| inviato il 04 Novembre 2018 ore 16:19
Il titolo è vagamente fantozziano. Restringiamo il campo: niente ISO di pellicole.
Per rumore si intende qualsiasi cosa indesiderata che non sia segnale puro. In genere si parla di rumore casuale. Un rumore che non sia casuale è sistemico ed è compito del progettista attenuarlo o eliminarlo.
C'è l'analogia di un uomo sobrio e di un ubriaco che fanno n passi partendo dallo stesso punto. Dopo n passi il sobrio si trova a distanza n dal punto di partenza, l'ubriaco a distanza sqrt(n) perché uno procede in linea retta e l'altro a zig zag.
L'ubriaco è il rumore che non ritraccia mai se stesso.
Definiamo il rapporto segnale su rumore SNR (Signal-to-Noise-Ratio) come il rapporto fra il segnale totale S (non è un segnale puro, è la miscela del segnale puro e del rumore) e il rumore N: SNR=S/N.
Se riuscissimo a sommare un segnale ripetitivo molte volte in modo riproducibile (mediazione del segnale o signal averaging) come si evolve SNR? Dopo m somme SNR(m)=sqrt(m)*SNR. Per esempio, dopo cento ripetizioni se SNR iniziale fosse stato 2 (ossia: quasi sepolto nel rumore, molto rumoroso) SNR(100)=sqrt(100)*SNR=10*SNR= 20. 20:1 è un SNR rispettabile, sarebbe già una foto poco rumorosa, accettabile fino a moderati ingrandimenti.
È possibile fare signal averaging in fotografia? Solo in casi molto particolari, quando la scena è statica e non cambia nel corso del tempo. Attualmente Google è pioniera in questo campo e si avvale anche di AI.
Definiamo ISO nel digitale. Ogni sensore è caratterizzato da un ISO di base che è semplicemente l'ISO per cui la gamma dinamica è massima. Per questo quasi tutti i fotografi lavorano a ISO base.
Generalmente ISO base è 100, ci sono anche i 64 come alcune Nikon top e anche i 200 (tipicamente: i Foveon Merrill).
Con la pellicola si doveva cambiare il tipo di emulsione per cambiare gli ISO (ASA, DIN, tanto tempo fa).
Nei sensori digitale è l'ISO che è preposto a cambiare la sensibilità del sensore.
L' ISO è semplicemente un amplificazione del segnale elettrico (non della luce e questo è essenziale) secondo un certo gain.
Facciamo un esempio riferito alla stessa scena:
(1) ISO 100 f/8 1/125s
(2) ISO 200 f/8 1/250s oppure l'equivalente f/11 1/125s
Definiamo Ev=ln2((f/^2)*t) in cui f/ è il diaframma e t è 125 se il il tempo di scatto è 1/125s. In questo caso Ev=log2(8^2*125) a 100 ISO ossia Ev=12.96
log2 lo calcola Excel direttamente, le calcolatrici scientifiche no, per cui conviene passare attraverso log in base 10 e scrivere: Ev=3.322*log ((f/^2)*t).
Nel nostro esempio (1) Ev(100)=12.96 mentre (2) Ev(200)=13.96. Sono due Ev che indicano luce molto buona, se si pensa che il sole a picco mostra Ev ~15-16.
Si nota anche che fra (1) e (2) c'è esattamente 1 EV di differenza (uno stop) che corrisponde alla differenza fra ISO 100 e ISO 200.
A questo punto va introdotta una caratteristica molto importante della luce in quanto costituita da fotoni. In buona luce (no astro, no notturni) SNR è determinato da quanti fotoni raccoglie il sensore. Se i fotoni in gioco sono n, allora
SNR=sqrt(n). Se (1) ha raccolto più fotoni di (2), è SNR(1) > SNR(2).
Passando da ISO 100 a ISO 200 succede che:
(1.) si taglia metà luce al sensore
(2.) si ristabilisce l'esposizione con il gain 2 dell'ISO 200
(3.) si è perso uno stop di gamma dinamica per via di (2.)
Quindi tutti i fotografi che scattano a ISO base non sbagliano perché minimizzano il rumore e massimizzano la gamma dinamica.
Bisogna sottolineare che tutto questo è vero quando il rumore è deciso dal photonic shot noise. Le cose sono destinate a complicarsi quando si parlerà di read noise, in particolare.
Ricapitolando: in buona luce, alzando gli ISO si degrada SNR (con le condizioni al contorno precisate). Notare che ISO è stato libero di agire nelle modalità A, S, P, AutoISO (secondo Nikon, Canon usa abbreviazioni diverse).
Una volta che ISO viene imposto in modalità M (manuale), perde una delle sue prerogative, quella di tagliare la luce, mantiene però il gain.
