ISO — светочувствительность цифровой камеры, одна из характеристик, которую маркетологи производителей смартфонов в последнее время взяли на вооружение. Яркий пример — компания Huawei: при продвижении смартфонов P30 Pro и P40 Pro она заявила светочувствительность 409 600. В это же время некоторые профессиональные зеркальные камеры, которые стоят в разы дороже современных смартфонов, могут похвастаться лишь ISO 102 400. Неужели флагманы Huawei в четыре раза круче делают ночные фотографии? И так ли вообще важна высокая светочувствительность для камеры смартфона?
Забегая вперед, нет. Да, в каждом правиле есть исключения. Тем не менее, о светочувствительности цифровых камер в смартфонах действительно можно не заботиться: ценность ISO для пользователя не так важна, но это — одна из цифровых величин, которую удобно использовать в маркетинговых материалах. Она появляется в спецификациях современных флагманов снова и снова — особенно в гаджетах с приставкой Pro. Именно это — повод разобраться с данным показателем.
Что собой представляет светочувствительность камеры
Начать нужно с небольшой предыстории. Корни определения ISO достигают времен аналоговой фотографии. В те времена слой кристаллов галогенида серебра наносили на материал основы пленки. После этого свет преобразовывал чувствительные соединения серебра — так происходило воздействие на соответствующие области изображения на пленке.
Чем более крупными были кристаллы, тем чувствительнее они оказывались к свету — именно это определяло, насколько хорошо они подходили для условий низкой освещенности. Тем не менее, их увеличение приводило к уменьшению разрешения и повышению зернистости изображения — картинка становилась более грубой.
Пока в фотографию не была введена международная стандартизация, для светочувствительности пленки существовало достаточно определений и единиц измерения: ASA, DIN, GOST.
Как определяется светочувствительность камеры смартфона
Когда настала эра цифровых камер, зерна на аналоговой пленке уступили место пикселям из кремния. Теперь светочувствительный материал преобразует поступающие на него частицы в напряжение. Оно тем больше, чем больше света. В цифровых матрицах данный сигнал также сначала проходит через аналоговый усилитель.
Уровень ISO уже зависит от самих пикселей, а также работы аппаратного усилителя. Как и в случае с аналоговой фотографией, в которой невозможно было самостоятельно изменить светочувствительность пленки, ISO матрицы — статическая величина. Конечно, как и в других правилах, в данном также могут быть исключения, но про это позже.
После того, как сигнал прошел через аналоговый усилитель, он попадает в аналого-цифровой преобразователь, который, как следует из названия, проводит оцифровку сигнала. После этого в игру включается магия вычислительной фотографии: она объединяет информацию с нескольких снимков, уменьшает шум, работает с балансом белого, осветляет темные области, затемняет слишком яркие участки кадра. Результат сохраняется в памяти смартфона — чаще всего в формате JPEG. В этой схеме нет изменения уровня ISO.
Вы можете парировать, мол: «Я могу настроить светочувствительность в профессиональном режиме приложения камеры». Тем не менее, установка значения ISO в программном виде не имеет ничего общего с реальным изменением светочувствительности матрицы — это касается не только смартфона, но и зеркальной камеры. Если упростить, изменение значения ISO влияет лишь на значение усиления — если еще проще, оно уменьшает или увеличивает яркость при обработке изображения аналогово-цифровым преобразователем. Важно понимать, что это происходит после того, как фотография уже была сделана.
О чем говорит значение ISO 409 600 в гаджетах Huawei
Чрезвычайно высокий уровень чувствительности — к примеру, ISO 409 600 — говорит лишь об одном: производитель разрешил программному обеспечению большую степень усиления яркости. Когда вопрос поворачивается подобными образом, целесообразность данного события кажется сомнительной.
Зеркальная камера Canon EOS 5D Mark IV одной из немногих может работать с ISO 102 400 — это в четыре раза меньше, чем у Huawei P40 Pro. Это говорит о двух вещах: во-первых, у Canon другая маркетинговая стратегия; во-вторых, с полноценными камерами работают более опытные пользователи, которые больше понимают в подобных значениях.
