感光度ISO概念

早在膠片時(shí)代我們的攝影生活就默默遵循這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，購(gòu)買膠卷時(shí)包裝上都會(huì)標(biāo)示ISO 100、ISO 200、ISO400這樣的字樣，此處的ISO數(shù)值越大，表示膠卷的感光速度越快，意味著ISO數(shù)值高的膠卷，只需要較弱的光線就能使膠卷生成影像，以便在同樣亮度的光線條件下，可以使用較小的光圈或較高的快門速度，即感光度與所需的曝光量成反比。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，ISO 100的曝光速度比ISO 50快一倍，因?yàn)樵谙嗤闆r下使用ISO 50時(shí)曝光1/125秒，如果換用ISO 100的膠卷只要1/250秒。

在解釋數(shù)碼設(shè)備可隨意調(diào)節(jié)ISO感光度的原理之前，我們先來(lái)進(jìn)一步了解膠片時(shí)代的ISO相關(guān)的一些知識(shí)，相信對(duì)我們理解下文會(huì)有幫助。普通膠片相機(jī)是怎樣識(shí)別不同ISO數(shù)值的膠卷的呢？一切秘密都基于DX編碼系統(tǒng)。該系統(tǒng)最早用于圓盤照相機(jī)用的圓盤膠卷，后來(lái)發(fā)展到35mm膠卷系列中，并于1981年率先運(yùn)用在Kodak彩色膠卷VR 100上，接著日本的Fujifilm、Konica、德國(guó)的Agfa和英國(guó)的Scotch等較大的膠片公司，也相繼采用了DX編碼系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的彩色膠卷都帶有DX編碼，它也已成為現(xiàn)代膠卷的標(biāo)志。DX編碼由膠卷暗盒外殼的矩形方塊編碼組成，總共有12位，每一位分別由銀白色或黑色方塊來(lái)表示導(dǎo)通和絕緣，膠片機(jī)通過(guò)讀取這個(gè)編碼來(lái)自動(dòng)判斷裝載的是什么感光速度的膠片。

傳統(tǒng)膠卷的感光度是通過(guò)改變膠卷的化學(xué)成分，來(lái)改變它對(duì)光線的敏感度，而數(shù)碼相機(jī)的感光元件是不變的，步入正題通俗地說(shuō)說(shuō)原理吧。數(shù)碼相機(jī)普遍采用了電子信號(hào)放大增益技術(shù)，與ISO數(shù)值相對(duì)應(yīng)的是電子信號(hào)放大增益值，比如設(shè)定在標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)提供等同ISO100的增益幅度，對(duì)應(yīng)ISO200和400的增益值可通過(guò)提高增益幅度實(shí)現(xiàn)。那么增益幅度是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？提供高感光度時(shí)自然需要提供相應(yīng)的增益幅度，在輸出影像信號(hào)前都必須做相應(yīng)的信號(hào)放大，因?yàn)镃CD的輸出電平較低，尤其當(dāng)環(huán)境光線黯淡時(shí)，為了使影像發(fā)生量變，放大器就按相應(yīng)的ISO數(shù)值加大增益幅度。此外，在給定的CCD面積內(nèi)增加像素?cái)?shù)會(huì)導(dǎo)致保持感光度變得困難。單位像素的面積減小，入射光強(qiáng)減弱，如果為了提高ISO數(shù)值，調(diào)用更高的增益值將會(huì)導(dǎo)致影像質(zhì)量的惡化。因此廠商又提供了一種解決方案，即在影像信號(hào)讀取時(shí)將CCD存儲(chǔ)的原始影像信號(hào)相加可相對(duì)提升感光度。通過(guò)將兩個(gè)像素信號(hào)相加并傳輸，便可獲得原來(lái)兩倍的感光度。但這種工作方式也有其缺陷，只適合較小的影像模式，因?yàn)橄袼財(cái)?shù)在處理中減半了。影像業(yè)界第三種提供高ISO數(shù)值的解決方案是，采用把數(shù)個(gè)像素點(diǎn)當(dāng)成1個(gè)像素點(diǎn)來(lái)進(jìn)行感光的方式，從而提高感光速度。比如標(biāo)準(zhǔn)的ISO100是對(duì)感光元件的每個(gè)像素點(diǎn)感光，要提高到ISO200的感光度，只需要把2個(gè)像素點(diǎn)當(dāng)成1個(gè)點(diǎn)來(lái)感光，就能獲得原本2倍的感光速度，如果要提高到ISO400的水平，以此類推只要把4個(gè)像素點(diǎn)當(dāng)成1個(gè)點(diǎn)來(lái)感光，便能獲得4倍的感光速度。與第二種方式的不同之處在于是合并像素后感光，而第二種方式則是對(duì)感光信號(hào)的疊加，故該工作方式對(duì)高像素機(jī)型較有優(yōu)勢(shì)，但噪點(diǎn)的產(chǎn)生比前兩種來(lái)的更為明顯。

