感覚と感度:ISO、EI、およびゲインの説明

最近、Abelcineからソニー PMW-F3を購入したクライア 彼はちょうどS-Log記録オプションで彼のカメラを更新し、彼は今、さまざまな方法で彼のカメラの感度を設定することができることを発見しました。 彼はカメラのゲインISOを設定するか、S-Logモードをオンにして露出指数(EI)を設定することができます。 彼はこれらの設定の違いを知りたいと思っていましたが、どの設定を使用するのが最善でした。

私が尋ねている多くの”簡単な質問”のように、これは私がすぐに答えることができるものではありませんでした。 しかし、彼を立ち上げて作業するために、私はF3のゲインとISOが直接接続されていることを彼に説明しました(+6dBはISOの2倍に相当します)、露出指数はpostで行われた色補正のようなものです。 これはF3に関しては良い答えでしたが、他のほとんどのカメラ、特にRaw録画カメラは、まったく違った動作をします。

: ISO、Ei、ゲイン

この記事では、ISO、ゲイン、露出指数の関係と、異なるカメラがそれらをどのように処理するかについて説明します。 また、ホワイトバランスについても少しお話します。 開始するには、これらの厄介な用語のいくつかを邪魔にしてみましょう。

ISO

ISO、または国際標準化機構は、フィルム感度の評価方法を1974年にASAとDINフィルム速度基準を組み合わせたときから標準としている。 私たちはまだASAの面でフィルム感度を参照する人々を聞いていますが、ISOは、これらの日の本当の標準であり、同じ基本的なスケールを使用しています。 ISOは対数スケールで、ISO値の倍加は明るさの倍加を表します。 たとえば、ISO800はISO400の2倍の明るさです。 これは、光の光学的停止の同じ対数スケールに一致し、1つの停止は光の倍増に等しい。 私はワンストップで私のレンズのアイリスを開くことによって、または2倍より敏感であるフィルムを使用して、私の露出を倍増することができ フィルムストックのISOは、その光学密度と露光量をプロットすることによって決定されます。 それは複雑に聞こえるが、それはかなり簡単で反復可能な手順である。 しかし、デジタルの世界では、物事はそれほど明確ではありません。

今日、多くのデジタルカメラはセンサーの感度をISO定格で表示しています。 これは、単純な露出の数学に慣れている撮影監督にとって素晴らしいことであり、対数スケールはまだ映画のように適用されます。 しかし、センサーのISOを評価するプロセスは、フィルムとはかなり異なります。 2006年には、デジタルセンサーの評価に関するISO規格が5つの方法に拡大された。 いくつかはノイズレベルと画像の明るさに基づいていますが、他のものはフィルムストックとの比較に基づいています。 推奨露出指数と呼ばれる一つの方法は、製造業者が適切に露出した画像とみなすものに基づいて、ISOのかなり恣意的な宣言を可能にする。 だから、ISOはデジタルカメラのための緩い標準であると言っても過言であり、それは撮影監督が新しいフィルムストックを使用する前にやったように、

だから、ISOが私たちの標準である場合、なぜ私たちは時々それが露出指数として記載されているのですか?

i before E

フィルムでは、露出指数(またはEI)は、実際のフィルム速度定格とは異なる特定の撮影状況で使用されるISO定格を指します。 つまり、状況によっては、目的の効果を得るために、フィルムの速度を速く(高いISO)または遅く(低いISO)に評価することができます。 たとえば、ISO400フィルムストックを持っていた場合、postで画像を明るくするためにプッシュする必要があることを知って、800と評価できます。 ここでの”プッシュ”という用語は、ポストプロセス(フィルムスキャンなど)で画像を明るくして800にすることを意味します。 これは単にEI800と書かれているのを見るかもしれません。 重要な考慮事項は、EIは、画像を正しい露出にするためにポスト調整が使用されることを意味し、ノイズの増加などの画像の問題が発生する可能性が

Arri ALEXAやSony F3などのデジタルシネマカメラでは、カメラにEIを設定するオプションがあります。 フィルムと同じように、EIは、結果の露出を変更するためにポストプロセスが画像に適用されることを意味しますが、ここでの違いは、結果をすぐに見 Arri ALEXAの場合、センサーのネイティブ評価は800であり、それを超える調整はEIの変更と見なされます。 センサーはセットのフィルムの在庫のようであり、その在庫に押し、引っ張ることは結果を与えるためにデジタル式にカメラで行われる。 たとえば、3200ISOに、高すぎるプッシュし、画像がノイズになります。 センサーは多くの点でフィルムストックのようになり、そこから生データをキャプチャすると、ISOは常に800に固定され、すべてのEI調整がpostで行われるこ センサー自体は変更されていないため、中央の灰色の点の上または下のダイナミックレンジは固定されたままなので、EIを調整すると停止範囲も変 Arriはプロセスを説明するのを助けるためにこの図表を作った。 800ISOでは、7.4が停止し、6.6が停止しますが、EIがデジタルで調整されるにつれて変化します。 赤や他のRaw記録カメラは非常に同じように動作し、我々は分でそれについてさらに話をします。

露出指数(EI)チャート

ソニー F3に戻ると、センサーを800に固定するカメラにEIモードがありますが、モニター出力でEIの変化を見ることができます。 ここでの考え方は、生データの場合と同じように、s-log出力を記録し、postでEIの変更を行うことができるということです。 ここでは、ポストでEIを変更したときに何が起こるかのソニーのチャートです。

