Светочувствительность фотоаппарата — какая лучше?

Светочувствительность фотоаппарата

Здравствуйте! Сегодня я с удовольствием поделюсь полезной информацией о такой важной функции фотокамеры, как ISO. Многие фотолюбители ошибочно недооценивают весь потенциал, этого параметра, а зря. Давайте разберемся, почему же так важно осознанно подбирать необходимую для каждой конкретной ситуации светочувствительность фотоаппарата и как это делать быстро.

1. Что такое ISO?
2. Какая светочувствительность лучше?
3. Почему появляется шум?
4. Когда нужно поднимать ISO?
5. Простые советы

Влияние параметра ISO на фото

Что такое ISO?

ISO — это светочувствительность матрицы к фотонам света. Чем выше устанавливаемое значение — тем чувствительность больше. Тут есть одно небольшое отличие от пленочных фотоаппаратов, где каждое значение ISO означает увеличение светочувствительности пленки в два раза.

В современных цифровых «зеркалках» реализован гибкий подход, позволяющий изменять этот параметр еще более дробными шагами.

При выборе подходящего значения ISO есть один важный и одновременно парадоксальный момент. Всегда нужно стараться использовать наименьшие значения светочувствительности. Особенно, когда предполагается последующая обработка фотографий. Иначе повышается риск получения «шумных» снимков, аналогичных по виду с пленочной «зернистостью».

Понятно, что в творческой фотографии качественный снимок — не всегда значит хороший. Многие фотографы иногда даже добавляют искусственную зернистость и другие потертости при пост-обработке для усиления визуального эффекта. Но давайте поговорим пока о технических особенностях камеры, не вдаваясь в тонкости фотоискусства.

Какая светочувствительность лучше

В чем же заключается парадоксальность этого момента? Дело в том, что очень много зеркальных камер начинают свой отсчет от ISO 200 (например, до ISO 6400).

Однако все камеры имеют цифровое повышение и понижение чувствительности. Таким образом, мы можем понизить этот параметр в некоторых камерах даже до ISO 50 и повысить до заоблачных ISO 128 000 и выше.

Значение ISO 3200

По поводу увеличения, я думаю, все ясно и без лишних комментариев. Но мало кто знает, что цифровое уменьшение так же ухудшает качество картинки. Говоря простым фото-языком, в «тенях» и «светах» падает детализация. О том, какая светочувствительность лучше — трудно сказать, что-то определенное, кроме как посоветовать всегда стараться снимать на как можно более низком ISO.

Однако я рекомендую понижать ISO до 100 (при том, что камера рассчитана на значения от 200) только в тех ситуациях, когда снимаете, например, при очень ярком солнечном свете и хочется максимально открыть диафрагму. Или в случае применения длинной выдержки, например, снимая бурлящий ручей. Но о том, как использовать

выдержку фотоаппарата на все 100% — в другой статье.

Почему появляется шум?

Если вы новичок в цифровой фотографии, вам наверняка интересно узнать, почему же появляются шумы и бывают ли они на профессиональных зеркалках. Постараюсь ответить и на этот вопрос. А о том, как выбрать свой первый фотоаппарат читаем «7 советов: Как купить зеркальный фотоаппарат?».

Матрица фотоаппарата

Начнем с того, что, при увеличении ISO, на матрицу фотоаппарата подается большее напряжение. Так как все фотоэлементы сенсора располагаются достаточно плотно, то возрастающие электромагнитные поля и повышающаяся температура на каждом пикселе оказывают большое влияние, создавая неизбежные помехи на соседних.

В профессиональных зеркальных фотоаппаратах это тоже случается, однако диапазон «рабочих» ISO гораздо шире. Для сравнения, снимки любительской камерой на ISO свыше 800 — это, можно сказать, брак.

Полнокадровые камеры за счет бóльших размеров матрицы (примерно в 1,5 раза) позволяют снимать приемлемые по качеству фотографии вплоть до ISO 3200. Но, несмотря на это, правило «снимать на низких ISO» желательно соблюдать и здесь.

Когда нужно поднимать ISO?

Увеличение светочувствительности фотоаппарата позволяет снимать в более темных помещениях без использования вспышки. Теоретически, только лишь повышая или понижая значение ISO, можно использовать те же самые параметры выдержки и диафрагмы как на улице, так и в помещении. На практике, необходимо добиваться разумного компромисса, максимально используя все возможности камеры. Подробнее о настройках выдержки и диафрагмы

 рассказывается в отдельных статьях у меня на сайте.

Без вспышки, ISO 1250

При съемке со вспышкой в помещении часто возникает такая ситуация, что передний план освещен достаточно хорошо, а задний план, где света от фотовспышки не хватило, «провален». В данном случае лучше немного пожертвовать кристальной чистотой снимка в пользу его общей визуальной привлекательности.

Что мы делаем? Мы «поднимаем» светочувствительность матрицы до ISO 400-800 или даже выше. Параметры будут разными каждый раз и определяются опытным путем, или, как говорила моя учительница по физике, «методом научного тыка». Но не пугайтесь того, что задний план станет немного шумноват, это все же лучше недоэкспонированного варианта. Шум будет, но в приемлемых величинах.

Простые советы

Определите для себя те самые приемлемые значения ISO, которые будут рабочими именно для вашего фотоаппарата

.

Это скорее факт, с которым просто нужно смириться — наибольшее количество шума проявляется в теневых частях изображения.

Для чистки фотографий пользуйтесь плагинами для фотошопа. Они дают лучший результат, чем встроенный «шумодав». Но избегайте чрезмерного «замыливания» — все хорошо в меру.

Для разных целей могут быть допустимы совершенно различные значения ISO (например, фотографии для ч/б газеты или на разворот журнала будут иметь разные требования).

Снимая репортаж при сложном освещении и без вспышки, пользуйтесь функцией авто-ISO. В данном случае вы предварительно задаете диапазон от минимума до максимума, в котором будет работать функция. Я не призываю фотографировать полностью в режиме «авто», но иногда на настройки фотоаппарата просто нет времени.

Запомните, что качество фотографии — субъективное понятие. Для одного даже малейший шум будет являться браком, а другой сам добавляет зерно в фотошопе. Не гонитесь за идеальным качеством всегда и везде, ориентируйтесь на свой вкус, вырабатывающийся со временем, и набирайтесь опыта.

Выбор значения ISO

Правильный выбор чувствительности фотоаппарата очень важен для получения качественных фотографий. Этот параметр обозначается ISO и может выбираться фотографом вручную или автоматически, в зависимости от условий съёмки и модели фотокамеры. В статье рассказывается, как правильно выбрать ISO и скорректировать или исправить возможные ошибки при съёмке.

Основные понятия

Фотографы, которым приходилось работать с плёночными фотоаппаратами, хорошо понимают, что такое светочувствительность, так как фотоплёнка выпускалась разных значений. Самыми ходовыми были плёнки 32, 64, 90 и 130 единиц. Для съёмки в условиях хорошего освещения можно было снимать на плёнку 32 или 64, а при низком уровне света требовалась плёнка 130 или выше. Таким образом, индекс чувствительности определяет восприимчивость светочувствительного материала или элемента к свету. Чем ниже ISO, тем больше света требуется, чтобы получить нормальную фотографию. Если выбрать высокие значения чувствительности, то можно снимать при недостатке света.

В цифровых фотоаппаратах плёнка не используется и чувствительность сенсора можно выбрать при помощи специальной ручкой на корпусе камеры. Существует ряд стандартных значений, которые устанавливаются перед съёмкой. Шкала начинается со значения 100 и каждая следующая ступень в два раза больше предшествующей. Получается ряд чисел 100, 200, 400, 800 и так далее. Шкала настроек может выглядеть как 100-3200 или 50-6400. Топовые модели допускают наличие режима «High ISO», где светочувствительность матрицы можно увеличить до очень больших значений.

Многие модели фотокамер имеют возможность устанавливать промежуточные величины чувствительности.

Правильная установка светочувствительности

Параметр ISO вместе с выдержкой и диафрагмой относится к главным настройкам фотоаппарата. Чтобы правильно его выбрать нужно знать, что происходит при изменении чувствительности. При увеличении этого параметра на матрицу фотоаппарата подаётся большее напряжение. При этом полупроводниковые элементы начинают греться, что приводит к появлению на фотографии цифрового шума. Он проявляется как мелкие разноцветные точки на изображении. Если выбрать небольшие величины ISO, можно получить фотографии наилучшего качества, но при этом освещение должно быть почти идеальным. Существует непреложное правило – чем ниже светочувствительность, тем выше качество. Увеличение ISO вызывает следующие ухудшение качества фотографий:

• Снижение контрастности в мелких деталях;
• Нарушение цветопередачи;
• «Вуалирование» изображения цветовыми точками.

Кроме того фотографии с высоким уровнем шумов невозможно распечатать в большом формате из-за крайне плохого качества. Несмотря на то, что лучше выбрать низкие значениями ISO, при съёмке возникают ситуации, когда чувствительность требуется увеличить. Прежде всего, это касается низкой освещённости, когда нет возможности использовать продолжительную выдержку.

Другой необходимый вариант применения больших значений ISO связаны со съёмкой быстро движущихся предметов или спортивных сюжетов. В этом случае, чтобы «остановить» движение приходится снимать с очень короткой выдержкой, при этом кратковременного действия света будет недостаточно для получения хорошей фотографии и нужно увеличивать чувствительность. Можно использовать общие рекомендации, как выбрать оптимальную чувствительность, но для каждого сюжета потребуется индивидуальный подход:

• ISO 50-100. Можно снимать фотографии с наилучшим качеством. Режим подходит для съёмки днем при хорошем солнечном освещении. Чувствительность 50-100 используется в любое время года в ясную погоду;
• ISO 200-400. Такой диапазон значений будет оптимальным при фотосъёмке в тени. Общий уровень освещения остаётся высоким, но снимать можно при облачности. Фотографии отличного качества получаются в помещении с хорошим и ровным светом;
• ISO 400-800. Установка чувствительности подойдет для съёмки в помещении со вспышкой. При этом фон и основной объект, окажутся хорошо проработанными;
• ISO 800-1600. Такой интервал относится к высоким значениям. На нём можно снимать, когда соотношение выдержки и диафрагмы не может дать нужного эффекта для получения хороших фотографий. Используется при репортажной или событийной съёмке;
• ISO 1600-3200. Такой уровень чувствительности создаёт на фотографии хорошо заметный шум из мелких цветных точек по всему полю изображения. Может использоваться в условиях слабого света, когда нет возможности применить штатив для длительной выдержки;
• ISO 3200+. Уровень шумов очень высок. Снять фотографию хорошего уровня практически невозможно. Может использоваться при очень малой освещённости.

Основные ошибки

Как и на плёночных фотоаппаратах, так и на цифровых системах все ошибки при выборе чувствительности можно свести к двум понятиям. Это недодержка и передержка. Чем больше значение ISO, тем больше света примет матрица и тем светлее будет фотография. Если фотограф в ясный солнечный полдень будет снимать модель на фоне светлых зданий, моря или неба и при этом установит уровень чувствительности 400 или выше, то снимок получится почти прозрачным.

Такая фотография называется передержанной. В таких условиях нужно устанавливать минимальную чувствительность и правильно выбрать выдержку. При недодержке фотография получится очень тёмной, когда света почти отсутствуют, а тени не проработаны и сливаются между собой. Недодержанные фотографии получаются, если чувствительность установлена на минимум, а снимать приходится при плохой освещённости и с короткой выдержкой.

