iso

數碼相機感光度量化規定

ISO是感光度的意思,它也是國際標準化組織(International Standardization Organization)的縮寫,同時也正是這個組織對感光度做了量化規定。感光度是衡量底片對於光的靈敏程度,由敏感度測量學及測量數個數值來決定,國際標準化組織標準為ISO 6。對於光較不敏感的底片,需要曝光更長的時間以達到跟較敏感底片相同的成像,因此通常被稱為慢速底片。高度敏感的底片因而稱為快速底片。以外和感光度密切相關的一個ISO系統是用來測量數位影像系統的敏感度。無論是數位或是底片攝影,為了減少曝光時間相對使用較高敏感度通常會導致影像品質降低(由於較粗的底片顆粒或是較高的影像雜訊或其他因素)。

基本上,使用較高的感光度,可降低由照相機晃動產生的模糊,並可減少曝光所需時間,但會導致影像細節表現降低;使用較低的感光度,可使拍攝的圖像雜訊(噪點)少,但曝光時間相對增加,且較易受晃動影響。

釋義


ISO感光度是衡量傳統相機所使用膠片感光速度標準的國際統一指標,其反映了膠片感光時的速度(其實是銀元素與光線的光化學反應速度)。傳統相機可以根據拍攝現場的具體情況選擇不同ISO感光度的低速、中速或高速膠片進行拍攝。在傳統膠捲相機上ISO代表感光速度的標準,在數碼相機中ISO定義和膠捲相同,代表著CCD或者CMOS感光元件的感光速度,ISO數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的膠捲的感光速度是ISO 100的兩倍,換句話說在其他條件相同的情況下,ISO 200膠捲所需要的曝光時間是ISO 100膠捲的一半。在數碼相機內,通過調節等效感光度的大小,可以改變光源多少和圖片亮度的數值。因此,感光度也成了間接控制圖片亮度的數值。
在傳統135膠捲相機中,等效感光值是相機底片對光線反應的敏感程度測量值,通常以ISO 數碼錶示,數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,而數碼相機為也套用此ISO值來標示測光系統所採用的曝光,基準ISO越低,所需曝光量越高。ISO的數值每增加1倍,其感光的速度也相應的提高1倍。比如ISO200的感光度比ISO100感光度的感光速度提高1倍,而 ISO400的感光度比ISO200的感光度提高1倍,而比ISO100的感光度提高4倍,並依次類推。
傳統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、測試條件下對於輻射能感應程度的定量標誌。使用過傳統相機的人,都知道膠捲最重要的指標就是感光度———通俗一點就是衡量膠捲需要多少光線才能完成準確曝光的數值。我們在照相機商店買的100、200、400的膠捲,數字錶示的就是感光度。感光度一般用ISO值表示,這個數值增大,膠捲對光線的敏感程度也增強,這樣就可以在不同的光線進行拍攝。像ISO100的膠捲最適合在陽光燦爛的戶外進行拍攝,而ISO400的膠捲則可以在室內或清晨、黃昏等光線較弱的環境下拍攝。
但是,由於數碼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要求,也就有感光靈敏度高低的問題。這也就相當於膠片具有一定的感光度一樣,數碼相機廠家為了方便數碼相機使用者理解,一般將數碼相機的CCD的感光度(或對光線的靈敏度)等效轉換為傳統膠捲的感光度值,因而數字照相機也就有了“相當感光度”的說法。而對於數碼相機來說,其實並不使用膠片,而是通過感光器件CCD或CMOS以及相關的電子線路感應入射光線的強弱。為了與傳統相機所使用的膠片統一計量單位,才引入了ISO感光度的概念。同樣,數碼相機的ISO感光度同樣反映了其感光的速度。
用通常衡量膠片感光度高低的眼光來看,數字照相機感光度分佈在中、高速的範圍,最低的為ISO50,最高的為ISO6400,多數在ISO100左右。對某些數字照相機來說,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。另外一些數字照相機相當感光度有一定的範圍,但即使在所允許範圍內,將感光度設置得高或低,拍攝效果亦有所區別,平時拍攝應將它置於最佳感光度上這一檔上。和傳統相機一樣,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。數碼相機ISO值的可調性,使得我們有時僅可通過調高ISO值、增加曝光補償等辦法,減少閃光燈的使用次數。調高ISO值可以增加光亮度,但是也可能增加照片的噪點。

