Digikameroiden ISO-herkkyys?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Olisin kiinnostunut tietämään, että mihin digikameroiden ISO-herkkyys oikein perustuu.

Voisin kuvitella, että mitä suurempi ISO-herkkyys valitaan, sitä enemmän kamera valottaa kuvaa digitaalisesti jälkikäteen. Menikö aivan mönkään?

Ja toinen kysymys: miksi ISO-herkkyyttä kasvatettaessa kuvaan tulee kohinaa? Minulla on siihenkin arvaukseni, mutta olisi kätevää ensin tietää, menikö ensimmäinen arvaukseni oikein.

Ja kolmas kysymys: miksi kuvien kohinapitoisuus vaihtelee eri kameroissa? Okei. Vähemmän kohinaa tuottavissa kameroissa on parempi kenno, mutta millä tavalla parempi?

Sivut

Kommentit (22)

Vierailija

Eka: aivan oikein.

Toka: Samasta syystä kuin radiolaissakin on kohinaa ja tarkemmilla laitteilla sitä tulee vähemmän. Tiedät varmaan että digikamerat toimii valovastuksilla ja niillä on pieni viive ja muuta epätasaisuutta?

Kolmas: Komponenttien laatu vaihtelee, eli ne ei ole yhtä herkkiä, samoin kuin vaikka jännitemittarikin näyttää aina vähän väärin.

PS: digikameralla ja filmikameralla on erittäin paljon yhtäläisyyksiä, digikamerassa vain käytetään valoherkän filmin sijasta valoherkkää kuvakennoa.

juahan
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt4.3.2006

No ei nyt välttämättä ihan niinkään.

Digikameroissa on valoherkkä kenno, jonka pikselit muuttavat valon varaukseksi. Vähässä valossa pitää nostaa ISO-arvoa, eli herkkyyttä. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että kamera vahvistaa kennon pikseleitten tuottamaa signaalia tietyn määrän, jotta pienemmällä valomäärälläkin saadaan paremmin valottuneita kuvia aikaan.

Elektroniikka kohisee aina joitain määriä. Myös kameroitten valoherkkien kennojen tuottama signaali sisältää tietyn määrän kohinaa ja tämä kohina tulee sitä selvemmin esille, mitä enemmän signaalia joudutaan vahvistamaan, eli luonnollisesti myös kohina vahvistuu.

Kohinapitoisuus taas vaihtelee pääsääntöisesti kennon laadun, kennossa käytetyn tekniikan (CCD tai CMOS) ja kennon koon mukaan. Halvemmissa kameroissa on usein halvempi ja pienempi kenno, joka ei useinkaan pysty kalliimpien kameroitten kennojen laatuun. Pienempi kenno on halvempi valmistaa, mutta se tiheytensä takia myös kohisee enemmän. Pieneen kennoon on myös helppo toteuttaa pitkiä zoomeja ja syvyysterävyys saadaan suureksi, jolloin epätarkan kuvan ottamisen riski pienenee hieman.

Digitaalisissa järjestelmärungoissa käytetään pokkareita paljonkin suurempia kennoja, ammattirungoissa yhä enemmän normaalin 35mm filmiruudun kokoisiakin kennoja. Tästä syystä järjestelmäkameroissa saadaan käyttöön jopa ISO3200 luokan herkkyyksiä parempilaatuisina kuin halvemmalla pokkarilla oleva ISO400. Kennojen tekniikoista CCD kohisee vähemmän, mutta on myös hieman CMOS-kennoja kalliimpi valmistaa. Molemmilla on kuitenkin omat etunsa, joista ei tässä sen enempää.

Myös lämpötila vaikuttaa kohinan määrään, mitä viileämpi kenno on, sitä vähemmän se kohisee. Tästä syystä myös esimerkiksi herkkien teleskooppien kennoja viilennetään nestetypellä ja muilla tavoilla kuvanlaadun maksimoimiseksi. Eli pakkasella kuvanlaatu paranee usein ihan näkyvästi. Elektroniikka tykkää pakkasesta, kunhan muistaa kondensoitumisen sisälle tuodessa. Eli kamera huoneenlämpöön lämpenemisen ajaksi vaikka muovipussiin. Kennon lämpenemiseen itseasiassa liittyy myös pitkillä valotusajoilla kasvava kohina, eli objektiivista tuleva valo myös lämmittää kennoa ja kohina lisääntyy.

