Medición ISO de fotografía digital, ¿por qué uniforme en toda la imagen?

Deténgase y piense en lo que está diciendo. Suponiendo que uno estuviera dispuesto a gastar el costo prohibitivo para hacer lo que propone, ¿cuál sería el resultado? Si cada píxel se ajustara usando ISO para que se exponga "correctamente", terminaría con una imagen en la que cada píxel tiene el mismo brillo. Habría cero contraste. Ninguno. No podrías ver los detalles de nada que sea de un color uniforme. ¡Y ni siquiera pienses en ir monocromático! Terminaría con una imagen que parece una tarjeta gris al 18%.

hm... tal vez he formulado incorrectamente si esa es la percepción. Prefiero imaginar los resultados a lo largo del resultado similar a HDR donde las áreas resaltadas tendrían 100 ISO aplicado y las áreas oscuras se tratarían, tal vez, ISO 800 mientras que el medio se haría con ISO 200. En otras palabras, como HDR es se lograría combinando los resultados mediante la alteración de las exposiciones; en un escenario basado en ISO, se lograría mediante la combinación de aplicaciones multi-ISO.

El propósito de HDR no es, en última instancia, reducir el ruido. Es tomar una escena con un rango dinámico más amplio que el que pueden capturar las cámaras actuales y/o mostrar los medios de visualización actuales y exprimir ese rango dinámico adicional en el espacio permitido por el medio de visualización. El aumento de ISO no aumenta el rango dinámico. Disminuye el rango dinámico porque se necesita la mitad de fotones para alcanzar el equivalente a la capacidad total del pozo.

HDR, al menos en un entorno digital al que parece referirse, es mucho más complicado e involucrado de lo que afirma. En última instancia, el mapeo de tonos que se debe hacer es más una manipulación del contraste local que del contraste general. Se ganaría poco fotografiando las áreas brillantes con ISO 100 y las áreas oscuras con ISO 800, ¡porque las áreas en las que ISO 800 crea más ruido son las sombras! Las áreas más brillantes se ven perfectamente bien con ISO 800. Si amplifica una parte de la imagen más que otra, todavía tiene el problema de que algunas partes de las áreas oscuras que aún son más oscuras que las partes más oscuras de las áreas brillantes se verán más brillantes que esas partes de las áreas brillantes.

De acuerdo, es un proceso mucho más complicado de lo que podría atreverme a representar. Sin embargo, todavía se basa en la exposición para obtener la información con la que trabajar. Simplemente digo que si bien generalmente entiendo que la apertura y la exposición son relevantes y aplicables de manera unificada a la captura general de imágenes, no puedo (todavía) entender las razones por las que ISO se aplica de la misma manera. En la película, está claro por razones obvias porque, de lo contrario, necesitaría crear una película dedicada para cada captura. Pero para lo digital, todavía hay algo que va en contra de la lógica en mi mente.

Para aprovechar varias sensibilidades ISO en partes discretas del sensor, tendría que encontrar una manera de alterar el tiempo de exposición píxel por píxel. Así que ahora necesita sensores que puedan proporcionar un obturador electrónico global. Incluso cuando todo el sensor recolecta fotones durante un período de tiempo universal, su producción es muy costosa. El poder de cómputo para hacer lo que usted propone elevaría astronómicamente el costo de tal cámara. La creación de un chip sensor que pudiera seguir las instrucciones resultantes de tales cálculos probablemente exceda el presupuesto de la mayoría de los países del tercer mundo.

ISO de un sensor implica a qué voltaje está funcionando. Modificar esto en solo un área o píxel requeriría mucho cableado complejo (¿cómo puede adivinar el fabricante que desea aumentar el ISO de píxel 432,288) y mucha interfaz y programación adicionales? En términos simples, tal capacidad sería una característica muy costosa que rara vez se usa.

Creo que puede estar preguntando acerca de la uniformidad de la respuesta, en cuyo caso la mayoría de las cámaras, si no todas, tienen tablas de corrección integradas para eliminar las compensaciones oscuras para cada píxel y obtener diferencias entre píxeles. Esto garantiza que la señal de salida de cada píxel para N fotones de entrada sea la misma.

Si está preguntando sobre el ajuste de ISO para que las partes oscuras de la escena obtengan más ganancia, entonces estaría solicitando un ajuste de ganancia dinámica por píxel. Incluso entonces, como señaló Michael Clark, en el mejor de los casos terminarías con una imagen muy descolorida.

Si tiene una escena con un gran contraste (oscuro a más brillante), hay otra opción. Caros, pero disponibles: sensores con amperios logarítmicos. Esto le da a los píxeles un gran rango dinámico efectivo, y luego puede procesar posteriormente la salida de escala logarítmica para hacer lo que quiera.