liksom många ”snabba frågor” jag frågade, detta var inte precis något jag kunde svara snabbt. Men för att få honom upp och arbeta förklarade jag för honom att gain och ISO i F3 är direkt anslutna (där +6 dB är lika med 2X ISO) och att exponeringsindex är mer som en färgkorrigering gjord i post. Detta var ett bra svar när det gäller F3, men de flesta andra kameror, särskilt Raw-inspelningskameror, fungerar ganska annorlunda.
den här artikeln handlar om förhållandet mellan ISO, Gain och Exponeringsindex och hur olika kameror hanterar dem. Vi kommer också att prata lite om vitbalans också. För att börja, låt oss få några av dessa fiddly termer ur vägen.
ISO förvirrande
ISO, eller International Standards Organization, metoden för klassificering av filmkänslighet har varit standarden sedan 1974, då den kombinerade Asa-och DIN-filmhastighetsstandarderna. Vi hör fortfarande människor som hänvisar till filmkänslighet när det gäller ASA, men ISO är den verkliga standarden idag och använder samma grundläggande skala. ISO är en logaritmisk skala, där en fördubbling av ISO-värdet representerar en fördubbling av ljusstyrkan. Till exempel är ISO 800 två gånger ljus som ISO 400. Detta matchar samma logaritmiska skala av optiska ljusstopp, där ett stopp motsvarar en fördubbling av ljus. Detta gör matematiken av filmografi ganska förståelig; jag kan fördubbla min exponering genom att öppna min lins iris med ett stopp, eller genom att använda film som är 2x känsligare. En filmstocks ISO bestäms genom att plotta sin optiska densitet kontra exponering. Även om det låter komplicerat är det en ganska enkel och repeterbar procedur. I den digitala världen är saker dock inte så tydliga.
idag visar många digitalkameror sin sensorns känslighet i ISO-betyg. Det här är en bra sak för filmfotografer som är vana vid den enkla exponeringsmatematiken, och den logaritmiska skalan gäller fortfarande som den gjorde i film. Ändå är processen att betygsätta en sensor ISO ganska annorlunda än film. Under 2006 utvidgades ISO-standarderna för klassificering av en digital sensor till 5 metoder. Vissa är baserade på ljudnivåer och bildens ljusstyrka, medan andra är baserade på jämförelser med filmlager. En metod som kallas det rekommenderade Exponeringsindexet möjliggör en ganska godtycklig deklaration av ISO baserat på vad en tillverkning betraktar som en korrekt exponerad bild. Så det är rättvist att säga att ISO är en lös standard för digitalkameror, och det är viktigt att göra egna kamerakänslighetsbetyg när du använder en kamera för första gången, precis som filmfotografer gjorde innan du använde ett nytt filmlager.
så om ISO är vår standard, varför ser vi ibland det som ett Exponeringsindex?
i före E
i film hänvisar Exponeringsindex (eller EI) till en ISO-klassificering som används i en viss fotograferingssituation som skiljer sig från den faktiska filmhastighetsgraden. Vilket innebär att du i vissa situationer kan betygsätta en filmhastighet snabbare (högre ISO) eller långsammare (lägre ISO) för att få önskad effekt. Till exempel, om jag hade ISO 400-filmlager, kunde jag betygsätta det som 800 och veta att i post skulle jag behöva trycka på det för att göra bilden ljusare. Termen ’push’ här betyder att jag skulle lysa upp bilden genom en postprocess (filmskanning eller på annat sätt) för att göra den 800. Du kan se detta helt enkelt skrivet som EI 800. Det viktiga är att EI innebär att en postjustering används för att få bilden till en korrekt exponering, vilket kan leda till vissa bildproblem som ökat brus.
digitala biografkameror, som Arri ALEXA och Sony F3, ger dig möjlighet att ställa in EI i kameran. Precis som film innebär EI att en postprocess kommer att tillämpas på bilden för att ändra den resulterande exponeringen, men skillnaden här är att vi ser resultaten omedelbart. När det gäller Arri ALEXA har sensorn ett inbyggt betyg på 800, och eventuella justeringar utöver det anses vara EI-förändringar. Sensorn är som en uppsättning filmlager, och skjuter och drar till det lagret görs digitalt i kameran för att ge dig ett resultat. Tryck för högt, till 3200 ISO till exempel, och bilden blir bullrig. Sensorn blir som ett filmlager på många sätt, och om du fångar rådata från den ser du att ISO alltid är fixerad till 800 och alla ei-justeringar görs i post. Eftersom sensorn i sig är oförändrad förblir det dynamiska området över eller under den mellersta gråpunkten fast, så justering av EI ändrar också ditt stoppområde. Arri gjorde detta diagram för att förklara processen. Observera att vid 800 ISO har du 7,4 stopp upp och 6,6 stopp ner, men det ändras när EI justeras digitalt. Röda och andra Raw-inspelningskameror fungerar väldigt mycket på samma sätt, och vi kommer att prata vidare om det på en minut.
när du går tillbaka till Sony F3 har den ett ei-läge i kameran som fixar sensorn vid 800 men låter dig se ei-ändringarna på bildskärmens utgång. Tanken här är att du kan spela in S-log-utgången och göra ei-ändringarna i post, precis som du skulle göra med rådata. Här är Sonys diagram över vad som händer när du ändrar EI i post.
