主题:大像素还是高像素? [主题管理员:法无定法]
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原文由 少年子弟江湖老 在2010-01-03 01:45发表

不错,想要正确的曝光,高ISO下当然要减弱光线,间接导致信噪低,噪点增加。

但这个解释没有说明,ISO功能本身(对感光信号电平的放大),是否对噪点有直接影响。

我们一直在讨论直接的影响。直接有影响,说明ISO是在A/D之前。

[少年子弟江湖老 编辑于 2010-01-03 01:48]


这个问题用科学的方法很容易理解的,你用同样的光圈快门组合,ISO1600正常曝光拍一张,ISO100欠曝拍一张,如果按照楼主的理论,输入光线总量是一样的,那么两张照片噪点就应该是一样的,ISO放大不增加噪点嘛,可惜,我们每个人都知道事实会是什么,虽然ISO100那张是黑一点,但那些ISO1600的灰色、彩色噪点,是不会出现的。
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原文由 Mucher 在2010-01-03 00:37发表

这个Full Well Capacity就谁规定的?“The model uses an electron density of 1700 electrons/square micron ”

把我气懵了。还好这怪老头把7D还是放在1D3之上。好奇怪他的数据是哪来的


Full Well Capacity是物理特性,不是谁规定的,Full Well Capacity直接决定了动态范围
有些CCD的指标上就直接有这个参数:
CCD  Pixel Size (µm) Typical Full Well
Kodak KAF1400 6.8 x 6.8 45,000 e-
E2V CCD37-10 15 x 15 165,000 e-
Kodak KAF1000 24 x 24 630,000 e-

这个指标非常重要,但CN的传感器似乎没有公布这个
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原文由 吟平 在2010-01-03 01:38发表
我认为像素是可以合并的感光的
和阵列天文望远镜原理一样

一个大像素接收到弱光产生的电流,和4个小像素并联产生的电流是相等的。
你观察硅光电池即可知道,多块小的最后产生的电流和相应面积大的等效。

在技术允许下应当尽可能提高像素才是王道,噪点不是问题,噪点有许多解决办法,只是民用不舍得用,比如对感光元 ......


貌似多个像素合并感光,提高ISO,富士的相机就有这个技术
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原文由 weikle 在2010-01-03 01:29发表

哈哈,数字处理不可能引入新噪声我同意。
问题是高iso下要想正常曝光,相同光圈必然通光量小,这样的话,对于传感器来说就是信噪比差,噪点自然多啊,何况每个像素还有放大器呢。


不错,想要正确的曝光,高ISO下当然要减弱光线,间接导致信噪低,噪点增加。

但这个解释没有说明,ISO功能本身(对感光信号电平的放大),是否对噪点有直接影响。

我们一直在讨论直接的影响。直接有影响,说明ISO是在A/D之前。

[少年子弟江湖老 编辑于 2010-01-03 01:48]
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原文由 吟平 在2010-01-03 01:38发表
我认为像素是可以合并的感光的
和阵列天文望远镜原理一样

一个大像素接收到弱光产生的电流,和4个小像素并联产生的电流是相等的。
你观察硅光电池即可知道,多块小的最后产生的电流和相应面积大的等效。

在技术允许下应当尽可能提高像素才是王道,噪点不是问题,噪点有许多解决办法,只是民用不舍得用,比如对感光元 ......

我的观点不可能得出哈勃只要200W就够了的结论,合并像素的问题前面和首贴中都有讨论,如认为不对欢迎提出反驳,希望先将我的完整观点搞清楚。
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原文由 法无定法 在2010-01-03 01:33发表

我不知道你想说明什么?难道不是在拍片子之前测光然后再根据结果来确定ISO、光圈和快门的?测光、设置光圈、快门和ISO怎么就不能控制变量?除了这些变量,在拍照的时候对光线需要控制什么变量?


