Varför "samma" ISO på film och sensor?

[Göran Larsson]

erro.se skrev:
Det hela började bara som en fundering: hur kommer det sig att digitalkameras grundkänslighet är så lik filmens?

Både filmen och sensorn registrerar en digital signal[1], så det är inte så konstigt att de har ungefär samma känslighet.

[1] Ja, ljus består av fotoner. Ett "filmkorn" behöver, precis som en sensorpixel, ett visst antal fotoner för att registreringen ska ta sig över bruset.

 

[Graal]

erro.se skrev:
Se det som en liknelse. Den funkar iallafall i min värld.

Liknelsen skulle väl i så fall passa bättre med att underexponera och sedan fixa till det (så gott det går) i ett bildprogram i efterhand? Då liknar det mera att pressa film.

 

[David G]

Göran Larsson skrev:
Både filmen och sensorn registrerar en digital signal[1], så det är inte så konstigt att de har ungefär samma känslighet.

[1] Ja, ljus består av fotoner. Ett "filmkorn" behöver, precis som en sensorpixel, ett visst antal fotoner för att registreringen ska ta sig över bruset.

Hur då digital? Är det olika sorters fotoner för olika färger?

 

[Göran Larsson]

David G skrev:
Hur då digital? Är det olika sorters fotoner för olika färger?

Olika färger har olika fotoner (olika frekvens) men det spelar ingen roll. Även om du har en monokrom sensor/film så räknar man fotoner.

Ljus är en lite märkligt fenomen som kan ses bestå av en ström av partiklar (fotoner) eller en våg. När det gäller brytning t.ex. i en luft/glas-yta, eller när ljuset passerar ett gitter, är det enklast att se ljuset som en våg, men när ljuset detekteras av något (solcell, silverjodid-molekyl i film, kamerasensor, fotodiod, ...) ses ljuset enklast som en ström av partiklar, fotoner, med ett visst ljuskvanta.

Se t.ex. även vad wikipedia skriver om fotoner.

 

[elbe]

För intresserade så har Lars Kjellberg på ett förståeligt sätt redovisat hur en sensor fungerar. Läs mer i denna länk en bit ner på sidan. http://www.fotosidan.se/forum/showthread.php?s=&threadid=83002&perpage=15&pagenumber=8

/Leif

 

[macrobild]

erro.se skrev:
Vad är det som gör att analog film och digitala sensorer har ungefär samma ISO?
SVAR: Man säger att det är ekvivalent=likvärdigt
detta är inget kvalitetsbegrepp eller liknande.

Alltså, om vi generaliserar och säger att både film och sensorer fungerar bra kring ISO 100-400.

Svar: Så betyder det att ett bra resultat kan återges, dvs i sensorns fall en bild med god detaljåtergivning och utan störande brus.

Är det bara slumpen som gjort att digitala sensorer fått i princip samma ljuskänslighet som film? Eller är det ett medvetet val? Det känns inte medvetet eftersom man isåfall skulle kunna gjort sensorerna annorlunda. Det är ju först under senare år som högre ISO börjat ge bra resultat. Återigen: om vi generaliserar.

SVAR: sensorn har inget iso, iso läggs till i efterhand.

Att ISO 100 ska vara samma oavsett om man använder film eller sensor förstår jag, det är ju samma exponering, men jag tycker det är en märklig slump att det digitala blev såpass identiskt i "ljusstyrka".

SVAR: se föregående svar,en efterhandkonstruktion

Någon som har en idé?

Jag har svarat ovan, en sensor har inget iso, det är en efterhandskonstruktion.
Vill du lära dig lite om vad detta betyder läs denna artikel http://www.clarkvision.com/imagedetail/digital.sensor.performance.summary/
eller denna http://www.qpcard.se/BizPart.aspx?tabId=75

Hälsningar Mikael

 

[Göran Larsson]

elbe skrev:
För intresserade så har Lars Kjellberg på ett förståeligt sätt redovisat hur en sensor fungerar. Läs mer i denna länk en bit ner på sidan. http://www.fotosidan.se/forum/showthread.php?s=&threadid=83002&perpage=15&pagenumber=8

En bra förklaring förutom att han skriver att CCD-pixeln registrerar ljuset analogt. Detta stämmer inte då varje inkommande foton omvandlas till en elektron (i alla fall med en verkningsgrad av ca 80%), dvs ljuset registreras digitalt. Sedan blir det dock analogt en bit när antalet elektroner läses av som en analog spänning av en Analog/Digital-omvandlare.

 

[macrobild]

I vad är fel i Lars förklaring?
Läs igenom igen är du snäll.
Mikael

 

[Göran Larsson]

macrobild skrev:
I vad är fel i Lars förklaring?

Det här:

Pixlarna i sensorn är analoga och ...

Enligt min mening är pixlarna digitala då de räknar enskilda fotoner genom att exitera en elektron per mottagen foton.

 

[macrobild]

Lars skriver
Pixlarna i sensorn är analoga och reagerar på fotoner genom att exitera elektroner. Mycket ljus = många elektroner. Lite ljus = få elektroner.
Övre gränsen för sensorns DR sätts av mättnad – pixeln är full och kan inte bära fler elektroner. Undre gränsen sätts av brus som gör det omöjligt att utläsa nyansskillnader i de mörkaste skuggpartierna.
Mikael

 

[macrobild]

Göran Larsson skrev:
Det här:

Enligt min mening är pixlarna digitala då de räknar enskilda fotoner genom att exitera en elektron per mottagen foton.

