ISO digital vs corrección post-exposición

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Hasta donde yo sé, una configuración ISO en una cámara réflex digital corresponde a una mezcla de configuraciones tanto analógicas como digitales establecidas antes de tomar una foto y determina la amplificación a la que se amplificará la luminosidad de incidencia para obtener los datos finales almacenados en el Archivo RAW.

En el lado analógico, esto corresponde a varias configuraciones de ganancia en el sensor y en los sitios de ADC para aumentar el voltaje efectivo a niveles más altos / más bajos. En el lado digital, esto corresponde a alguna técnica específica utilizada para aumentar el valor del valor de luminosidad digitalizado a un nivel superior antes de que se almacene en el formato RAW, todo hecho en el lado digital de las cosas.

Al componer tomas, siempre tomé el enfoque de minimizar el ISO digital aplicado a las imágenes y en su lugar me basé en el procesamiento posterior para aumentar la exposición. Para aclarar, en un escenario donde la configuración de sensibilidad de imagen correcta se encuentra entre dos configuraciones de ISO nativas, estaría tentado a bloquear mi ISO a la sensibilidad nativa más baja, tomar la imagen ligeramente subexpuesta y aumentarla en la publicación (en lugar de tomarla con exposición correcta directamente).

Sin embargo, he notado que este procedimiento parece dar como resultado imágenes de menor calidad en comparación con los aumentos digitales ISO en la cámara. Las tomas procesadas en lightroom tienden a desarrollar un tinte púrpura y parecen más ruidosas en general.

A continuación se muestran dos tomas de muestra en las que la exposición de la ISO 6400 se incrementa en 1 EV en la publicación a través de lightroom. Ambas tomas son cultivos 100% de la parrilla de un micrófono de condensador.

Muestra de imagen ISO 12800 Muestra de imagen ISO 6400

Observe el tono púrpura de la toma 6400 en comparación con la toma 12800. Curiosamente, el disparo de 12800 parece más útil a pesar de ser considerado como un ISO "expandido" para la EOS 7D (aunque ambos disparos se ven terribles).

Dado que el aumento de ISO digital ocurre, bueno, digitalmente, ¿por qué hay una disparidad entre el aumento de ISO digital aplicado en la cámara y el aplicado en la publicación de Adobe Lightroom? Habría asumido lo contrario donde la imagen postprocesada es superior debido a la mayor potencia de procesamiento y la falta de requisitos de vista previa en tiempo real que tienen los procesadores de cámara.

He pensado en toda la teoría de exponer a la derecha y he intentado tal teoría mientras mantengo mi hábito de bloquear el ISO nativo más cercano, pero los resultados no fueron muy diferentes a los mostrados anteriormente (tono púrpura, aumento aparente del ruido, etc. )

initramfs
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@entonio Estoy hablando de diferencias ISO ISO digitales, no nativas (sensor / ganancia de ADC).
initramfs
@CPUTerminator, hay una cosa que no entiendo. Si disparas con una sensibilidad nativa más baja, tomas la imagen ligeramente subexpuesta y la aumentas en la publicación, ¿no estás maximizando la parte digital del proceso, incluso si es por publicación en lugar de por cámara? Auiu no hay señal que se obtenga digitalmente.
entonio
@entonio Los dos disparos tienen la misma sensibilidad nativa, uno no es más bajo que el otro. Esto se debe al hecho de que el rango de expansión ISO de muchas cámaras no aumenta la sensibilidad nativa, sino que realiza el aumento digital ISO en la cámara . Efectivamente, las dos tomas anteriores tienen una sensibilidad nativa de ISO 6400 (en la que la ISO 12800 tiene un impulso ISO digital en la cámara de +1 EV).
initramfs

Respuestas:

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Canon 7D ISO 12800 no parece que sea puro ISO digital. El histograma sin procesar carece de esos espacios en cada segundo contenedor que son un signo de multiplicación 2x. Además, Lr a menudo aplica reducción de ruido dependiente de ISO; y también hay otros efectos dependientes del convertidor.