Ценность светочувствительности в цифровой фотографии
При использовании Huawei P40 Pro значение ISO 409 600 может быть выбрано вручную лишь в профессиональном режиме приложения камеры. Тем не менее, использование формата RAW при этом доступно лишь для ISO 6 400 — судя по всему, это указывает на некоторую хитрость программного обеспечения, которое может обеспечить эквивалент ISO 409 600.
Когда вы нажимаете на кнопку спуска, современные смартфоны делают далеко не один снимок. Это особенно актуально для сцен с высоким контрастом или плохим освещением — в данном случае гаджет может сделать более десяти кадров, которые превратятся в одну фотографию. В конце концов, для пользователя вообще не так важно, какое именно значение ISO в данном случае используется где-то между аналого-цифровым преобразователем и компрессором JPEG. Главное, чего он хочет, — получить качественное изображение без шума, и светочувствительность для него не играет роли. Короче говоря, цель оправдывает средства.
Еще важнее понимать то, что светочувствительность является мерой уровня «светоотдачи». Она ничего не говорит про качество изображения — с помощью нее производитель, в лучшем случае, показывает свою уверенность в качестве снимка при максимальном эквивалентном значении ISO. Фактически, корреляция между максимальным значением светочувствительности в спецификациях и качеством изображения при слабом освещении отсутствует.
Что собой представляет двойная светочувствительность
В тексте уже есть утверждение: не важно, о цифровой фотографии идет речь или об аналоговой, показатель светочувствительности всегда фиксирован. Тем не менее, в этом правиле есть исключения — некоторые производители используют матрицы с двойным значением ISO. Это достигается за счет добавления дополнительной аналоговой петли усиления в датчик перед аналого-цифровым преобразователем.
В этом случае даже профессиональные пользователи камер не всегда понимают, как именно будет меняться изображение в качественном плане при использовании различных значений ISO. Это когда речь заходит о смартфонах, у производителей есть внушительный потенциал, чтобы добиться увеличения динамического диапазона.
У компании Blackmagic очень прозрачный подход при работе с динамическим диапазоном в камере Pocket Cinema 4K. Когда пользователь увеличивает светочувствительность выше ISO 1 000, она автоматически переключается с низкого аппаратного уровня ISO на высокий. Диаграмма, которую предлагает производитель, показывает, что регулировка ISO в пределах низкого или высокого значения не смещает динамический диапазон. Это говорит о перераспределении информации про изображение, в то время как сам динамический диапазон остается постоянным.
Камеры с двойным ISO, с одной стороны, считаются чем-то увлекательным, но, с другой стороны, все рассуждения про них достаточно противоречивы. Светочувствительность ISO 1 000 в Blackmagic Pocket Cinema 4K лучше подходит для съемки объектов с большим числом ярких деталей — это видно по тому, что более яркий спектр выше 18-процентной нейтральной серой точки содержит гораздо больше информации. Детальное воспроизведение ярких частей изображения намного лучше при ISO 1 000 со значением 6,8, в сравнении с 3,5 световыми остановками при ISO 100.
По диаграмме также хорошо видно, что аппаратное значение ISO 100 лучше справляется с ночными сценами или сдержанными кадрами, которые состоят преимущественно из темных областей. Поскольку ISO 100 обычно нецелесообразно использовать для снимков с невысокой яркостью, более высокая чувствительность двойного датчика — неплохой вариант.
То, что сегодня чаще всего понимают под светочувствительностью, происходит от откровенно слабого сравнения с аналоговой фотографией, которая теряет все больше смысла и сути. Да, в эпоху вычислительной фотографии светочувствительность настолько же важна для смартфона, как дроссель для Tesla Model 3.
Подводя итоги
Если говорить кратко, несмотря на то, что светочувствительность всегда мало объясняла, про насколько качественную камеру идет речь, сегодня про нее можно забыть окончательно. Сегодня в смартфонах в максимальной степени используется вычислительная фотография, поэтому значение ISO даже не сумеет объяснить, хорошие или плохие снимки у вас будут получаться при слабом освещении.
Ситуация может быть несколько иной, когда речь заходит про сенсоры с двойным уровнем ISO, использующиеся в некоторых профессиональных камерах самого высокого класса. В смартфонах в числе первых такой появился в OPPO Find X2 Pro, который использует матрицу IMX689. Тем не менее, во время тестов данного гаджета характерного аппаратного изменения ISO добиться так и не удалось.
Это перевод статьи NextPit.
