相機ISO的測量

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傳統上，也就是從膠片時代開始的傳統，是用量子效率來標定成像感測器的感光度：每個入射光子產生的電子數。

EI = 10/H;

H = lux x second;

H 也就是光度學上所說的曝光。

EI 叫曝光係數，也有人把它等效為感光度，但其實它還不是真正的感光度。

問題1： 如何快速粗略測量感光度

兩側對稱放光源，調節光源亮度，使灰卡位置的illuminance 達到1000lux

然後正對灰卡放置camera，FOV把灰卡覆蓋住。固定sensor的analog gain 為1，digital gain不用，調節曝光時間讓sensor輸出達到剛剛飽和，記錄下此時的曝光時間。把lux meter放在相機sensor同一個平面，記錄下lux值。

把lux 和曝光時間代入S = 78/lux x sec ，就可以得到粗略測量的感光度。以此方法，可以類推，測出gain X的感光度。

問題2： 如果精確測量ISO

根據iso12232， 有兩種方法測量感光度。基於飽和值或者基於雜訊。基於飽和值的方法也被稱作base ISO。選用哪種方法基於實驗條件，如果有可調亮度光源和光箱，可以選用飽和值法。如果光照條件比較低，不能讓圖像達到飽和，那就採用雜訊法。

根據CIPA DC-004，也有一種方法測量感光度，稱為標準輸出感光度：Ssos，它的測量前提是目標為18%的灰卡，gamma=2.2。

以上的三種方法現在比較常用的是飽和值法，它是在raw圖像上進行測量，比較方便可靠。

根據ISO12232：有兩種方法來測量baseISO

方法1：對焦平面測量法，也就是在sensor平面的測量。公式是：

ISO = 78/ Hsat

Hsat = Lux x Second, ( 入射到sensor表面光的lux）

Hsat也就是最前邊公式提到的H：曝光量，那常數為什麼從10變成了78呢？

在sRGB色彩空間上，18%的中性灰的響應值為122。如果sensor的輸出的統計均值變換到sRGB domain是122的話，圖像的高亮區域很可能已經過飽和了，所以從攝影的角度來講，要留下一定的曝光空間，不讓sensor達到過飽和，這個留下的空間實際是憑經驗而來的，在ISO12232標準里，這個空間就是半檔曝光，41%的full range。也可以說full range 現在變成141%，這樣同樣的曝光量相當於縮水了100/141， 把反射率

18% x 100 / 141 = 0.1277 。 10/ 0,1277 = 78;

從這個推導可以看出10是怎麼變成78的。

有些時候sensor表面的lux不容易測量到，所以就有了方法2，

環境亮度測量法：

ISO = 120 X f# 2 / L X t ;

f# 是等效光圈值。

L是chart表面的luminance

環境亮度測試法的關鍵就是把chart表面的luminance折換成方法1中sensor表面的illuminance。

這話聽起來很拗口，所以要先解釋一下兩個概念：

luminance 和 illuminance

luminance是測被照射表面反射後的光的強度，單位是cd/m2。

illuminance是入射光的強度，單位是lux。

比較簡單的記憶方法就是il = in，也就是il luminance 是入射的光。

如果你還是記不住，那就記測試設備：

測illuminance用帶白球的這種叫做illuminance meter的東西

測luminance 要用像槍一樣的這種叫做luminance meter的東西。

在 《the manual of photography》這本書里，講述了如何把chart表面的luminance折換成sensor表面的illuminance。公式如下：

I_sensor = π x t x L_obj/ (4 x F#2)

I_sensor 是sensor表面的illuminance，單位是lux。

T是鏡頭的透射率。

L_obj 是chart表面的luminance，單位是cd/m2

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