大像素还是高像素？

主题：大像素还是高像素？ [主题管理员:法无定法]

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法无定法

资深泡菜

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2010-01-03 00:49

原文由 spot 在2010-01-03 00:42发表

只能说你没有认真考虑过这个问题，请问，你改变了快门光圈的组合，到达CMOS的光线量还一样吗？如果光线量都不一样，那么还比什么呢？你这样更加是在AD转换之前就放大了，你直接放大的是光线

[spot 编辑于 2010-01-03 00:42]

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？

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第 292 帖

alam

泡菜

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2010-01-03 00:47

原文由 Mucher 在2010-01-03 01:37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

呵呵，你先别气，这个看来比DX0差，你就看DXO好了。

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第 291 帖

spot

陈年泡菜

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2010-01-03 00:42

原文由法无定法在2010-01-03 00:29发表

本来不想再回复你了，但实在是忍不住想要问你一个问题：难道你在拍摄的时候改变ISO值不会影响你的光圈和快门速度？如果是这样，恭喜您了，你发明了一种只要改变ISO就能无限提升快门速度的办法。哈哈，就此打住。

只能说你没有认真考虑过这个问题，请问，你改变了快门光圈的组合，到达CMOS的光线量还一样吗？如果光线量都不一样，那么还比什么呢？你这样更加是在AD转换之前就放大了，你直接放大的是光线

进行科学分析，最常用的方法是固定变量法，就是尽量用其它都相同的条件去比较不同的东西，你倒好，嫌变量不够多，连输入条件都直接变了

[spot 编辑于 2010-01-03 00:45]

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第 290 帖

alam

泡菜

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2010-01-03 00:40

原文由 wulei56 在2010-01-03 01:32发表

您肯定比的是亮部的，不知道比暗部没有？
面积小的接受光子少，相对不容易溢出吧。

如果比暗部，D3X比D700干净多了，而暗部的层次还是D3X来得均匀。且细节更多。

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第 289 帖

spot

陈年泡菜

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2010-01-03 00:39

至于提高ISO为什么会减小动态范围，我前面239贴举过一个简单的例子，这里再详细说一下：

假设ISO100下没有任何放大，AD转换的精度范围是1－100，那么ISO下动态范围就是1－100，数字表示光的亮度，相当于100倍光比。

现在提高到ISO1000，相当于在AD转换前增加了一个10倍的信号放大，显然，理想的情况是，动态范围应该是0.1－10，正好对应AD转换的1－100，这样动态范围保持不变。然而，由于信号放大是模拟电路，放大信号的同时会引入噪声，这样实际能分辩出来的光线亮度范围就变成了0.2-10，相当于50倍光比。动态范围就下降了。

当然实际的情况更加复杂，但是大概的道理是这样的。

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）

需要注意的是，高ISO引起的动态范围下降其实并不影响使用，是完全可以接受的，因为高ISO下通常没有大光比的需求，因此厂家在设计高ISO范围时根本不会考虑动态范围的下降，主要是考虑信噪比问题。因此，厂家提供的可用ISO范围，与动态范围并无直接关系。

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第 288 帖

法无定法

资深泡菜

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2010-01-03 00:39

原文由少年子弟江湖老在2010-01-03 00:33发表

楼主不知道相机有M档吗

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。

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第 287 帖

Mucher

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2010-01-03 00:37

原文由柯纳在2010-01-02 23:24发表
建议各位来个中场休息，花点时间看看这篇文章：

http://www_clarkvision_com/imagedetail/digital.sensor.performance.summary

其中有关Full Well Capacity与信噪比、动态范围部分值得阅读。

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

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第 286 帖

法无定法

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2010-01-03 00:34

原文由少年子弟江湖老在2010-01-03 00:26发表

你首先加一个先决条件——“在使用ISO6400的时候，拍摄的场景与用ISO 100时是同样的亮度吗？”认为ISO6400拍摄时候，是低照度下，“场景的亮度只相当于ISO100时的1/5”更容易出现噪点，才导致ISO6400噪点高。

如果相机有自动测光，可能确实会自动调整通光量，让画面不存在过曝或者欠曝。

但是，我问你，如果在ISO ......