Как исправить ошибки

Ошибки экспозиции, как недодержка или передержка, связанные с неправильной установкой чувствительности не равнозначны между собой. Если исправить недодержанный снимок можно, то сильно передержанный снимок можно только немного подкорректировать. Это связано с тем, что на очень светлом снимке много «пустых» пикселей. Такие места на снимке абсолютно прозрачны или, как говорят фотографы – «выбелены». Изменить яркость или контрастность «пустых» пикселей невозможно. Довести до нормального состояния передержанный снимок можно только методом многократного наложения слоёв в фоторедакторе. При этом нужные элементы берутся с других фотографий.

Недодержанный снимок исправить проще. Для этого в популярном редакторе Photoshop имеется много инструментов. Для увеличения яркости небольшого участка используется «Осветлитель» с панели инструментов. Для коррекции всего снимка применяются настройки «Яркость», «Контрастность», «Уровни», «Кривые» и «Тени/Света». Они открываются в верхней части окна фоторедактора через пункты «Изображение» и «Коррекция». Первые две регулировки самые простые. Для того чтобы работать с инструментом «Кривые» потребуется небольшой опыт. С помощью этих регулировок можно исправить практически любой недодержанный снимок.

Начинающие фотолюбители, при съёмке, часто включают автоматическую установку ISO. На начальном этапе это оправдано, но в дальнейшем от этого лучше отказаться. Многие фотографии получаются совсем не такими, как было задумано. Это происходит от того, что автоматика фотоаппарата выставляет чувствительность по своему алгоритму, который часто не соответствует замыслу фотографа. Используя ручные настройки необходимо знать, как правильно выбрать ISO. Это позволит глубже освоить технику фотосъёмки и добиться нужного мастерства.

Настройки ISO в цифровой фотографии / Хабр

Grant (читатель сайта DPS) спрашивает: «Я запутался по поводу светочувствительности(ISO). Какое значение лучше выбрать? Лучше выбрать самое низкое?»

Спасибо за вопрос, Grant. Прежде чем я попытаюсь дать ответ на этот вопрос, позвольте мне дать небольшое определение ISO.

Что же такое ISO?

В традиционной (плёночной) фотографии ISO (или ASA) показывает насколько чувствительна плёнка к свету. Она измеряется в числах (вы наверняка видели их на коробочках с плёнками — 100, 200, 400, 800 и др.) Чем меньше число, тем менее плёнка восприимчива к свету и тем меньше будет зернистость в получаемых фотографиях.

В цифровой фотографии ISO измеряет чувствительность матрицы фотоаппарата. Здесь применимы те же принципы, что и в плёночной фотографии — чем меньше число, тем менее плёнка восприимчива к свету и тем меньше будет зернистость. Высокие значения светочувствительности используют в основном в ситуациях при недостаточном освещением, когда необходимо использовать короткую выдержку (например, если вы снимаете спортивные мероприятия в помещении и хотите «заморозить» движение) — тем не менее за это придётся расплачиваться шумами. Я проиллюстрирую это ниже двумя фрагментами фотографий — левая снята со значением светочувствительности 100, правая — 3200

(Вы можете посмотреть более крупные версии каждой из фотографий: ISO 100 и ISO 3200)

ISO 100 считается ‘нормальным’ значением и сделает ваши фотографии чёткими (уменьшит шум/зерно).
Большинство людей продолжают снимать в автоматическом режиме, где камера сама выбирает значение светочувствительности, в зависимости от обстановки в которой вы снимаете (камера попытается сделать его как можно ниже), однако, большинство камер предоставляет вам возможность самим выбрать значение светочувствительности.
Если вы не согласны с настройками, предлагаемыми автоматикой, и сами выставляете значение светочувствительности, вы увидите как это влияет на значения диафрагмы и выдержки. Например, если вы увеличиваете ISO со 100 до 400, то заметите, что уменьшатся выдержка и/или щель диафрагмы.

При выборе светочувствительности, я, обычно, задаю себе следующие четыре вопроса:

1. Свет — Достаточно ли освещён объект?
2. Зерно — Нужно ли мне зерно или мне нужен снимок без шумов?
3. Штатив — Использую ли я штатив?
4. Движение объекта — Двигается ли мой объект или покоится на месте.

Если вокруг достаточно света, мне хочется получить немного зернистости, я использую штатив и объект съёмки не двигается, то я обычно использую довольно низкое значение светочувствительности.

Если же вокруг темно, я намеренно хочу получить зерно, я снимаю без штатива и/или мой объект движется, я рассмотрю увеличение значения светочувствительности, что позволит мне использовать меньшие выдержки и вместе с тем получать неплохие снимки.

Конечно, взамен мы получаем больше шума на снимке.

Ниже приведены ситуации, в которых может понадобиться увеличение значения светочувствительности:

Спортивные мероприятия в помещении — где ваш объект быстро двигается, а также имеется недостаток света.

Концерты — где также мало света и часто там нельзя использовать вспышку.

Галереи, церкви и др. — во многих галереях против использования вспышек и, конечно, имеется недостаток света в помещении.

Дни рождения — момент задувания свеч может подарить вам снимок с приятным настроением, который будет испорчен вспышкой. Увеличение ISO поможет вам поймать момент.

Светочувствительность является важным аспектом в цифровой фотографии, обязательный к пониманию если вы хотите получить больший контроль над своей камерой. Поэтому экспериментируйте с настройками и тем как они влияют на ваши фотографии!

Светочувствительность цифровых камер — это… Что такое Светочувствительность цифровых камер?

Светочувствительность цифровой фотокамеры — характеристика цифрового фотоаппарата, определяющая зависимость числовых параметров созданного им цифрового изображения от экспозиции, полученной светочувствительной матрицей. Светочувствительность цифровых фотоаппаратов принято выражать в единицах, эквивалентных единицам измерения светочувствительности ISO галогеносеребряных фотоэмульсий^[1]. Это позволяет пользоваться методами измерения экспозиции, свойственными классической плёночной фотографии.

Однако, понятие светочувствительности цифровых камер не имеет ничего общего с традиционными фотоматериалами в силу неприменимости законов сенситометрии, и отражает чувствительность матрицы лишь косвенно. В отличие от светочувствительности фотоматериалов, относящейся только к конкретной используемой фотоэмульсии, в цифровой фотографии под светочувствительностью понимают передаточную функцию всей системы, включающей матрицу, предусилитель и алгоритмы АЦП. Для цифровых видеокамер и передающих телекамер, основанных на аналогичных матрицах, единицы ISO не применяются, а светочувствительность выражается в минимальной освещённости объекта съёмки в люксах, позволяющей получать изображение с допустимым уровнем шумов^[2][3]. В некоторых случаях чувствительность видеокамер выражается минимальной освещённостью при определённом уровне усиления сигнала в Децибелах^[4].

Колесо установки значения ISO цифрового фотоаппарата «Canon PowerShot G9»

Эквивалентная светочувствительность

В цифровых фотоаппаратах при одной и той же экспозиции может быть получено изображение разной яркости. Это достигается изменением предварительного усиления электрических сигналов светочувствительной матрицы и алгоритмов их последующего аналогово-цифрового преобразования в цветовое пространство, главным образом, sRGB^[1]. Производители цифровой аппаратуры устанавливают фиксированную зависимость между значениями сигналов матрицы и соответствующими параметрами цветового пространства, принимаемую в качестве экспозиционного индекса EI. Большинство цифровых фотоаппаратов имеет несколько значений EI, переключение между которыми позволяет находить наиболее приемлемый компромисс между возможностью съёмки с короткими выдержками и интенсивностью шумов в получаемом изображении. Значения EI выбираются таким образом, чтобы получаемое цифровое изображение было сопоставимо с получаемым на плёнке такой же чувствительности ISO, с теми же экспозиционными параметрами. Поэтому, в обиходе принято называть значения EI цифровых фотоаппаратов «эквивалентной светочувствительностью ISO». Однако, этот параметр имеет лишь косвенное отношение к светочувствительности матрицы, и выражается в единицах плёночной сенситометрии только для удобства использования классических приёмов измерения экспозиции, принятых в традиционной фотографии.

Некоторые производители предусматривают возможность регулировки параметров яркости в пределах одного значения EI, как дополнительный пункт меню настроек камеры. Современные цифровые камеры многократно превосходят фотоматериалы по светочувствительности, и в эквивалентных ISO единицах достигают значения 204800, недоступного для галогеносеребряных фотоэмульсий. Совершенствование алгоритмов шумопонижения позволяет получать при таких значениях EI высокое качество изображения.

Сравнение разных единиц светочувствительности

В таблице приведены сравнительные значения систем измерения светочувствительности ISO и APEX, и эквивалентные значения светочувствительности, выбираемые производителями цифровых фотоаппаратов для градуировки их шкал в соответствии со стандартом ISO12232:2006. Видно, что значения, превышающие 10000 ISO не применимы к существующим фотоматериалам и отражают только регистрирующую способность цифровых фотокамер, выпускаемых со второй половины 2000-х годов.

Сравнение светочувствительности фотоматериалов и цифровых фотоаппаратов

APEX Sv	ISO арифм./логарифм.°	Эквивалент ISO цифровых фотоаппаратов	Пример плёнки или камеры, обладающих такой светочувствительностью
−1	1.6/3°
	2/4°
	2.5/5°
0	3/6°		«Тасма» ОЧТ-Н
	4/7°
	5/8°
1	6/9°		оригинальный Kodachrome
	8/10°		Polaroid PolaBlue
	10/11°		Kodachrome 8-мм
2	12/12°		Gevacolor 8-мм обращаемая, позднее Agfa Dia-Direct, «Свема» КН-1
	16/13°		Agfacolor 8-мм обращаемая
	20/14°		Adox CMS 20
3	25/15°		старый Agfacolor, Kodachrome II и Kodachrome 25, Efke 25, «Тасма» ЦО-22Д
	32/16°		Kodak Panatomic-X, «Свема» ДС-5М, Фото-32
	40/17°		Kodachrome 40 (киноплёнка)
4	50/18°	50	Fuji RVP, Ilford Pan F Plus, Kodak Vision2 50D 5201 (киноплёнка), AGFA CT18, Efke 50
	64/19°		Kodachrome 64, Ektachrome-X, ORWOCOLOR NC-19
	80/20°		Ilford Commercial Ortho, «Свема» Фото-65
5	100/21°	100	Kodacolor Gold, Kodak T-Max, Provia, Efke 100, «Свема» КН-3
	125/22°		Ilford FP4+, Kodak Plus-X Pan, «Свема» Фото-130
	160/23°		Fujicolor Pro 160C/S, Kodak High-Speed Ektachrome, Kodak Portra 160NC и 160VC
6	200/24°	200	Fujicolor Superia 200, Agfa Scala 200x, «Свема» ОЧТ-180, «Тасма» ОЧ-180, ЦО-Т-180Л
	250/25°		«Тасма» Фото-250
	320/26°		Kodak Tri-X Pan Professional
7	400/27°	400	Kodak T-Max, Tri-X 400, Ilford HP5+, Fujifilm Superia X-tra 400, Konica VX-400 «Свема» ОЧТ-В
	500/28°		Kodak Vision3 500T 5219 (киноплёнка), «Тасма» Изопанхром тип-17
	640/29°		Polaroid 600
8	800/30°	800	Fuji Pro 800Z
	1000/31°		Kodak P3200 TMAX, Ilford Delta 3200
	1250/32°		Kodak Royal-X Panchromatic
9	1600/33°	1600	Fujicolor 1600, Kodak Ektapress 1600, «Тасма» Изопанхром тип-42
	2000/34°
	2500/35°
10	3200/36°	3200	Konica 3200
	4000/37°
	5000/38°
11	6400/39°	6400
	8000/40°
	10000/41°
12	12500/42°	12800	Значения светочувствительности ISO, превосходящие 10000, не применимы к существующим фотоматериалам.
	16000/43°
	20000/44°
13	25000/45°	25600	Первый серийный цифровой фотоаппарат с таким эквивалентом ISO: Canon EOS 5D Mark II (2008)
	32000/46°
	40000/47°
14	50000/48°	51200
	64000/49°
	80000/50°
15	100000/51°	102400	Первые серийные цифровые фотоаппараты с таким эквивалентом ISO: Nikon D3S и Canon EOS-1D Mark IV (2009)
	125000/52°
	160000/53°
16	200000/54°	204800	Первые серийные цифровые фотоаппараты с таким эквивалентом ISO: Canon EOS-1D X (2011), Nikon D4 (2012)

Примечания к таблице: значения светочувствительности систем APEX и ISO, выделенные жирным шрифтом, соответствуют реальным значениям, использующимся производителями для конкретных фотоматериалов. Все остальные значения вычислены на основе тех же прогрессий в качестве математического продолжения существующих шкал.

