Чувствительность ISO и двойной сенсор ISO в смартфонах: насколько они важны?

Чувствительность ISO и двойной сенсор ISO в смартфонах: насколько они важны? Советы

ISO 409600 – эти цифры компания Huawei использовала для громкой рекламы P30 Pro и P40 Pro.

В то же время, некоторые профессиональные зеркальные фотоаппараты, которые в несколько раз дороже, чем телефоны, «только» достигают значения ISO 102400. Так что же, смартфоны Huawei в четыре раза лучше делают ночные снимки? И важна ли чувствительность ISO для смартфонов? Спойлер: Нет! В такой ситуации быть только одно исключение.

Как мы уже говорили в наших других статьях, забудьте о чувствительности ISO на вашем смартфоне. Ценность этого параметра не так важна, кроме как в рекламных материалах. Но поскольку он по-прежнему обсуждается на многих сайтах снова и снова, будь то в режиме Pro или в различных листах спецификаций, мы хотели бы предоставить описание чувствительности ISO, чтобы раз и навсегда разобраться с этим вопросом с точки зрения смартфона.

Huawei P40 Pro рекламирует чрезвычайно высокий уровень чувствительности ISO.
Huawei P40 Pro рекламирует чрезвычайно высокий уровень чувствительности ISO.

Что такое вообще чувствительность ISO?

Сначала небольшая предыстория. Чувствительность ISO восходит ко временам аналоговой фотографии. Слой кристаллов галогенида серебра наносили на материал основы пленки. Затем свет преобразовывал чувствительные соединения серебра в элементарное серебро и, таким образом, воздействовал на соответствующие области изображения на пленке.

Чем крупнее эти кристаллы на пленке, тем они чувствительнее к свету и, следовательно, лучше подходят для условий слабой освещенности. Однако, более крупные кристаллы также означали более низкое разрешение. Изображения получались грубыми, зернистыми. Вы наверняка видели это раньше со старыми аналоговыми фотографиями.

До того, как международная стандартизация была введена в фотографию, для чувствительности пленки существовали всевозможные названия и единицы измерения, например, ASA, DIN или ГОСТ.

Что такое чувствительность ISO в мобильных телефонах?

Эра цифровых камер ознаменовалась заменой зерен аналоговой пленки на кремниевые пиксели. Светочувствительный материал преобразует поступающие легкие частицы в вольтаж. Чем больше света, тем выше цифры вольтажа. В CMOS сенсорах этот аналоговый сигнал сначала проходит через аналоговый усилитель.

Чувствительность ISO сенсора теперь зависит от самих пикселей, а также от усиления этого аналогового аппаратного усилителя. И так же, как с аналоговой зернистостью пленки на материале-носителе, в современной цифровой фотографии невозможно заменить «зернистость цифровой пленки» и изменить чувствительность датчика по ISO. Мы покажем позже, что есть исключение из этого правила.

В то время как пленки с разной чувствительностью все еще можно использовать с аналоговыми камерами, в настоящее время больше нет возможности изменять фотосенсор. Хотя у Ricoh когда-то были большие мечты с GXR в этом отношении.
В то время как пленки с разной чувствительностью все еще можно использовать с аналоговыми камерами, в настоящее время больше нет возможности изменять фотосенсор. Хотя у Ricoh когда-то были большие мечты с GXR в этом отношении.

После первого аналогового усилителя наш сигнал изображения поступает в аналого-цифровой преобразователь, который, как следует из названия, оцифровывает сигнал. С этого момента магия вычислительной фотографии вступает в силу и объединяет информацию об изображении с информацией других фотографий, уменьшает шум, воздействует на баланс белого, осветляет темные области, затемняет ярко освещенные области и т. д. Результат затем попадает в память вашего смартфона в виде файла JPEG.

«Но я могу настроить чувствительность ISO в режиме Pro», – вы можете возразить в ответ. Конечно, это вполне справедливо, но установка значения ISO в том виде, в котором вы его знаете, в ручном режиме вашего смартфона или даже вашей зеркальной камеры, не меняет чувствительность самого фотосенсора. Эта чувствительность ISO изменяет, попросту говоря, только значения усиления, то есть настройку яркости при обработке изображения за аналого-цифровым преобразователем вашего сенсора изображения. Так что это происходит только после того, как фотография была сделана.

Что означает ISO 409, 600?

Чрезвычайно высокая чувствительность, такая как ISO 409,600, означает только одно: производитель разрешил программному обеспечению высокую степень усиления яркости, хотя такая цифра уже вызывает сомнения в его реализации в полноформатных камерах. Почти полмиллиона ISO для смартфонов? Польза явно сомнительна.

И это именно тот ответ, почему Canon EOS 5D Mark IV, «единственная» из зеркальных фотокамер топового уровня, способна достичь отметки ISO 102400, в то время как Huawei P40 Pro удается достичь колоссального ISO 409600. Во-первых, отдел маркетинга Canon менее наглый, и, во-вторых, он обращается к целевой группе, которая лучше ориентирована на работу с камерой и, простите за наш французский, не может быть обманута какими-либо глупыми заявлениями.

Модели Huawei Pro из серии P имеют отличные камеры, в этом нет сомнений. Но производитель должен добиться большего успеха в рекламе, чем разбрасываться безумно высокими уровнями чувствительности.