楼主,在这个问题里,你是要搞清楚,提高ISO以后,噪点是哪里来的,你现在这个方法,能分析出来吗?你都不知道噪点哪里来的,你拍片想控制噪点时,该怎么做?

[spot 编辑于 2010-01-03 01:45]
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原文由 alam 在2010-01-03 01:36发表

那么请问假设ISO200至ISO3200是相机的可用ISO,其最高宽容度即ISO200时是0-10EV,那么到了ISO3200时是否只有8-10EV?

具体的数值与传感器的实际动态范围以及厂家对最高ISO的标定有关,但最高ISO时宽容度一定是最小的。
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不错不错。争议性很强的一个帖子。半夜里顶一个!
其实没必要搞那么复杂,喜欢哪家风格的相机就上哪家。
简单明了!
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原文由 法无定法 在2010-01-03 02:26发表

对,实际上我前面的帖子是回答礼平天下兄的。他根据我提出的观点提出了他的理解,而我认为他的理解是完全正确的。在最高iso处实际上已经接近传感器动态范围的下限,此时宽容度变得很小。

原文由 礼平天下 在2009-12-31 19:10发表
看了这段讲解稍微有点明白了。原来像素辨认范围上限是随着面积的增加成 ......


那么请问假设ISO200至ISO3200是相机的可用ISO,其最高宽容度即ISO200时是0-10EV,那么到了ISO3200时是否只有8-10EV或是0-2EV?

[alam 编辑于 2010-01-03 01:39]
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原文由 weikle 在2010-01-03 01:16发表
基本理解了楼主的理论

在最高iso的时候,iso放大器的常数也最大,传感器对外界光线的宽容度最差。

以最亮处测光,由于iso高,快门很快,暗部曝光就严重不足,暗部细节会很差,这就是宽容度差。

以最暗处测光,相对低iso,快门也很快,暗部获得的光线不如低iso多,信噪比比低iso时候差很多,再经过iso放大器(常数已 ......


这不是楼主的主要理论,楼主的主要理论是,数码相机的ISO放大是数字信号处理,因此一部相机的ISO可用范围代表(虽不相等但也差不多了)它的动态范围。

不论从理论还是实际,楼主的理论都没有任何正确性可言。

理论上他的前提就是错的,ISO放大是模拟信号处理,相机的动态范围由很多因素决定,虽然提高ISO确实会降低动态范围,但这不是厂家考虑最高ISO的主要因素,最高ISO主要由信噪比控制能力决定。

在实际上楼主的理论也是不正确的,即使D3、D3X之间也不符合他的理论,更别说还有大量不同厂家的测试结果,ISO可用范围与动态范围根本就是两个独立的东西,没有直接关系。
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原文由 carwyc 在2010-01-03 01:18发表

楼主的理论虽然看上去很有道理,但是没有使用控制变量法。。前面几位说的实验已经很清楚的表明。ISO是在之前就影响到采集到得数据了。。

我不知道你想说明什么?难道不是在拍片子之前测光然后再根据结果来确定ISO、光圈和快门的?测光、设置光圈、快门和ISO怎么就不能控制变量?除了这些变量,在拍照的时候对光线需要控制什么变量?
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原文由 少年子弟江湖老 在2010-01-03 01:14发表

请先理解一个原则——数字信号的处理,是不会引入新的噪声的,只有溢出问题。(数字信号的传递过程,可能引入噪声)

ISO如果处理的是数字信号,不会带来噪声(噪声是什么,就是机器本身原因导致的随机值嘛)。


哈哈,数字处理不可能引入新噪声我同意。
问题是高iso下要想正常曝光,相同光圈必然通光量小,这样的话,对于传感器来说就是信噪比差,噪点自然多啊,何况每个像素还有放大器呢。
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原文由 weikle 在2010-01-03 01:16发表
基本理解了楼主的理论

在最高iso的时候,iso放大器的常数也最大,传感器对外界光线的宽容度最差。

以最亮处测光,由于iso高,快门很快,暗部曝光就严重不足,暗部细节会很差,这就是宽容度差。

以最暗处测光,相对低iso,快门也很快,暗部获得的光线不如低iso多,信噪比比低iso时候差很多,再经过iso放大器(常数已 ......