Iliah Borg
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En la pantalla de la cámara, los contenedores de histograma serían bastante grandes, por lo que incluso una modificación extrema no se vería allí en imágenes de 8 bits, y mucho menos en los 12/14 bits con los que trabaja la cámara.
James Snell
No estoy seguro de por qué está discutiendo el histograma que muestra la cámara. No es un histograma de datos en bruto.
Iliah Borg
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Esto se debe a que la relación señal / ruido es mayor cuando se expone correctamente que cuando subexpone y aumenta la exposición en un procesador RAW como Lightroom. Establecer el ISO correcto en la cámara produce tomas de mayor calidad que aumentar la exposición en el procesamiento posterior.

Si no se puede lograr una exposición perfecta, puede sobreexponer o subexponer.

Personalmente expongo a la izquierda (subexposición) porque recuperar sombras es mucho más fácil y limpio que recuperar reflejos.

Esto debería explicar las relaciones de señal a ruido: http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/image-noise.htm

Johnny
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La SNR es irrelevante aquí, ya que estamos tratando con la misma SNR para ambas imágenes. Hasta donde sé, en la cámara, el impulso digital ISO (no ISO nativo) está haciendo lo mismo que aumentar la exposición en la publicación (como en Lightroom). La señal presente directamente después de la digitalización para ambos disparos en la pregunta anterior debe ser idéntica (ya que el sensor y la ganancia de ADC ya están maximizados), por lo tanto, tienen la misma SNR. La pregunta pregunta por qué el aumento digital de ISO parece ser superior a la corrección de exposición LR.
initramfs
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"La pregunta pregunta por qué el aumento digital de ISO parece ser superior a la corrección de la exposición LR". Debido a que el algoritmo en la cámara utilizado por Canon para aumentar ISO 6400 a ISO 12800 parece ser superior al algoritmo utilizado por LR para impulsar una imagen tomada por una cámara Canon en ISO 6400 en una parada. Ambos intentan hacer lo mismo, pero no utilizan los mismos algoritmos para llegar allí.
Michael C
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Dado que solo hay una diferencia de parada entre las dos fotos en su ejemplo, sería muy propenso a decir que la mayor influencia sobre las diferencias entre las dos imágenes es la diferencia entre la forma en que el procesador de la cámara maneja la configuración ISO "extendida" en comparación con la forma en que LightRoom aumenta la exposición de la imagen ISO 6400. Ellos no son los mismos. A veces, dependiendo del modelo de cámara específico, pueden ser muy diferentes. Solo la diferencia en el comportamiento predeterminado para la reducción de ruido de imágenes ISO altas podría explicar la mayoría de las diferencias entre las dos tomas en su muestra.

Probablemente estaría mucho más cerca si comparara los resultados en la cámara con el convertidor RAW del fabricante de la cámara. La mayor potencia de procesamiento solo es útil si el archivo RAW está siendo interpretado por un algoritmo como bueno o mejor que el utilizado por el procesador de la cámara.

