相信学摄影的你们一定听过曝光三要素「光圈、快门、ISO」,但可能对其原理和应用不太熟悉。走路不带风建议大家可先参考「曝光三要素:光圈、快门、ISO感光度 | 新手摄影入门指南」这篇文章,先复习曝光基本原理后再来看本篇会更有效果!
而本篇文章要介绍的主题-ISO感光度(简称:ISO),主要带大家从ISO最根本的原理开始、接下来谈其使用技巧和实际拍摄应用,最后再带大家破解ISO越低画质越好这些可能根深蒂固的错误认知,有兴趣的一定要看到最后哈!
ISO感光度是什么意思?
浅谈ISO
所谓感光度一词是源自最早期的胶片相机,由于不同种类的胶片对光有不同的反应性,因此国际标准组织以ISO Speed(简称ISO)来分类胶片对光的灵敏度,包括最早期的黑白胶片标准ISO-6、彩色胶片标准ISO-5800。而ISO越高的胶片代表感光能力越好、ISO越低的胶片则是对光相较不敏感,这概念也就从古一直沿用至今天的数码相机上。
因此简单来说,ISO就是衡量相机对光线敏感程度的指标,ISO越高代表感光能力越强,在同样参数和环境下能使照片越亮;反之则代表感光能力越弱,照片越暗。
- 胶片相机:ISO表示胶片对于光线的灵敏度。
- 数码相机:ISO表示感光元件对于光线的灵敏度。
ISO、曝光的关系
一般而言我们会以ISO 100 , ISO 200 , ISO 400 , ISO 800 , ISO 1600 , ISO 3200 , ISO 6400这些数值来表示相机的感光度。
ISO的概念非常好理解,数字每高一倍代表感光度提高一倍。举例来说,ISO 100的感光能力较ISO 200的还要低一倍,因此当所有参数和环境都一样的状况下,ISO 100的照片会比ISO 200的照片暗一倍,如果要将它调整成和ISO 200一样的曝光度,就需要将光圈增大一级、或是将快门速度延长一倍。
同理,今天如果要通过调整感光度将ISO 400秒的照片亮度加倍,则可以将ISO上调一倍至ISO 800,使得感光元件的受光能力提高一倍。
以下我们以ISO 100/ 200/ 400的实拍结果说明。在其他参数不变状况下,越高的ISO照片越亮,越低的ISO照片越暗。
- ISO越高 → 感光能力越高→ 照片越亮
- ISO越低 → 感光能力越低→ 照片越暗
ISO工作原理
此段落会简易解释相机内部的工作原理,主要和摄影技巧无显著相关,可当作看故事简单了解一下即可。
以一般现行的数码相机来说,当感光元件接收光源之后,会先经由模拟放大器(模拟增益)将这些光电的信号进行放大和降噪处理;接着这被放大过的模拟信号送到 模拟→ 数字转换器(ADC),将模拟信号转化为我们熟知的数字信号,最后经由数字放大器(数字增益)将我们观察到的照片,直接进行变亮和变暗的调整。
而在这整个过程当中,我们熟知的ISO调整,其实就是这个「数字放大器」的增减作用,通过它来将过暗的相照片变亮(信号增强)、或将过曝的照片变暗(信号减弱)。所以我们才会说:ISO越高代表感光能力越强、ISO越低则越弱。
ISO的影响-照片品质、噪点
什么是噪点?
相信大家可能有听过:ISO越高会有越多的「噪点」、画质就会越差。究竟什么是「噪点」?对摄影又有什么影响?
如同字面上的意义,噪点就是那些会干扰画面的杂点。不知道大家有没有在低光源环境下拍照的经验?通常这时照片的颗粒感会非常重、画面上也会有许多彩色污点,而这些破坏画面品质的斑点我们一般就称为「噪点」(如下图)。
那么噪点是如何产生的?有没有办法避免?
让我们回顾一下上面所述的ISO工作原理:「ISO的增减,其实就是数字放大器对信号增强(照片变亮) 及信号减弱(照片变暗) 的过程」。
在数字放大的过程,虽然信号能如预期的被放大,但那些我们不需要的杂讯也会跟着被放大,这就导致画面变亮的同时,上面也开始出现我们不想要的杂点,而这些噪点不仅会干扰画面,还会破坏原图的画质。
ISO、噪点的关系
那么ISO的高低对噪点和照片品质的影响有多大呢?大家可以参考以下的示范图(为了让差异明显化,我们以非常极端的例子来做说明)。从无尾熊身上的毛发清晰度,大家可以明显比较出高低ISO对成像品质的差异。
而从图片下方的桌子或后方的背景,则可以清楚感受到ISO高低如何影响噪点的多少。因此大家才会说:ISO越高、噪点越多、照片品质越糟。
[绘图比喻法]:ISO高低就犹如不同材质的画纸,ISO越高就好比画纸易吸水上色,此时不同颜料间就容易相互染色、产生许多不必要的混色也影响画作品质;而ISO越低就好似画纸不易吸水上色,颜料之间也就不容易相互染色,画面自然也干净许多。
ISO 越高 → 感光能力越高→ 噪点越多、照片品质越差
ISO 越低 → 感光能力越低→ 噪点越少、照片品质越好
ISO越低越好吗?
由于高ISO会使噪点变多、照片画质下降,所以大家才都说ISO要越低越好。但真的是这样吗?