对,实际上我前面的帖子是回答礼平天下兄的。他根据我提出的观点提出了他的理解,而我认为他的理解是完全正确的。在最高iso处实际上已经接近传感器动态范围的下限,此时宽容度变得很小。

原文由 礼平天下 在2009-12-31 19:10发表
看了这段讲解稍微有点明白了。原来像素辨认范围上限是随着面积的增加成比例增加的。
非常感谢!
另外又产生了一个疑问。同一台相机高ISO只是放大信号,cmos的可辨认范围是固定的,那么每调高一档iso,宽容度是不是就要小一档?比如某相机cmos的可辨认范围是100个光子到3200个光子。当我们用iso100拍摄某场景(假设最低iso是100,此时没有放大信号),该场景高光部分刚好3200个光子,暗部刚好100个光子,那么这块cmos的宽容度刚好满足了这个场景光比,刚好完全保留没有丢失。然后我们把iso调到200拍摄同一场景(此时选用相同光圈,曝光时间减半)。由于曝光时间减半导致cmos实际接收到得暗部光子是50个光子,高光区域是1600个光子。然后进行放大,1600的部分可准确地还原到3200而50的部分由于低于可辨认下限就被判为0,那么放大也没用了,也就造成了暗部丢失。所以,如果一块cmos的宽容度是5档EV,厂家把iso做成5档,那么到了最高档iso的宽容度岂不只有1档EV了?
在实际营运中我发现也高iso确实容易丢失暗部。
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原文由 法无定法 在2010-01-03 01:15发表

既然你的目的不是为了搞清楚原理以后可以更好的用手中的相机拍好片子,而是另有目的,我发誓,无论你在本贴再说任何东西,那怕是再缺乏常识的言论,我都不会再回复。拜拜!


既然你也想搞清原理,当然就应该采用科学的方法,而不是死抱自己的错误观点,如果你认为,这些原理没用,那你写那么一大套干什么呢?难道错误的观点反到能帮助拍好片子?
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原文由 spot 在2010-01-03 01:10发表

你正好说出了楼主理论的缺陷

楼主的理论就是,高ISO噪点增加的原因,是光线少本身造成的,不是ISO放大造成的,因此ISO放大不带来噪声,因此它是数字信号处理

问题是,楼主在这个试验过程中,同时改变了两个条件:减少光通量,提高ISO,当然就无法认定增加的噪点到底是哪个因素造成的,这给了楼主多大的方便啊 ......

楼主的理论虽然看上去很有道理,但是没有使用控制变量法。。前面几位说的实验已经很清楚的表明。ISO是在之前就影响到采集到得数据了。。
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原文由 法无定法 在2010-01-03 00:54发表

我实在没有精力回答你这些常识方面的问题,自己找点书看吧。


楼主连一些最基本的数字电路的常识都没有,还总是喜欢说常识问题?我看你今天说的最多的也就这句话。动不动就说没有精力回答,那干脆关贴算了。

我不否认通篇帖子来说,你一些论点正确,但ISO是A/D前还是A/D后,这个基本的电路常识。。。呵,套用你一句话,先找书自己看吧。(或者你觉得是在讨论我在295贴说的第1个问题?那就对不起了)

[少年子弟江湖老 编辑于 2010-01-03 01:22]
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基本理解了楼主的理论

在最高iso的时候,iso放大器的常数也最大,传感器对外界光线的宽容度最差。

以最亮处测光,由于iso高,快门很快,暗部曝光就严重不足,暗部细节会很差,这就是宽容度差。

以最暗处测光,相对低iso,快门也很快,暗部获得的光线不如低iso多,信噪比比低iso时候差很多,再经过iso放大器(常数已最大)肯定也是噪点多细节差,具体表现也是宽容度差(不该死黑的也死黑了)。
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原文由 spot 在2010-01-03 01:10发表