Se l'esposizione è stata decisa dal fotografo in manuale, l'ISO non è più l'ISO classico, è diventato un semplice gain. Per essere chiari è diventato equivalente a spostare di 1 Ev a dx lo slider di Exposure. Se cambiare l'esposizione con lo slider viene chiamato ISO, allora niente più si tiene, ci sta di tutto.
Chiamato ISO qualcosa che non lo è diventa lecito affermare: l'ISO non ha influenza sul rumore, e per forza, è un ISO a dimezzato
Da notare: se si moltiplica un file per ISO 200 (cioè gain 2) SNR non cambia. La situazione è molto chiara, avendo fatto agire ISO come un semplice gain, SNR non è cambiato
Moltiplicare x 2 un file equivale ad una sovraesposizione di 1 Ev. Poco male, basta compensare verso sx con Exposure et voilà, ci ritroviamo il file originale con SNR immutato. Da cui la frescaccia "ISO e Rumore? Neanche parenti" In effetti se non si definisce chiaramente cosa si intende per ISO e rumore, ci sta anche questa Questa conclusione assurda è figlia dall'aver considerato ISO un'operazione che non lo è. D'altronde in ricerca non ci si improvvisa e non si nasce imparati
Questa trattazione degli ISO è operazionista, c'è da aspettarsi discussioni molto più serrate quando SNR dipende anche dal read noise.
In questo 3D mi sforzerò di attenermi a Martinec e Hasinoff. Un riferimento molto consigliabile è il pdf preparato in italiano dall'ing. Alessio Beltrame, scaricabile gratis solo dal suo sito.
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| inviato il 04 Novembre 2018 ore 16:27
sempre preziosi i suoi interventi Ing.Grassi! |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 16:35
@Camou non sono ing., non vorrei che i veri ing. si offendessero |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 16:49
credo che non si offenderebbero...
la preparazione scientifica è quella, pure il metodo. |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 17:27
Grazie approfondimento molto interessante
Andrò a leggermi il pdf consigliato |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 18:02
Quindi, se io volessi mantenere 1/250 per ragioni di mosso e f/8 per ragioni di profondità di campo, tra [1] scattare in manuale a ISO 200 e [2] scattare in manuale a ISO 100 aggiungendo poi +1EV su Camera Raw, a livello di SNR non cambierebbe nulla?
E il fatto (come ho letto da varie parti) che è preferibile "esporre a destra" (in questo caso ->[1] ) per come i sensori gestiscono i bit da destinare a "luci" e "ombre", qui non c'entra nulla? [1] e [2] sarebbero comunque equivalenti? |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 19:03
@Altmatt nel digitale la tua stella polare è questa "ETTR". C'entra ovviamente con l'esposizione, il concetto è che allo scatto devi raccogliere più fotoni possibili. È una sovraesposizione che può andare da +0.3 fino a +2 Ev (stop). Naturalmente una foto sovraesposta è chiara, quindi, lavorando in raw, devi togliere con Exposure gli Ev che avevi sovraesposto. Per esempio ETTR + 1 Ev, compensazione - 1 Ev sotto Exposure.
Nei tuoi esempi non capisco perché scatti in manuale M, in pratica metti fuori gioco gli ISO, ne fai uso a metà:
(1) ISO 200 f/8 1/250s
(2) ISO 100 f/8 1/250s
Le due foto esibiscono lo stesso SNR deciso da f/8 1/250s. ISO 200 moltiplica il file x 2, ma SNR non cambia. La foto è chiara (sovraesposta, perché ISO l'ha moltiplicata x 2, devi compensare con - 1 Ev in PP). Con (1) inizialmente perdi uno stop di dinamica, la recuperi con la compensazione.
In pratica non fare lavorare gli ISO come da progetto non ha senso.
L'alternativa (in qualsiasi modalità che non sia la manuale M):
(1) ISO 200 f/8 1/500s
(2) ISO 100 f/8 1/250s
Ti giochi tutto sul mosso, se 1/250s è abbastanza, (2) ha la massima dinamica e SNR più alto;
se 1/500s è obbligatorio, (1) ha peggiore SNR e minore dinamica, ma ti permette di portare a casa la foto senza mosso. Apprezzi la differenza in SNR in funzione della luminance della scena. Per aver un'idea, calcoliamo Ev=13.96. Questa luminance corrisponde a sole esagerato d'estate, potevi anche fare ISO 800 e la differenza con ISO 100 quasi non la vedevi. |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 19:22
...seguo mooolto interessato :) |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 19:54
@Valgrassi Grazie per la risposta, anche se non ho ancora chiari alcuni passaggi (temo che dovrò leggere il PDF che hai citato se voglio togliermi tutti i dubbi, senza nulla togliere alla tua spiegazione).
Probabilmente non mi sono spiegato benissimo, perché sottintendo di avere davanti una scena che tira quasi al limite la gamma dinamica della mia macchina, e non un istogramma stretto e localizzato su cui poter applicare liberamente l'ETTR.