Michael C
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Ambas tomas son procesadas por Lightroom, la toma ISO 12800 simplemente tiene todos los parámetros predeterminados establecidos (en Lightroom).
initramfs
Pero la cámara está aplicando diferentes NR y otros procesamientos a la imagen ISO 12800 en la cámara que aplica a la imagen ISO 6400, porque ISO12800 es una configuración ISO "extendida" para el 7D.
Michael C
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Hasta donde yo sé, NR y otros procesamientos no se aplican directamente al archivo RAW sino que se guardan como una preferencia o sugerencia para que el procesador RAW lo use. Ambas imágenes utilizaron todos los valores predeterminados (incluido NR) en Lightroom. Además, el mismo fenómeno está presente con los ISO que no están en el rango expandido, simplemente utilicé el extremo para demostrar el efecto más claramente.
initramfs
@CPUTerminator Dependiendo del modelo del sensor / cámara, se puede aplicar algo de NR a los datos analógicos que salen del chip antes de que se convierta a digital. También se puede aplicar NR adicional a los datos digitales antes de que se guarden en el archivo RAW patentado. Además, Lightroom no lee ninguna de las secciones de "notas del fabricante" (donde se registran configuraciones de cámara como WB y NR) de la información EXIF ​​en un archivo RAW de Canon. LR aplica su propio valor predeterminado o un perfil predeterminado creado por el usuario y almacenado en LR, independientemente de la configuración de la cámara en el momento en que se tomó la imagen.
Michael C
Entonces está diciendo que, a pesar de que el NR está apagado en la cámara, todavía se aplica un NR destructivo a los datos digitales antes de que se guarden en el RAW. Esto parece muy contradictorio ya que el propósito de RAW es que puedas hacer todas las manipulaciones digitales en la publicación. Además, verifiqué si la opción de reducción de ruido en la cámara tenía algún efecto en el archivo RAW y los resultados sugirieron que no.
initramfs
-3

Lo estas haciendo mal. Siempre desea utilizar el mejor ISO que pueda de la cámara y evitar la amplificación en el procesamiento posterior.

La razón de esto es que los amplificadores de sensor son amplificadores analógicos que amplificarán la señal más fielmente de lo que es posible después de pasar por el ADC. La razón de esto es simple, imaginemos que tiene un sensor de 12 bits, 4096 valores diferentes, y la escena es realmente oscura, por lo que los valores tonales son pequeños, como 1, 2, 3, 4, 5, 6, etc. tenemos datos de imagen como este:

2, 2, 4, 2, 0, 0, 5, 1, 2

Es decir, valores realmente bajos, está oscuro. Habrá ruido, así que, por ejemplo, tal vez el 5 debería haber sido un 4 y el 4 debería haber sido un 3 o lo que sea. Ahora, si solo amplificas este 4x en Photoshop, obtendrás esto:

8, 8, 16, 8, 0, 0, 20, 4, 8

Simplemente multiplica los valores. No hay nueva información. Sin embargo, si aumenta el ISO y obtiene amplificación analógica, puede obtener datos como este:

8, 9, 14, 6, 3, 1, 17, 3, 7

Por lo tanto, estos datos también pueden ser ruidosos, pero está obteniendo tonos mucho más precisos y mucha información nueva. La regla básica es simple:

Establezca el ISO para maximizar el rango dinámico de su sensor.

Básicamente, desea que el ISO sea lo más alto posible sin sobresaturación de ninguno de los píxeles. Puede verificar los histogramas para ver si está sobresaturando. Aún mejor es usar filtros específicos de canal que pueden bloquear la luz excesiva y le permiten aumentar aún más el ISO. Por ejemplo, si tiene mucho exceso de luz azul, puede usar un filtro amarillo para silenciarlo, luego puede aumentar aún más su ISO sin sobre saturación.

Clickety Ricket
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"Básicamente quieres que el ISO sea lo más alto posible" ¡ Sí, tomemos todas nuestras imágenes ISO 12800!
Qué pena que DR disminuya cuanto mayor sea el ISO que establezca, ¿verdad? La SNR, el rango tonal y la sensibilidad del color también disminuyen. Entonces, no, no debe establecer su ISO lo más alto posible. Por ejemplo, aquí hay un buen gráfico: dxomark.com/Cameras/Canon/EOS-5D-Mark-IV---Measurements ( presione la pestaña Dynamic Range). El ISO alto es bueno si NECESITA mayor velocidad o si está disparando en condiciones de poca luz, NO para obtener una mayor calidad. Para IQ, cuanto menos ISO, mejor calidad.
walther
el OP evry habla explícitamente sobre ISO digital (y quiere saber por qué es diferente de aumentar en la publicación), mientras que esta respuesta discute los beneficios de ISO analógico. así que no, lo estás haciendo mal.
THS