Почему повышение ИСО приводит к падению динамического диапазона (ДД).

Часто для наглядности пиксели матрицы сравнивают с ведрами, а свет с дождем. По количеству воды в ведре мы можем понять, какой был дождь: посильнее или послабее. Но если дождь был сильный, то ведро наберется полным, и потом вся лишняя вода будет вытекать через края, и мы не сможем узнать, насколько сильный дождь был. Может, дождь заполнил ведро и тут же кончился, а может, лил еще 4 дня — мы это узнать не можем. С пикселями так же, у них есть предел, и если света попало больше, чем они могут принять, то они уже его не регистрируют, уже невозможно узнать, насколько больше света прошло.

Представьте что мы фотографируем полосочки разной яркости. Для удобства давайте считать что предел нашего пикселя 64 единицы света. Большее количество света он не может усвоить и записать, сколько бы больше света не попало, он всё равно запишет как придельное для себя 64.

Самая темная полосочка записалась как 1, следующая полоска 2 потом 4, и т. д. А самая светлая — это максимум, на что способен наш фотоаппарат — 64. Мы видим 7 полосочек. А теперь мы подняли ИСО на шаг — значит, все цифры увеличатся в два раза:

Самая темная полосочка стала двойкой, но на ней усилился и естественный шум матрицы, мы стали замечать шумы, но все же они небольшие, и полосочка хорошо различима. Предпоследняя полочка, которая была 32, она стала 64, но и самая последняя полосочка, которая была 64, она так и осталась 64, так как это предел нашего фотоаппарата. Теперь мы видим не 7, а 6 полосок яркости, детали в светлых частях стали пропадать.

Если вам непонятно, что такое естественный шум матрицы или почему цифры увеличиваются в два раза, то вот подробная статья, что такое ИСО на самом деле и как это работает: https://vk.com/@fotoklubpro-chto-takoe-iso-na-samom-dele-gain-dd-shumy-i-kak-vse-eto-svy

Поднимем еще ИСО?

Последние 3 полосочки «схлопнулись», и с ними уже ничего не сделать. Теперь мы отличаем не 7 полосок, а 5. Если повысим еще ИСО, то последние 4 полоски схлопнутся и т. д. С каждым повышением ИСО у нас будут все больше и больше исчезать детали в светлых частях, они будут становиться неразличимыми — это и есть потеря ДД.

Кстати, то же самое происходит, когда мы задираем насыщенность цветов. У описания цвета тоже есть предел, и когда он кончается, то всё начинает записываться одними и теми же цифрами, ближайшие оттенки перестают быть различимыми и начинают исчезать детали.

Если вы хорошо учились фотографии, то, наверное, уже подумали: так давайте прикроем диафрагму или увеличим скорость затвора, чтобы света стало меньше, тогда при повышении ИСО все светлые части будет видно? И это совершенно верно! Но проблема в том, что тогда на темные части попадет совсем мало света — сигнал будет не намного сильнее естественного шума и при увеличение ИСО будет видно шум.

Мы подходим к тому, что ДД — вещь субъективная! Можно сказать так: чем больше фотограф терпим к шумам, тем большее ДД его камеры. Давайте все-таки закроем диафрагму или уменьшим выдержку:

Света прошло меньше, значит, засвеченных полосочек стало меньше. И, с одной стороны, мы можем тут разглядеть 6 полосок, отличающихся по яркости, но, с другой стороны, две последних (самые темные) они получились очень шумные. Один фотограф посчитает, что это брак, и будет считать, что самая темная уже не подходит, и для него ДД 5 полосок. Может попасться очень придирчивый фотограф и сказать, что последние три — это всё брак, очень шумно, значит, фотик уже не может качественно передать темные части, а значит, для него тут ДД всего 3 полосы вообще! А может быть такой, что вообще не парится по поводу шума, и он говорит: «Ну и что, но я же вижу, что они все отличаются по яркости!» Значит, тут ДД — 6 полос. Всё так же, как мы разбирались в первом курсе с «рабочим ИСО» — разные люди про одну и ту же камеру могут говорить совершенно разные вещи, один скажет, что у камеры максимально возможное ИСО 800, а другой скажет про эту же камеру, что на нее легко снимать на 3200.

Отсюда и понимание, почему в разных источниках ДД одних и тех же камер может немного отличаться. На сайтах, занимающихся тестами камер, обязательно должно быть описание, некий стандарт, в какой момент они начинают считать, что тени уже слишком шумные и что это уже не считается. Кто-то более требовательный, кто-то менее.

Получается, что при повышении ИСО у нас схлопываются светлые оттенки — ДД становится меньше. А если мы будем закрывать диафрагму или уменьшать выдержку, чтобы светлые части не схлопывались, то у нас в тенях будет становиться всё больше и больше шумов, и в какой-то момент их будет так много, что уже ничего не разобрать, и значит, ДД тоже становится меньше.

Если с этим разобрались, советую перейти к статье, где продолжается разбор этой темы, но уже гораздо глубже.: https://vk.com/@fotoklubpro-chto-takoe-iso-na-samom-dele-gain-dd-shumy-i-kak-vse-eto-svy

Знать всегда круче!