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。

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第 285 帖

少年子弟江湖老

泡菜

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2010-01-03 00:33

原文由法无定法在2010-01-03 00:29发表

本来不想再回复你了，但实在是忍不住想要问你一个问题：难道你在拍摄的时候改变ISO值不会影响你的光圈和快门速度？如果是这样，恭喜您了，你发明了一种只要改变ISO就能无限提升快门速度的办法。哈哈，就此打住。

楼主不知道相机有M档吗

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第 284 帖

wulei56

资深泡菜

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2010-01-03 00:32

原文由 alam 在2010-01-02 23:27发表

那时我们都用RAW来比对，开始是最低ISO,然后同用ISO200，最低ISO时D700根本不能跟D3X的动态范围比，在ISO200时D700还是略为输给D3X少许。我们没有再比较更高的ISO,因为我们只想看看相机的最高的动态范围可到那里。可惜当时没存档，不然可贴上来给大家参考。

您肯定比的是亮部的，不知道比暗部没有？
面积小的接受光子少，相对不容易溢出吧。

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第 283 帖

少年子弟江湖老

泡菜

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2010-01-03 00:32

原文由 spot 在2010-01-03 00:18发表
关于场景亮度跟ISO关系的问题，楼主擅长使用含糊的长篇大论，有些人可能还有些疑问，其实这个问题严格一点的表述应该是这样的：

场景亮度实际上是没有意义的，分析这个问题的有意义的输入指标是光通量，也就是到达感光芯片的光线总量，在同一个镜头和同一个焦距下，这个值只跟快门与光圈的组合有关，与ISO设置无关。

......

正解。

你这个举例更有力。如果ISO100是漆黑一片，什么信息都获取不到，A/D之后再怎么放大，也出不来图像呀。呵呵。

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第 282 帖

法无定法

资深泡菜

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2010-01-03 00:29

原文由 spot 在2010-01-03 00:18发表
关于场景亮度跟ISO关系的问题，楼主擅长使用含糊的长篇大论，有些人可能还有些疑问，其实这个问题严格一点的表述应该是这样的：

场景亮度实际上是没有意义的，分析这个问题的有意义的输入指标是光通量，也就是到达感光芯片的光线总量，在同一个镜头和同一个焦距下，这个值只跟快门与光圈的组合有关，与ISO设置无关。

......

本来不想再回复你了，但实在是忍不住想要问你一个问题：难道你在拍摄的时候改变ISO值不会影响你的光圈和快门速度？如果是这样，恭喜您了，你发明了一种只要改变ISO就能无限提升快门速度的办法。哈哈，就此打住。

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第 281 帖

少年子弟江湖老

泡菜

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2010-01-03 00:26

原文由法无定法在2010-01-03 00:00发表

你能不能看清楚一些，从我说的逻辑中能推论出你的理解吗？

你首先加一个先决条件——“在使用ISO6400的时候，拍摄的场景与用ISO 100时是同样的亮度吗？”认为ISO6400拍摄时候，是低照度下，“场景的亮度只相当于ISO100时的1/5”更容易出现噪点，才导致ISO6400噪点高。

如果相机有自动测光，可能确实会自动调整通光量，让画面不存在过曝或者欠曝。

但是，我问你，如果在ISO6400时候，与ISO100还是用同样的照度，即同样场景，同样光圈/快门下，拍摄到的噪点水平是不是一样？

怎么，我的问题不好回答，还是你没看过实际拍摄的照片？

如果按照你的说法，ISO是在A/D之后，既然是数字信号了，放大也不会凭空产生新的噪点，只会存在过爆（成为全白）。那你有没有看过这样的照片中，全※※域内一个个新的噪点是怎么回事？

为什么会这样，因为ISO是在A/D之前。在A/D之前，有些非常弱电平的噪声信号，达不到数字量化的门限，被A/D过滤了。而ISO放大后，这些弱电平噪声，放大到可以被A/D识别为有效数据，因此形成了噪点。

[少年子弟江湖老编辑于 2010-01-03 00:29]

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第 280 帖

spot

陈年泡菜

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2010-01-03 00:18

关于场景亮度跟ISO关系的问题，楼主擅长使用含糊的长篇大论，有些人可能还有些疑问，其实这个问题严格一点的表述应该是这样的：

场景亮度实际上是没有意义的，分析这个问题的有意义的输入指标是光通量，也就是到达感光芯片的光线总量，在同一个镜头和同一个焦距下，这个值只跟快门与光圈的组合有关，与ISO设置无关。

