/ruido es la misma. Sin embargo, el ruido de lectura no se amplifica como sucede después de la amplificación. Cuando dispara con un ISO bajo y aumenta el brillo de la imagen en el software, el ruido de fotones y el ruido de lectura se amplifican, dando un mayor nivel de ruido.

Entonces, ¿por qué se considera que ISO determina el ruido de la imagen?

Es cierto que el nivel de ruido más bajo posible se logra con el ISO más bajo posible con la mayor cantidad de luz posible incidiendo en el sensor .

También es cierto que la mayor velocidad de mi coche se consigue en quinta marcha. Pero esto no significa que ponerlo en quinta con el motor al ralentí aumentará mi velocidad. La mayor influencia en la velocidad en la posición del acelerador. El engranaje solo evita que el motor se cale o se sobrerrevolucione.

De la misma manera, la mayor influencia en el ruido es la cantidad total de luz que cae sobre el sensor. Pero debe configurar el ISO para evitar una exposición excesiva o insuficiente de la imagen.

ISO no tiene una relación directa con el ruido, si tiene una escena muy tenue con poca luz cayendo sobre el sensor, tendrá ruido independientemente de la configuración ISO. Del mismo modo, si tiene toneladas de luz cayendo sobre el sensor, tendrá muy poco ruido independientemente de la configuración ISO (¡aunque es posible que tenga sobreexposición!)

Otro problema con las percepciones de ruido e ISO es que en cualquiera de los modos de disparo automático P/Tv/Av, aumentar el ISO hará que la cámara altere la velocidad de obturación y/o la apertura, lo que da como resultado que menos luz llegue al sensor, lo que significa más ruido. . Sin embargo, en el modo manual para una velocidad de obturación y apertura fijas, aumentar el ISO no dará como resultado que haya más ruido presente en la imagen .

Entonces, ¿por qué nada de esto importa? Después de todo, si desea el ruido más bajo que su cámara puede ofrecer, simplemente colóquela en un trípode, elija ISO 100 y deje el obturador abierto el mayor tiempo posible antes de que la imagen quede sobreexpuesta.

El problema es que pensar primero en ISO puede llevar a malentendidos. Por ejemplo, cuando se utiliza el enfoque anterior en condiciones de poca luz con la apertura completamente abierta, el obturador puede alcanzar un máximo de 1/30 s. La gente recuerda el ISO 100 = la parte de ruido más bajo, se olvidan de la necesidad de obtener una exposición correcta (o se dejan engañar por la imagen en la parte posterior de la pantalla LCD, que puede verse bien expuesta cuando está viendo la pantalla en la oscuridad) y terminan subexponiendo la imagen, dando más ruido que si hubieran disparado a, digamos, ISO 400.

Es igual de correcto decir que se logra el nivel de ruido más bajo posible cuando la mayor cantidad de luz posible incide en el sensor (sin sobreexponer la imagen) y el ISO es lo más alto posible (sin sobreexponer la imagen) . En la mayoría de los casos, el ISO más alto posible será 100.

Pensando primero en el nivel de luz, luego el ISO evita errores cuando hay algún límite en la cantidad de luz que puede llegar al sensor durante la exposición.

Hay otros malentendidos que se originan al pensar en ISO como el factor principal que determina el ruido. Uno de esos malentendidos se relaciona con el ISO base (nativo mínimo) de una cámara. Alguien con una cámara Y cuyo ISO base es 200 podría pensar "dado que ISO 200 me da las imágenes más limpias, ¿no sería genial tener ISO 50 como la cámara X?". Ahora bien, puede darse el caso de que la cámara Y tenga un sensor con una eficiencia cuántica fantástica y muy buenas microlentes, lo que significa que es muy eficiente para capturar la luz, por lo que las imágenes se sobreexponen rápidamente, lo que lleva a un ISO base alto. La cámara X puede tener un sensor mucho más antiguo con QE deficiente, sin microlentes y con un factor de relleno bajo. Desperdicia mucha luz y, por lo tanto, requiere exposiciones más largas. También produce imágenes con el mismo nivel de ruido en ISO 50 que Y en ISO 200.

