Vad kan påverka brus?

[fredrikro]

Jag har förstått, och själv sett, att högre ISO ger mer brus och att det blir mer brus i skugga än i högdager. Plus naturligtvis att sämre kameror ger mer brus än bättre. Men jag tycker att jag i flera fall får skillnad i brusnivå på bilder tagna med samma utrustning (både kamera och objektiv) med samma inställningar och i alla fall motsvarande ljus. Finns det mer som påverkar?

 

[Valein]

Sensorer genererar alltid bakgrundsbrus. Höga ISO eller långa exponeringstider kan förstärka detta så det blir tydligt. Bakgrundsbrusets nivåer påverkas av värme, den omgivande värmen samt värme genererad av hur mycket sensorn exponeras för ljus. Förenklat kan man säga att värme frigör elektroner som registreras som brus av ljussensorerna i sensorn. Ju längre exponering desto mer brus registreras. Att höja ISO är som att höja volymen på en stereo, bruset höjs det med.

 

[Fredrik183]

Men jag tycker att jag i flera fall får skillnad i brusnivå på bilder tagna med samma utrustning (både kamera och objektiv) med samma inställningar och i alla fall motsvarande ljus.

Det upplever jag också, men något måste ju skilja. Jag har inget svar.

 

[fredrikro]

Bakgrundsbrusets nivåer påverkas av värme, den omgivande värmen samt värme genererad av hur mycket sensorn exponeras för ljus. Förenklat kan man säga att värme frigör elektroner som registreras som brus av ljussensorerna i sensorn.

Eftersom kameran rimligen genererar värme när den används, kan det betyda att det blir mer och mer brus om man tar många bilder med kort mellanrum?

 

[Teodorian]

Jag har förstått, och själv sett, att högre ISO ger mer brus och att det blir mer brus i skugga än i högdager. Plus naturligtvis att sämre kameror ger mer brus än bättre. Men jag tycker att jag i flera fall får skillnad i brusnivå på bilder tagna med samma utrustning (både kamera och objektiv) med samma inställningar och i alla fall motsvarande ljus. Finns det mer som påverkar?

1) Exponeringsnivå,

2) Kontrast,

3) Skärpning,

4) Färgmättnad,

5) Färgtemperatur,

6) Vitbalans (vid jpg).

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/image-noise.htm

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/image-noise2.htm

Sett enbart till exponering (kombination av slutartid, bländare och ISO-tal) så är följande tre fall ekvivalenta även sett till brusnivåer:

a) ISO 400, 1/125 s, f4 (-1 EV),
b) ISO 800, 1/125 s, f4 (optimal exponering),
c) ISO1600, 1/125 s, f4 (+ 1 EV)

 

[Grevture]

Jag har förstått, och själv sett, att högre ISO ger mer brus och att det blir mer brus i skugga än i högdager. Plus naturligtvis att sämre kameror ger mer brus än bättre. Men jag tycker att jag i flera fall får skillnad i brusnivå på bilder tagna med samma utrustning (både kamera och objektiv) med samma inställningar och i alla fall motsvarande ljus. Finns det mer som påverkar?

Beroende på motiv syns brus olika mycket, som du redan har noterat är det oftast lättast att se brus i lågdagrar. Dessutom syns brus ofta mer i de delar av bilden där det är oskarpt (förgrund/bakgrund) och kan synas olika mycket beroende på ytstrukturen hos det du fotograferar. Plus att du kan få mer eller mindre brus i olika färger i motivet - bruset kan skilja en del mellan oliak färgkanaler. Alltså: Ibland kan nog vad som i grund och botten är lika mycket brus i olika bilder ändå se rejält olika ut.

Sedan rymmer ditt uttryck "i alla fall motsvarande ljus" en hel del osäkerhet ... Tänk på att den mänskliga synen är oerhört anpassningsbar och vi uppfattar inte alltid skillnader i ljus på samma tydliga sätt som en kamera gör. Kort sagt, vad du uppfattar som ungefär samma ljus kan i själva verket skilja ett eller ett par steg, har du då haft samma inställningar kan olika bilder i själva verket vara lite över- eller underexponerade.

 

[fredrikro]

Tack för att ni delar med er av kunskapen. Uppenbarligen är det en vetenskap, som känns ganska svår att ta hänsyn till i det akuta fototillfället. Så slutsatsen verkar snarare bli (inte helt sensationellt) att fota med så bra ljus som möjligt, att ha en så bra kamera som möjligt och när de båda sakerna inte räcker till ha ett så bra brusreduceringsprogram som möjligt.

 

[Grevture]

Tack för att ni delar med er av kunskapen. Uppenbarligen är det en vetenskap, som känns ganska svår att ta hänsyn till i det akuta fototillfället.

Det är som med allt annat inom foto, efter hand bygger man upp en mag- eller ryggradskänsla för hur man skall bete sig i de flesta normala situationer. I de mer udda situationerna ... Då har vi gaffling och rymliga minneskort.

Så slutsatsen verkar snarare bli (inte helt sensationellt) att fota med så bra ljus som möjligt, att ha en så bra kamera som möjligt och när de båda sakerna inte räcker till ha ett så bra brusreduceringsprogram som möjligt.

Kan lägga till ett steg till: När inget av det föregående räcker: Sänk kraven ...

Men det låter som en klok slutsats och bra sammanfattning.

 

[fredrikro]

Kan lägga till ett steg till: När inget av det föregående räcker: Sänk kraven ...

Visst. För en amatör finns det ju en hel del mellan foton man bara slänger och knivskarpa utställningsfoton. Men man vill ju ändå ha så lite brus som möjligt.

 

[Muerto]

Omgivande temperatur är en faktor också om vi nu ska identifiera alla källor till brus...

Lägre omgivande temperatur ger mindre brus om övriga förutsättningar är desamma.

 

[Grevture]

Visst. För en amatör finns det ju en hel del mellan foton man bara slänger och knivskarpa utställningsfoton. Men man vill ju ändå ha så lite brus som möjligt.

Håller med. I sammanhanget skulle jag vilja tipsa om att vara ganska försiktig med att slänga bilder på grund av brus.

Dels lär man sig efterbearbeta allt bättre med tiden - jag kan säga att på de dryga två år jag kört min nuvarande kamera så har den så att säga fått ett knappt steg bättre brusegenskaper utan att själva kameran ändrats ett dugg En del av det är att jag nu utvecklat en bättre magkänsla för att exponera bättre för just den kameran i olika ljussituationer. Men också att jag lärt mig efterbearbeta bilderna bättre. Bilder jag tog för två år sedan som kände för brusiga då kan jag idag enkelt få lite bättre.

Dels utvecklas programmen vartefter. Jag har kört betaversionen av Lightroom 3 ett tag och har precis installerat den skarpa versionen - den gör stor skillnad för en del bilder som jag förut tyckt varit för brusiga.

 

[Frocli]

Tack för att ni delar med er av kunskapen. Uppenbarligen är det en vetenskap, som känns ganska svår att ta hänsyn till i det akuta fototillfället. Så slutsatsen verkar snarare bli (inte helt sensationellt) att fota med så bra ljus som möjligt, att ha en så bra kamera som möjligt och när de båda sakerna inte räcker till ha ett så bra brusreduceringsprogram som möjligt.

Och ... Tänk genom vad ska du använda bilden till. Om du förminskar till 1600 pixel, och visar på nätet så kanske är det bortkastat arbete att brusreducera.
Om du gör sportfoto i dålig ljus och är tvungen att använda 6400, eller 12800 ISO då får du brus, men är det stort problem? Du har ju fångat den rätta rörelsen...
Är det kraftig brus, så blir den brusreducerade bilden utsmetad, ibland är det tveksamt bättre än innan. Man kan faktiskt leva med lite brus i bilden.

 

[Teodorian]

Visst. För en amatör finns det ju en hel del mellan foton man bara slänger och knivskarpa utställningsfoton. Men man vill ju ändå ha så lite brus som möjligt.

Nej, man vill inte ha minimalt med brus precis som man inte vill ha maximalt med skärpa eller högsta möjliga kontrast.

En optimal bild har en väl avvägd balans mellan färgmättnad, global kontrast, lokal kontrast, luminansbrus och skärpa. Alla bilder har brus och om de helt skulle sakna brus vore de fattiga och karaktärslösa. Många fotografer lägger till grain/korn i svartvita bilder just för karaktärens skull.

Det är sällan nödvändigt att göra global brusreduktion av luminansbrus (i tex LR 3) eftersom det praktiskt taget inte syns i färdig bild (utskrift eller webfoto). Selektiv reduktion av luminansbrus kan behöva göras. Färgbrus eller chroma är däremot fult och kan enkelt tas bort på viss bekostnad av färgmättnad.

 

[Teodorian]

Det är en myt att det alltid är bättre att fotografera på lägre ISO-tal för att undvika brus. Två exempel:

1) Det är bättre att ta en bild på

a) ISO 1600, f2.8, 1/80 s, än

b) ISO 400, f2.8, 1/20s, om

a) ger en brusig men skarp bild dvs utan rörelseoskärpa/skakningsoskärpa medan

b) ger en brusfri men oskarp bild pga rörelseoskärpa/skakningsoskärpa.

2) Det ger bättre bildkvalitet att använda

c) ISO 3200, f2.8, 1/60 s, istället för

d) ISO 800, f1.4, 1/60 s, eftersom

c) ger en högre upplösning och mindre problem med tex vinjettering än

d) där kontrast och definition är betydligt sämre trots mindre brus.

Många gör det felet att de alltid eftersträvar lägsta möjliga ISO-tal av rädsla för brus.

Fakta är att

3) Brus alltid går att reducera,

4) Bristande upplösning däremot inte går att helt kompensera för,

5) Skaknings- eller rörelseoskärpa inte går att korrigera på ett tillfredsställande sätt.

Konklusion: Vi bör alltid välja en exponering där vi får

e) skarpa bilder,

f) utnyttjar kamerans potential.

Detta gör man genom ETTR-tekniken (Expose To The Right), optimal bländare, tillräckligt kort slutartid och passande ISO-tal.

 

[The_SuedeII]

För att titta på grundfrågan i tråden...: Det är egentligen ingen "vetenskap" över huvud taget - eftersom det egentligen bara finns två saker som styr "hur mycket brus" du får i en bild...

-Ljusmängden du släpper till sensorn och presentationsstorleken du ska visa bilden i.

Tore nämnde tidigare att (ISO400, 1Ev underexponering), (ISO800) och (ISO 1600, 1Ev överexponering) ger samma brusmängd i mellantonerna. Orsaken till detta är att ljusmängden är samma i alla tre exemplen. Ska man titta riktigt nogrannt på det, så komer man finna att det faktiskt är ISO1600-bilden som har renast återgivning av mellantonerna pga en bättre signalanpassning i elektroniken som förstärker signalen från sensorn... (!) - Men detta är petitesser i sammanhanget, dock ett roligt faktum.

Ljusmängden bestäms av sensorstorlek och bländartal (som ju är kamerans del av det hela), som ska arbeta tillsammans med slutartid och hur mycket ljus som reflekteras/avges från det du tänker fotografera (fotografens del av det hela).

Vitbalansen påverkar bruset väldigt kraftigt, eftersom den arbetar med förstärkning av rött och blått. Glödlampsbelysning innebär att blått måste förstärkas med upp till 5ggr - vilket ju om kamerans inställning är ISO400 innebär att blå kanal arbetar i motsvarande ISO2000...
ISO400, samma exponering, ger alltså mycket mindre brus i dagsljus än i glödlampsljus.


Sen håller jag ju inte med Tore om att brus alltid går att "reducera" - inte i den betydelse han vill ha det till iaf... Visst går det alltid att brusreducera, men på bekostnad av färgupplösning och detaljupplösning i bilden. Brusreducering är ALLTID samma sak som att reducera bildupplösningen - det finns INGA brusreduceringsverktyg som ger 100% detaljbevaring.

Men en bra balans mellan detaljförlust och reducering går ju ofta att hitta - själv föredrar jag att har lite mer brus/lite mer detaljering framför stark brusreducering och ett bildresultat som ser ut som det är taget med en mobilkamera.

 

[Grevture]

För att titta på grundfrågan i tråden...: Det är egentligen ingen "vetenskap" över huvud taget - eftersom det egentligen bara finns två saker som styr "hur mycket brus" du får i en bild...

Fast jag vill ändå (envist hävda att också motivet spelar en viss roll - inte så att det påverkar hur mycket brus det finns, men hur mycket bruset syns - sambandet mellan de två sakerna är enligt mina erfarenheter inte alltid alldeles linjärt.

Vitbalansen påverkar bruset väldigt kraftigt, eftersom den arbetar med förstärkning av rött och blått. Glödlampsbelysning innebär att blått måste förstärkas med upp till 5ggr - vilket ju om kamerans inställning är ISO400 innebär att blå kanal arbetar i motsvarande ISO2000...
ISO400, samma exponering, ger alltså mycket mindre brus i dagsljus än i glödlampsljus.

Jag har vid några tillfällen provat att köra ett 80A-filter när jag vet att jag skall fotografera i huvudsakligen varmt, gult ljus. Filtret stjäl lite ljus, men det känns ändå som jag kan få bättre resultat brusmässigt, och dessutom slippa eller i alla fall reducera en del fula högdagereffekter i hudtoner på höga iso (när jag har lite headroom att spela med).

 

[The_SuedeII]

Jodå, helt rätt...
Jag pratade bara om faktisk brusmängden, inte om hur vi upplever den...
Samma brusmängd upplevs helt olika i olika sammanhang - brus i en blå himmel upplevs som mycket starkare än samma mängd brus i en grå yllekavaj (som ju redan från början har samma yttextur som bruset...)

Att balansera kanalerna gör mycket skillnad för karaktären på bruset, 80B i glödljus är ingen dum ide alls om man inte får problem med för långa slutartider. Det byter ju färgbrus mot (eventuellt) högre luminansbrus - ofta ett bra byte! Färgkvaliten ökar ju eftersom råkonverteringen har ett större "stöd" av den blå kanalen än tidigare, en bättre balans mellan kanalstyrkorna.

När jag arbetar med landskapsbilder använder jag ofta FL-D för att få vitbalanseringen helt 1:1:1 vid ca 5500K - detta ger helt otroligt detaljerade bilder, på bekostnad av en lätt ökad risk för flare. Det största FL-D med bra AR-behandling jag lyckats få tag på är dock 67mm... :-( 77mm, som de flesta av mina objektiv är i, tillverkas helt enkelt inte med multicoated verkar det som....

Balansering gäller ju här som överallt annars.

 

[Grevture]

Jodå, helt rätt...
Jag pratade bara om faktisk brusmängden, inte om hur vi upplever den...
Samma brusmängd upplevs helt olika i olika sammanhang - brus i en blå himmel upplevs som mycket starkare än samma mängd brus i en grå yllekavaj (som ju redan från början har samma yttextur som bruset...)

Jag får väl försöka övertyga AIK hockey att spela i grå yllekavajer nästa säsong istället för deras hopplösa svarta tröjor :-D

Men det är som vanligt - hur stort ett problem verkligen är (mätbart) och hur vi sedan upplever det går inte alltid hand i hand. Gäller fler saker än brus ...

Att balansera kanalerna gör mycket skillnad för karaktären på bruset, 80B i glödljus är ingen dum ide alls om man inte får problem med för långa slutartider. Det byter ju färgbrus mot (eventuellt) högre luminansbrus - ofta ett bra byte! Färgkvaliten ökar ju eftersom råkonverteringen har ett större "stöd" av den blå kanalen än tidigare, en bättre balans mellan kanalstyrkorna.

När jag arbetar med landskapsbilder använder jag ofta FL-D för att få vitbalanseringen helt 1:1:1 vid ca 5500K - detta ger helt otroligt detaljerade bilder, på bekostnad av en lätt ökad risk för flare. Det största FL-D med bra AR-behandling jag lyckats få tag på är dock 67mm... :-( 77mm, som de flesta av mina objektiv är i, tillverkas helt enkelt inte med multicoated verkar det som....

Balansering gäller ju här som överallt annars.

En stilla fundering - borde det inte gå att bygga in någon form av variabelt färgfilter á la tft-panel framför sensorn så man kunde anpassa färgresponsen lite efter varierande ljusförhållanden? Oändligt mer komplicerat än glasfilter framtill på objektivet, men lite elegant vore det allt ...

 

[The_SuedeII]

Svårlösligt eftersom principen bakom flytande kristaller har polariserande verkan, de sänker alltså ljusmängden med ca 1+1/3 Ev vare sig de är blockerade eller inte... -Kanske inte så poppis.