换句话说，不论是ISO100还是ISO6400，1/125s，F8，到达感光器件的光通量是一样的。同样的光通量，分配到CMOS上的每个象素的光通量也是相同的（忽略颜色滤镜、低通等因素），CMOS产生的光电子总量也是相同的。

因此，如果楼主说的是正确的，也就是ISO放大是在AD转换之后，那么在AD转换之前，任何事情都与ISO设置无关，这样，ISO100和ISO6400下，相同的光通量产生的相同光电子，经过一系列电路到达AD转换时，电压信号应该是一样的，转换出来的数据也应该是一样的－－显然，这个地方与我们的经验和常识严重违背了，同样的光圈快门组合下，如果ISO6400曝光正常，ISO100只会是漆黑一片，什么信号也没有，后面再怎么“放大”提亮也不会有东西。这是怎么回事？难道ISO100下“后面”的ISO处理竟然把原始数据吃掉了？

也就是说，ISO100下根本不可能有跟ISO6400一样的AD转换输出，ISO放大环节只可能在AD转换之前。

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第 279 帖

柯纳

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2010-01-03 00:13

原文由 freedom123 在2010-01-02 23:45发表
我一直纳闷为何有的机器iso要从200起跳。

Full well capacity，看我前面给出的链接。

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第 278 帖

法无定法

资深泡菜

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2010-01-03 00:12

原文由 freedom123 在2010-01-02 23:45发表
我一直纳闷为何有的机器iso要从200起跳。

由于一直有人无法理解为何高ISO下噪点会增加，而且错误理解我的意思，以为我是主张用高ISO拍片，借用自由兄的贴子将我前面的一个回复再贴一遍，请有问题的同学看清楚我的观点后再来批判。

原文由法无定法在2009-12-31 19:53发表
你的理解完全正确。一般情况下是起跳ISO有最大的动态范围或者宽容度，将ISO设置为这个值时获得的就是我们一般所说的传感器本身的宽容度，在这一点上无论是向上或向下设置ISO实际上都会减小动态范围，偏离的越多，减少的动态范围越大。这也可以理解为在不同的ISO下传感器有不同的动态范围，二者是等价的。在最高ISO值时，传感器的动态范围将变得很小，至于小到多少要看厂家厚不厚道。从我自己的感受来看，尼康还算厚道，即使设置到25600，可能还留有一档的余地。最不厚道的可能是5D2,其25600是否真的能达到标准都值得怀疑。

所以，如果光照条件允许的话，在拍摄时最好还是设置为起跳ISO，此时可以获得最大的动态范围。需要指出的是对D3这类起跳ISO较高（ISO 200）的相机，设置为起跳ISO比使用低一档的扩展ISO要好，而不是如胶片一样，将ISO设置的越低越好。

[法无定法编辑于 2010-01-03 00:16]

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第 277 帖

法无定法

资深泡菜

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2010-01-03 00:00

原文由少年子弟江湖老在2010-01-02 23:56发表

楼主，按照你的说法，如果设定相机的快门、光圈等完全一样，保证入射光相同，只改变ISO值，那照片的噪点应该是一样的罗？（或者说噪点的出现概率，分布情况应该大体一致的）
不妨拿着相机拍拍，看看ISO 800~3200，噪点是不是有明显区别？

你能不能看清楚一些，从我说的逻辑中能推论出你的理解吗？

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第 276 帖

少年子弟江湖老

泡菜

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2010-01-02 23:56

原文由法无定法在2010-01-02 23:24发表

关于高ISO下噪点增多的原因，我前面有过回复：

在使用ISO6400的时候，拍摄的场景与用ISO 100时是同样的亮度吗？

在用ISO100时，场景暗部的值在8位raw文件中记为1，相当于ISO6400时对应的光强，最亮部分假定记为255。如果曝光正确，暗部为1的这部分在这个时候只占这整个图像的一小部分，假定为1%。暗部的噪点虽然很 ......

