ISO 100 på Nikon

[Anew]

Tror du er rimelig langt ute på bærtur, Simen. Mye av grunnen til at f.eks Nikon fikk så dramatisk forbedring av S/N-ratio på sine sensorer da de gikk over til CMOS var at de da kunne drive støyfjerning på det analoge signalet fra sensoren, før A/D-konvertering.

 

Jeg vet definitivt ikke, men alt tyder på at ISO-justering = gain-justering (http://en.wikipedia.org/wiki/Gain) på det analoge signalet. Unntaket er etter alt å dømme Canon, som bruker gain til å justere hele ISO-trinn (hardware), og software til å justere mellomstegene (=større kvalitetstap).

Endret 29. august 2010 av Anew

[ÅdneD]

Slike eg har forstått det: ISO L1.0/H1.0 og liknande er digital forsterking av analoge signal, mens iso 800/1600 osv. er analogt forsterka signal - noko som gjer mindre dynamisk omfang.

 

Canon, som bruker gain til å justere hele ISO-trinn (hardware), og software til å justere mellomstegene (=større kvalitetstap).

Har ungått mellom-verdiar på D90 konsekvent, fordi eg hadde høyrt at det ga mindre dynamisk omfang. Gjeld det berre på Canon?

Endret 29. august 2010 av Eksistensiel

[Anew]

[quote name='Eksistensiel' date='29. august 2010 - 22:53' timestamp='1283115232'

Canon, som bruker gain til å justere hele ISO-trinn (hardware), og software til å justere mellomstegene (=større kvalitetstap).

Har ungått mellom-verdiar på D90 konsekvent, fordi eg hadde høyrt at det ga mindre dynamisk omfang. Gjeld det berre på Canon?

Ja. Det er ingen grunn til å unngå mellomverdiene på Nikon.

[ÅdneD]

Det er bra, og gjer meg glad.

[se#]

Som Simen1 sier er basis-iso noe som avgjøres av sensordesignet, men resten av det Simen1 sier er jeg ikke uten vidre enig i.

 

Når Nikon har Iso 200 som basis finnes det ingen måte å redusere til Iso 100 uten kvalitetstap.

 

Jeg vet ikke om jeg klarer å forklare dette på en uteknisk måte, men hver piksel på sensoren kan registrere et visst antall fotoner før den er full (dvs blown highlights). For å få til Iso 100 måtte det vært plass til dobbelt så mange fotoner som på Iso 200. Det er det ikke, så når kameraet eksponeres etter Iso 100 er sensoren uansett Iso 200 og man kaster 1 bit etter konvertering fra analog til digitalt signal for å kompensere for at sensoren har fått dobbelt så mye lys som den burde. Har man 12bits i utgangspunktet ender man med 11 brukbare ved Iso 100, og mister da litt dynamisk range. Canon gjør forøvrig det samme for å få til Iso 50 på 5D.

 

Når det gjelder økning av Iso så kan det gjøres på to måter, vanligvis på "kvalitetskameraer" så forsterker man det analoge signalet før A/D-konverteringen for å beholde sammen dynamiske område (eller mest mulig av det) som A/D-konverteren tillater. Noe går som regel tapt på grunn av økte støynivåer ved høyere Iso.

 

Signalet kan imidlertid også forterkes digitalt med en bitshift i motsatt retning i forhold til reduksjon av Iso. På noen billigkameraer gjøres dette, og på en del speilreflekser lages de/den høyste Iso-verdien på denne måten. Canon gjorde det for eksempel på 20D, og det er godt mulig (sannsylig) at andre "ukalibrerte" verdier lages på samme måte.

 

I utgangspunktet taper man dynamisk range ved å forterke på denne måten siden man kaster en bit fra A/D-konverteringen. Når man kommer høyt opp i Iso er imidlertid tap av dynamisk range på grunn av økte støynivåer så stor at det er ikke sikkert en kraftigere analog forsterkning (som heller ikke er perfekt) ville gitt merkbart bedre resultat.

 

Når det gjelder generering av JPG så kan det være at noen kameraer tar et utvalg av de mest passende 8 bitene fra et 12-bits signal, men det er ikke det normale. Se for eksempel testene på dpreview som tester RAW "headroom". På mange kameraer er det nesten ingenting å hente, det vil si at JPGene inneholder mesteparten av det dynamiske området som finens i RAW-filene.