Mutta muistakaa myös, että objektiivin merkitys kuvan muodostuksessa on kennoa suurempi. Ei ne mekapikkelssit ole kameran mitta.

"Vastustaja ilman halua hyökätä? Se on kuin yrittäisi rakastella puuta."

juahan
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt4.3.2006

Ei toki, enkä mielestäni niin väittänytkään. Mutta näköjään myöhäisellä hiukan ajatus heitteli asiasta toiseen ja tarkoitukseni oli vain täälläkin hiukan hälventää sitä myyttiä että suuremmalla megapikselimäärällä varustettu kamera olisi aina parempi.

"Vastustaja ilman halua hyökätä? Se on kuin yrittäisi rakastella puuta."

Vierailija
Tuppu L
Kyllä kamera on aina sitä parempi mitä enemmän on pixeleitä, ei ainakaan huonompi.

En nyt menisi tuota väittämään.

Itse sanoisin kyllä, että se optiikka on jopa tärkeämmässä osassa kuin se megapikselimäärä.

Itse kohinaan vaikuttaa tosiaan tuo "ISO herkkyyden", eli kennolta saatavan signaalin vahvistuksen lisäksi myös itse kennon fyysinen koko. Eli mitä pienempää piperrystä on, sitä enemmän kohinaa.

Eli siis jos on fyysisiltä mitoiltaan kaksi samankokoista CCD- tai CMOS-kennoa - vaikkapa 10x10mm, niin jos toisessa on nelinkertainen määrä megapikseleitä, niin ne ovat samaisella kennolla vain puolet tuon 'huonompiresoluutioisen' kennon fyysisestä koosta. Tässä tiheämmin pakatussa kennossa syntyy enemmän tuota sähköistä kohinaa kuin isommassa.

Linssi vaikuttaa taas kuvan piirtoon - eli mitä parempi linssi, niin sitä parempi piirto sillä on. Huonoilla linsseillä piirto on 'suttuisampi' ja hyvillä taas terävä.

Jos kenno on fyysisiltä mitoiltaan hyvinkin pieni, ja siinä on suuri määrä pikseleitä niin saatetaan törmätä tilanteeseen, jossa optiikan piirtokyky ei yksinkertaisesti riitä tuolle tiheäänladotulle kuvailmaisimelle. Tästä taas seuraa se, että kuvassa on kyllä ne 'n-miljoonaa' pikseliä, mutta niitten tuottama informaatio on enemmän tai vähemmän suttua.

Käytännössä olen huomannut, että vanhemmalla 2 megapikselin järjestelmäkameralla ja hyvällä linssillä saa parempia kuvia kuin 8 megapikselin pokkarilla.

Vaikka informaatiota on vähemmän, on se parempilaatuista.

Interpoloimalla ohjelmallisesti tuon 2 megapikselin kuvan tuonne 8 megapikselin kokoon vertailua varten, on usein se 2 megapikselinen kuva silti 'parempi'.

Eli ei se megapikselimäärä autuaaksi tee.

Jos kiinnostaa tuo kohina ja kuvanlaatu enemmän, on http://www.dpreview.com/ hyvä lähde kuvineen ja testeineen.

Vierailija

Ihan totta että megapikselimäärä on vain luku jota käytetään markkinoinnissa. 2 hyvää megapikseliä riittää A4-kokoon (mielestäni) kunhan kamera on muutoin suht laadukas.

Olen itse suurennellut megapikselin kuvan ja lopputulos "halpis" A70-kameralla otettuna oli todella hyvä. Itseasiassa megapikseleitä enemmän noissa kuvissa haittaa jpeg-pakkaus jonka huomaa kuvasta jos sitä tuijottaa hyvin läheltä (käytin toiseksi parasta pakkaustasoa).

Vierailija
Tonivee
Ihan totta että megapikselimäärä on vain luku jota käytetään markkinoinnissa. 2 hyvää megapikseliä riittää A4-kokoon (mielestäni) kunhan kamera on muutoin suht laadukas.

Juuri ja juuri riittää 2 megapikseliä. Ei ihan saa 150 DPi:n tarkkuutta aikaan sillä A4 kokoiselle paperille, mutta lähelle päästään. 300 DPi:tä kun olis, niin sitä katselis jo muutenkin kuin seinäkuvana.

