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詳解數(shù)碼相機之等效感光度

2005-05-09 作者:nfjfj
  在傳統(tǒng)膠卷相機上ISO代表感光速度的標準,在數(shù)碼相機中ISO定義和膠卷相同,代表著CCD或者CMOS感光元件的感光速度,ISO數(shù)值越高就說明該感光材料的感光能力越強。ISO的計算公式為S=0.8/H(S感光度,H為曝光量)。從公式中我們可以看出,感光度越高,對曝光量的要求就越少。ISO 200的膠卷的感光速度是ISO 100的兩倍,換句話說在其他條件相同的情況下,ISO 200膠卷所需要的曝光時間是ISO 100膠卷的一半。在數(shù)碼相機內(nèi),通過調(diào)節(jié)等效感光度的大小,可以改變光源多少和圖片亮度的數(shù)值。因此,感光度也成了間接控制圖片亮度的數(shù)值。

  在傳統(tǒng)135膠卷相機中,等效感光值是相機底片對光線反應(yīng)的敏感程度測量值,通常以ISO 數(shù)碼表示,數(shù)碼越大表示感旋光性越強,常用的表示方法有ISO 100 、400 、1000等,一般而言, 感光度越高,底片的顆粒越粗,放大后的效果較差,而數(shù)碼相機為也套用此ISO值來標示測光系統(tǒng)所采用的曝光,基準ISO越低,所需曝光量越高。

  傳統(tǒng)照相機本身是無感光度可言的,因為感光度只是感光材料在一定的曝光、顯影、測試條件下對于輻射能感應(yīng)程度的定量標志。使用過傳統(tǒng)相機的人,都知道膠卷最重要的指標就是感光度———通俗一點就是衡量膠卷需要多少光線才能完成準確曝光的數(shù)值。我們在照相機商店買的100、200、400的膠卷,數(shù)字表示的就是感光度。感光度一般用ISO值表示,這個數(shù)值增大,膠卷對光線的敏感程度也增,這樣就可以在不同的光線進行拍攝。像ISO100的膠卷最適合在陽光燦爛的戶外進行拍攝,而ISO400的膠卷則可以在室內(nèi)或清晨、黃昏等光線較弱的環(huán)境下拍攝。

  但是,由于照相機與普通照相機不同,他的感光器件是使用了CCD或者CMOS,對曝光多少也就有相應(yīng)要求,也就有感光靈敏度高低的問題。這也就相當于膠片具有一定的感光度一樣,數(shù)碼相機廠家為了方便數(shù)碼相機使用者理解,一般將數(shù)碼相機的CCD的感光度(或?qū)饩€的靈敏度)等效轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)膠卷的感光度值,因而數(shù)字照相機也就有了“相當感光度”的說法。

  用通常衡量膠片感光度高低的眼光來看,目前數(shù)字照相機感光度分布在中、高速的范圍,最低的為ISO50,最高的為ISO6400,多數(shù)在ISO100左右。對某些數(shù)字照相機來說,感光度是單一的,加之CCD的感光寬容度很小,因而限制了它們的在光線過強或過弱條件下的使用效果。另外一些數(shù)字照相機相當感光度有一定的范圍,但即使在所允許范圍內(nèi),將感光度設(shè)置得高或低,拍攝效果亦有所區(qū)別,平時拍攝應(yīng)將它置于最佳感光度上這一檔上。和傳統(tǒng)相機一樣,低ISO值適合營造清晰、柔和的圖片,而高的ISO值卻可以補償燈光不足的環(huán)境。

  在光線不足時,閃光燈的使用是必然的。但是,在一些場合下,例如展覽館或者表演會,不允許或不方便使用閃光燈的情況下,可以通過ISO值來增加照片的亮度。數(shù)碼相機ISO值的可調(diào)性,使得我們有時僅可通過調(diào)高ISO值、增加曝光補償?shù)绒k法,減少閃光燈的使用次數(shù)。調(diào)高ISO值可以增加光亮度,但是也可能增加照片的噪點。

  由下圖看出,ISO值高的圖片會比ISO值低的圖片亮,但是同時,也容易增加噪點。

如何獲得ISO值

  在數(shù)碼相機上ISO相當于CCD的感光速度,但是與膠卷不同的是,大多數(shù)碼相機的ISO值并不是固定的,可以通過調(diào)節(jié)ISO值達到不同的感光度。

  然而使用同一塊CCD的數(shù)碼相機是如何提供可變的ISO數(shù)值的呢?我們知道CCD每個像素由一個發(fā)光二級管和若干控制傳輸電路組成,當選擇高感光度的時候?qū)ζ洳杉瘉淼男盘栠M行放大,然后再通過相機內(nèi)的軟件對照片的對比度和亮點進行了調(diào)節(jié),通俗的說法就像你在PHOTOSHOP里調(diào)整GARMMEA曲線一樣。除了放大信號以外,還有另一種方法可以提高感光度,那就是虛擬像素,就像增加單個像素感光面積一樣,最常見的就是將四個像素當作一個像素來進行感光,通常情況下可以在保證畫質(zhì)質(zhì)量的同時提供4倍于原來的感光度。

ISO對畫面質(zhì)量的影響

  高ISO需要對一塊CCD/CMOS所采集來的信號進行放大等處理,但是對于有用數(shù)據(jù)信號進行放大的同時,噪點也被放大得更加厲害。所以高ISO值會使得照片的顆料感變得嚴重,帶來更多的噪點,同時也會損失更多的細節(jié)。所以通常的消費級別數(shù)碼相機通常只提供最高400的ISO,部分產(chǎn)品雖然提供了ISO 800,但是效果表現(xiàn)并不讓人滿意。而數(shù)碼單反的高ISO表現(xiàn)好,就是因為其感光元件面積大,采集的有效信號本身就多于消費級別的數(shù)碼相機,故經(jīng)過放大后的信號還是有很好的信噪比。

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