Vet ärligt talat inte vad du kritiserar i Lars text.
Det är fråga om en signalnivå/antal elektroner


A digital pixel sensor is formed on a semiconductor substrate and comprises a phototransducer responsive to light for providing an analog output signal that is a function of an incident amount of light
Mikael

 

[Göran Larsson]

macrobild skrev:
Vet ärligt talat inte vad du kritiserar i Lars text.

Min åsikt är att ljus är digitalt då det består av diskreta fotoner. I en CCD-pixel räknas de fångade fotonerna genom att omvandlas till exiterade elektroner. Detta är en digital process (1 foton -> 1 elektron -> 1 bit). Antalet elektroner representerar ljusintensiteten. I en räknande CCD (photon counting CCD) räknas elektronerna och ett digitalt värde anger ljusintensiteten.

Tyvärr har inte billiga CCD-sensorer i konsumentkameror räknande CCD:er, så de läser av antalet elektroner som ett analogt värde med en analog/digital-omvandlare för att erhålla det digitala värdet som anger ljusintensiteten. Detta introducerar tyvärr ett analogt steg, men den ursprungliga mätningen av ljusintensiteten är digital.

Alltså:
ljus (D) -> elektroner (D) -> räknare -> värde (D) (räknande CCD)
ljus (D) -> elektroner (D) -> CCD-signal (A) -> A/D -> värde (D) (konsumentkamera)

 

[David G]

Jag är också digital, jag äter saker som består av enskilda atomer.

Betyder inte digital att det ska vara en numerisk beskrivning av nåt? Är inte ljus mer som en FM-modulerat pulståg av fotoner?

 

[Anders Östberg]

Usch, jag får huvudvärk... :-D

 

[macrobild]

Göran
Du får ta den diskussionen med Lars
För mig är är det ,på enkel svenska =signalen är analog=elektrisk till den kommer till A/D konvertern där den omvandlas till en digital signal
Hälsning Mikael

 

[afe]

En del verkar tycka att hög ljuskänslighet (höga ISO-tal) är nödvändigt för att göra bra bilder. Så är det givetvis inte.

Ibland behöver man så låg ljuskänslighet som möjligt för att uppnå effekter som kort skärpedjup, rörelseoskärpa och annat. Det skulle säkert gå att göra en digitalkamera som är väldigt bra på 25000 ISO, och bara just där, men den skulle vara svår att sälja med lönsamhet, på samma sätt som det inte skulle gå att sälja en kamera som är fantastisk på 25 ISO.

Att använda den ISO-standard man gjorde på analogtiden för att ange ljusstyrkan kan väl knappast vara fel för någon, eftersom de som är vana vid film vet vad det betyder, och nya fotografer har något att utgå från.

 

[Anders Östberg]

AFE skrev:
En del verkar tycka att hög ljuskänslighet (höga ISO-tal) är nödvändigt för att göra bra bilder. Så är det givetvis inte.
...

Det beror naturligtvis på vad och i vilka förhållanden man fotograferar.

 

[afe]

Anders Östberg skrev:
Det beror naturligtvis på vad och i vilka förhållanden man fotograferar.

Självklart, jag menade bara att det inte är något universellt recept för att göra en bra bild.

 

[macrobild]

AFE skrev:
En del verkar tycka att hög ljuskänslighet (höga ISO-tal) är nödvändigt för att göra bra bilder. Så är det givetvis inte.

Ibland behöver man så låg ljuskänslighet som möjligt för att uppnå effekter som kort skärpedjup, rörelseoskärpa och annat. Det skulle säkert gå att göra en digitalkamera som är väldigt bra på 25000 ISO, och bara just där, men den skulle vara svår att sälja med lönsamhet, på samma sätt som det inte skulle gå att sälja en kamera som är fantastisk på 25 ISO.

Att använda den ISO-standard man gjorde på analogtiden för att ange ljusstyrkan kan väl knappast vara fel för någon, eftersom de som är vana vid film vet vad det betyder, och nya fotografer har något att utgå från.

Du kommer att ha det även i framtiden genom inbbyggt gråfilter som påverkar känsligheten i kameran, alltså ha både hög och växla till det som motsvarar låg/lägre känslighet med längre slutartider, ej blända ner så mycket
Mikael

 

[erro.se]

Ja jag borde ju fattat att en sån här fråga skulle leda till en infekterad diskussion.

Men...

Alltså, jag vet inte, jag är ingen expert. Jag bara funderar och undrar och lägger fram mina möjligen amatörmässiga idéer. Och jag inser att jag kan ha fel. Men jag vågar dessutom ifrågasätta det vedertagna, och "experters" påståenden, tills dess att jag är överbevisad. Ingen nämnd, ingen glömd.

Har inte en sensor en viss grundkänslighet? Är inte en sensor optimerad till ett visst ISO? Vad jag menar är: en sensor är väl anpassad så att dess pixlar är lagom fyllda vid en viss exponeringsnivå. Låt oss använda "sunny 16" som exempel. Om jag går ut en solig dag och ställer in ISO 100, bländare 16 och 1/100 slutartid. Sensorn kommer då att bli "lagom" fylld med ljus/fotoner/elektroner - kalla det vad ni vill. Den sensorn är väl optimerad för ISO 100, eller?

Om jag ställer in kameran till ISO 200 så måste jag ju ändra slutartiden till 1/200, eller bländaren till 22 för att få samma exponering. Det betyder ju halverat faktiskt ljusinsläpp och en fördubbling av förstärkningen av signalen från sensorn. Eller missar jag något här?