Kymppikuvalle riittääkin jo ihan hyvin.

Vierailija

Käytännössä tuo 150 dpi:n tarkkuus on aivan riittävä valokuvien tulostuksessa.

Saa kyllä ottaa hyvinkin suuria kontrastieroja ja yksityiskohtia sisältävän kuvan, ennenkuin tuota 150dpi ja 300dpi:n eroa oikeasti huomaa. Ja usein tuossa tulevat vielä näkymään juurikin linssin aiheuttamat virheet, kuten esimerkiksi kromaattinen aberraatio, joka usein näkyy punertavana huntuna kirkkaiden kohteiden ympärillä kuvan reunoilla.

Tuo 300dpi on aikoinaan otettu nyrkkisäännöksi offsetpainatusta varten - tällöin kuvassa voi olla vaikkapa mustavalkoista tekstiä pelkän valokuvan sijasta.

Valokuvaan tosiaan riittää vallan mainiosti tuo 150dpi.

Vierailija

Vaikkakin kohinat noin pääsääntöisesti lisääntyvät ISO-arvoa nostettaessa,
niin joidenkin kameroiden ja kennojen kanssa törmää tilanteeseen,
että kuvat alkavat kohisemaan jossain ISO100-200 arvoilla ihan hillittömissä määrin.
Eli tuollaiset normaalissa päivänvalossa otetut maisemakuvat saattaa muuttua pikselihötöksi.
Mistähän lie johtuu.

Yleensä kohinat taitaa olla suurimmillaan juurikin kuvan sinisellä kanavalla.

Kohinaa ei saa normaalilla kuvankäsittelyllä oikein järkevästi poistettua,
mutta onneksi näihinkin asioihin on kehitetty ihan oivia ohjelmia.
Noise Ninja ehkä asiaansa parhaiden toimittavana.

Vierailija

kiitoksia paljon vastauksistanne. kyllä se järkkäri pitää itsekin jossain vaiheessa hommata. niistäkin näyttää tulevan koko ajan yhä vähemmän kohisevia malleja, mikä on hyvä juttu.

Vierailija

Vielä lisää herkkyydestä.

Esim. filmin herkkyydellä 100 saadaan jostain kohteesta epäterävä ja harmaa kuva. Kun taasen filmin herkkyydellä 400 saadaan esille pienemmät yksityiskohdat ja värillisesti parempi kuva, mutta enempi kohinaa, joka ilmeisesti näkyy suurennoksissa.

Digikameran kennolla on vain yksi herkkyys. Jos kuvitellaan, että kenno ei esim. kykene toistamaan em. pinempiä yksityikohtia, niin herkkyysasetuksella 400 kamera ilmeisesti yrittää parantaa kuvan terävyyttä ja varejä arvaamalla (interpoloimalla) ja saavuttanee esim. filmiherkkyyttä 400 vastaavan tason kuvassa ja kohinassa, mutta ei tietenkään mainittuja yksityiskohtia.
Eli kyseessä on ilmeiseti kuvan käsittely eikä herkkyyden muuttaminen. Olenkohan arvuutellut oikein??

Voidaanko "herkkyys" valita käsin paremmissa kameroissa?
Tapahtuuko se pokkareissa automaattisesti??

Vierailija

Ainakin Canonin kamerassa saa valittua täsiautomaattiset asetukset, erikoisautomatiikka ja manuaalisen säädön. Manuaalisessa tilassa saa itse selata kaikki valotusajat, herkkyyden ja aukon asetukset vapaasti, mutta hyvin vaivalloista ja hidasta järkkäreihin verrattuna. Joskus otin omalla halvalla Canonillani sellaisen kuva, jossa pyörivän moottorisahan terästä pystyi erottamaan terän hampaat ja lentävät sahanpurut.

Vierailija
seplep
Vielä lisää herkkyydestä.

Esim. filmin herkkyydellä 100 saadaan jostain kohteesta epäterävä ja harmaa kuva. Kun taasen filmin herkkyydellä 400 saadaan esille pienemmät yksityiskohdat ja värillisesti parempi kuva, mutta enempi kohinaa, joka ilmeisesti näkyy suurennoksissa.