軟片（膠片）對(duì)光的敏感度；低感光度指ISO100以下的軟片（膠片），中感光度指ISO200~800，高感光度為ISO800以上。用傳統(tǒng)相機(jī)時(shí)，我們可因應(yīng)拍攝環(huán)境的亮度來(lái)選購(gòu)不同感光度(速度)的底片，例如一般陰天的環(huán)境可用ISO200，黑暗的環(huán)境如舞臺(tái)，演唱會(huì)的環(huán)境可用ISO400或更高，而數(shù)碼相機(jī)內(nèi)也有類似的功能，它借著改變感光芯片里訊號(hào)放大器的放大倍數(shù)來(lái)改變ISO值，但當(dāng)提升ISO值時(shí)，放大器也會(huì)把訊號(hào)中的噪聲放大，產(chǎn)生粗微粒的影像。

很久以前膠卷上面都已經(jīng)有了能讓相機(jī)自動(dòng)識(shí)別ISO的觸點(diǎn)，如果使用具有自動(dòng)識(shí)別ISO膠卷功能的相機(jī)（裝膠卷的倉(cāng)盒內(nèi)有識(shí)別ISO的金屬壓條），你不用進(jìn)行ISO的設(shè)置，相機(jī)會(huì)自動(dòng)按照膠卷的 ISO數(shù)值進(jìn)行測(cè)光，如果沒(méi)有這個(gè)功能就需要你手動(dòng)設(shè)置，所以有些相機(jī)上面具有ISO撥盤。一般來(lái)說(shuō)ISO100的膠卷價(jià)格比較便宜，ISO越高，除了價(jià)格越高以外，還有一個(gè)缺點(diǎn)，就是成像質(zhì)量不如低ISO的膠卷成像質(zhì)量高。但是有時(shí)候?yàn)榱双@得較高的快門速度，也會(huì)犧牲畫質(zhì)去使用高ISO的膠卷。

數(shù)碼相機(jī)的感光度是一種類似于膠卷感光度的一種指標(biāo)，實(shí)際上，數(shù)碼相機(jī)的ISO是通過(guò)調(diào)整感光器件的靈敏度或者合并感光點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)是通過(guò)提升感光器件的光線敏感度或者合并幾個(gè)相鄰的感光點(diǎn)來(lái)達(dá)到提升ISO的目的。感光器件都有一個(gè)反應(yīng)能力，這個(gè)反應(yīng)能力是固定不變的，提升數(shù)碼相機(jī)的ISO是通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)的：

1、強(qiáng)行提高每個(gè)像素點(diǎn)的亮度和對(duì)比度；

2、使用多個(gè)像素點(diǎn)共同完成原來(lái)只要一個(gè)像素點(diǎn)來(lái)完成的任務(wù)。

在拍攝活動(dòng)中改變數(shù)碼相機(jī)的感光度并不需要更換膠卷，只需調(diào)節(jié)相機(jī)ISO值即可，數(shù)碼相機(jī)是怎樣實(shí)現(xiàn)可隨意調(diào)節(jié)ISO的呢？相信這是令很多數(shù)碼愛好者費(fèi)解的問(wèn)題，為了說(shuō)清楚這個(gè)問(wèn)題，首先要了解數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部影像傳感器的信號(hào)傳輸原理。

CCD的信號(hào)傳輸原理

當(dāng)光線透過(guò)鏡頭射到CCD上，相應(yīng)強(qiáng)度的電荷量就會(huì)被蓄積在感光電極之下，單位存儲(chǔ)電荷量的多少取決于單位感光單元受到光照的強(qiáng)弱，當(dāng)我們按下快門釋放開關(guān)時(shí)，各單位上的影像電信號(hào)被傳輸給模數(shù)信號(hào)處理組件（ADC/CDS），這一切動(dòng)作都必須受到相機(jī)內(nèi)部影像處理器的脈沖操控，通常被分成相互傳遞型和單一傳遞型兩種傳輸方式。

