Medição real e utilização da conversão de ganho duplo do sensor (ganho de conversão dupla/DCG) e invariância ISO (invariância ISO)

1. Mecanismo físico e eficiência de conversão de carga do circuito de ganho duplo (DCG)

Os sensores tradicionais usam um único circuito de leitura. Em ISO baixo, capacitores de grande valor devem ser usados ​​para acomodar cargas altas. No entanto, isso fará com que a tensão de conversão do sinal de luz escura fraca seja muito baixa e o ruído de leitura inunde as partes escuras. Em ISO alto, se o ruído do circuito não for reduzido, o ruído da imagem será grave:

1. Baixo ganho de conversão - LCG:

• Conecte a um capacitor grande: Quando os fotoelétrons acumulados no fotodiodo estão totalmente carregados, eles não transbordarão rapidamente e terão uma capacidade total de poço extremamente alta (capacidade total do poço).
• Ambiente aplicável: Diurno com bastante luz, proporcionando faixa dinâmica extremamente ampla (geralmente até 14 ou mais paradas).

2. Modo de Alto Ganho de Conversão (High Conversion Gain - HCG):

• Comutação de pequena capacitância: Quando a sensibilidade da câmera aumenta até um certo limite (como ISO 640 ou ISO 800 para sensores full-frame comuns da Sony), o microprocessador desconecta a capacitância secundária através do transistor, e a capacitância do loop torna-se instantaneamente menor.
• Efeito de amplificação de tensão: De acordo com a fórmula $V = Q / C$, quando a capacitância $C$ diminui drasticamente, o mesmo número de fotoelétrons $Q$ é convertido em um sinal de tensão analógico várias vezes maior, fazendo com que o sinal útil salte significativamente acima do nível de ruído do circuito de leitura.
• Salto de faixa dinâmica: a faixa dinâmica medida em ISO 800 tende a retornar paradoxalmente ainda mais alto do que ISO 400 ou ISO 500.

2. Definição científica de invariância ISO

1. O que é imutabilidade ISO:

• Se uma câmera tiver ruído de leitura extremamente baixo e constante, aumentar o ISO (ganho analógico) girando a roda dentro da câmera produzirá quase exatamente o mesmo ruído de imagem e relação sinal-ruído que tirar fotos subexpostas com um ISO baixo na câmera e, em seguida, aumentar o controle deslizante de exposição (ganho digital) em software de desenvolvimento RAW de pós-produção, como o Lightroom.

2. Comparação entre brilho na câmera e brilho pós-processamento:

• Aumentar o disparo ISO na câmera: os realces são amplificados e cortados diretamente antes da conversão analógico-digital do ADC, fazendo com que os realces do céu e da luz fiquem completamente brancos e perdidos.
• Mantenha uma baixa subexposição ISO para proteger os destaques + aumentar as sombras na pós: não apenas o ruído nas áreas escuras é o mesmo que a melhoria na câmera, mas também os detalhes extremos dos realces são gravados intactos no arquivo RAW e a faixa dinâmica geral disponível é bastante expandida.

3. Meça a invariância ISO e duplique o ponto crítico da sua câmera

Siga estas etapas científicas para testar se sua câmera possui invariância ISO de alto nível:

1. Plataforma de teste fixa:

• Monte a câmera em um tripé estável e aponte-a para uma cena interna de natureza morta com alta proporção de luz, lâmpadas brilhantes e sombras escuras.
• A lente está configurada para foco manual (MF), a abertura é fixada em f/5.6, o obturador é fixado em 1/125 segundos e o equilíbrio de branco é fixado manualmente em 5500K.

2. Grupo de comparação de fotos em escadas:

• Foto A: ISO 100, subexposição 4 pontos (imagem muito escura).
• Foto B: ISO 1600, exposição normal (mesma abertura do obturador, apenas aumentando o ISO para zerar o medidor de exposição).

3. Alinhamento de normalização posterior:

• Importe dois RAWs para o Lightroom.
• Adicione compensação de exposição +4,0 EV à foto A (ISO 100); mantenha 0 EV para o tiro B.
• Aumente o zoom em 200% para observar as partículas de ruído e a reprodução de cores nas partes escuras: Se a estrutura do ruído nas partes escuras da imagem A for quase igual à da imagem B, então a câmera possui excelente invariância ISO na faixa ISO 100 a 1600; se a imagem A mostrar ruído de cor severo, ruído de faixa horizontal e projeção de cor, significa que o modelo da câmera possui ruído de pré-leitura de alta amplificação analógica.

4. Regras práticas de exposição para céu estrelado de alta dinâmica, festivais de música com grande proporção de luz e cenas noturnas

1. Cruzando a Escada de Troca de HCG:

• Se a câmera mudar para HCG em ISO 640 (como muitas câmeras Sony/Nikon Z), nunca configure para ISO 500 em ambientes extremamente escuros! Porque o ISO 500 ainda está em execução no modo de piso de alto ruído LCG; definido diretamente para ISO 640 ou ISO 800, o ganho de conversão do microcapacitor é acionado imediatamente e o ruído é significativamente menor que ISO 500.

2. O céu estrelado e o folheto da paisagem são salvos por uma grande proporção de luz:

• Não há luz na paisagem, há um brilho no céu estrelado e há uma luz fraca da tenda na luz alta do solo.
• Defina em ISO 800 (ponto inicial HCG), obturador de 15 segundos, para evitar superexposição das luzes da barraca.
• Na pós-produção, as sombras da paisagem foram iluminadas separadamente em 3 níveis. Os detalhes do terreno eram claros e puros, sem listras coloridas, enquanto a cor e a textura da iluminação da barraca estavam perfeitamente preservadas.

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