Digikameran kennolla on vain yksi herkkyys. Jos kuvitellaan, että kenno ei esim. kykene toistamaan em. pinempiä yksityikohtia, niin herkkyysasetuksella 400 kamera ilmeisesti yrittää parantaa kuvan terävyyttä ja varejä arvaamalla (interpoloimalla) ja saavuttanee esim. filmiherkkyyttä 400 vastaavan tason kuvassa ja kohinassa, mutta ei tietenkään mainittuja yksityiskohtia.
Eli kyseessä on ilmeiseti kuvan käsittely eikä herkkyyden muuttaminen. Olenkohan arvuutellut oikein??

Voidaanko "herkkyys" valita käsin paremmissa kameroissa?
Tapahtuuko se pokkareissa automaattisesti??




Minä kun olen aina luullut että suuremmalla herkkyydellä saadaan otettua kuvia vielä niissäkin tilanteissa kun valoa on vähän? Eipä se omassa kamerassa ainakaan värillisesti kuvaa paranna mitenkään...

Digikameroissa ISO-arvon muuttaminen muuttaa suoraan kennolta tulevan signaalin vahvistusta, jonka hoitaa kameran elektroniikka. Eli suurempi ISO-arvo = enemmän vahvistusta. Se siis ei ole mikään laskennallinen toimenpide.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5370
Liittynyt7.7.2007
Veikko
Ei se objektiivi silti kohinaa tee, tai poista.



No olen hieman eri mieltä. Valovoimainen objektiivi antaa samalla kennolla ja samalla valaistuksella kohinattomampia kuvia, kuin sellainen, minkä valovoima on vähäinen. Esim. neulanreikäkameralla kuvattaessa kennon signaalia on vahvistettava todella paljon.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26898
Liittynyt16.3.2005
seplep
Esim. filmin herkkyydellä 100 saadaan jostain kohteesta epäterävä ja harmaa kuva. Kun taasen filmin herkkyydellä 400 saadaan esille pienemmät yksityiskohdat ja värillisesti parempi kuva, mutta enempi kohinaa, joka ilmeisesti näkyy suurennoksissa.



Sehän on päinvastoin. Herkkä filmi on isompirakeista (resoluutioltaan pienempää) ja kohinaisempaa.

Digikameran kennolla on vain yksi herkkyys. Jos kuvitellaan, että kenno ei esim. kykene toistamaan em. pinempiä yksityikohtia, niin herkkyysasetuksella 400 kamera ilmeisesti yrittää parantaa kuvan terävyyttä ja varejä arvaamalla (interpoloimalla)



Tietysti sen kennon valoherkät elementit eivät mihinkään muutu. Mutta se kennon herkkyys vaikuttaa siihen, paljonko sitä kuvainformaatiota vahvistetaan luettaessa. Se siis vaikuttaa jo ennen pikselien muuntamista digitaaliseksi ja sen jälkeisiä kuvankäsittelytoimia.

Yhtä lailla kun filmissä, elektroniikassakin herkkyyden lisääminen vahvistamalla lisää kohinaa. Filmin ja kennon kohina on luonteeltaan jonkin verran erilaista. Monet pitävät filmin kohinaa (rakeisuus) esteettisempänä, mutta lienee tottumiskysymys. Kuvan resoluutioon ei vahvistamisella ole vaikutusta, kennon pikselimatriisin koko määrää sen.

Karkeana nyrkkisääntönä voidaan pitää, että kennon fyysinen koko määrää hyvin pitkälle sen hyvyyden. Mitä isompi, sitä parempi. Pikselimäärä on nykyisellä tasolla lähes merkityksetön suure.

Tietysti on tarkoituksia, joissa nyrkkisääntö ei päde. Järkkärikennot ovat erilaisen rakenteensa ansiosta huomattavasti kohinattomampia kuin samankokoiset pokkarikennot, mutta niillä ei voi kuvata videokuvaa.

Voidaanko "herkkyys" valita käsin paremmissa kameroissa?
Tapahtuuko se pokkareissa automaattisesti??



Järjestelmäkameroissa herkkyyden voi aina valita itse. Pokkareissa tilanne vaihtelee, yleensä paremmissa tarjotaan enemmän valintoja ja halvemmat tekevät mitä itse mielivät.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat