感光度數(shù)碼相機(jī)

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是通過調(diào)整感光器件的靈敏度或者合并感光點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，也就是說是通過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)的亮度和對比度；

2、使用多個(gè)像素點(diǎn)共同完成原來只要一個(gè)像素點(diǎn)來完成的任務(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)解的問題，為了說清楚這個(gè)問題，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。

傳統(tǒng)膠卷的感光度是通過改變膠卷的化學(xué)成分，來改變它對光線的敏感度，而數(shù)碼相機(jī)的感光元件是不變的，步入正題通俗地說說原理吧。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，對應(yīng)ISO200和400的增益值可通過提高增益幅度實(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)相加可相對提升感光度。通過將兩個(gè)像素信號(hào)相加并傳輸，便可獲得原來兩倍的感光度。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感光信號(hào)的疊加，故該工作方式對高像素機(jī)型較有優(yōu)勢，但噪點(diǎn)的產(chǎn)生比前兩種來的更為明顯。

軟片（膠片）對光的敏感度；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)境的亮度來選購不同感光度(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)行測光，如果沒有這個(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。一般來說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。

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)例子來說，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、德國的Agfa和英國的Scotch等較大的膠片公司，也相繼采用了DX編碼系統(tǒng)。

國內(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表示導(dǎo)通和絕緣，膠片機(jī)通過讀取這個(gè)編碼來自動(dòng)判斷裝載的是什么感光速度的膠片。

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？首先要明白對于作為電子產(chǎn)品的數(shù)碼相機(jī)來說，內(nèi)部的影像傳感器在工作中一定受到不同程度的來周邊電路和本身像素間的光電磁干擾，簡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)

對于第一種提供高ISO數(shù)值的解決方案來說，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的噪點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。相信經(jīng)過本文的論述，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。而對于圖像質(zhì)量來說，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10萬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。