Re: [閒聊] 各類星空拍攝最佳ISO值

[Epsilon (我是EPS)]

一般會有ISO越低雜訊越低的感覺的關鍵理由是，一般拍照時會先測光。
當你把ISO設低，測光錶會告訴你多曝一點，可能是放大光圈也可能是拉長曝光。
總之結果就是進光量增加，也就是落在CMOS上的訊號變強。
當訊號增強的幅度超過雜訊增強的幅度，畫面當然看起來就比較乾淨，
也就給人雜訊比較弱的感覺。

但當我們要問來自相機的雜訊（這裡主要是讀出雜訊）到底會如何隨ISO改變，
第一件事是回到高中理化實驗應該有學到的：要控制變因。
要讓所有其它條件都不變，只變ISO，
這樣才能正確判斷真正的雜訊到底如何隨ISO改變。
如果你又改ISO又允許測光表更動你的曝光條件，
你就無法一眼看出雜訊是怎麼表現的。

如果你真的只動ISO，其它都不動，就連影像增益都維持不變，
（方法是事後在raw檔轉檔時改EV值，讓所有不同ISO的影像看起來一樣亮）
你會看到ISO越高，拍出來的影像越乾淨，
這完全是因為大部份DSLR的ISO越高、讀出影像時產生的讀出雜訊越低。
有興趣的人可以上sensorgen.info或一位叫Bill Claff的人的網站，
這兩個網站都具體列出各DSLR在不同ISO時讀出雜訊的數值（以電子為單位）。

這件事一般拍照的人都很難接受，因為跟他們的直覺相左，
但這在天文攝影裡是存在超過十年的入門級知識了。
這也不是說拍天文的有多厲害，
而是，天文攝影的條件正好符合以上所說的，只動ISO，其它不動。

在光圈部份，大家都知道拍星會盡量用大光圈，不會沒事縮到F8、F11。
所以光圈這變因基本上是不變的。
再來就是曝光時間，如果是拍星景，時間就卡死在最多單張不能超過20或30秒。
如果光圈跟快門都沒什麼更動的空間，那唯一能動的就是ISO。
所以觀察力不太差又勇於嘗試不同ISO的人(而不是網路教學怎麼寫就照作的)，
很容易可以發現高ISO容易得到較乾淨的影像。
各位只要懂得控制實驗變因，很容易可以得到相同的結論，
除非你用的正好是少數幾台接近ISO-less的相機。

所以，日後各位若面臨進光量嚴重受限的狀況，
記得往高ISO走，因為相機在高ISO時會製造較少的雜訊(但動態範圍受限)。


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推 fosa: 長知識了，下次試試看，謝啦~
推 ferrinatice: 我以為使用Sony感光元件的相機都是ISO Invariance?
推 l17: 太感謝你了!!  偶想法跟你一樣 不過表達較差QQ
→ l17: SONY的相機用ISO1600去曝光再拉亮其實是OK的 雜訊不會用噴的
→ l17: 不過以高ISO邏輯去推的話 6400曝光 A7同樣也可行
6400太高，請看：
http://www.sensorgen.info/SonyA7.html
A7的讀出雜訊到ISO 1600之後就在3.0個電子上下徘徊，不會再下去了。
A7開到6400一點好處都沒有，只有動態範圍比較差而已。

推 jaylj14: 想問個蠢問題，所以理論上iso invariant的相機拍天文豈
→ jaylj14: 不是iso200直接拍再後製拉EV跟高iso直接拍表現要一樣？這
→ jaylj14: 樣DR不就大到不合理了嗎？
某種程度上確實是這樣沒錯。
本魯四年多前剛拿到D800時，就是ISO200在拍天文的。

但深入講的話，這會變得很難說。一是，現在還沒出現真正ISO-less的相機。
最接近ISO-less的，在低ISO時還是會出現讀出雜訊上升的現象。

另一點是，假使讀出雜訊真的完全ISO-less，譬如全都是兩個電子好了。
此時在低ISO下，限制動態範圍的因子就變成數位誤差。
以D800為例，它在約ISO 320時，gain會差不多是1 ADU/electron，
也就是pixel上一個光電子就會轉換成14bit數位檔中1的讀數。
如果用ISO 100，那就差不多變成三個光電子換一個讀數。
這時，因為影像只能有整數值，你的影像中永遠就會有+/-3個電子的不確定性。
這個誤差有可能超越讀出雜訊，導致你無法榨出每一個光電子該有的價值。

但這之所以很難說是因為，假始經過三四年的演化，DSLR可以做到真的ISO-less，
在那同時，常見DSLR的AD轉換是否可能進入16bit時代？
如果可以，以2個電子的讀出雜訊來算，只需要一種gain：1 ADU/electron，
就可以做到15階的動態範圍。log(2^16/2)/log(2) = 15.
等這種相機出現，那就不需要ISO這種東西了。
到時，就算相機上有ISO轉輪，那東西控制的也不再是CMOS上的amplifier gain，
而是完全等同於在Photoshop裡拉EV值。
個人很期待這樣的相機的出現，不過那應該還是幾年後的事。

推 changmada: 學了一課
推 l17: 如果是在大都市像台北用200曝光再拉 是合理的
→ l17: 因為當時偶開1600曝光 RAW檔有呈現輕微爆掉(ETTR)拉回來有看
推 l17: 到銀河http://imgur.com/a/GAYMB 這算是暴力解法XDDD
→ l17: 原文其實是想表達 你在極度黑暗像是百岳那種地方 開到6400
→ l17: 曝光20秒 就算曲線圖是稍微爆掉 但拉回來之後雜訊明顯少很多
→ l17: 但是一般人的邏輯是極度黑暗 那乾脆開低ISO跟小光圈就整個gg
推 TCGB: 寧願高iso 也不要拍太暗拉回 ?
推 l17: https://youtu.be/J1Kfr8RG3zM 可以參考此影片XD
推 jyenhuang: 應該是開高iso過曝以後在拉回來?
推 l17: 樓上 沒錯 不過就是要測出Histogram剛剛好不要整個爆掉
推 jyenhuang: 謝謝XD 看的心癢癢的想買台相機回來玩...
→ jyenhuang: 錢一陣子缺錢把相機賣光光了@@
推 l17: #1MVWmpm_ 這是S大針對A7的ISO解釋 我覺得開高ISO有時很好用
※ 編輯: Epsilon (153.156.42.184), 03/29/2017 08:14:54
推 RicciCurvatu: 想要那麼高動態範圍還是有難度，天生物理限制，想提
→ RicciCurvatu: 高敏感度同時，也會增加熱電子敏感度，像天文用冷卻
→ RicciCurvatu: CCD還要特別用降溫。高動態與低雜訊超過某種物理極
→ RicciCurvatu: 限後就要取捨，但常溫使用下可能還不需要考慮到那種
→ RicciCurvatu: 程度
推 soule: 好深喔...
推 user1120: 推這篇，給了很多的知識和參考資料，找時間細細看
推 alayaosu: 清流
推 Cervelo1995: 上面影片的ETTR方式,是不是只有在iso variance的機子
→ Cervelo1995: 才有差, 而iso-invariance的相機就無所謂了?
推 l17: 開高ISO對A7的確是掉DR很嚴重 但是星空拍攝影響比較小
推 l17: #1LNB-NJM 這是板友以a6000利用ETTR方式拍攝銀河
推 GSMBOY: 跪推王博士
推 somn50: wow~~推
推 l17: 有G大推文 肯定是好文!!!
推 bgp895405: 長知識!!