 

Grunnen til at det er vanseklig å få med alt i en automatisk konvertering er ikke en begrensing i JPGens 8 bit, men at det i mange tilfeller vil være slik at en kanal brenner ut før de andre, og det vil gi feil farger hvis man bruker hele det dynamiske området ukritisk, og produsentene legger inn en sikkerhetsmargin. Med stadig kraftigere prosessorer i kameraene kan konvertreingen også gjøres mer intelligent, og en større del av det totale dynamiske området kan utnyttes i JPGene.

 

8 bits er ingen begrensing når det gjelder å representere et stort dynamisk område, strengt tatt trengs bare 1 bit for å representere et "uendelig stort" område (svart/hvit). Overgangen blir da riktignok hard, og det er klart at flere bits kan gi bedre gradienter, men 8 bits og en fornuftig tonekurve kan gi bra resultat selv på ganske kontrastrike bilder.

[Trondster]

Hvis vi jekker det opp et hakk, så er det "prioriteringer". Jeg vil anta at kalibrert ISO er en avveining om man vil ha mange detaljer på lav ISO eller lite støy på høy ISO - selvfølgelig en flytende overgang hvor man legger prioriteringene. Sikkert også en stor faktor med hvor mange forskningskroner som skal gå med og hva sensorene skal koste å produsere.

 

De som lager mellomformat-sensorer gir stort sett beng i høy ISO - de skal ha mest mulig detaljer på lav. I speilrefleks-verdenen er det krig om å levere høyest mulig ISO.

[k.n.b]

Forsterkning tror jeg gjøres digitalt etter A/D-konverteren.

Det ser ut til at vi er enige om det meste her unntatt akkurat dette ene punktet. Jeg tror at forsterkningen gjøres analogt, før A/D-konverteren. I alle fall for normale ISO-settinger. Men det er godt mulig at de ukalibrerte ISO-settingene er beregnet digitalt, eller en kombinasjon av analog og digitalt. Det er også mulig at dette varierer noe fra produsent til produsent.

 

Du sier at analog forsterkning vil medføre støy, og det gjør det jo. Støyen blir selvsagt forsterket sammen med signalet. Vi ser dette som ISO-støy. Kvantifiseringsstøy fra konverteringen er en annen mulig tilleggskilde.

 

Når det gjelder Mr. Olsens spørsmål så er et svar at det produsenten oppgir som native ISO (i den grad produsenten oppgir dette) den optimale settingen. Alle andre settinger er suboptimale. Man vil enten få mer støy eller mindre dynamisk omfang eller begge deler. For de ISO-settinger som ligger nærmest native ISO er det ikke sikkert at dette er et så stort problem at det er noe å bekymre seg om.

 

Men akkurat for det å redusere fra ISO 200 til 100 (forutsatt at ISO 200 er native, noe som ser ut til å være tilfelle for Nikons CMOS-sensorer), vil antakelig det samme kunne oppnås med bedre kontroll ved å overeksponere med ett trinn og så redusere eksponeringen med ett trinn i et billedredigeringsprogram. Det er selvfølgelig allikevel mer lettvint å sette dette på kameratet. Uansett vil man miste dynamisk omfang.

 

Den beste måten for å redusere kameraets følsomhet (fra native ISO) er derfor å benytte gråfilter. Da selvfølgelig av en slik kvalitet at det ikke gir fargestikk.

[ehauger]

Nei, hadde aldri valgspråk data å velge i, ble fransk på meg.

 

Jeg trenger en litt enklere forklaring, om det finnes en.

 

Jeg hadde INF1040 på Universitetet i Oslo og jeg merker jeg blir litt svimmel og kvalm når jeg leser dette. Så nei, du er ikke den eneste som ikke skjønner noe av dette.

[k.n.b]

jeg merker jeg blir litt svimmel og kvalm når jeg leser dette

Hm, kan være en begynnende influensa. Det er jo ikke sikkert at diskusjonen om alle smådetaljene her er like interessante for alle, men var konklusjonen så vanskelig å forstå da?

[Bruker-93156]

Jeg fant ikke konklusjonen, og jeg leste alt. Men jeg skjønner ikke noe, har godtatt at ISO 200 er det beste

[Sutekh]

Jeg fant ikke konklusjonen, og jeg leste alt. Men jeg skjønner ikke noe, har godtatt at ISO 200 er det beste

Veldig enkelt forklart: sensoren har en grunnleggende lysfølsomhet som (noenlunde) tilsvarer ISO 200 på film. Med andre ord, dette er lysfølsomheten den har hvis man ikke har noen som helst forsterkning på utgangssignalet.