Стандарт ISO 12232:2006

С 1998 года существует стандарт ISO^[5], устанавливающий зависимость между величиной сигналов матрицы и конкретными экспозиционными индексами. Этот стандарт даёт производителям цифровых фотоаппаратов пять возможных способов определения конкретных значений EI, три из которых существуют с 1998 года, а два появились в 2006 году в соответствии с рекомендациями CIPA DC-004^[6], предложенными японской Ассоциацией по Стандартизации Систем Отображения (англ. Standard of the Camera & Imaging Products Association, CIPA). В зависимости от выбранной методики, экспозиционный индекс EI зависит от светочувствительности и уровня собственных шумов матрицы, а также от характеристик получаемого изображения. Стандарт ISO определяет светочувствительность всего канала отображения фотокамеры, а не его отдельных компонентов, как это было предложено компанией Kodak в 2001 году для двух собственных сенсоров^[7].

Методика рекомендованного экспозиционного индекса (REI), появившаяся в последней версии стандарта ISO 12232:2006^[8], разрешает производителям аппаратуры самостоятельно устанавливать значения EI, основываясь на собственной точке зрения, при каких значениях EI получаются правильно экспонированные изображения. Это единственная методика, применимая к форматам изображения, использующим цветовые пространства, отличные от sRGB, а также в случаях использования матричного режима измерения экспозиции.

Методика стандартной выходной чувствительности (англ. Standard Output Sensitivity, SOS) так же появилась в последнем стандарте, и основана на предположении, что средний уровень яркости в выходном изображении sRGB должен получаться при съёмке серой карты с 18% отражательной способностью при измерении экспозиции экспонометрической системой, откалиброванной в соответствии со стандартом ISO 2721 без экспокоррекции. Поскольку измерения должны проводиться в цветовом пространстве sRGB, методика применима только к снимкам, сделанным в этом пространстве — главным образом, формата JPEG — и неприменима к снимкам в формате RAW. Кроме того, методика неприемлема в случае использования матричного режима измерения.

Методика, основанная на точке насыщения близка методике SOS, но основывается не на 18% серой карте, а на 100% яркости, при которой начинают пропадать детали в света́х. Значения экспозиционного индекса, полученного таким методом, выше, чем предыдущие на 0,704. Так же, как и предыдущая методика SOS, метод точки насыщения предполагает измерения в цветовом пространстве sRGB, и не применим к файлам формата RAW.

Две методики, основанные на уровне шумов иногда используются для определения диапазона EI любительских цифровых фотокамер. В этом случае определяются крайние значения EI, при которых снимки могут считаться «отличными» или «приемлемыми», соответственно для наименьшей и наибольшей эквивалентной светочувствительности.

Методы расчёта экспозиционных индексов

Значения эквивалентной светочувствительности ISO цифровых камер зависят от свойств сенсора и алгоритмов цифровой обработки получаемого изображения в камере. Эта величина может быть выражена через экспозицию H, получаемую матрицей, в люксах в секунду. Для усреднённого объектива с фокусным расстоянием f, намного меньшим, чем расстояние до объекта съёмки, экспозиция составляет:

где L — яркость объекта съёмки в канделах на квадратный метр, t — выдержка в секундах, N — диафрагменное число. Тогда коэффициент q определяется равенством:

Эта величина зависит от коэффициента пропускания T объектива, коэффициента виньетирования v(θ), и угла θ относительно оптической оси объектива. Чаще всего q=0,65, при условии, что θ=10°, T= 0,9, а v= 0,98^[5].

Точка насыщения

Светочувствительность, определяемая по точке насыщения, рассчитывается с помощью равенства:

где  — максимальная экспозиция, не приводящая к появлению «пробитых» областей, лишённых информации. Обычно, нижний предел такой чувствительности зависит от свойств матрицы, но при усилении её сигнала перед АЦП, эквивалентная светочувствительность повышается. Коэффициент 78 принят потому, что калибровка экспонометров основывается на измерении серой карты с отражательной способностью 18%. Такой объект даёт на изображении значение яркости, составляющее 18%/√2 = 12.7% от уровня насыщения. Множитель √2 обеспечивает запас в полступени, учитывающий блики, более яркие, чем света́ объекта съёмки^[8].

Определение по шумам

Светочувствительность, определяемая по методу измерения шумов, зависит от экспозиции, необходимой для достижения определённого отношения сигнал/шум на отдельных пикселях. Используются два соотношения: 40:1 («отличное изображение») и 10:1 («приемлемое качество»). Эти соотношения соответствуют субъективному восприятию изображения с разрешением 70 точек на сантиметр, рассматриваемого с расстояния в 25 сантиметров. Уровень шума определяется, как среднеквадратическое отклонение яркости и цветности отдельных пикселей. Светочувствительность, определяемая этим методом, в наибольшей степени зависит от качества матрицы, и в значительно меньшей — от шумов предусилителя.

Стандартная выходная чувствительность

В дополнение к описанным методикам определения светочувствительности, стандарт ISO 12232:2006 предусматривает методику стандартной выходной чувствительности, основанной на зависимости числовых значений пикселей изображения от полученной экспозиции. Методика основана на равенстве:

в котором отражает экспозицию, дающую значение 118 в 8-битном изображении sRGB, которое соответствует отображению 18% серой карты при гамма-коррекции 2,2^[8].

Применимость методик стандарта ISO

Стандарт определяет, какая из методик определения светочувствительности предпочтительна в различных ситуациях. Если светочувствительность, выбранная на основе «шумовой» модели 40:1 превосходит тот же параметр, полученный по точке насыщения, выбирается первое из двух значений, округлённое до ближайшего нижнего значения стандартной шкалы. Основанием для такого выбора считается тот факт, что меньшая экспозиция, вычисленная на основе более высокой светочувствительности, даёт заведомо худшее изображение. Кроме того, нижняя граница диапазона значений чувствительности выбирается на основе точки насыщения, а верхняя — по оценке наихудшего отношения сигнал/шум 10:1. В случае, если «шумовая» чувствительность 40:1 оказывается ниже, чем вычисленная по точке насыщения, или не определяется из-за сильных шумов, для отсчёта берётся последняя, округлённая до ближайшего верхнего значения стандартной шкалы, поскольку использование «шумовой» чувствительности приведёт к передержке. Светочувствительность камеры также может быть однозначно определена на основе стандартной выходной чувствительности, округлённой до ближайшего стандартного значения.

Допустим, сенсор камеры обладает следующими характеристиками: «шумовая» чувствительность 40:1 — 107, то же для отношения 10:1 — 1688 и «точка насыщения» — 49. Тогда в соответствии со стандартом фотоаппарат должен обладать следующими значениями шкалы:

При дневном свете — ISO 100;

Диапазон значений — ISO 50—1600;

Стандартная выходная чувствительность — ISO 100.

Стандартная чувствительность может иметь пользовательскую настройку. Для камеры с более шумным сенсором те же значения могут составлять соответственно 40, 800 и 200. В этом случае система должна быть настроена на чувствительность ISO 200, соответствующую пользовательской настройке стандартной выходной чувствительности^[8].

Несмотря на подробные инструкции стандарта о применении той или иной методики определения эквивалентной светочувствительности, инструкции фотоаппаратов не отражают, какой именно способ использован для разметки их шкал.

См. также

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Экспозиция в цифровой фотосъёмке, 2008, с. 18
2. ↑ Телевидение, 2002, с. 105
3. ↑ В.П. Майоров, Л.Ф. Овчинников, М.С. Сёмин Рассуждения о телевизионных камерах (рус.) // Компьютерра : журнал. — 1998. — № 14. — ISSN 0815-2198.
4. ↑ Николай Миленин, Леонид Чирков Телевизионные камеры: куда ведёт прогресс? (рус. ) // «625» : журнал. — 1993. — № 4. — ISSN 0869-7914.
5. ↑ ^{1 2} ISO 12232:1998  (англ.). Photography — Electronic still-picture cameras — Determination of ISO speed. ISO (20 April 2006). Проверено 11 ноября 2012.
6. ↑ Standardization Commettee Sensitivity of Digital Cameras  (англ.). CIPA DC-004. Standard of the Camera & Imaging Products Association (27 July 2004). Проверено 11 ноября 2012.
7. ↑ Kodak Image Sensors ISO Measurment  (англ.). Revision 5.0 MTD/PS-0234. Kodak (28 September 2009). Проверено 11 ноября 2012.
8. ↑ ^{1 2 3 4} ISO 12232:2006  (англ.). Photography — Digital still cameras — Determination of exposure index, ISO speed ratings, standard output sensitivity, and recommended exposure index. ISO (4 October 2011). Проверено 11 ноября 2012.

Литература

• Крис Уэстон Экспозиция в цифровой фотосъёмке = Mastering digital exposure and HDR imaging / Т. И. Хлебнова. — М.,: «АРТ-родник», 2008. — С. 18—20. — 192 с. — ISBN 978-5-9794-0235-2

• В. Е. Джакония II. Преобразование изображений в электрические сигналы и воспроизведение изображений // Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 105—134. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1

Светочувствительность (ISO) / Фотография / Фотомоушен2 — Сообщество творческих людей

Очень сложно снимать действительно хорошие фотографии без понимания того, что такое ISO и как оно работает. Как уже упоминалось в прошлых статьях, светочувствительность это один из важнейших факторов удачного снимка с технической стороны. (Другие два это Скорость затвора и Апертура). Поэтому очень важно знать что это, дабы выжимать все возможное с вашей камеры и делать стоящие снимки, которыми было бы грех не похвастаться. И так как эта статья посвящена начинающим фотографам, то я постараюсь объяснить, что такое ISO как можно проще.

1. Что такое ISO?

В сущности ISO это уровень чувствительности вашей камеры к имеющемуся свету. Чем меньше уровень ISO, тем меньше камера чувствительна к свету и наоборот, чем больше ISO – тем больше светочувствительность. Компонент камеры, отвечающий за изменение светочувствительности, называется «сенсором изображения» или просто сенсором, и является самой дорогой (ну или почти самой дорогой) частью камеры. Суть сенсора в том, что он преобразует падающий на нее свет в изображение, которое мы с вами видим и называем фотографией. С увеличенной чувствительностью сенсор вашей камеры может запечатлевать изображения в условиях плохой освещенности без использования вспышки. Однако и здесь есть свое «но» — чем больше светочувствительность, тем больше зернистости, или так называемого «шума» наблюдается на фотографии.