工作原理


ISO感光度的高低代表了在相同EV曝光值時,選擇更高的ISO感光度,在光圈不變的情況下能夠使用更快的快門速度獲得同樣的曝光量。反之,在快門不變的情況下能夠使用更小的光圈而保持獲得正確的曝光量。因此,在光線比較暗淡的情況下進行拍攝,往往可以選擇較高的ISO感光度。當然,對於單反相機而言還可以選擇使用較大口徑的鏡頭,提高光通量。而對於一般數碼相機因為採用的是固定鏡頭,惟有通過提高ISO感光度來適應暗淡光線情況下的拍攝,特別是在無法使用輔助光線的情況下。
傳統相機所使用的膠片是通過控制染料對光線的敏感度的不同來實現提高膠片感光度的目的。但是,感光度的提高會降低影象清晰度,減小反差,也就是減少了動態範圍。數碼相機的感光元件屬於主動元件,存在暗電流,普通模式下設置了截止電流,並不會使用到存在雜訊干擾的部分,高感光度模式是利用到了存在雜訊較大的部分,這些背景雜訊反映到圖像上就是隨機的雜色。只要感光元件沒有改進,光圈不改變,該問題無法有真正的改善,最多利用演演算法弱化雜訊的直觀感受,這也是高iso的相機往往有更大的鏡頭和更大尺寸感光元件的原因。
因此,當現場光線條件不好時應當首先考慮輔助光(閃光燈和反光板)的應用,在無法使用輔助光時再考慮三腳架的使用和防抖,最後才考慮提高ISO感光度的辦法。
對於經常拍攝舞台等光線較暗,並且不允許使用閃光燈或不便於使用三腳架的場所,可以盡量選擇鏡頭口徑較大焦距較短,ccd尺寸較大的數碼相機,單反數碼相機可以選擇使用口徑較大的鏡頭來進行拍攝(當然,大光圈也會降低景深)。
夜景拍攝常常使用較大的光圈和較長的曝光時間,假如選擇較高的ISO感光度必將不可避免的產生噪點和雜色。這時可以使用三腳架和自拍,有可能的再使用快門線,選擇較低的ISO感光度就可以避免噪點和雜色的產生。
因此,在購買數碼相機時就需要考慮選擇具有最大iso和較大尺寸ccd的相機,其比較有利於弱光情況下的拍攝。在拍攝時儘可能的使用輔助光源和較長曝光時間等。

標度比較


以下的表格展出各種不同感游標度的比較:
ISO 運算式標度 (ASA 標度)ISO 對數式標度 (DIN 標度)GOST (蘇聯1987年前期)相應感光度的底片產品
6原版Kodachrome
810°Polaroid PolaBlue
1011°Kodachrome 8 mm 底片
1212°11Gevacolor 8 mm 反轉片
1613°11Agfacolor 8 mm 反轉片
2014°16Adox CMS 20
2515°22舊版 Agfacolor, Kodachrome 25
3216°22Kodak Panatomic-X
4017°32Kodachrome 40 (movie)
5018°45Fuji RVP (Velvia)
6419°45Kodachrome 64, Ektachrome-X
8020°65Ilford Commercial Ortho
10021°90Kodacolor Gold, Kodak T-Max (TMX),Provia
12522°90Ilford FP4+, Kodak Plus-X Pan
16023°130Fujicolor Pro 160C/S, Kodak High-Speed Ektachrome
20024°180Fujicolor Superia200
25025°180Tasma Foto-250
32026°250Kodak Tri-X Pan Professional (TXP)
40027°350Kodak T-Max (TMY),Tri-X 400,Ilford HP5+
50028°350
64029°560Polaroid 600
80030°700Fuji Pro 800Z
100031°700Kodak P3200 TMAX,Ilford Delta3200(see text below)
125032°
160033°1400–1440Fujicolor 1600
200034°
250035°
320036°2800–2880Kodak T-Max (TMZ)
400037°
500038°
640039°