Finalmente, pensar primero en la luz ayuda a explicar los sensores "ISO menos", como el último lote de sensores Sony que se encuentran en cámaras como la Pentax K5 o la Nikon D800. El ruido de lectura es tan bajo que no hace ninguna diferencia si amplifica la señal antes de la lectura, lo que significa que puede obtener resultados comparables con muchas configuraciones ISO diferentes, lo que demuestra que ISO no es responsable del ruido de la imagen.

Mi método preferido de disparo es en modo manual con auto-ISO. Esto me permite seleccionar la profundidad de campo y la cantidad de desenfoque de movimiento que quiero/puedo tolerar en la imagen, y luego hacer que la cámara minimice el ruido por mí.

Si el iso 3200 no está sobreexpuesto, entonces el iso 100 es muy oscuro, no solo bastante oscuro. En el rango de 8 bits, estaría entre 0 y 15 valores de píxeles, por lo que sería muy ruidoso, y el iso 3200 estaría bastante bien, excepto en las regiones oscuras.

Estas imágenes son ISO 200,400,800,1600 de izquierda a derecha en una vieja Canon 400D donde se sabía que un iso alto era malo. Pero aún así, el ISO 1600 es el mejor.

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De hecho, la mejor forma de reducir el ruido es añadiendo luz al sensor, a través de ajustes o añadiendo luz a la escena. Estas operaciones tienen un costo: agregar luz cambia la escena que queremos capturar, agregar luz a través del tiempo de exposición corre el riesgo de desenfoque de movimiento que puede ser peor que el ruido, y abrir el iris (si es posible) disminuye el DOF y suaviza la lente . y tal vez incluso agregar algunos flecos .

Aquí agregué flash, iso 200-800 (1600 sobreexpondría):

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Aquí vemos que ahora hay suficiente luz para hacer una imagen de bajo ruido en todos los casos, especialmente observe que subir en iso aún no lo hace más ruidoso. La falta de luz lo hace ruidoso, no iso alto.

En conclusión, light > iso, pero iso más alto != tu enemigo; es tu amigo cuando la luz te falla.

Formalmente, es mejor optar por un ISO más alto, siempre y cuando se implemente un ISO más alto de la forma en que se supone que debe implementarse: como un ajuste de ganancia más alto para el amplificador de señal analógica interno de la cámara, es decir, un amplificador de señal que funciona en la señal anterior . se convierte a formato digital discreto.

Desde el punto de vista puramente matemático, el amplificador interno también "multiplica" la señal, al igual que lo hace el control deslizante "Exposición" en algún software de posprocesamiento. Sin embargo, la multiplicación se realiza en el lado analógico del flujo de procesamiento, antes de que la señal se convierta a formato digital. Esto evita cualquier error de redondeo que se introduce invariablemente cuando se realiza la multiplicación (o prácticamente cualquier otra transformación de valor de imagen) en los valores digitalizados discretos.

Por supuesto, para que todo esto funcione, su cámara debe implementar la configuración ISO específicamente ajustando la ganancia del amplificador analógico interno. Las cámaras digitales más baratas podrían implementar configuraciones ISO "falsas" al mantener constante la ganancia del amplificador y multiplicar los datos de la imagen después de convertirlos a formato digital. Tal implementación no ofrecerá absolutamente ningún beneficio significativo sobre lo que puede hacer en el posprocesamiento. Es exactamente lo mismo que el control deslizante "Exposición" en el software de posprocesamiento.

Mientras tanto, muchas cámaras SLR modernas implementan la mayoría de sus configuraciones ISO ajustando la ganancia del amplificador, mientras "simulan" las configuraciones ISO más extremas (la más alta y/o la más baja) por multiplicación digital. No tiene sentido usar tales valores ISO simulados por las razones mencionadas anteriormente. Algunas cámaras pueden implementar valores ISO "estándar" (es decir, 100, 200, 400, 800, etc.) ajustando la ganancia del amplificador, mientras simulan valores ISO fraccionarios mediante la multiplicación digital del valor ISO "estándar" más cercano. Nuevamente, no tiene sentido usar tales valores ISO simulados.