你正好说出了楼主理论的缺陷

楼主的理论就是,高ISO噪点增加的原因,是光线少本身造成的,不是ISO放大造成的,因此ISO放大不带来噪声,因此它是数字信号处理

问题是,楼主在这个试验过程中,同时改变了两个条件:减少光通量,提高ISO,当然就无法认定增加的噪点到底是哪个因素造成的,这给了楼主多大的方便啊 ......

既然你的目的不是为了搞清楚原理以后可以更好的用手中的相机拍好片子,而是另有目的,我发誓,无论你在本贴再说任何东西,那怕是再缺乏常识的言论,我都不会再回复。拜拜!
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原文由 weikle 在2010-01-03 01:00发表

我借用楼主理论回答下,呵呵
iso高了,宽容度也差了,在低iso下能正常检测的光线会被传感器检测为噪点,所以高iso新噪点多了嘛。而且可以从另外一个角度看,高iso,光圈不变,快门就得快,光线就少了,信噪比降低,噪点也会多。


请先理解一个原则——数字信号的处理,是不会引入新的噪声的,只有溢出问题。(数字信号的传递过程,可能引入噪声)

ISO如果处理的是数字信号,不会带来噪声(噪声是什么,就是机器本身原因导致的随机值嘛)。
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原文由 weikle 在2010-01-03 01:00发表

我借用楼主理论回答下,呵呵
iso高了,宽容度也差了,在低iso下能正常检测的光线会被传感器检测为噪点,所以高iso新噪点多了嘛。而且可以从另外一个角度看,高iso,光圈不变,快门就得快,光线就少了,信噪比降低,噪点也会多。


你正好说出了楼主理论的缺陷

楼主的理论就是,高ISO噪点增加的原因,是光线少本身造成的,不是ISO放大造成的,因此ISO放大不带来噪声,因此它是数字信号处理

问题是,楼主在这个试验过程中,同时改变了两个条件:减少光通量,提高ISO,当然就无法认定增加的噪点到底是哪个因素造成的,这给了楼主多大的方便啊

现在,我的方法,也是科学的方法,就是固定其它全部变量,只让ISO设置一个因素起作用,你看看噪点啊,暗部信号啊,都是怎么变化的?那么ISO放大是在哪个环节不就一目了然了吗?
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原文由 spot 在2010-01-03 00:58发表

我们现在是在分析ISO放大的原理,又不是拍照片,当然不能这样做了,你这种做法,同时改变了两个因素:减少了光通量,提高了ISO设置,现在噪点增多了,你能明确是哪个原因造成的?实际上,减少光通量本身就会增加CMOS暗部噪点,你就用ISO100拍,曝光不足时暗部也要比正常曝光时噪点多,你的分析方法纯属一锅炖的朴素思维 ......

分析的目的是为了拍片子,ISO电路的存在也是为了拍片子,搞清楚ISO放大电路的作用还是为了拍片子,难道你有其它的目的?
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原文由 少年子弟江湖老 在2010-01-03 00:50发表

如果ISO处理的是A/D后的数字信号,动态范围变化,也只会导致部分数据全黑或全白(溢出)。怎么会出现新的噪点?已经固定成为0/1的数据,在一个ISO值下和另一个ISO值下不一样?

比如相邻2个像素亮度,一个是10,一个是20,怎么放大,他们的比例还是1:2(除非过曝)。不会说一个是10,另一个突然成了90,变成噪点吧。
......


