拍照經常提到的 ISO 是怎麼來的?

微信公眾號有朋友留言問:照片裡面 ISO 這個東西究竟是什麼?

不管是經常用手機拍照還是相機拍照,大家都會看到 ISO 這三個字母頻繁地出現在你們的視線里。

你可能會知道 ISO 的高低對圖片效果有什麼影響, 但你知道 ISO 又是怎麼來的嗎?

ISO,英文全稱:「 International Organization for Standardization 」,是國際標準化組織的英文簡稱。在膠片時代,膠片感光度被稱為 ISO 感光度,人們習慣用 ISO + 數字表示不同底片的感光性能,原則上來說 ISO 後面的數字越大,感光效果越明顯。雖然現在來到了電子時代,但這個習慣一直沿用至今。

在 1960 年ISO 標準推出之前,還有兩種常用的表示感光度的標準,分別是美國的 ASA 算數法(柯達常用)和德國的 DIN 對數法,更早的標準可推前到1894 年德國 Schieiner 制訂的擴值對數法和 1890 年德國 H&D 組織制訂的惰性算術法。

說完 ISO 是怎麼來的,下面要說到最重要的部分,ISO 後面的感光度數值是怎麼來的。

先給大家看一張表格,來自國標:GBT 2924-2008。

前方多公式,想知道 ISO 感光度算術值的朋友看看錶格就好了,看熱鬧的朋友可以跳著看。

Hm 表示曝光量,表中的算數值就是我們常見的 ISO 值,對數值則是採用 DIN 對數法計算的值。其中,

算術感光度值:

S= √2 / Hm

對數感光度值:

S°=1+10 log10(√2 / Hm)

從公式中可知,只要把曝光量測試出來,就可以算出 ISO 感光度的值了。

先測定膠片的感光度,以紅綠藍 ISO 標準 M 狀態漫透射密度值對以勒克斯*秒為單位的曝光量(H)以 10 為底對數作圖,可得到RGB 三條感光測定曲線。

下圖就是柯達的一款膠片的感光測定曲線。

感光度就是從這三條曲線上產生相應最小密度加上 0.15 的紅、綠、藍密度所需要的曝光量計算出來的。

算術值對應公式為:

Hm=(HG x HL)

對數值對應公式為:

log10Hm=1/2(log10HG+log10HL)

HL 為最慢層曝光量,例如感紅層最慢,則 HL = HR 。

求出了感光度,將其代入上述公式就可以得到對應的 ISO 感光度值了。

現在,數碼相機的 ISO 感光度與膠片時代是一個意思,表示 CMOS 圖像感應器對光線的敏感度,只是計算與膠片不一樣,採用了以 S/N 信噪比為依據的計算方法,但用 ISO 值來表示感光度的習慣,一直沿用至今。

ISO主要應用是增加對光線敏感度,提高相機的高度曝光性能,可以使畫面變得更亮,但必須對信號進行電子放大增幅,在這個過程中也會產生雜訊信號,不知道大家還記不記得,使用收音機的時候把音量擰大,雜訊也會變大,是同樣的原理。

下圖就是 ISO 100 與 ISO 50000 照片的對比(F5.6)。

還有,你們看到的照片信息里的 ISO 也不一定都是實際的 ISO,像很多相機例如富士的都是虛標的,說是 1600 實際上也就是 800,手機上面的就更不用提了。

採用高 ISO 在畫質上難免會有所犧牲,無論膠片還是數碼,都會引發噪點。所以高 ISO 性能也成為了衡量數碼相機性能的一個重要考核標準。

大家還有什麼想要了解的也可以在下方留言。


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