Para corregir un poco tu afirmación,

"Un ISO más alto producirá una imagen más granulada con exposición estándar ".

El ISO utilizado no afecta a la luz que entra en la cámara ni a la sensibilidad del sensor a la luz. Se debe registrar una cierta cantidad de señal para silenciar el ruido inherente al sistema. Con un ISO alto, el sensor procesa una menor cantidad de luz como más luz y, por lo tanto, desarrolla una imagen más rápido, pero tiene más ruido.

Esa misma imagen, tomada con un ISO más bajo, pero a la misma velocidad seguirá teniendo la misma cantidad de ruido, pero como señala Matt Grum, la conversión digital probablemente amplificará el ruido y, por lo tanto, hará que la imagen general sea peor a medida que aumentan los niveles. será tan bajo cuando aún esté en forma analógica.

La razón por la que hay menos ruido en la exposición estándar es que el tiempo adicional que el sensor recoge la luz da como resultado más señal en comparación con la cantidad relativamente constante de ruido.

Básicamente, obtiene ruido tanto de las fluctuaciones de energía en la cámara como del sensor de imagen si usa un ISO más bajo y no realiza una exposición estándar.

Si tienes un trípode y puedes, usa ISO bajo. Si no puede usar un trípode, aumente el ISO porque las imágenes granuladas son mejores que las movidas. Una imagen muy oscura no se puede recuperar (como una quemada) una vez que tiene "áreas completamente oscuras" porque no hay nada que recuperar (ningún detalle). Entonces, si puede ver cosas a través de su visor y después de tomar la foto todavía tiene detalles, está bien. Además, verifique el histograma.

Depende de la cámara. Aumentar el ISO aumenta la señal del sensor, y esto es diferente a iluminar la imagen en la publicación. Se puede pensar en un ISO alto como un impulso de hardware, mientras que el brillo en la publicación se puede considerar como un impulso de software.

El aumento de ISO puede resultar en menos ruido, o puede que no, en comparación con el brillo posterior al procesamiento. La mayoría de las cámaras aumentan la señal solo hasta cierto punto (400 a 1000 ISO más o menos) y logran aumentos ISO efectivos además de eso mediante la manipulación del software. Nuevamente, el momento en que esto sucede varía según el modelo de cámara.

Tendría que probar su modelo de cámara específico para saber cómo difieren los efectos del brillo ISO alto y PP.

En cualquier caso, desea una buena exposición, es decir, desea datos sin procesar con la información más útil, y la exposición a la técnica adecuada suele ser una buena manera de lograrlo.

Estás hablando de una cámara digital aquí. Si a igualdad de exposición se puede mejorar la calidad bajando el valor ISO y amplificando digitalmente la señal, ¿por qué la cámara no lo haría sola? ¿Qué sentido tendría hacer la imagen artificialmente peor de lo que puede ser?

Con la película, podría argumentar que técnicas similares podrían tener algún sentido ya que la exposición y el procesamiento de laboratorio son dos etapas diferentes controladas por diferentes actores, y si tuviera control sobre ambos actores en lugar de solo uno, podría mejorar los resultados de una manera que podría No solo controlando la exposición.

Pero la fotografía digital producida en la cámara está completamente bajo el control de la cámara. Si subexponer y luego amplificar el resultado digitalmente fuera la mejor manera de avanzar, así es como se implementaría ISO (de hecho, los sensores "ISO invariantes" como los sensores Sony Exmor más nuevos lo hacen de esa manera; pero con muchos otros / más antiguos / más pequeños sensores, el circuito en el dominio analógico puede hacer un mejor trabajo cuando anticipa una exposición más baja).