 

For å oppnå ISO 100 må man altså dempe signalet ("forsterke" det med en faktor på 0,5), enten digitalt eller analogt. Akkurat som å forsterke signalet med faktorer over 1 (for å oppnå høyere ISO-verdier), så reduserer denne ekstra signalbehandlingen kvaliteten på signalet.

[k.n.b]

For å oppnå ISO 100 må man altså dempe signalet ("forsterke" det med en faktor på 0,5), enten digitalt eller analogt. Akkurat som å forsterke signalet med faktorer over 1 (for å oppnå høyere ISO-verdier), så reduserer denne ekstra signalbehandlingen kvaliteten på signalet.

Nettopp. Og hvis denne reduserte kvaliteten ikke er akseptabel for fotografen, så er det bedre å benytte gråfilter (av god kvalitet).

[Simen1]

Apropos det, hvorfor bygges ikke gråfilter inn i kamera/objektiv som et alternativ til å regulere lysmengde med blenderen? Blenderen gir jo konsekvenser for DOF og det er jo ikke alltid man ønsker.

 

Redigert: Jeg kom på at det finnes minst ett objektiv med innebygde gråfilter (og noen andre filter). Det heter Pentax SMC-M Reflex 2000mm f/13.5. (PDF)

Her om dagen fant jeg et kamera med 120-film som hadde to innebygde filter: ett gråfilter og ett gulfilter. Kameraet er anslagsvis 30-50 år gammelt.

Endret 31. august 2010 av Simen1

[Bruker-93156]

Så alle som bruker ISO 100 bruker en ISO hastighet som er forsterket (eller blir vel sveket) uansett merke?

[Trondster]

Veldig enkelt forklart: sensoren har en grunnleggende lysfølsomhet som (noenlunde) tilsvarer ISO 200 på film.

Er ikke det litt forenkling, som ikke besvarer spørsmålet? Det er vel den spesifikke sensoren som har den lysfølsomheten - det vil vel ikke gjelde andre sensorer fra andre fabrikanter - eller sensorer i andre størrelser, for den del?

[Sutekh]

Så alle som bruker ISO 100 bruker en ISO hastighet som er forsterket (eller blir vel sveket) uansett merke?

Nei.

 

Forskjellige sensorer har forskjellige basis-ISOer. Nikon sin 12 MP DX-sensor har 200. Den eldre 10 MP CCDen som sitter i bl.a. D80 har basis på 100. Det samme gjelder sensoren i 5D MkII, som må dempe signalet for å få ekvivalent ISO 50.

 

Er ikke det litt forenkling, som ikke besvarer spørsmålet? Det er vel den spesifikke sensoren som har den lysfølsomheten - det vil vel ikke gjelde andre sensorer fra andre fabrikanter - eller sensorer i andre størrelser, for den del?

Derav ordet "sensoren".

[Bruker-93156]

Så hvorfor har ikke Nikon laget en sensor med base på ISO 100 slik som Canon? Vil det gjøre at høyere ISO blir verre?

Er det noen fordeler med base på ISO 200 i forhold til Canons 100 utenom dobbel lysmengde?

Hvordan er ISO 200 på Nikon i forhold til andre sensorer med base på 100 med tanke på dynamisk omfang?

[Sutekh]

Så hvorfor har ikke Nikon laget en sensor med base på ISO 100 slik som Canon? Vil det gjøre at høyere ISO blir verre?

Hvorfor ikke er antagelig fordi Nikon har prioritert høy-iso-ytelse. Høyere basis-iso betyr som en tommelfingerregel bedre ytelse på høyere ISO-verdier.

 

Hvordan er ISO 200 på Nikon i forhold til andre sensorer med base på 100 med tanke på dynamisk omfang?

Tja, så langt er det ingen APS-C-sensorer som slår D90 sin på dynamisk omfang og støyytelse, så det bør vel si sitt. D90 har 12,5 trinn dynamisk omfang på ISO 200, som faktisk er bedre enn 5D MkII på ISO 100...

[Bruker-93156]

Ok...

 

Hvordan er D700 vs D90? Trodde D700 var bedre på dynamisk omfang...

[Sutekh]

Hvordan er D700 vs D90? Trodde D700 var bedre på dynamisk omfang...

De er rimelig jevne, faktisk. D90 er et halvt trinn bedre på ISO 200, deretter tar D700 over ledelsen. I hvert fall i følge DxO, men det kan fort være litt eksemplarvariasjon inne i bildet også.

 

Aller best dynamisk omfang får du med D3x på ISO 100 (nesten 14 trinn). Over 800 er det ingen som slår D3s. Nikon gjorde noe drastisk med signalbehandlingen sin når de oppgraderte D3.