Значения ISO и компьютерная фотография

В Huawei P40 Pro уровень ISO 409600 может быть выбран вручную в режиме Pro. Изображения формата RAW, однако, доступны только до ISO 6400, что, по-видимому, указывает на некоторую хитрость программного обеспечения (которая, между прочим, в основном является вполне законным маневром), которая может каким-то образом обеспечить эквивалент ISO 409600. Но возможно ли такой показатель вообще считать применимым к ISO и рекламировать его как таковой?

Современные смартфоны обычно не делают один снимок при нажатии спусковой кнопки затвора. Особенно, когда речь идет о высококонтрастных сценах или плохих условиях освещения, где иногда более десятка фотографий фактически составляют один снимок. В конце концов, для пользователя не имеет значения, какое усиление установлено где-то между аналого-цифровым преобразователем и компрессором JPEG. Главное, что хочет пользователь – это прекрасная фотография без шума, и ISO не имеет
значения. Другими словами, цели оправдывают средства.

Насколько нам известно, чувствительность ISO является мерой определенного уровня «светоотдачи». Она ничего не говорит о качестве изображения, но в лучшем случае говорит об уверенности производителя в том, что результаты при максимальном эквивалентном значении ISO все же достаточно хороши для клиента. Фактически, корреляция между самым высоким значением ISO в спецификации и качеством изображения при слабом освещении равна нулю.

Что такое двойная чувствительность ISO?

Как мы уже сказали, говорим ли мы об аналоговой или цифровой камере, всегда есть «фиксированная» чувствительность. Однако с одним исключением, потому как некоторые, так называемые сенсоры с двойным ISO, на самом деле имеют два разных вида чувствительности на аппаратном уровне. Производители достигают этого, добавляя дополнительную аналоговую петлю усиления в датчик перед аналого-цифровым преобразователем.

В результате, даже для профессиональных любителей камер, имеются не слишком интуитивные разработки, касающиеся качества изображения при различных значениях ISO. Тем не менее, со смартфонами есть большой потенциал, чтобы отвлечь внимание от пользователя и разумно использовать изменения в динамическом диапазоне светлых и темных теней для более высокого динамического диапазона.

Двойной датчик ISO доступен в камере BlackMagic Pocket Cinema 4K. Выше ISO 1000 камера переключается на более высокое аппаратное значение ISO.
Двойной датчик ISO доступен в камере BlackMagic Pocket Cinema 4K. Выше ISO 1000 камера переключается на более высокое аппаратное значение ISO.

Blackmagic очень прозрачна с динамическим диапазоном в модели Pocket Cinema 4K. Начиная с ISO 1000, камера переключается с низкой чувствительности на более высокие показатели. Диаграмма, предоставленная производителем, показывает, что регулировка значений ISO в пределах низкого или высокого значения не смещает динамический диапазон, а только серую точку (на диаграмме она изображена как переход между бледным и темно-желтым). В конечном итоге это означает только перераспределение информации об изображении, в то время как сам динамический диапазон остается постоянным.

Этот вариант с двойным ISO теперь считается увлекательным, хотя, в то же время, противоречивым аспектом. ISO 1000 лучше подходит для Blackmagic Pocket Cinema 4K для съемки объектов с большим количеством ярких деталей. Это видно по тому факту, что более яркий спектр выше 18-процентной нейтральной серой точки просто содержит гораздо больше информации. В результате детальное воспроизведение ярких частей изображения намного лучше при ISO 1000 с 6,8 по сравнению с 3,5
световыми стопами при ISO 100.

Oppo Find X2 Pro имеет двойной сенсор ISO! К сожалению, мы не смогли определить в тесте, действительно ли IMX689 имеет преимущество над конкурентами.
Oppo Find X2 Pro имеет двойной сенсор ISO! К сожалению, мы не смогли определить в тесте, действительно ли IMX689 имеет преимущество над конкурентами.

В то же время мы также можем видеть из диаграммы, что ISO 100 на самом деле намного лучше для ночных сцен или для сдержанных снимков, где сцена преимущественно состоит из темных областей. Поскольку параметр ISO 100 (за исключением наборов пленок), как правило, нецелесообразно использовать для снимков с невысокой тональностью, более высокая чувствительность двойного сенсора ISO является интересной возможностью – здесь серая точка в динамическом диапазоне внезапно снова поднимается в пределах диапазона яркости.

То, что мы обычно понимаем под чувствительностью ISO, происходит из очень слабого сравнения с аналоговой фотографией, которая, тем не менее, теряет все больше и больше своей сути. В эпоху компьютерной фотографии чувствительность ISO в целом имеет такое же значение, как дроссель в американском электромобиле Tesla Model 3.

Вывод

Хотя это всегда мало сказывалось на качестве камеры, теперь вы можете на самом деле забыть о чувствительности ISO на смартфонах в те дни, когда на планете царит эпоха компьютерной фотографии. Это действительно ничего не говорит о том, насколько хорошо работает конкретная камера при слабом освещении.

Ситуация может быть иной с двумя сенсорами ISO, которые справедливо используются в некоторых профессиональных камерах высокого класса. В Oppo Find X2 Pro используется сенсор IMX689, первый из известных нам сенсоров с этой функцией. Однако мы бы хотели провести специальный тест, чтобы на деле увидеть характерное поведение двойного сенсора ISO в Find X2 Pro.

Автор статьи
Богдан Чуб
Люблю свой Android, видео с котиками и хорошие дизайнерские решения для смартфонов будущего.
Написано статей
603
DoitDroid