Däremot har ju väldigt många kompakter inbyggda ND-filter som fungerar som ljusdämpare i stället för (en då naturligtvis icke existerande) bländare - här kanske det finns en möjlighet! Om bas-ISO i en kompakt med 6mm sensor motsvarar samma ljusförstärkning som ISO 3200 i en FF-kamera så sänker man alltså detta (färgkorrigerat för dagsljus) till ca ISO1600 i stället om man byter ND-filtret till ett motsvarande FL-D-filter - vilket borde göra klar skillnad i detaljering och färgnogrannhet på dagtidsbilder med kompakter. Det är en halvering av bas-ISO, utan negativa effekter!

Men anledningen till att man uplever samma bländare/tid/ISO som olika mängd brus vid olika tillfällen - med samma kamera - är säkerligen i de allra flesta fall motiv & vitbalansrelaterat.

 

[Teodorian]

För att titta på grundfrågan i tråden...: Det är egentligen ingen "vetenskap" över huvud taget - eftersom det egentligen bara finns två saker som styr "hur mycket brus" du får i en bild...

-Ljusmängden du släpper till sensorn och presentationsstorleken du ska visa bilden i.

Tore nämnde tidigare att (ISO400, 1Ev underexponering), (ISO800) och (ISO 1600, 1Ev överexponering) ger samma brusmängd i mellantonerna. Orsaken till detta är att ljusmängden är samma i alla tre exemplen. Ska man titta riktigt nogrannt på det, så komer man finna att det faktiskt är ISO1600-bilden som har renast återgivning av mellantonerna pga en bättre signalanpassning i elektroniken som förstärker signalen från sensorn... (!) - Men detta är petitesser i sammanhanget, dock ett roligt faktum.

Ljusmängden bestäms av sensorstorlek och bländartal (som ju är kamerans del av det hela), som ska arbeta tillsammans med slutartid och hur mycket ljus som reflekteras/avges från det du tänker fotografera (fotografens del av det hela).

Vitbalansen påverkar bruset väldigt kraftigt, eftersom den arbetar med förstärkning av rött och blått. Glödlampsbelysning innebär att blått måste förstärkas med upp till 5ggr - vilket ju om kamerans inställning är ISO400 innebär att blå kanal arbetar i motsvarande ISO2000...
ISO400, samma exponering, ger alltså mycket mindre brus i dagsljus än i glödlampsljus.


Sen håller jag ju inte med Tore om att brus alltid går att "reducera" - inte i den betydelse han vill ha det till iaf... Visst går det alltid att brusreducera, men på bekostnad av färgupplösning och detaljupplösning i bilden. Brusreducering är ALLTID samma sak som att reducera bildupplösningen - det finns INGA brusreduceringsverktyg som ger 100% detaljbevaring.

Men en bra balans mellan detaljförlust och reducering går ju ofta att hitta - själv föredrar jag att har lite mer brus/lite mer detaljering framför stark brusreducering och ett bildresultat som ser ut som det är taget med en mobilkamera.

Självklart ger all brusreduktion kvalitetsförluster. Skärpning gör det också. Ju högre ISO-tal desto sämre bildkvalitet men att enbart fotografera på bas-ISO och f5.6-8 för maximal bildkvalitet gör att vi blir väldigt begränsade gällande vilka situationer det går att fotografera i. Paradoxen blir att om vi ständigt håller nere ISO-talet till varje pris blir det kontraproduktivt för bildkvaliteten pga suboptimala exponeringar (slutartid och bländare).

Min poäng är att det är bättre att få skarpa bilder - i betydelsen korrekt fokuserade och utan skaknings- och rörelseoskärpa - genom att använda ett högre ISO-tal. En bild tagen på ISO 400 med utmärkt bildkvalitet i sig är föga värd om den är tagen med en icke adekvat slutartid resulterande i oskärpa.

Dagens och morgondagens DSLR ger oss allt bättre bildkvalitet på högre ISO-tal. Min D3s har mindre än 10% förlust av upplösning från ISO 200 till ISO 12800 - 6 EV-steg. Att då alltid fotografera på lägsta möjliga ISO-tal och riskera suboptimal exponering är inte försvarbart utan endast dumt.

Jag håller med dig om brusreduktion. Som jag ofta påpekar räcker det oftast att bara minska på färgbruset och eventuellt göra en selektiv reduktion av luminansbrus.