Наглядный тому пример:

У каждой камеры есть своя базовая светочувствительность («Base ISO»), которая обозначает самый низкий уровень ISO, при котором достигается лучшее качество снимка и отсутствие зернистости. На большинстве камер фирмы Nikon это ISO 200, на Canon же 100. То есть по задумке вы должны стараться все время использовать базовый ISO, чтобы получать фотографии без шума и наилучшего качества, однако это не всегда возможно, особенно в условиях плохой освещенности.

Как я уже сказал ранее, обычно светочувствительность начинается со 100-200 ISO, после же оно увеличивается в геометрической прогрессии (каждый раз в два раза): 100, 200, 400, 800, 1600, 3200 и так далее. То есть каждый раз, изменяя уровень ISO на одно значение, вы увеличиваете светочувствительность сенсора вдвое. Таким образом, уровень ISO равный 200 в два раза чувствительнее к свету, чем ISO 100, когда 400 в 2 раза больше, чем ISO 200. А это в свою очередь означает, что уровень светочувствительности равный 400 в 4 раза больше, чем ISO 100; а ISO 1600 в 16 раз светочувствительнее ISO 100. Но к чему я это все веду? Дело в том, что если сенсор в 16 раз чувствительнее к свету, то ему нужно в 16 раз меньше времени, чтобы запечатлеть изображение.

Примеры ISO и скоростей:

• ISO 100 – 1 секунда
• ISO 200 – 1/2 секунды
• ISO 400 – 1/4 секунды
• ISO 800 – 1/8 секунды
• ISO 1600 – 1/16 секунды
• ISO 3200 – 1/32 секунды

Цифры условны и могут меняться при определенных обстоятельствах

То есть, ссылаясь на таблицу выше, если вашей камере требуется одна секунда для запечатления фотографии при ISO равном 100, то при ISO 800 вы можете фотографировать всего за 125 миллисекунд! И если вникнуть в это, то со знанием этого меняется мировоззрение на технику фотографирования в целом, ведь вы можете мгновенно запечатлеть сцену, буквально «замораживая» действие. Для примера возьмем эту фотографию:
Черные чегравы, снято при ISO 800 за 1/2000 секунды

Как видно из описания к фотографии, я сфотографировал эту птицу при светочувствительности, равной ISO 800, причем сенсору камеры потребовалось всего 1/2000 секунды, чтобы запечатлеть ее. А теперь представим, что было бы, выставив я ISO 100: в таком случае мне бы потребовалось в 8 раз больше времени, а это 1/250 секунды. То есть вместо четкого изображения, я бы получил смазанный снимок, так как за 1\250 секунды птица бы успела сильно поменять свое местоположение и испортить мне снимок. Именно поэтому так важно знать принцип работы сенсора и светочувствительности.

2. Когда использовать низкий ISO?

Как можно чаще. То есть по идее вы должны все время стараться использовать самый низкий уровень светочувствительности, чтобы получать снимки хорошего качества и без шума, особенно если вокруг достаточно света. Другими словами, использовать низкий уровень светочувствительности нужно в хорошо освещенных помещениях или при достаточном естественном освещении. Хотя иногда низкий ISO используется и в темных помещениях для увеличения времени выдержки и создания эффекта «Шевеленки» (Motion Blur). Правда в таких случаях надо учитывать, что камере потребуется время дабы запечатлеть сцену, поэтому обязательно использовать штатив для того, чтобы статичные объекты оставались статичными, иначе вас съест призрак!
О, нет! Атака призрака!

Шучу конечно. Кстати, это мой племянник; дело в том, что я как раз тестировал на нем долгую выдержку, используя максимально низкий ISO, вследствие чего время выдержки было равно пяти секундам, во время которых мой друг и успел стать «привидением».

3. В каких случаях использовать высокий уровень светочувствительности?

Увеличивать уровень ISO следует тогда, когда вокруг недостаточно света, чтобы достаточно быстро запечатлеть что-либо. Так, когда я снимаю без вспышки в закрытых помещениях, я использую более высокий уровень светочувствительности чем обычно, чтобы добиться эффекта «заморозки» движения. Увеличение ISO также может потребоваться в тех случаях, когда вам нужен четкий снимок быстро движущегося объекта. Например, как с той птицей, фотографию которой вы видели выше. Однако перед увеличением уровня светочувствительности стоит подумать, готовы ли вы пожертвовать качеством снимка.

Кстати, на последних моделях DSLR-камер есть интересная опция при съемке в режиме “Auto ISO” (Автоматическая настройка светочувствительности), позволяющая вам выбирать максимально возможный уровень светочувствительности, который камера может себе позволить. Так, например, если я хочу ограничить уровень зернистости на моих фотографиях и при этом все еще полагаться на свою камеру – я выставляю барьер на ISO 800, и могу смело фотографировать.

На этом все, и примите во внимание, что все, прочитанное вами в этой статье – это лишь базовые знания о светочувствительности в фотоаппаратах и его принципе работы, рассказанное наиболее доступным способом. Так как на самом деле объяснение того, что такое ISO — очень трудоемкое занятие, полное технических терминов, поэтому, если вы хотите углубленно понять, что такое ISO, то могу вам посоветовать, прочитать несколько статей из Википедии.

Введение в мобильную фотографию / Смартфоны и мобильные телефоны / iXBT Live

Мобильные телефоны и смартфоны прочно вошли в нашу жизнь. Каких-то 15-20 лет назад они были не такими массовыми и доступными, но развитие технологий и их удешевление позволили сегодня практически каждому жителю земли иметь при себе мобильное устройство (конечно там, где это имеет смысл). С простых кнопочных звонилок с маленьким дисплеем и минимальной функциональностью телефоны превратились в сложные многофункциональные устройства – смартфоны. Одной из ключевых функций, которой обзавелись сначала телефоны, а потом и смартфоны, стало появление цифровой камеры. Мой первый телефон в далёком 2005 году был скромным устройством с монохромным дисплеем, что делало невозможным его использование в качестве фотоаппарата. Но уже тогда я знал (и даже видел в рекламе и у друзей) что существуют телефоны с фотокамерами. И уже тогда был абсолютно уверен в том, что в будущем эта технология будет очень востребованной, а качество фото, сделанных на телефоны, приблизится к уровню классических фотоаппаратов. Прошло каких-то 15 лет, телефоны и смартфоны смогли потеснить не только плёночные и бюджетные цифровые фотоаппараты, но и создать проблемы производителям дорогих фотографических устройств. В некоторых аспектах (например, использование нескольких фото модулей для разных целей, развитие технологий искусственного интеллекта при обработке снимка) смартфоны обогнали даже дорогие цифровые фотоаппараты. Более того, наличие мощной аппаратной начинки (позволяющей быстро фотографировать, просматривать и редактировать снимки), большого дисплея, доступа к мобильному интернету и постоянного наличия в кармане позволило сделать смартфоны самыми популярными фотоаппаратами, благо качество фотографий, сделанных ими, достаточно для большинства пользователей. Сегодня каждый владелец смартфона может сделать фотографии в любое время и в любом месте не только для домашней коллекции, но и выставив их на всеобщее обозрение в интернет.

К сожалению, лишь небольшой процент пользователей смартфонов знают все тонкости использования фотоаппарата в своих устройствах. Поэтому автору хотелось бы начать с азов и помочь читателю разобраться в основных понятиях и терминах, связанных с фотографией. В этой статье я попытаюсь максимально просто, но в то же время информативно объяснить ключевые параметры фотосъёмки, а также рассказать о их влиянии на конечный снимок.

 

Экспозиция

 

Для любого начинающего фотолюбителя важно знать понятие экспозиции. Давайте посмотрим, что говорит Википедия: «Экспозиция (в фотографии, кинематографе и телевидении) — количество актиничного (видимого) излучения, получаемого светочувствительным элементом». В среде фотографов существует понятие «правильная экспозиция», что означает получение фотографии с нужной яркостью, когда на фото достаточно хорошо видны как яркие объекты (например, светящаяся вывеска магазина или небо на заднем фоне), так и тусклые (например, плохо освещённые или находящиеся в тени объекты).

Примеры снимка с различной экспозицией (слева направо):
слишком малая экспозиция (недодержка), нормальная экспозиция, слишком большая экспозиция (передержка)

 

В обычной жизни выбор правильной экспозиции часто связан с тем, как фотограф видит объект съёмки своими глазами. То есть, если фото получилось светлее или темнее чем то, что мы видим собственным зрением, то нам будет казаться, что снимок выглядит неестественным. Хотя это и не обязательное условие, ведь в некоторых случаях камеры могут запечатлеть то, что не видно человеческому глазу (например, ночная съемка) или нужно достичь определённого художественного эффекта.

 

Пример ночного фото, сделанного на смартфон: звёзд на фото гораздо больше, чем наблюдатель видит своим зрением,
а комета Neowise имеет ярко выраженный хвост

 

Таким образом, подбор правильной экспозиции является одной из ключевых задач фотографа. На практике экспозиция зависит от трёх параметров – диафрагмы объектива, времени выдержки и светочувствительности плёнки или цифровой матрицы. Как минимум два из трёх параметров можно изменять при ручном режиме съёмки на смартфон. Давайте же подробно рассмотрим их.

 

Диафрагма

 

В среде профессиональных фотографов хорошо известно понятие диафрагмы. Обычно это механизм, создающий округлое отверстие определённого диаметра, расположенный за линзой объектива фотографического устройства. В большинстве фотоаппаратов диафрагма представляет собой механизм с изменяемым размером отверстия. За счёт изменения параметров диафрагмы можно добиться изменения двух важных эффектов фотосъемки – светочувствительности и глубины резкости.

Диафрагма обычно расположена внутри объектива за одной из линз. На фото изображена ирисовая диафрагма, размер отверстия которой может регулироваться

 

Начнём со светочувствительности. Чем она выше, тем светлее будет кадр при прочих равных параметрах. Касательно глубины резкости можно сказать следующее. Многие из вас слышали про такой эффект как боке. Он выражается в том, что при съёмке определённого объекта (например, портрета человека) задний фон размывается, что позволяет выделить объект и добиться определённого визуального эффекта. Таким образом, чем выше глубина резкости, тем менее размытым будет задний фон позади объекта съёмки (то есть боке менее выражен или вовсе отсутствует). И наоборот, чем меньше глубина резкости, тем более размытым будет задний фон.

В современных смартфонах всё гораздо проще. Подавляющее большинство из них имеют фиксированную диафрагму у каждого фото модуля (то есть, у смартфона с несколькими камерами параметры диафрагмы для каждой из них могут отличаться, что чаще всего и бывает). При этом встречаются смартфоны, у которых фото модуль с изменяемой диафрагмой, например Samsung Galaxy S9 и S9 plus, правда в них всего два фиксированных значения диафрагмы – f/1,5 и f/2,4. В новых же моделях линейки Galaxy S20 компания отказалась от изменяемой диафрагмы по неизвестным мне причинам.

 

На фото видны два варианта открытия диафрагмы для смартфона
Samsung Galaxy S9 plus — f/2,4 (слева) и f/1,5 (справа)

 

Таким образом, не имея возможности изменять диафрагму смартфона, можно лишь констатировать её наличие и определить её числовое значение. Именно оно даёт определённую информацию для размышления.

Обычно значение диафрагмы отображается следующим обозначением – «f 1/X» или просто «f/X»,  где «X» — число большее единицы. Например – f/1,4; f/1,7; f/2,0; f/2,4 и т.д. Это значение («1/X») обозначает отношение входного зрачка объектива (диаметр отверстия диафрагмы) к фокусному расстоянию для данного объектива. Это не обязательно помнить, достаточно лишь знать одну простую вещь – чем большее значение в знаменателе (тот самый «X» в нашем обозначении) тем меньшее отверстие диафрагмы. Например, отверстие диафрагмы со значением f/1,8 будет больше чем со значением f/2,4. А что нам даёт большее отверстие диафрагмы? В первую очередь, оно позволяет увеличить светочувствительность и соответственно получить более светлые снимки (при прочих равных условиях). Также оно позволяет сделать более выраженным эффект боке (другими словами — сильнее размыть задний фон).