楼主，按照你的说法，如果设定相机的快门、光圈等完全一样，保证入射光相同，只改变ISO值，那照片的噪点应该是一样的罗？（或者说噪点的出现概率，分布情况应该大体一致的）
不妨拿着相机拍拍，看看ISO 800~3200，噪点是不是有明显区别？

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第 275 帖

freedom123

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2010-01-02 23:45

我一直纳闷为何有的机器iso要从200起跳。

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第 274 帖

少年子弟江湖老

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帖子: 215

2010-01-02 23:38

原文由 spot 在2010-01-02 23:03发表

这位兄弟看贴够认真，但是我得承认，其实我举的反证法只是为了比较容易说明问题，我从一开始就知道楼主说的ISO放大处理是对数字信号处理是错的，因为工作关系，我也经常接触搞电子和集成电路专业圈子，所以我很清楚楼主在这个基本概念上是错误的，后面他怎么转也是在死胡同里转

这个问题不用这么复杂的知识就能解释吧，呵呵。

RAW记录的就是CMOS感光器件的原始信号（当然是A/D后的数字信号），如果ISO是对A/D后信号调整，何不直接调整RAW就行了？（如果担心溢出问题，相机也可忽略ISO的手工调整，直接调用最佳ISO->最佳动态范围，记录最大的信息量，然后让客户去随便调即可）

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第 273 帖

alam

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2010-01-02 23:36

原文由柯纳在2010-01-03 00:31发表
D700的ISO 100是假ISO，所以表现不好很正常。

其实你的测试已经和DxO结果相符合，我前面有贴出截图。

所以我不认为数码相机的可用ISO高就等于其最高动态范围也大，因为我认为追求高素质摄影就要有高动态范围，高画质，低噪点来维持。而高ISO=高动态实属误导。

[alam 编辑于 2010-01-02 23:38]

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第 272 帖

航海者

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2010-01-02 23:31

不管是正方还是反方，从中找到适合自己需要的答案就行了。

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第 271 帖

柯纳

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2010-01-02 23:31

D700的ISO 100是假ISO，所以表现不好很正常。

其实你的测试已经和DxO结果相符合，我前面有贴出截图。

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第 270 帖

alam

泡菜

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帖子: 2280

2010-01-02 23:27

原文由柯纳在2010-01-03 00:15发表
你用什么比？

相机支出JPEG？

找个光比大点的地方用ISO 200比一下就知道，ISO 400更明显。

那时我们都用RAW来比对，开始是最低ISO,然后同用ISO200，最低ISO时D700根本不能跟D3X的动态范围比，在ISO200时D700还是略为输给D3X少许。我们没有再比较更高的ISO,因为我们只想看看相机的最高的动态范围可到那里。可惜当时没存档，不然可贴上来给大家参考。

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第 269 帖

法无定法

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2010-01-02 23:27

原文由 hunternudt 在2010-01-02 23:19发表
呵呵，楼主的说法完全是YY。
看起来很有道理，像素太高或者太低都不好，但楼主恰恰想表达，低像素才好。
如此说来，你看应该出一个600万像素的全幅，这样最好。
事实上，尼康和佳能的cmos工艺不同，根本无法从你说的这些理论上来说哪个更好。
唯一的依据说，拍照片，比较。

你完全理解错了，我说的是大像素好。至于为什么，你就问问自己为何小dc的1千万像素不如单反的1000万像素。

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第 268 帖

法无定法

资深泡菜

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帖子: 8116

2010-01-02 23:24

原文由礼平天下在2010-01-02 22:56发表
　　这帖子无论如何挺成功。看起来比很多争论“德国味道”“N不如C”“C不如N”等帖子有趣，也长知识。
　　大家基本很少人身攻击，和谐的气氛下讨论技术问题。为科学技术叫劲争论不休，民族才有希望。
我在本贴先后问了楼主两个问题，楼主的回答非常具有逻辑，让人信服。但这是建立在楼主提说的理论或事实是真是 ......

关于高ISO下噪点增多的原因，我前面有过回复：

在使用ISO6400的时候，拍摄的场景与用ISO 100时是同样的亮度吗？

在用ISO100时，场景暗部的值在8位raw文件中记为1，相当于ISO6400时对应的光强，最亮部分假定记为255。如果曝光正确，暗部为1的这部分在这个时候只占这整个图像的一小部分，假定为1%。暗部的噪点虽然很高，但暗部的面积不大，所以整个图像的噪点并不高。

当用ISO6400时，场景的亮度只相当于ISO100时的1/5，此时宽容度降到比如只有4档，而ISO放大5倍的结果是文件中只能记录相当于ISO100是文件51以下的信号，此时在ISO100时记为1的这部分亮度变为5，如果此相机传感器的动态范围下限是相当于12800，那么，整个图像的亮度范围是3-48，在这个亮度范围内，噪声的比例将大幅度增加。由于数码相机拍摄两个亮度不同的场景所获得的图像的信噪比不一样，所以高ISO时图像的噪点比低ISO是要高是必然的，这与ISO电路放大的是数字信号还是模拟信号无关。

简单说就是高ISO时摄入的噪点比低ISO时要多的多，而不是ISO放大时产生的噪点。这也是ISO电路要用数字电路而不用模拟电路的原因，因为其在放大时不会增加新的噪声。
=================
此外，DVCOM兄的观点也与我的类似：

原文由 dvcam 在2010-01-02 20:41发表
并不是数字信号的“放大”让ISO6400的噪声大大高于ISO100的，噪音并不是在ISO放大过程中产生的，而是放大前就已经存在了。

借用前面DX说的例子，一个CMOS像素最多能收集1000个光子（光子->电子，然后存储在像素里），这个像素的数据在读出的过程中，会产生噪声（热噪声，量化噪声等等，这是无法消除的），假设这个噪声的大小是50个电子，（通俗的说，这噪声会在使读出数据产生50个电子的随机波动，如果原始有500个电子，读出的数据就可能是475到525之间的随机数）。数据读出后，再通过ISO放大，变成图片。

假设在某恒定光强下，用1/10秒的快门，一个像素能收集到1000个电子，读出信号的信噪比(SNR)就是1000/50=20，这时用ISO100，正好得到曝光正常的图片。
但1/10太慢，容易虚，我们就提高快门速度，用1/40秒，并把ISO提高到400，以保证曝光正常。由于快门只有1/40秒，像素就只能收集到250个电子，但读出时的噪音依然不变，SNR就只有5了。SNR低，表现在图片上，就是“噪点”。

高ISO的照片，一般噪点都出现在暗处，也是这个原因，暗处的光信号弱，信噪比低。

至于一般CMOS文档中所说的每个像素有A/D转换电路是否正确的问题，虽然不是我杜撰出来的，但既然有疑问，我也希望将其搞清楚。正在看柯兄给出的资料，看完后再回复这个问题。

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第 267 帖

柯纳

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2010-01-02 23:24

建议各位来个中场休息，花点时间看看这篇文章：

http://www_clarkvision_com/imagedetail/digital.sensor.performance.summary

其中有关Full Well Capacity与信噪比、动态范围部分值得阅读。

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第 266 帖

少年子弟江湖老

泡菜

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帖子: 215

2010-01-02 23:23

原文由 spot 在2010-01-02 23:09发表

你这个观点我不认同，毕竟拿出一个动态范围指标来就是让人选择的，你要拍风景，有大光比需求，想要动态范围高的相机，你会怎么选？你当然是看这个相机能达到的最佳动态范围，然后让其它条件去配合它，你总不会说，啊，原来D3在ISO200的动态范围更好，虽然不如D3X的ISO100，但我就是不用ISO100，要用ISO200

同意，至少要对比相机的最佳动态范围。其他不同ISO下，动态范围都有缩小。

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第 265 帖

hunternudt

资深泡菜

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主题: 492

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2010-01-02 23:19

呵呵，楼主的说法完全是YY。
看起来很有道理，像素太高或者太低都不好，但楼主恰恰想表达，低像素才好。
如此说来，你看应该出一个600万像素的全幅，这样最好。
事实上，尼康和佳能的cmos工艺不同，根本无法从你说的这些理论上来说哪个更好。
唯一的依据说，拍照片，比较。

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第 264 帖

柯纳

版主

泡网分: 226.811

主题: 1036

帖子: 33851

2010-01-02 23:15

你用什么比？

相机支出JPEG？

找个光比大点的地方用ISO 200比一下就知道，ISO 400更明显。

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