①注意快门速度
有时候在室内或夜间的低光环境下,为了避免手动而拍出模糊不清楚的画面,适时提高ISO来提升快门速度是必须的,虽然会牺牲一点画质,但若是拍出晃动不清的照片反而适得其反。记住,拍出稳定清晰的照片才是初学摄影的首要目标。
当然,今天若在夜间用上了脚架,那么快门速度不是问题的状况下,低ISO确实能让画面变得更干净。
②不同主题有不同的曝光要求
虽然低ISO能使得画面变得更干净,但取而代之的就是快门时间必须变长,然而,在某些特殊主题的拍摄上,过长的快门时间反而无法获得清楚、或心目中的画面。
举例来说,拍摄星空银河主题时,若快门时间太长,星星反而会拖尾、而造成画面模糊的错觉(如图);又或者拍摄极光时,过长的快门时间反而没办法捕捉到极光跳跃、舞动的动态感。
诸如上述这些情境下,我们反而要需要提高ISO来获得更高的进光量。
③你可能不知道的「双原生ISO」
一般来说,ISO越低噪点就会越低、画面就会越干净,但并非所有的相机都是越高的ISO就会有越糟的画质。这边我们要先卖个关子,等下个段落将会替大家解开这个一直以来的谬误。
高、低ISO的优缺点和使用时机
相机的ISO范围怎么看?
一般选购相机时,相机的规格栏内容都会显示相机的ISO是多少,比如说ISO 100-32000,代表相机可调的ISO范围在100到32000之间;又或者只要将相机电源打开,仔细看看ISO的支持范围有多少就能得知了。
但我相信大家在看规格表的时候,可能会看到有些栏位会这样写「ISO 100 - 32000,可扩展至ISO 50-102400」,这又是什么意思呢?底下我们就来介绍一些大家可能也会看到的ISO相关名词。
什么是原生ISO/基础ISO/扩展ISO
- 原生ISO(Native ISO):如字面意思,相机本身支持的ISO值,范围越广代表感光元件越优。(如ISO 100- 32000)
- 基础ISO(Base ISO):就是原生ISO中最低的数值。(如ISO 100,有些相机可能会是ISO 64)
- 扩展ISO(Expanded ISO):不是相机本身支持的ISO值,但通过相机内部运算后可实现的。(可扩展至ISO 50- 102400)
一般来说,相机的原生ISO范围代表了感光元件的优劣,较好的感光元件通常有较广的原生ISO范围;而基础ISO则表示相机是以该基准来设计电路,所以基础ISO下的信号优化和降噪都会是最佳值;最后的扩展ISO较为特殊,它是使用原生ISO的信号,再经过内部运算后所得出来的结果。
(举例来说:ISO 50是由ISO 100的信号去进行电脑运算,将所得的曝光值再减半;ISO 64000则是从ISO 32000的信号去进行运算,将曝光值放大一倍后得到的结果)
什么是双原生ISO
既然知道了原生ISO是感光元件以基础ISO去设计和优化的一套电路,那么双原生ISO就是该感光元件上设计了两组电路,且拥有两组最佳优化和降噪处理的基础ISO,可分别处理低ISO和高ISO下的影像处理。所以其实双原生ISO 这个名字是个误用,正确名称应为双基础ISO(Dual Base ISO)。
那么双原生ISO有什么好处呢?举例来说,一般而言相机都是ISO越低会有越干净的画面及越高的动态范围,然而ISO拉高后,噪点和动态范围的表现就会逐步下降;但如果相机拥有双原生ISO的话,由于第二组ISO是专门对高ISO所设计、优化和降噪的,因此可能在高ISO的情况下,使用了第二组原生ISO反而会有更干净的画面表现。
(比如说ISO 1000的画面可能比ISO 400还要更干净、且有更高的动态范围)
ISO真的越低越好吗?
除了第二个大纲第三小节段落提到的「注意快门速度」和「根据拍摄主题」外,我们这边接续二、3、段落继续补充。
①双原生ISO能展现高ISO的实力
由于双原生ISO的存在,具备双原生ISO的相机在高ISO时反而能有更低的噪点表现。
②扩展ISO画质不一定更好
扩展ISO有分向上扩展(如ISO 102400) 和向下扩展(如ISO 50),向上扩展很好理解,由于ISO越高画质会更差,那么向下扩展呢?
我们前面有提到,扩展ISO是经由相机内部运算后所得到的曝光结果,其过程是经由程序去额外运算的结果,其画质或动态范围的表现相较于原生ISO 或基础ISO来说,表现普遍都会来得较差。
因此总的来说:
就大部分相机而言,ISO越低确实画质越好,但仍需考虑快门速度和拍摄的主题,并非ISO越低越好。
就双原生ISO系统而言,高ISO可能有比低ISO更好的噪点表现及动态范围。
扩展ISO虽然可以达到更低水位的ISO,但多经过一次程序换算的扩展ISO,其画质表现可能比原生ISO还要差。
ISO该怎么调?
和调整光圈、快门不太一样,ISO在部分傻瓜相机或手机上是可以直接调整的,我们还是以单反、微单、类单反这类相机来做介绍。
首先,摄影的4大模式(PASM Mode) 都可以手动调整ISO,这是因为ISO最主要目的仅是提高或降低感光元件的感光度,所以任何模式下都可以调整;另外,新手若觉得在调整光圈、快门的同时,还要去顾及ISO的高低会手忙脚乱的话,其实可以将ISO设为Auto (自动),此时就可以优先专心于光圈或快门的操作。
至于PASM模式的功能是什么、有什么差异、何时该使用?走路不带风后续会再专门写一篇文章来专门介绍,大家敬请期待。
总结
为了让大家能更快速总复习本文,走路不带风整理了3个ISO的必学知识,希望对大家有所帮助。
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