 

Стандартные значения диафрагмы. Чем большее значение в знаменателе, тем сильнее закрыта диафрагма

 

В последние годы производители пытались максимально увеличить значение диафрагмы в камерах мобильных устройств. Наряду с другими усовершенствованиями (аппаратными и программными) это позволило улучшить качество вечерних и ночных фото, сделанных на смартфоны. Если в устройствах 2008-2010 годов применялись значения диафрагмы f/2,6 – f/2,8, то в сегодняшних смартфонах это значение увеличилось до f/1,5 – f/1,8. Но даже сегодня можно встретить смартфоны, у которых основная камера имеет значение диафрагмы f/2,0 или даже f/2,2. Правда с каждым днём их становится всё меньше.

Хотелось бы предостеречь читателя от поспешных выводов. Дело в том, что одно лишь значение диафрагмы в смартфонах само по себе ни о чём не говорит. Чтобы сравнивать фотографии с двух устройств в условиях недостаточной освещённости нужно учитывать множество других факторов – технологии и размер матрицы, её разрешение, оптику, наличие оптической стабилизации, алгоритмы обработки снимка и т. д. Тем не менее, при прочих равных параметрах, более светосильная оптика (больший размер отверстия диафрагмы) способна делать более качественные и освещённые снимки в условиях недостаточной освещённости. А усиление эффекта боке для такой оптики является лишь приятным бонусом.

 

Выдержка

 

Одним из ключевых параметров фото съёмки является выдержка. С технической точки зрения, это время, в течение которого свет (до этого прошедший через линзы и отверстие диафрагмы объектива) попадает на плёнку либо светочувствительную матрицу (для плёночных фотоаппаратов или цифровых соответственно). Чем больше это время, тем светлее получается снимок.

В фотографических устройствах время выдержки обычно указывается в секундах или долях секунды. Например, выдержка 1/3 означает время попадания света на матрицу или плёнку равное 1/3 секунды, или примерно 333,3 миллисекунды. Следуя этому примеру, выдержка 1/15,  1/30 или даже 1/1000 обозначает соответственно доли секунды, в течение которых свет попадает на светочувствительный элемент фотоаппарата. Целое числовое значение выдержки указывает время в секундах, в течение которого свет попадает на матрицу или плёнку. Например – 1 с (секунда), 2 с, 4 с, 8 с, 16 с и так далее. Буква «с» для обозначения выдержек от одной секунды и более является обязательной (для долей секунды символ «с» можно использовать по желанию).

 

Влияние выдержки на смазывание объектов на фото. Обратите внимание как уменьшение времени выдержки

(слева направо) влияет на отображение спиц и протектора покрышки

 

Каким же образом удаётся достичь определённого времени попадания света на матрицу фотоаппарата? Для этих целей используется затвор. Во всех старых и многих современных фотоаппаратах применяется механический затвор. Обычно он представляет собой шторку, расположенную непосредственно перед плёнкой либо светочувствительной матрицей фотографического устройства. При нажатии кнопки спуска шторка открывается на заданное время (время выдержки, которое мы настроили), что позволяет свету, идущему от объектива камеры, попасть на светочувствительный элемент и сохраниться на нём. Чем большее время выдержки, тем больше света попадает на светочувствительный элемент, соответственно конечное изображение будет более светлым. Кому интересно понаблюдать за принципом работы механического затвора на современных зеркальных фотоаппаратах, смотрите видео с канала «The Slow Mo Guys».

 

Пример механического затвора современного фотоаппарата

 

С появлением цифровых фотоаппаратов и других фото устройств с цифровой матрицей (видеокамеры, смартфоны) стало возможным использование электронного затвора. В этом случае никакой механической шторки (или другой преграды) между объективом и светочувствительной матрицей нет. Свет непрерывно попадает на цифровую матрицу устройства. Выдержка определяется временем между обнулением матрицы и моментом считывания с неё информации. В современных смартфонах используется именно такой тип затвора.

 

Камеры в современных смартфонах обладают лишь электронным затвором

 

Для обычного пользователя не обязательно знать все тонкости работы механизма затвора. Достаточно лишь понимать одну простую вещь – чем больше время выдержки (его числовое значение) тем светлее будет снимок. В то же время увеличение времени выдержки увеличивает вероятность того, что объекты на изображении окажутся размытыми (особенно актуально при съёмке движущихся объектов). Если пользователь указал большое время выдержки (например, более 1/30 секунды) то съёмка с рук (без использования штатива) становится затруднена, так как дрожание рук будет достаточным для того, чтобы конечное изображение потеряло чёткость. При съёмке подвижных объектов и длинной выдержке даже использование штатива не поможет. Поэтому для съёмки с рук и особенно движущихся объектов рекомендуется использовать малое время выдержки (вплоть до 1/4000 или даже 1/8000 секунды в современных фотоаппаратах).

В то же время, для вечерней и ночной съёмки неподвижных объектов (малое количество света) можно использовать большие значения выдержки (вплоть до 30 секунд и более в современных фотоаппаратах). В этом случае нужно использовать штатив, так как дрожание рук недопустимо и приводит к размытию фотографии.

 

 

Штатив и длинная выдержка помогут вам создать снимок звёздного неба (f/1,8; ISO-800; выдержка 32 с.)

 

Выбор времени выдержки всегда является компромиссом между чёткостью полученного кадра и его яркостью. Таким образом, время выдержки является одним из ключевых параметров при настройке экспозиции.

 

Светочувствительность ISO

 

Светочувствительный элемент (плёнка или цифровая матрица) фотографического устройства под воздействием света меняет свои физические или химические свойства. Благодаря этому, в конечном итоге, мы можем получить кадр, проявив плёнку или считав показания с цифровой матрицы. Светочувствительность определяет насколько плёнка или матрица чувствительны к падающему на них свету. То есть, чем выше светочувствительность плёнки, тем меньшее количество света необходимо для того, чтобы получить кадр необходимой яркости, или иными словами – правильной экспозиции.

Во времена плёночных фотоаппаратов у каждой марки плёнки была определённая светочувствительность. Параметры этой чувствительности определялись стандартом, которому плёнка соответствовала. В разное время стандартизацией светочувствительности плёнки занимались различные организации. На данный момент наиболее широко распространён стандарт ISO, созданный одноимённой организацией. Чем выше значение стандарта ISO, которому соответствует плёнка, тем более светочувствительна эта плёнка (при тех же условиях кадр будет более светлым).

 

Пример оформления коробки и кассеты 36 мм. фотоплёнки. Число 200 обозначает светочувствительность плёнки в ISO

 

Высокая светочувствительность плёнки даёт явные преимущества фотографу — для получения нужной яркости (правильной экспозиции) можно уменьшить время выдержки (что бывает полезно) или уменьшить диафрагму (и тем самым увеличить глубину резкости). Вот только в плёночных фотоаппаратах была одна серьёзная проблема – невозможность заменить плёнку, пока она не будет использована полностью (или же пожертвовать частью старой плёнки ради кадра на новую).

В отличие от плёночных камер, цифровые фотоаппараты и другие устройства с цифровым сенсором (смартфоны, видеокамеры и т.д.) в большинстве случаев обладают изменяемой светочувствительностью. Для удобства и в силу сложившихся традиций для цифровых устройств используют всё тот же стандарт светочувствительности — ISO. Вот только принцип увеличения светочувствительности происходит не так как на плёночных фотоаппаратах. В цифровых камерах свет попадает на светочувствительную матрицу, а не на плёнку, сама же матрица не является сменной (или её замена сильно затруднена).

 

Матрица основной камеры смартфона Samsung Galaxy S20 Ultra (фото с сайта iFixit)

 

Матрица имеет определённую величину чувствительности к свету, которая зависит от её технических характеристик (применяемая технология изготовления, физический размер и т.д.), но эта величина не может быть напрямую сопоставлена со светочувствительностью плёнки. Изменение светочувствительности матрицы достигается благодаря разной степени предварительного усиления сигнала с неё, а также изменениям в алгоритмах обработки снимка. Таким образом, одна и та же матрица цифрового фотоаппарата способна делать изображения разной экспозиции благодаря изменению лишь параметра светочувствительности (или иными словами, ISO). При этом нет необходимости изменять два других параметра, а именно – диафрагму и выдержку.

Давайте подытожим написанную выше информацию. Чем выше светочувствительность (ISO), выставленная во время фотографирования на цифровую камеру, тем выше яркость получаемого изображения. Например, кадр, сделанный на одну и ту же камеру с одинаковыми настройками выдержки и диафрагмы, будет ярче при значении ISO 200, чем при значении ISO 100.

 

Влияние параметра ISO на результат экспозиции снимка

 

Диафрагма, время выдержки и светочувствительность являются взаимозависимыми параметрами. Например, уменьшенное в два раза время выдержки можно компенсировать увеличением в те же два раза параметра ISO, а уменьшенную диафрагму можно компенсировать увеличением выдержки или ISO. Действительно, на практике изменение параметра светочувствительности позволяет делать менее размытые кадры (за счёт уменьшения выдержки) и кадры с большей глубиной резкости (за счёт закрытия диафрагмы), но с одной оговоркой. При высоких значениях ISO на фотографии начинают появляться цифровые шумы. У каждой матрицы фотоаппарата свои пределы допустимых значений ISO, в пределах которых цифровые шумы будут минимальными.

 

Влияние высоких значений ISO на появление цифровых шумов и ухудшение картинки. Особенно заметно по надписи

«Ok Google» и по часам в верхней правой части дисплея устройства

 

На смартфонах допустимый верхний предел ISO обычно ограничивается значением 400. Для зеркальных цифровых камер допустимые значения ISO могут быть 800, 1600, а иногда и 3200. При этом максимальные значения ISO для смартфонов и цифровых камер гораздо выше приведенных допустимых значений. Важно помнить одно простое правило – по возможности выставляйте наиболее низкие значения ISO, позволяющие сделать кадр нужной яркости. Если же такой возможности нет, постарайтесь использовать такое допустимое значение светочувствительности, при котором количество шумов будет минимальным. Максимальные значения ISO, доступные для данного устройства, стоит использовать лишь в самых крайних случаях, потому что неизбежно появление цифровых шумов, которые испортят качество конечного снимка.

 

Ручной режим съёмки

 

Большинство пользователей смартфонов используют фотоаппараты своих смартфонов лишь с автоматическими настройками съёмки. Это просто, понятно и оправданно. Но что означает режим ручной съёмки (в некоторых смартфонах это «PRO режим»)? Ведь различных настроек хватает на любом смартфоне. Ручной режим съемки на смартфоне – это как минимум возможность регулировки двух из трёх параметров экспозиции – выдержки и светочувствительности (ISO).

 

Ручной режим съёмки на смартфонах Motorola

 

В устройствах с изменяемой диафрагмой (которых среди смартфонов практически нет) в этом режиме будет доступна её регулировка. В ручном режиме также могут быть доступны настройки баланса белого, ручная фокусировка, экспокоррекция и другие настройки, но о них как-нибудь в другой раз. Проблема в том, что далеко не у всех смартфонов такой режим присутствует, хотя намечается тенденция к увеличению количества таких устройств. Поэтому если в вашем смартфоне есть такой режим съёмки, обязательно поэкспериментируйте с ним.