感光度低感光度

ISO800（2017年）以下為低感光度

在這一段可以獲得極為平滑、細(xì)膩的照片。只要條件許可，只要能夠把照片拍清楚，就盡量使用低感光度，比如，只要能夠保證景深，寧可開大一級(jí)光圈，也不要把感光度提高一擋。

感光度中感光度

ISO800~6400（2017年）屬于中感光度

在這一段，需要認(rèn)真考慮這張照片做什么用，要放大到什么程度，假如你能夠接受噪點(diǎn)，中感光度設(shè)定降低了手持相機(jī)拍攝的難度，提高了在低照度條件下拍攝的安全系數(shù)，使成功率提高。

感光度高感光度

ISO6400（2017年）以上是高感光度

在這一段噪點(diǎn)明顯，使用這樣的設(shè)置，拍攝的題材內(nèi)容的重要性，往往超過(guò)了影像的質(zhì)量，畢竟有的時(shí)候拍攝的條件太差，拍到一張質(zhì)量稍差的照片，總比根本捕捉不到影像好。

感光度高感光度優(yōu)點(diǎn)

感光度對(duì)攝影的影響表兩方面。其一是速度，更高的感光度能獲得更快的快門速度，這一點(diǎn)比較容易理解；其二是畫質(zhì)，越低的感光度帶來(lái)更細(xì)膩的成像質(zhì)量，而高感光度的畫質(zhì)則是噪點(diǎn)比較大。說(shuō)到這里順便導(dǎo)入一個(gè)概念——噪點(diǎn)，主要是指CCD將光線作為接收信號(hào)接收并輸出的過(guò)程中所產(chǎn)生的影像中的粗糙部分。那么噪點(diǎn)是怎么產(chǎn)生的呢？首先要明白對(duì)于作為電子產(chǎn)品的數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，內(nèi)部的影像傳感器在工作中一定受到不同程度的來(lái)周邊電路和本身像素間的光電磁干擾，簡(jiǎn)而言之就是拍攝出的圖片一定會(huì)存在噪點(diǎn)，這是不可避免的，我們看到的只是程度的輕重而已。

感光度高感光度缺點(diǎn)

對(duì)于第一種提供高ISO數(shù)值的解決方案來(lái)說(shuō)，在加大增益幅度的同時(shí)，噪點(diǎn)信息也被相應(yīng)放大，故在高ISO畫面中噪點(diǎn)也越發(fā)明顯；而第二種方式如上文所述那樣，在獲得高ISO的同時(shí)與成像相關(guān)的像素?cái)?shù)也會(huì)成倍縮減，為了保證成像尺寸原本的影像信息會(huì)被擴(kuò)大，噪點(diǎn)就這樣產(chǎn)生了；對(duì)于第三種解決方案而言，因?yàn)闇p少了感光像素，所以在白平衡過(guò)程中只有進(jìn)行像素插值才能得到完整的影像。相信這三條解釋并不難理解，對(duì)于數(shù)碼相機(jī)中流行的“降噪功能”就是為了消減第三種解決方案帶來(lái)的噪點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。相信經(jīng)過(guò)本文的論述，數(shù)碼相機(jī)擁有可變ISO感光度已不再是秘密了，雖然高ISO在噪點(diǎn)方面還是令我們有這樣那樣的擔(dān)憂，但為了獲得更高的快門速度和更明亮的畫面，這也算是一種不增加成本的折中解決方法。

攝風(fēng)光不一定是用低感光度

2007年柬埔寨巴公寺遇到少見的雨后彩虹和火燒云。一時(shí)缺少經(jīng)驗(yàn)使用了100的感光度和22光圈進(jìn)行拍攝。雖然曝光時(shí)間只有6秒，但是數(shù)碼的存儲(chǔ)時(shí)間加上使用了降噪（為了降低長(zhǎng)時(shí)間曝光產(chǎn)生的噪點(diǎn)），拍完一張前后差不多耗去了2分鐘時(shí)間?？梢栽O(shè)想一下，按這樣的時(shí)間去拍攝，前后只有十多分鐘的精彩天象可以拍到幾張？其實(shí)這時(shí)候完全可以開大一點(diǎn)光圈（保證足夠的景深前提下），感光度也可以升到400（甚至是800，以的技術(shù)而言），這樣就可以縮短拍攝的時(shí)間，拍到更多的角度和瞬間。而對(duì)于圖像質(zhì)量來(lái)說(shuō)，損失并不會(huì)很明顯。權(quán)衡利弊，縮短時(shí)間可視為上策。