Sony F3S-Log EI Mode

だから、EIは仮想ISOの変化のようなものと考えることができます。 EIに加えて、F3に別の感受性の調節の選択がある:よい、旧式の利益。 さて、これは物事がもう少し複雑になるところです。

これは11に行きます

あなたは、低、中、高レベルのラベルが付いた多くのプロのビデオカメラのゲインスイッチに精通しているかもしれません。 従来の小型センサーカメラでは、低設定は素敵な画像が、貧しい低光性能を意味し、高は、あなたが暗闇の中で見ることができることを意味したが、それは地獄のように騒々しかったです。 だから、”ゲイン”という言葉は本当に悪いラップを得ました。

今日、我々は全体的に非常に低ノイズの大型センサーカメラを持っているので、高ゲインレベルでの撮影は前代未聞ではありません。 F3では、他の多くの新しいカメラと同様に、ISOを増やすことはゲインを追加することと同じです。 したがって、0dBゲインでのセンサーのネイティブ性能が400ISOの場合、+6dBのゲインで800ISOが得られます。 それは非常に簡単な数学であり、その経験則は多くのカメラで機能します。 だからあなたが今尋ねているかもしれない質問は、gainがISOを上げるのは本当にEIの変更か何か他のものですか?

カメラによっては、センサーレベルでゲインを追加したり、センサーデータを収集した後にデジタルで実行したりすることができます。 センサレベルの増加は、多くの場合、アナログ利得と呼ばれ、デジタル調整はデジタル利得です。 EIとデジタルゲインは基本的に同じものです。 F3では、従来のゲインを変更すると、センサー自体が実際にゲインされ、ISOが増加します。 EIの増加のように、これはあなたのノイズレベルを増加させますが、あなたのダイナミックレンジを変更しません。 キヤノンC300とC500は同じように動作します。 ここでは、さまざまなISO設定でのセンサーのダイナミックレンジのマップです。

ISOゲインチャート

では、従来のゲインまたはEIの変更はどちらが良いですか? まあ、それは言うのは難しいです。 EIのアプローチは映画の仕組みに似ており、多くの撮影監督はそのようにしています。 ただし、アナログゲインアプローチは、ダイナミックレンジを固定したまま、より高速にフィルムストックを変更するようなものです。 両方に利点があり、どちらかが高品質の画像を生成することができます。 それはあなたのカメラがどのように動作し、それに応じて撮影するかを知っているだけで重要です。

生の魚はまだ魚です

先に述べたように、ほとんどの生のカメラはセンサーが常に設定されている固定ISOを持っています。 カメラの調整は、ポストプロセスがどのように見えるかを示すだけで、EIの増加はポストのカラーグレードとして行われます。 私たちは、多くの場合、センサーのホワイトバランスがあるように、ベースセンサー ISOは、常にそこにあるので、生の記録は本当に真実ではないISOで焼きを持って Eiまたはホワイトバランスを変更するためにpostで行われた調整は、カメラに表示されるものと同じように、最終結果をプレビューするのに役立つ色補正 高ビット深度のRawデータは非常に調整可能なので、Raw記録はpostで多くの柔軟性を与えることができます。 RED Epic、Arri ALEXA、Blackmagic Cinema CameraなどのRawカメラはすべてこのように動作します。 センサーに固定ISOおよび白いバランスがあり、すべての調節はカメラまたはポストでデジタル式に行われる。

キヤノンは別の方法論を持っています;彼らのC500カメラでは、生データを出力する前にセンサーにゲインを適用します。 したがって、ホワイトバランスとISOは、生データとしてアクセスする前にセンサーで調整されます。 その後、キヤノンは生データを10bitログ符号化信号として出力します。 このデータは、他の生の映像と同じようにグレーディングすることができますが、その生のデータは、カメラで設定したものから始まります。 Canonの10bit log encoded Rawは12bit linear Rawデータと同じくらい調整可能ですが、作業の一部はカメラで行われるため、調整が必要ではないと主張することができます。 いくつかは、カメラの制限としてこれを参照してくださいが、あなたのISO範囲全体でその固定ダイナミックレンジを持つような利点があります。 ソニーのF65カメラは、同様のことを行いますが、唯一のホワイトバランス調整を行います。 生データを出力する前にホワイトバランス用のセンサーを取得しますが、ISOは800にロックされています。

結論

元の質問に戻って、私たちのクライアントは、さまざまな設定(カメラゲイン、ISO、EI)が何をしているのか、どの設定を使用するのが最適かを尋ねました。 私は違いを説明しましたが、最高のものを宣言することは常に困難です。 彼は、彼らがS-logを望んでいたし、ポストで彼らの映像のためのグレーディング時間が限られていたことを説明し、また、彼らはサウンドデバイスPIX240でProRes422HQ

この情報に基づいて、EIモードの代わりに従来のゲイン設定調整(センサーレベルISOの変更)を使用することを提案しました。 このケースでは、私は彼らが記録する前にカメラがセンサーを得ることによって、より速く、より良い結果を持っていると信じていました。 ProRes422は高品質ですが、4:4:4またはRaw記録の調整レベルはありません。 彼らの撮影は、最終的には、とにかく私たちがすべての後にしているものである、それはない、いくつかの本当に素晴らしい画像を生成しましたか?

この記事のバージョンは、もともとHDVideoProに登場しました。

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