Какие же преимущества может дать ручной режим съёмки? В отличие от автоматических режимов, пользователь сам настраивает устройство во время съемки, каждый параметр индивидуально для каждого кадра. Поначалу это может показаться сложно, требуется некоторый практический опыт. С другой стороны, зная теорию и предназначение основных параметров экспозиции (выдержка, диафрагма, ISO), можно точно настроить каждый из них в соответствии с вашими требованиями. Например, при использовании штатива и съёмке неподвижных объектов, можно увеличить выдержку и уменьшить ISO, что даст вам картинку с правильной экспозицией и минимальным количеством шумов на фото.

 

Использование штатива в ручном режиме съёмки не обязательно, но крайне рекомендуемо в некоторых случаях

 

При плохом освещении автоматический режим повышает значения ISO (иногда до максимальных значений) при средней выдержке, ведь подразумевается, что пользователь ведёт съёмку с рук, а не со штатива. А вот ручной режим позволяет настроить каждый параметр индивидуально, добившись наилучшего качества. Например, фотографируя плохо освещённый объект или звёздное небо, можно увеличить выдержку до очень больших значений (от 4 секунд и выше) при этом оставив параметр ISO на приемлемом уровне. Удивитесь, но многие современные смартфоны даже в среднем сегменте могут запечатлеть звёздное небо, при этом звёзд на снимке вы увидите больше, чем своими глазами.

 

Созвездие Большой и Малой Медведицы. Фото сделано на смартфон, закреплённый на штативе, использовалась длинная выдержка — 32 секунды (фото прошло легкую постобработку)

 

Хотя в последнее время, особенно во флагманских моделях, появились отдельные режимы для ночной съёмки, но всё же приятно и интересно настроить каждый параметр индивидуально, а не строить догадки о том, как же сработает автоматика.

С чего начать и как получить первый кадр в режиме ручной съёмки? Просто включите этот режим и сделайте первый кадр, оцените правильность его экспозиции. Если яркости недостаточно, увеличьте выдержку или ISO, а вот если изображение слишком яркое – уменьшите данные параметры. Получив изображение с правильной экспозицией, вы достигли необходимого результата. Теперь попробуйте поэкспериментировать с каждым параметром по отдельности. Уменьшайте один параметр (например, выдержку), компенсируя другим параметром (например, увеличив ISO). Сравнивайте полученные снимки, оценивайте какой из них лучше и выявляйте закономерности и зависимости между параметрами. Так, снимок за снимком, вы будете набираться опыта и уже через пару сотен кадров сможете практически с первого раза угадывать настройки параметров для разных условий съёмки.

Конечно, размеры оптики, маленький сенсор камеры и невозможность регулировать диафрагму накладывают серьезные ограничения для любителя фотографировать на смартфон, ведь те же современные фотокамеры обладают гораздо большей гибкостью настройки. С другой стороны, даже тех параметров, которые есть, будет достаточно для многих пользователей, по крайней мере, в начале их пути в фотоискусстве. В конце концов, умения фотографа и его взгляды важнее фото инструмента. Поэтому пробуйте, экспериментируйте и удачных кадров!

Osprey цветной датчик ночного видения при низкой освещенности камера изображения cmos высокой четкости

В X27 используется новая усовершенствованная технология BSTFA (тонкопленочная матрица широкого спектра).

Цифровой разведывательный датчик VIS-NIR X27 с функцией ночного видения True Color — это технологический прорыв в технологии ночного видения.
Высокая производительность, низкий уровень шума, высокая чувствительность и невероятный рейтинг ISO, эквивалентный 5000000, — это всего лишь несколько функций, предлагаемых системой.
Датчик SWaP может быть интегрирован в прицелы ночного видения, прицелы, монокуляры, бинокли, средства помощи водителю, БПЛА, БПЛА, беспилотный и широкий спектр
для защиты, внутренней безопасности, границы, земли, мобильных, морских, воздушных, военных, дикой природы. , документальный фильм, специальная боевая съемка с камеры
, астрономическая / воздушная / воздушная / космическая дистанционная съемка, северное сияние, приложения для обеспечения безопасности и наблюдения.

В X27 ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ВЫСОЧАЙШЕЕ КАЧЕСТВО ИК-КОРРЕКТИРУЕМЫХ ОПТИК С ПОКРЫТИЕМ, КОТОРАЯ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ЧЕТКО НАДЕЖНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ДНЕМ ИЛИ НОЧЬЮ

X27 ЦВЕТНОЕ СЛАБОСВЕТОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ С КАМЕРЫ В НОЧНОЕ ВРЕМЯ, БЕЗ ЛУНЫ — ПЕРЕСАДКА С ЦВЕТНЫМИ ДИАПАЗОНАМИ, КАМУ, ЛИЦОМ ЧЕЛОВЕКА И БЕЗОПАСНОЙ ВИНТОВКОЙ В НОЧНЫХ УСЛОВИЯХ

X27 идеально подходит для многих целей, кроме безопасности и наблюдения, таких как медицина, био-визуализация, телевидение
, природа / дикая природа, документальные и киносъемки, астрофотография, подводная съемка, криминалистика, исследования и разработки
, научные исследования и широкий спектр коммерческого и промышленного применения.

ЦВЕТНОЕ НИЗКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ НОЧНОЕ ВИДЕНИЕ ПОЛУНОЧНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ, СОВМЕСТИМОЕ С ТЕПЛОВЫМ ИНФРАКРАСНЫМ КРАСНЫМ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕМ FLIR IMAGE

ЦВЕТНОЕ НИЗКОЕ СВЕТОВОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ НОЧНОЕ ВИДЕНИЕ ПОЛУНОЧНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ, СМЕШАННОЕ С ТЕПЛОВЫМ ИНФРАКРАСНЫМ ИЗОБРАЖЕНИЕМ FLIR

THE X27 доступен с тепловым слиянием ИК-изображений , тепловизионной технологией Flir в сочетании с высоким разрешением, высокой чувствительностью x27 изображения для создания идеальной сцены ночного видения!

Видеокамера безопасности x27 Reconnaissance 4K Day / Night может использоваться автономно, а
— в дополнение к тепловизионному инфракрасному изображению FLIR, MWIR, LWIR, SWIR, I2, CMOS,
CCD, NVG и всем существующим системам EOIR для военной / оборонной / космической техники .

На видео выше показан X27, снятый в полночь на пляже Вилано, Флорида

Изображения в широком спектральном диапазоне от 390 нм до 1200 нм ИК-спектра
и обнаружение ИНФРАКРАСНЫХ ЛАЗЕРОВ, как видно на этом видео. компании Fire SP, округ Кларк, США.

X27 Видео ночью в пустыне Невада внедорожник и инфракрасный (ИК) лазер

Видеозапись в формате X27 в полночь в пустыне Юта

X27 Ночное видео аэропорта с огнями на сцене

Цветная камера видеонаблюдения x27 при слабом освещении всегда обеспечивает полное разрешение 390–1200 Нм, пользователь всегда получает полный широкополосный доступ.

Датчик цвета при низкой освещенности x27 имеет чрезвычайно большие ячейки с шагом пикселя для возможности сбора сильного света.
и очень чувствителен в области ИК-спектра. Система ISO
, эквивалентная 5 миллионам, обладает выдающимися характеристиками в условиях низкой освещенности с колоссальным увеличением яркости в 85000 раз.

X27 РУЧНОЙ БИНОКЛЯР НОЧНОГО ВИДЕНИЯ ИСТИННОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО ЦВЕТА С БЕЗОПАСНЫМ ЛАЗЕРНЫМ УЗОРОМ ДЛЯ ГЛАЗ LRF

ВИДЕО НИЖЕ иллюстрирует высокопроизводительные и надежные яркие цветовые возможности дневной / ночной камеры X27 reconnaissance
. Этот клип был снят в очень темных звездных условиях только в ночных условиях и демонстрирует производительность
X27 по сравнению с поколением 3 + актуальный военный выпуск очки ночного видения AN / PVS-14.Для
долгое время было сложной задачей соответствовать или превосходить производительность устройств поколения 3+ I2, это очень сложная задача для достижения
даже в монохромной системе. Цветное изображение при слабом освещении представляет собой гораздо более сложную задачу для достижения пика. спектакль.
Это видео наглядно демонстрирует выдающуюся производительность цветной камеры ночного видения x27 в режиме реального времени в режиме реального времени.
Датчик ISO камеры X27, эквивалентный 5 миллионам единиц ISO, — это самая эффективная цветная камера для слабого освещения, доступная где-либо .

Ниже приведены образцы изображений ночного видения в реальном цвете, снятых ночью с помощью камеры ночного видения
с низким уровнем освещенности x27. Система открывает множество приложений
для создания изображений в ночное время, которые требуют высокой детализации и точной цветопередачи.

Датчик WUXGA высокой четкости работает в дневное время и включает в себя высококачественные линзы с покрытием
и ИК-коррекцией. Датчик низкой освещенности X27 создает цветное изображение высокой четкости 4K
даже при уровне освещенности менее 1 миллилюкс.

Цветная камера видеонаблюдения X27 4K для слабого освещения — первая в мире полноцветная камера
с датчиком ночного видения для слабого освещения и цветного изображения с низким уровнем освещенности, предназначенная для военных, документальных, охранных и охранных приложений. Цветная камера X27 для слабого освещения предлагает сверхчувствительность
, сравнимую с лучшей в мире современной технологией для слабого освещения — усилителем изображения. Устройства усиления изображения
— это устройства зеленого военного ночного видения, встроенные в защитные очки, прицелы
и военные системы визуализации.

Цветная камера видеонаблюдения x27 при слабом освещении превосходит любую существующую цветовую технологию цветопередачи при слабом освещении, такую ​​как CMOS, Scmos, CCD, EMCCD и традиционные технологии усиленного II военного уровня, и, в отличие от других технологий при слабом освещении, камера x27 является полностью автоматической и не требует взаимодействия с пользователем для различных условий освещения / сцены камера автоматически и мгновенно точно настраивается, чтобы дать вам самое чистое и резкое изображение. Устройство представляет собой герметичную прочную модульную конструкцию для работы в любых погодных условиях.

Традиционные цветные камеры ночного видения при слабом освещении и датчики изображения обеспечивают презентабельное качество изображения при наличии достаточного количества источников света. Для создания изображений с истинным цветом и низким уровнем освещенности требуются гораздо более мощные пассивные датчики, которые могут создавать дневные изображения в самые темные ночи, такие как безлунные облачные ночи. Высокочувствительный цветной датчик при слабом освещении в режиме реального времени x27 обеспечивает яркое четкое изображение с очень низким уровнем шума. Эти параметры делают сверхчувствительный цветной датчик низкой освещенности X27 идеальным для военной визуализации ночного видения, операций в условиях низкой освещенности, цифровых очков ночного видения, слияния цветных изображений ночного видения, установленного цифрового оружия, БПЛА, беспилотных летательных аппаратов, дронов и широкого спектра военных цветных изображений. приложения при слабом освещении.

Цветная камера для слабого освещения X27 является полностью цифровой и, в отличие от аналоговых усилителей изображения i2, может использоваться круглосуточно без выходных днем ​​или ночью, а также не подвергаться никаким повреждениям при попадании на источники яркого света. Усилители изображения ночного видения хорошо работают ночью, это старая аналоговая технология, которая имеет срок службы и может серьезно повредиться, если направить ее на источники яркого света.