感光度相關(guān)信息

控制主體的影像效果

為了遷就質(zhì)量就需要降低感光度，以獲取最大的質(zhì)量效果。但是要回避長(zhǎng)時(shí)間曝光所產(chǎn)生的噪點(diǎn)，同時(shí)為了主體影像效果就必須控制曝光時(shí)間的長(zhǎng)短。

ISO:400 1S F4拍攝時(shí)所需要考慮的是主體的情侶盡可能清晰，但是主體的人群盡可能的模糊，以獲得虛實(shí)結(jié)合突出主主體的效果。這就需要把握一個(gè)合適的瞬間，更需要控制一個(gè)合適的快門速度——此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)感光度就是最有效的手段了。ISO400的噪點(diǎn)不會(huì)明顯，完全在可接受范圍之內(nèi)。先進(jìn)的高感光度技術(shù)而言，哪怕是使用ISO1600也是可以接受的。此時(shí)，光圈則可以調(diào)整到F11左右，有利于景深的控制——以獲得背景城市建筑的清晰。

可見感光度的靈活調(diào)整有利于主體的影像控制。

感光度標(biāo)度間轉(zhuǎn)換

當(dāng)從對(duì)數(shù)式DIN感光值S°轉(zhuǎn)換至運(yùn)算式ASA感光值S，由以下方程式計(jì)算：算出的結(jié)果舍入至最接近整數(shù)。把以上方程式作重新排列，逆向轉(zhuǎn)換的方程式如下：

同樣算出的結(jié)果舍入至最接近整數(shù)。在這里log的底數(shù)為10。

感光度現(xiàn)用標(biāo)度比較

以下的表格展出各種不同感光標(biāo)度的比較：

ISO 200 至 3200，以 1/3 EV 為步長(zhǎng)調(diào)校；ISO 200以下時(shí)，感光度以約 0.3、0.7 或 1 EV（SO 100相當(dāng)值）作定級(jí)遞減，或者高于ISO3200 時(shí)，感光度以約0.3、0.7或 1 EV（ISO 6400 相當(dāng)值）作定級(jí)遞增，ISO 感光自動(dòng)控制可用

曝光模式 1) 帶柔性程序的程序自動(dòng) (P)；2) 快門優(yōu)先自動(dòng) (S)，3) 光圈優(yōu)先自動(dòng) (A)，4) 手動(dòng)曝光 (M)

防抖類型無(wú)防抖功能

感光度范圍得到飛躍性的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)10萬(wàn)ISO感光度的驚人性能。常用ISO感光度可在ISO100-12800的8級(jí)之間(可以1/3級(jí)進(jìn)行設(shè)置)進(jìn)行選擇。擴(kuò)展之后的高ISO感光度可分別達(dá)到ISO25600(H1)、ISO51200(H2)或ISO102400(H3)，低ISO感光度下還可選擇ISO50(L)，共有12級(jí)可供選擇。超越以往認(rèn)識(shí)的高ISO感光度下，在黑暗環(huán)境中不使用閃光燈也能拍得美麗。同時(shí)，還可利用ISO50等低ISO感光度進(jìn)行拍攝。這樣，在使用鏡頭的大光圈下便可獲得低速快門等照片表現(xiàn)。

當(dāng)時(shí)拍攝環(huán)境為周邊路燈全部開啟，并且屬于很暗狀態(tài)，當(dāng)開啟ISO2500時(shí)，快門速度稍慢的同時(shí)由于鏡頭焦段在70mm，因此未達(dá)到安全快門。所以畫面呈現(xiàn)明顯失焦晃動(dòng)。當(dāng)時(shí)，當(dāng)開啟ISO25600時(shí)，該ISO處于H2狀態(tài)，從畫面效果看，由于光圈開到最大，快門達(dá)到安全快門要求。但是細(xì)節(jié)分析能夠看出，細(xì)節(jié)方面雖然有些噪點(diǎn)，但是，僅僅可以稱得上為噪點(diǎn)而已，細(xì)節(jié)豐富并且色彩表現(xiàn)很好。