Scatto in M perché voglio poter regolare in modo fine sia il diaframma (proprio f/8, non f/7.1 come potrebbe decidere la macchina in priorità tempi) sia il tempo (come sopra, 1/250 e non 1/200 etc.): non mi torna però perché dici che "faccio uso a metà" degli ISO.
L'esposimetro mi dice che a f/8 1/250 mi servono ISO 400.
Dovrei quindi scattare a ISO 100 per avere la migliore gamma dinamica e poi correggere di +2EV, oppure scattare a ISO 400 per avere l'esposizione corretta già da subito (ed evitando di perdere informazioni in questo caso nelle ombre)?
Riformulando: in pratica, dovendo tenere fisse le limitazioni su tempi e diaframmi, e incontrando scene di diversa luminosità nella stessa sessione, in alcuni casi mi trovo a posto con ISO 100, ma in altri casi "o ISO 800 o sottoesporre di 2 stop":. è preferibile una maggiore gamma dinamica o una esposizione corretta?
Sul fatto della crucialità del SNR in casi in cui il segnale è basso di per sè, non penso ci siano dubbi.
Scusa per le domande molto (troppo) specifiche, che probabilmente esulano anche dal tema del post... |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 19:58
Seguo. |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 20:38
@Altmatt “ "faccio uso a metà" „ È una mia espressione un po' infelice che va letta: lascia lavorare l'ISO propriamente detto che ti taglia la luce in previsione del suo gain successivo, un piccolo vantaggio è che ti ritrovi un JPG pronto bene esposto.
Non so che macchina hai, alcune sotto P ti lasciano scegliere o f/ o t ma non tutte e due.
(3) ISO 400 f/8 1/250s SNR è diminuito di sqrt(4)=2 volte (rispetto a ISO base 100) e hai sacrificato due stop di dinamica, ossia devono esserci ottime ragioni per usare 400 ISO.
Se (3) è stata esposta giusta:
(4) ISO 100 f/4 1/250s sacrifica la pdc ma ha migliore SNR (l'abbiamo già visto, due volte meglio) e dinamica intatta
(5) ISO 100 f/8 1/250s sei sottoesposto di 2 stop, SNR è pari a ISO 400, la dinamica che hai preservato inizialmente te la giochi spostando la Exposure 2 Ev a dx.
Con una scena ad alta dinamica, stai più vicino che puoi a ISO base. Con scene fortemente luminose più uniformi gli alti ISO (non 6400, ma 800 sì) sono pressoché indistinguibili.
L'analisi teorica attuale comincia ad andarci stretta per decidere fra ISO 400 e ISO 100 sottoesposta, abbiamo bisogno di ulteriori puntelli
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| inviato il 04 Novembre 2018 ore 20:58
Eccomi, seguo..
magari dovresti fare un articolo piuttosto che un post, così rimane più in vista, a confutazione leale di quanto esposto nell'altro articolo dalla cui discussione sei stato ingiustamente escluso (..con un atteggiamento alquanto immaturo e infantile). |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 21:32
@Mau l'argomento è tutt'altro che banale, cmq l'idea non è di confutare nessuno. Spesso si vedono giudicare gli alti ISO in giornate di sole, urge schema APEX per inquadrare il tutto |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 21:45
Quindi in estrema sintesi è corretto affermare:
Scattare a ISO di progetto (quelli base per intenderci) serve a massimizzare la gamma dinamica e diminuire il rumore, in questo senso la parentela c'è ed è molto stretta..
L'unico motivo in buona luce per alzare gli ISO, è se servono tempi estremamente bassi, con la consapevolezza che così facendo sì degrada il SNR. |
| inviato il 04 Novembre 2018 ore 22:59
Apex è questo: Ev=Tv + Av = Bv + Sv
Ev lo sappiamo calcolare da Tv e Av.
Bv si chiama Brightness (quella misurabile, non quella percettiva dell'occhio umano)
Sv è definita sensibilità e coinvolge gli ISO. 100 ISO corrisponde a Sv=5, 200 ISO a Sv=6, 12800 ISO a Sv=12. ISO 640 a cosa corrisponde? Sv=7.68 Dato qualsiasi ISO, risaliamo sempre alla sensibilità Sv. Adesso notiamo che Bv = Ev - Sv.
Riferiamoci del tutto casualmente a f/3.2 1/60s e ISO da 800 a 12800, otteniamo:
Bv(800)=9.263 - 8=1.263
Bv(1600)=9.263 - 9=0.263
Bv(3200)=9.263 - 10=-0.74
Bv(6400)=9.263 - 11=-1.74
Bv(12800)=9.263 - 12=-2.74
Il 3D è interattivo, vediamo chi interpreta correttamente questi valori di Brightness assoluta |
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