Цветная камера для слабой освещенности X27 является новой в семействе набора цифровых датчиков ночного видения для слабой освещенности от SPI, например, монохромный цифровой датчик низкой освещенности X26

X27, ВСТРОЕННЫЙ В СИСТЕМУ МНОГОСЕНСОРНОЙ PTZ-камеры EO-IR

Модуль PP X27 работает на уровне В ПОЛНОМ ЦВЕТЕ с новейшими и лучшими усилителями изображения, как показано в этом видеоролике,

На кадрах выше показаны возможности X27 в дневное время, а также прямое воздействие солнечных лучей на датчик.

Преимущества сенсора x27 по сравнению с традиционными технологиями усиления изображения огромны, в то время как усилители изображения обладают очень хорошими характеристиками при слабом освещении. Существуют такие недостатки, как выгорание или повреждение / ухудшение усилителя при введении интенсивных источников света. Если усилитель изображения смотрит, скажем, на фару автомобиля в течение короткого промежутка времени, он навсегда « сгорает » или « покрывается шрамами », это явление оставит усилитель с ухудшенным черным пятном на поверхности, которое невозможно исправить или удалены и всегда будут присутствовать в усилителе.Усилители изображения нельзя использовать в дневное время, это приведет к выходу из строя усилителя. И, конечно же, усилители изображения создают только черно-белые или зеленые изображения, а не более 1000 нанометров или 1 микрона. X27 — это полностью цифровая твердотельная система с разрешением WUXGA, в которой усилитель электронно-лучевой трубки является аналоговой технологией.

Цветная камера видеонаблюдения при слабом освещении x27 Можно использовать в дневное время, как видно из этого видеоклипа,

и может действительно НЕПОСРЕДСТВЕННО НА СОЛНЦЕ с без каких-либо побочных эффектов, как показано в этом видео.

Это лишь несколько преимуществ, которыми обладает цветной датчик ночного видения x27 для слабой освещенности по сравнению с технологией усиления изображения.

Цветной датчик ночного видения LLLTV для телевизоров с низким уровнем освещенности SPI X27 произведет революцию в военных системах визуализации и поможет военным командирам и военным бойцам в ночных операциях на переносных, мобильных, морских и воздушных платформах, цветной датчик WUXGA HD для низкой освещенности будет предлагать явное преимущество перед всеми существующими в настоящее время военными технологиями ночного видения.

В полупроводниковом цветном датчике ночного видения при низкой освещенности x27 используется специальная обработка видео на кристалле и фильтрах, а также передовые электронные алгоритмы улучшения изображения в ближнем ИК-диапазоне, которые позволяют собирать невероятное количество света и сохранять полную чувствительность без потеря яркого цветного изображения, кроме того, высокая точность воспроизведения BSTFA (Broad Spectrum Thin Film Array) x27, архитектура сенсора с большим шагом пикселя обеспечивает невероятно яркое, естественное цветное изображение в реальном времени с полной частотой кадров телевизора, без задержки изображения и минимального шума изображения или зерно.

Специализированный датчик x27 хорошо видит в инфракрасной области и может обнаруживать инфракрасные ИК-лазеры, указатели, маркеры и осветители, создавая при этом красивое полнокадровое редкое, истинно яркое цветное изображение в реальном времени, позволяющее пользователю видеть изображение с полным широкополосным расширенным динамическим диапазоном включая видимые и инфракрасные волны. X27 превосходит любые существующие сегодня цветные технологии для слабого освещения в видимой и SWIR-области спектра.

Приведенные ниже видеоролики были сняты ночью с помощью цветной камеры видеонаблюдения 4K при низкой освещенности с разрешением x27.нажмите на видео ниже, чтобы воспроизвести и увидеть фактическое качество изображения с реальной цветной камеры ночного видения X27, изображения RAW 4K с сенсора показывают гораздо лучшее качество видео из-за высокого сжатия видео.

ПРИЛОЖЕНИЯ

-Кино

— Охрана / Наблюдение / Разведка

-Документальный

-Законодательство

-Реальность

— Военный

-Телевидение

-Научный

-Астрономия / Астрофотография

-Исследования и разработки

-Природа / дикая природа

-Подводные кадры

-UAV / Drone / UGV / VTOL / UAS / sUAS / Беспилотные автомобили

-Микроскопия

-Медицинская визуализация

— Карданный шарнир / PTZ камера

-Электрооптическое смешивание изображений с дополнительными датчиками

-Bio Sensing

-Био флуоресценция

-ДНК-секвенирование

— ИК-обнаружение

LOW ZOOM POWER X27 ЗАКРЫТЬ 5 долларов США ВАЛЮТА АНАЛИЗ ТЕМНОЙ КОМНАТЫ ИЗОБРАЖЕНИЕ

Предварительные технические характеристики:

-Датчик и параметры: не требует обслуживания, без движущихся частей, твердотельный, без усиления BSTFA Цветной FPA для экстремально низкой освещенности с усилением на колонке

— широкоформатная архитектура с большим шагом пикселя с эквивалентом 5 000 000 ISO

— Задняя сторона с подсветкой для эффективного использования света

— Чрезвычайно высокий динамический диапазон, коэффициент фотопроводимости и фотоотклика

— Очень высокое значение ISO с чрезвычайно низким уровнем шума при считывании

— Автоматическая калибровка уровня черного

— Автоэкспозиция с превосходной цветопередачей

— Превосходная однородность изображения

— Автоматическая коррекция горячих пикселей

-Частота кадров: 60 кадров в секунду / опционально 120 кадров в секунду

— Дневной ночной режим: автоматическое отображение / автоматическое переключение

— Яркий свет / Компенсация цветения: автоматическая

-Размер массива фотоприемников: WUXGA

— Диапазон температур: от -30 ° C до + 80 ° C

-Выход: HD

-Тип выхода: HD-SDI / HDMI

-Длина волны: 390-1220 мкм, широкополосная сверхвысокая чувствительность

-IR Ответ: Да

-Мощность: 12В

-Объектив: 32 мм стандартный (в комплекте) / 22 мм, 37 мм, 60 мм, 88 мм, 152 мм ~ меньше и больше фокусные расстояния со смешанной апертурой в разработке

-Корпус: Герметичный / Всепогодный

-Стабилизация изображения: опционально 3 этапа

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы увидеть дополнительные цветные и монохромные цифровые фильмы ночного видения

Все видео ниже были сняты в НОЧНОЕ ВРЕМЯ

Напишите Майку на spicorp @ me.com для получения дополнительной информации
и индивидуальная интеграция или CALL (702) -499-9551 Современные передовые CMOS-датчики все чаще используются в современных камерах, что позволяет пользователям снимать видео 1080p и с легкостью применять сложные эффекты изображения. Традиционно считалось, что сенсоры Ccd позволяют получать более красивые изображения с меньшим визуальным шумом и искажениями, но они потребляют больше энергии и обеспечивают более низкую скорость передачи данных. Переход на CMOS помогает объяснить, как эта технология драматически развивалась на протяжении многих лет… в последние годы, привлекая все большее число потребителей, которым нужна высокая производительность при слабом освещении в дороге.Специальная камера LLL Cmos для съемки при слабом освещении — еще одна область развития этой технологии. Большой размер шага пикселей позволяет чипу собирать сверхэкстремальное количество света и преобразовывать его фотоны в четкое чистое яркое изображение в очень темных ночных сценах. В технологии цветопередачи при низкой освещенности в x27 используются специальные алгоритмы, которые позволяют датчику видеть в условиях крайне низкой освещенности, которые ранее были невидимы. Камера ночного видения x27 отображает истинно высококачественные цветные изображения с высокой частотой кадров и в очень сложных условиях.Скорость сенсора сама по себе не может быть чем-то, в чем люди могут видеть большую ценность, но скорость сенсора вместе со специальной вычислительной мощностью позволяет CMOS-сенсору x27 реализовывать функции, которые вы, вероятно, не смогли бы сделать даже с лучшими ПЗС, которые fpa может улавливать с очень высокой скоростью, обеспечивая при этом изображение, пригодное для использования в реальном времени, для многих приложений защиты / безопасности и наблюдения. По большей части сравнительные преимущества КМОП лежат вне области качества изображения. Традиционно КМОП-чипы были связаны с теоретически более дешевыми производственными затратами, большей энергоэффективностью, более высокой скоростью передачи данных и тем фактом, что схема на датчике выполняет некоторые задачи обработки до того, как данные поступят с каждого пикселя и самого датчика.Конечно, процессор изображения камеры также имеет непосредственное отношение к окончательному изображению, и он также становится все более и более мощным. Технология подсветки задней стороны чипа — это еще одна область, которая позволяет чипу обеспечивать более высокую производительность при слабом освещении. Цветные детекторы ночного видения x27 bsi подсветка задней стороны — еще один аспект, который делает его желательным для визуализации в никогда ранее не наблюдаемых условиях экстремальной низкой освещенности. Комплементарная металлооксидно-полупроводниковая (КМОП) интегральная схема (ИС) с дополнительным металлооксидным полупроводником (КМОП) для ночного видения с ультраэкстремальной низкой освещенностью является жизненно важной проверенной технологией.SPI применяет свой опыт в области обработки изображений и интегральных схем для достижения невероятных характеристик изображения при слабом освещении в своей камере x27. X27 — это полностью твердотельная альтернатива обычным усилителям изображения. В специальный датчик x27 будет интегрирован CMOS-формирователь изображений для слабого освещения с расширенными возможностями обработки видео для улучшения изображения. Этот мощный, компактный датчик с широким динамическим диапазоном и очень высокой светосилой (эквивалент 5 миллионов единиц ISO) обладает способностью достигать беспрецедентных характеристик в условиях низкой освещенности для систем ночного видения и наземной, космической и воздушной разведки, наблюдения и разведки. а также в биологических науках, микроскопии, медицинской визуализации, био-зондировании, астрономии, астрофотографии, биофлуоресценции и секвенировании ДНК.Новаторские Ultra Чрезвычайно чувствительные цветные камеры wdr меняют пространство для съемки при слабом освещении, одна из оригинальных систем — Canon ME20F-SH

Изучение дополнительных приложений X27 для биографии / биологических наук, в том числе:

・ Взаимодействие белок-белок
・ Волны кальция в клеточных сетях и внутриклеточный поток ионов
・ Конфокальная микроскопия с вращающимся диском в реальном времени
・ Визуализация отдельных молекул с помощью TIRF-микроскопии
・ Флуоресцентная микроскопия клеток крови in vivo
・ Визуализация экспрессии генов с использованием люминесценции

Для получения изображений в условиях низкой освещенности в темное время суток с помощью CMOS-сенсора без усиления необходимо правильно выбрать и оптимизировать конструктивные особенности тепловизора.Желательно заднее освещение с относительно толстым кремнием для сбора фотонов в видимом и ближнем инфракрасном спектрах, для сбора света желателен большой размер пикселя. Датчик ночного видения X27 Color при низкой освещенности уделяет пристальное внимание ключевым факторам в формировании изображений, таким как соображения по конструкции оптики, поддержание полной цветопередачи при частоте обновления телевизора в реальном времени, временный шум считывания, плотное распределение шума, низкий уровень шума при темноте, функция передачи высокой модуляции (MTF), подавление фиксированного структурного шума (FPN), антибликовое покрытие, искажение и размытие, быстрое восстановление изображения в сложных сценах и расширенный динамический диапазон.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Оценка чувствительности ПЗС | Чувствительность камеры — Andor Learning Center

Ключевые факторы, которые следует учитывать

Чувствительность — ключевая характеристика любой системы обнаружения. При оценке чувствительности любого ПЗС-сенсора решающее значение имеет достижимое отношение сигнал / шум (SNR) . Это заключает в себе способность выделять сигнал из окружающего шума.

Рис. 1. Предел обнаружения как функция времени экспозиции для одного пикселя (режим визуализации), который считывается с частотой 33 кГц с шумом считывания 4,6 электронов.

Подход к обеспечению наилучшего возможного отношения сигнал / шум состоит в следующем: а) разработать датчик с максимально возможной квантовой эффективностью и б) свести к минимуму различные источники шума.

Квантовая эффективность (QE) связана со способностью датчика реагировать на входящий фотонный сигнал и преобразовывать его в измеряемый электронный сигнал.Очевидно, что чем больше количество фотоэлектронов, произведенных для данного сигнала фотона, тем выше QE. QE обычно выражается как вероятность — обычно дается в процентном формате — где, например, QE 0,6 или 60% указывает на 60% вероятность того, что фотоэлектрон будет выпущен для каждого падающего фотона. QE является функцией, зависящей от длины волны или энергии фотона, и обычно выбирается датчик, который имеет наивысшее QE в интересующей области длин волн. Для повышения квантовой эффективности ПЗС-сенсоров использовались различные средства.К ним относятся:

• Задняя подсветка — датчик утончается сзади, и свет проходит через заднюю часть, что упрощает проникновение фотонов в активный слой датчика и их поглощение в нем.
• Антибликовые покрытия — оптимизированы для конкретной области длин волн
• Глубокое истощение — активный слой увеличен в размерах для увеличения вероятности поглощения фотонов в ближней инфракрасной (NIR) части спектра
• Покрытия Lumogen — для повышения чувствительности в УФ-области за счет поглощения и преобразования УФ-фотонов в видимые фотоны, которые легче обнаруживаются ПЗС-матрицей
• Микролинзы — более подходящие для датчиков изображения, чем спектроскопия — позволяют собирать больше света в чувствительной области датчика, что приводит к увеличению коэффициента заполнения

Источники шума

Следующая ключевая задача — снизить общий уровень шума до минимума (последний часто называют минимальным уровнем шума).Дробовой шум в генерируемом фотоном (электронном) сигнале (S) является существенным вкладом в общий шум и связан с фундаментальной квантовой физикой; он всегда будет частью любого сигнала. Если количество фотонов в падающем сигнале обозначено P, а квантовая эффективность — QE, генерируемый фотоэлектронный сигнал будет иметь S = (QE.P). Далее следует рассмотреть шум системы или камеры, который имеет три основных фактора: темновой ток (DC) датчика, паразитный заряд, такой как тактовый заряд (CIC), и шум считывания из выходной электроники (предусилитель и A / D узел).Источники шума и способы борьбы с ними кратко описаны ниже:

• Signal Shot Noise (NSN) — принципиально присущ любому сигналу NSN = vS = v (QE.P)
• Темновой шум (NDN) — связанный с термически генерируемым темновым током NDN = v (DC.t) — где «t» соответствует времени воздействия: темновой ток (DC) уменьшается путем охлаждения датчика
• Clock Induced Charge Noise (NCIC) — паразитный шум, возникающий во время тактирования пикселей при перемещении заряда из датчика; это сводится к минимуму за счет применения точно настроенных и хорошо контролируемых синхронизирующих напряжений, в частности точного управления фронтами синхронизации с разрешением до наносекунд
• Шум считывания (NRN) — он возникает в считывающей электронике до того, как оцифрованный сигнал будет отправлен на ПК, и может быть уменьшен за счет использования более низких скоростей считывания и чистых тактовых импульсов

Обычно высокопроизводительная камера работает при определенных температурах и тактовых частотах, так что предел обнаружения определяется шумом считывания.Различные источники шума могут быть добавлены в квадратуре для получения общего шума системы или камеры, который может быть выражен как:

Характеристики системного шума для типичной камеры iDus — BRDD CCD показаны на рисунке 1. Очевидно, что темновой шум будет расти с увеличением времени выдержки, так что для длинных выдержек общий шум системы (и, следовательно, предел обнаружения) будет преобладать вклад темнового шума. При охлаждении вклад темнового шума значительно снижается, а при достаточном охлаждении он может быть снижен до незначительного уровня.Это проявляется как область плато, где теперь шум системы ограничен шумом считывания.

Преимущество охлаждения очевидно, когда в данном эксперименте требуется чрезвычайно долгое время выдержки (> 10 секунд, если не 100 секунд). Однако, если используется короткое время выдержки, ясно, что от сверхглубокого охлаждения мало пользы. В качестве иллюстрации рассмотрим время выдержки менее 1000 секунд (большое время выдержки).

Охлаждение сенсора ниже -75ºC, где система работает на низком плато, соответствующем режиму ограничения шума считывания, практически не дает никакого преимущества.Точно так же, если используются выдержки менее 10 с, охлаждение ниже -50 ° C не принесет или не принесет никакой пользы. Когда учитывается температурная зависимость QE, следует быть осторожным при выборе наилучшей рабочей точки или температуры для оптимальной производительности, особенно при работе в ближней ИК-области

Общий сигнал / шум (SNR) для данной системы CCD может быть выражен в форме:

Эта функция позволяет оценить характеристики любой стандартной ПЗС-матрицы по значениям ключевых параметров, обычно содержащихся в технических характеристиках или технических характеристиках.

Следует отметить следующие моменты:

• QE имеет некоторую температурную зависимость, которая имеет особое значение при работе в ближней ИК-области — простое охлаждение датчика до минимально возможной температуры не обязательно обеспечивает оптимальную производительность камеры
• требования к охлаждению несколько снижаются при использовании короткого времени выдержки (<1 с)
• глубокое охлаждение требуется для более длительной выдержки (> 10 с)

Усовершенствованные детекторы были разработаны для расширения чувствительности до уровня обнаружения одиночного фотона.Эти системы усиливают первоначально обнаруженный сигнал, используя процесс умножения, ведущий к увеличению отношения сигнал / шум при считывании с ПЗС. Две основные технологии:

• ICCD — устройства с усиленной зарядовой парой, в которых перед стандартной камерой CCD добавлена ​​усилительная трубка; в усилителе используется микроканальная пластина (MCP) для усиления сигнала перед обнаружением на CCD
• EMCCD — Устройство электронного умножения (ЭМ) с зарядовой связью, в котором используется датчик со специальным регистром считывания; Регистр ЭМ усиливает электронный сигнал с помощью процесса, известного как ионная ионизация.

Степень усиления или умножения основного сигнала называется коэффициентом усиления.Это может быть выбрано с помощью программного обеспечения и приводит к изменению напряжений на MCP в случае ICCD и синхронизирующих напряжений, подаваемых в регистр считывания EM EMCCD.

При использовании EMCCD или ICCD необходимо учитывать дополнительный источник шума, связанный с самим процессом усиления; это изменение присуще любому процессу умножения. Это количественно определяется так называемым шумовым фактором (F). Для камер EMCCD коэффициент шума составляет v2 или ~ 1.41. Коэффициент шума в ICCD зависит от типа и качества используемой усилительной лампы: они могут иметь значения от ~ 1,6 до ~ 3,5. Принимая во внимание коэффициент шума (F) и фактическое или реальное усиление (G), общий шум для систем, предлагающих усиление, может быть выражен как:

Отношение SNR для EMCCD или ICCD можно записать как:

Когда высокопроизводительные системы работают в режиме глубокого охлаждения с низким уровнем шума, где темновой и паразитный шум пренебрежимо мал по сравнению с шумом считывания, это выражение для SNR можно упростить до:

Здесь можно увидеть, что при увеличении коэффициента усиления G фактор, связанный с шумом считывания, NRN, становится незначительным по сравнению с собственным дробовым шумом сигнала, что приводит к сверхчувствительной способности обнаружения.Системы EMCCD и ICCD, работающие с соответствующими конфигурациями с достаточно высоким коэффициентом усиления, могут использоваться для экспериментов с подсчетом одиночных фотонов.

Ознакомьтесь с нашими соответствующими активами ниже …

Чувствительность

— Глоссарий | STEMMER IMAGING

• Продукты
  • Системы зрения
    • 2D интеллектуальные системы технического зрения
    • Системы 3D-зрения
    • Системы для конкретных приложений
    • Гиперспектральные системы
    • Системы контроля поверхности
    • Системы технического зрения с открытой архитектурой
    • Системы записи последовательности
  • Освещение
    • Светодиодная подсветка
    • Диодные лазеры
    • Источники холодного света и высокочастотное освещение
    • Аксессуары для освещения
  • Оптика
    • Линзы с фиксированным фокусом
    • Зум-объективы
    • Телецентрические измерительные линзы
    • Макро и модульные линзы
    • Моторизованные линзы
    • Линзы для камер с линейной разверткой
    • ИК-линзы
    • УФ-линзы
    • 3D линзы
    • Объективы 360 °
    • Линзы с многократным увеличением
    • Аксессуары для линз
  • Камеры
    • Камеры сканирования площади
    • Камеры с линейной разверткой
    • 3D камеры
    • Умные камеры
    • Высокоскоростные записывающие камеры
    • Контактные датчики изображения (CIS)
    • Спектральные камеры
    • Считыватели ID
    • Аксессуары для фотоаппаратов
  • Прокладка кабеля
    • Кабели CameraLink
    • Кабели GigE
    • Кабели CoaXPress
    • USB-кабели
    • Кабели FireWire
    • Волоконно-оптические кабели
    • Аналоговые кабели
  • Получение
    • Вход CameraLink
    • Вход CameraLink HS-Link
    • Вход CoaXPress
    • Вход GigE
    • Вход DVI
    • Вход LVDS
    • Аналоговый вход
    • Вход FireWire
    • Аксессуары для получения изображений
    • Потоковое IP-видео и декодер / кодировщик видео
  • Программного обеспечения
    • Common Vision Blox (CVB)
    • CVB-Инструменты
    • Инструменты быстрой разработки
    • Комплекты для разработки программного обеспечения
  • Компьютеры
    • Системы промышленных ПК
    • Компактные ПК-системы
    • Системы встраиваемых ПК
  • Производители
• Сервисы
  • Служба поддержки
    • Запросить поддержку
    • Загрузки
    • Лицензионный ключ CVB CameraSuite
  • Технико-экономическое обоснование
    • Технико-экономические исследования
    • Виртуальная осуществимость
  • Тренировка
    • Тренировка
    • Тренировочные мероприятия
    • Вебинары
  • Продажа или возврат и ссуды
  • Индивидуальные кабели
  • Ремонт
• Рынки
  • Оборона, безопасность и авиакосмическая промышленность
  • Электроника, полупроводники и солнечная энергия
  • Заводская автоматизация
  • Еда и напитки
    • Медицинская визуализация
    • Фармацевтическая
    • Печать и упаковка
    • Научное исследование
    • Спорт, развлечения и телерадиовещание
    • Испытания и измерения
    • Движение, железная дорога и транспорт
      • Тематические исследования и примеры применения
    • Учиться
      • Европейская академия визуализации
        • Тренировка
        • Вебинары
      • Справочник по визуализации и зрению
        • Справочник по заказу
      • База знаний
      • Технические советы
      • Видео
    • Блог
      • Блог изображений
      • Подпишитесь на наш блог
    • События
      • Все события
      • Выставки и мероприятия
      • Тренировочные мероприятия
      • Вебинары
      • Форум технологий машинного зрения
    • Компания
      • О STEMMER IMAGING
        • Локации
        • Управление
        • Видение и ценности
        • Нормы поведения
        • Вехи
        • Связаться с нами
      • Карьера
      • СМИ
      • Ассоциации и комитеты
      • Управление качеством
      • Управление поставщиками
      • Юридический
    .

    No related posts.