så du kan tänka på EI som en slags virtuell ISO-förändring; sensorn själv har alltid samma känslighet och dynamiska omfång, och vi bara röra runt med det i post för att få de resultat som vi vill. Förutom EI har F3 ett annat känslighetsjusteringsalternativ: bra, gammaldags vinst. Det är här Saker blir lite mer komplicerade.
den här går till 11
du kanske känner till Förstärkningsomkopplaren på många professionella videokameror, märkta för låga, medelstora och höga nivåer. På en traditionell liten sensorkamera innebar den låga inställningen en fin bild men dålig lågljusprestanda och hög innebar att du kunde se i mörkret men det var bullrigt som helvete. Så ordet ’gain’ fick en riktigt dålig rap.
idag har vi stora sensorkameror med mycket lågt brus totalt sett, så att fotografera med höga förstärkningsnivåer är inte ovanligt. I F3, som med många andra nya kameror, är ökande ISO detsamma som att lägga till förstärkning, där +6 dB förstärkning motsvarar dubbelt DIN ISO. Så om sensorns inbyggda prestanda vid 0 dB gain är 400 ISO, ger +6 dB gain dig 800 ISO. Det är ganska lätt matematik, och den tumregeln fungerar för många kameror. Så frågan som du kanske frågar nu är, om gain höjer ISO är det egentligen bara en ei-förändring eller något annat?
beroende på kameran kan gain läggas till på sensornivå eller utföras digitalt efter att sensordata har samlats in. Sensornivåökningen kallas ofta analog förstärkning, där den digitala justeringen är digital förstärkning. Ei och Digital Gain är i princip samma sak. I F3, när du ändrar traditionell förstärkning, blir sensorn själv faktiskt upp, vilket ökar ISO. Som en ei-ökning kommer detta att öka dina ljudnivåer, men kommer inte att ändra ditt dynamiska intervall. Canon C300 och C500 fungerar på samma sätt. Här är en karta över deras sensorers dynamiska omfång vid olika ISO-inställningar; Observera att deras dynamiska omfång inte ändras när du ökar ISO.
så vilket är bättre, traditionell vinst eller ei-förändringar? Det är svårt att säga. EI-metoden liknar hur film fungerar, och många filmfotografer gillar det. Den analoga förstärkningsmetoden är dock nästan som att ändra ditt filmlager till en högre hastighet, vilket håller det dynamiska området fast. Det finns fördelar för båda och antingen kan producera kvalitetsbilder. Det är bara viktigt att veta hur din kamera fungerar och skjuta i enlighet därmed.
rå fisk är fortfarande fisk
som jag nämnde tidigare har de flesta Raw-kameror en fast ISO som sensorn är inställd på hela tiden. Justeringar i kameran visar bara hur en postprocess kan se ut, och sedan görs ei-ökningen som en färgkvalitet i post. Vi kommenterar ofta att Raw-inspelning inte har en bakad i ISO, vilket inte är riktigt sant eftersom bassensorn ISO alltid finns där, liksom sensorns vitbalans. Justeringar som görs i post för att ändra din EI eller vitbalans är färgkorrigeringar, precis som de du ser i kameran för att förhandsgranska dina slutresultat. Rådata med hög bitdjup är dock mycket justerbar, så Raw-inspelning kan ge dig mycket flexibilitet i inlägget. Raw-kameror som RED Epic, Arri ALEXA och Blackmagic Cinema Camera fungerar alla på detta sätt. Deras sensorer har en fast ISO-och vitbalans, och alla justeringar görs digitalt i kamera eller i post.
Canon har dock en annan metod; med sin C500-kamera tillämpar de förstärkning på sensorn innan de matar ut rådata. Så vitbalans och ISO justeras vid sensorn innan vi har tillgång till dem som rådata. Canon matar sedan ut rådata som en 10bit Loggkodad signal. Dessa data kan graderas precis som alla andra Raw footage kan, men att rådata börjar på vad du ställer in i kameran. Canons 10-bitars loggkodade Raw är lika justerbar som 12-bitars linjär rådata, men du kan hävda att mindre justering krävs eftersom en del av arbetet görs i kameran. Vissa ser detta som en begränsning av kameran, men det finns fördelar, som att ha det fasta dynamiska området i hela ditt ISO-område. Sonys F65-kamera gör en liknande sak, men bara med vitbalansjusteringar. De får sensorn för vitbalans innan de matar ut rådata; ISO är dock låst vid 800.
slutsats
när vi går tillbaka till den ursprungliga frågan frågade vår klient vad de olika inställningarna (camera gain, ISO och EI) gjorde och vilka var bäst att använda. Jag förklarade skillnaderna, men att förklara en av de bästa är alltid svårt. Han förklarade att de ville S-log och hade begränsad betygs tid för sina bilder i post, och även att de där inspelning ProRes 422 HQ med en ljudenheter PIX240.
baserat på denna information föreslog jag att använda de traditionella förstärkningsinställningsjusteringarna (sensornivå ISO-ändringar) istället för EI-läget. I det här fallet trodde jag att de skulle få snabbare och snyggare resultat genom att kameran fick sensorn innan inspelningen. ProRes 422 är av hög kvalitet, men har inte justeringsnivån för en 4:4:4 eller Raw-inspelning. Deras skott producerade några riktigt fantastiska bilder, vilket i slutändan är vad vi alla är ute efter, eller hur?
en version av denna artikel publicerades ursprungligen i HDVideoPro.