我借用楼主理论回答下,呵呵
iso高了,宽容度也差了,在低iso下能正常检测的光线会被传感器检测为噪点,所以高iso新噪点多了嘛。而且可以从另外一个角度看,高iso,光圈不变,快门就得快,光线就少了,信噪比降低,噪点也会多。
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原文由 法无定法 在2010-01-03 00:49发表

好吧,再回答一下你的这个问题,我在用高ISO的时候,一定是光线不足的情况下,比如,在ISO100下,测出的曝光量是1/15秒,2.8的光圈,为了保证还有一定的快门速度,将ISO提升到200,快门速度增加到1/30秒,此时,由于我的快门速度提高了,光通量当然是减少的,所以才需要用ISO电路来放大,难道你不是这样使用ISO的吗?


我们现在是在分析ISO放大的原理,又不是拍照片,当然不能这样做了,你这种做法,同时改变了两个因素:减少了光通量,提高了ISO设置,现在噪点增多了,你能明确是哪个原因造成的?实际上,减少光通量本身就会增加CMOS暗部噪点,你就用ISO100拍,曝光不足时暗部也要比正常曝光时噪点多,你的分析方法纯属一锅炖的朴素思维方式

如果你不明白为什么减少光通量会增加噪声,这里是一个简单解释:减少光通量,相当于降低了CMOS输入信号,等于直接降低了信噪比,当然会增加噪声。

[spot 编辑于 2010-01-03 01:03]
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原文由 少年子弟江湖老 在2010-01-03 00:50发表

如果ISO处理的是A/D后的数字信号,动态范围变化,也只会导致部分数据全黑或全白(溢出)。怎么会出现新的噪点?已经固定成为0/1的数据,在一个ISO值下和另一个ISO值下不一样?

比如相邻2个像素亮度,一个是10,一个是20,怎么放大,他们的比例还是1:2(除非过曝)。不会说一个是10,另一个突然成了90,变成噪点吧。
......

我实在没有精力回答你这些常识方面的问题,自己找点书看吧。
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原文由 法无定法 在2010-01-03 00:39发表

你的意思是说当你在用M档的时候,你无论怎么调整ISO也不会手动改变光圈或快门了?我真的不知道该建议你去看哪一本摄影常识方面的书了。


你现在是在讲如何正确的拍一副照片吗?还是在谈你的ISO值到底是A/D前还是A/D后?

如果你愿意将讲前一个问题,可以新开个帖子来讨论。

如果你谈的是后一个问题,那你就好好解释一下,为什么同样入射光下(场景,光圈/快门相同),不同ISO噪点却不同。
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Spot的说法我还没想好,但ISO100到ISO1000没有到十倍吧
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原文由 spot 在2010-01-03 00:39发表
总之,动态范围跟如下因素有关:

1、CMOS感光器件本身的输入响应范围
2、放大器、AD转换等等模拟电路的噪声控制水平
3、从AD转换后到存储RAW文件的小信号补偿等数字信号处理水平(例如,可以对特定CMOS的噪声建模,根据输出信号倒推噪声并进行补偿等等)


是否还要考虑模拟电路放大器的非线性问题?呵呵
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原文由 法无定法 在2010-01-03 00:34发表

我已经说过并且专门贴了一遍我此前的一个回复:ISO越高,动态范围越小,而动态范围减少的就是增加噪点,因为没有噪点的部分已经超出动态范围了。再一次请你再看贴之前看清楚我的观点。


如果ISO处理的是A/D后的数字信号,动态范围变化,也只会导致部分数据全黑或全白(溢出)。怎么会出现新的噪点?已经固定成为0/1的数据,在一个ISO值下和另一个ISO值下不一样?

比如相邻2个像素亮度,一个是10,一个是20,怎么放大,他们的比例还是1:2(除非过曝)。不会说一个是10,另一个突然成了90,变成噪点吧。

前面一个帖子的例子,如果ISO100下拍摄的场景,是全黑,采集不到有效数据。A/D之后数据显然全0,再怎么放大,还是全黑吧。那同样场景,ISO6400为什么能有图像呢?
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