Продолжаю серию статей, посвященных фотографическому шуму. Уже были статьи на эту тему:
Цель исследования
А сейчас я отвечу на главный вопрос, к которому собственно и готовился раньше, отрабатывая технологию исследования шума. Вопрос такой: что лучше - высокое ISO или длинная выдержка? Речь вот о чём.
Предположим, мы снимаем при недостатке освещенности со штатива пейзаж без ветра. Что лучше с точки зрения минимизации шума - поднять установить длинную выдержку или поднять чувствительность? В общем-то, общим местом будет ответ — установить длинную выдержку. Подтверждением (или опровержением) этого тезиса мы и займемся.
Определение цифрового фотографического шума и методология оценки шумности кадра описана в статье А вот шуметь не надо!. Перейдем сразу к делу.
Методика эксперимента
Метод дарков позволяет нам исключить посторонние воздействию и сосредоточиться на двух интересующих нас параметрах — выдержке и ISO. Итак, мы отключаем все шумоподавлялки, закрываем объектив крышкой, а окуляр заглушкой, подключаем фотоаппарат к компьютеру или пульту и переходим к эксперименту.
Стандартная шкала ISO основана на степени двойки, то есть каждая следующая ступень чувствительнее в два раза: 100, 200, 400 и т.д.
Соответственно, чтобы при повышении чувствительности получить адекватный световой поток, нужно уменьшать экспозицию, то есть при фиксированной диафрагме, как в нашем случае, уменьшать выдержку — вдвое на каждом шаге. Поскольку максимальная выдержка на моем оборудовании 30", получается следующая табличка установок ISO и выдержки в тестовых сериях:
| ISO | выдержка |
|---|---|
| 100 | 30" |
| 200 | 15" |
| 400 | 8" |
| 800 | 4" |
| 1600 | 2" |
| 3200 | 1" |
| 6400 | 1"/2 |
| 12800 | 1"/4 |
Еще раз поясню: каждая пара ISO-выдержка дает одинаковый результат на выходе. Разница будет только в шуме.
Для каждой пары ISO-выдержка проводилась серия из 10 снимков, результат усреднялся. Между сериями фотоаппарат выключался, чтобы остыть. Использовались фотоаппараты Canon EOS 450D и Canon EOS 7D с кропнутой матрицей кроп-фактора 1.6.
Результаты измерений
Результаты измерений представлены в таблице.
| ISO | выдержка | 450D | 7D |
|---|---|---|---|
| 100 | 30" | 0,83 | 0,11 |
| 200 | 15" | 0,90 | 0,13 |
| 400 | 8" | 0,96 | 0,25 |
| 800 | 4" | 1,18 | 0,63 |
| 1600 | 2" | 1,70 | 1,22 |
| 3200 | 1" | 2,40 | |
| 6400 | 1"/2 | 4,33 | |
| 12800 | 1"/4 | 7,63 |
Мы видим, что шум от роста ISO значительно превосходит шум от роста выдержки. Я бы сказал, драматически. Кривая хорошо ложится на экспоненту.
Уровень шума в зависимости от ISO при компенсированной выдержке.
Выводы
Первое, заведомо известное. Подтверждено, что рост шум от увеличения чувствительности (ISO) многократно превышает рост шума от роста выдержки. Комбинированный уровень шума практически экспоненциально зависит от ISO.
Следствие. С точки зрения минимизации шума лучше увеличить выдержку, чем ISO. Очевидное ограничение - шевелёнка. В другой стороны, разница в шумности между ISO 100 и 400 вряд ли заметна.
Второе. Более новые / старшие модели значительно тише на низких ISO, но преимущество резко падает с ростом ISO из-за экспоненциального роста шума. Фактически по уровню шума EOS 450D от 7D отделяет всего одна ступень чувствительности, несмотря на почти двое более длинную шкалу ISO.
Оговорка. Исследование проводилось на аппаратах с кропнутой матрицей. Что делается на полном фрейме интересно, но пока мне не известно.
