حساسیت (ISO) و نویز در عكاسی دیجیتال

با كاهش مقدار ISO نویز تصویر كاهش می یابد ، تصویر واضحتر و احتیاج به نور بیشتر خواهد شد (و در نتیجه بایستی از دیافراگم بازتر یا سرعتهای پایین شاتر استفاده كرد). با افزایش مقدار ISO ،نویز تصویر بیشتر ، جزئیات تصویر كمتر می شود ولی نیاز به نور كمتر خواهد شد.( استفاده از دیافراگم كوچكتر و یا سرعتهای بالای شاتر امكان پذیر میگردد) معمولا باید بر اساس دو عامل زیر مقدار ISO را انتخاب كرد: - نور محیط - سرعت مورد نیاز شاتر برای گرفتن عكس گاه نیاز به یك اندازه خاص دیافراگم نیز در امر انتخاب ، دخیل است اما اهمیت این عامل سوم نسبت به دو عامل اول ، در تصمیم برای استفاده از ISO بالا ، كمتر است. باید همواره به خاطر سپرد كه برای گرفتن عكس در حداكثر كیفیت ممكن ، باید از كمترین مقدار ممكن ISO استفاده كرد:مثلا برای گرفتن عكس از یك موضوع متحرك در یك روز ابری، مجبوریم كه از سرعتهای بالاتر از 125/1 استفاده كنیم.اما حتی با بیشترین اندازه دیافراگم نیز مقدار نور كافی نخواهد بود.در این مورد تنها راه ممكن ، افزایش حساسیت دوربین است تا بتوان از سرعتهای بالاتر شاتر استفاده كرد و از موضوع متحرك عكس گرفت. هرگونه افزایش مقدار ISO باید تدریجی باشد.افزایش دادن ناگهانیISO به حداكثر میزان ممكن در مواردی نظیر مثال فوق ، از لحاظ عكاسی قابل قبول نیست.بایستی مرحله به مرحله مقدار حساسیت را افزایش داد تا هنگامیكه سرعت مورد نیاز شاتر بدست آید.این روش ، نویز عكس را به حداقل ممكن خواهد رساند. نویز و حساسیت وابستگی زیادی به یكدیگر دارند.با افزایش حساسیت، نویزابتدا در مناطق تیره عكس و سپس در مناطقی كه رنگهای نسبتا یكنواختی دارند، ظاهر می شود. قسمتی از تصویر فوق را انتخاب كرده ایم كه اولا نسبتا در مناطق سایه دار عكس است و ثانیا در ناحیه مركری فوكوس بوده و طبعا توجه بیشتری را به خود جلب می كند. حالا اثرات تغییر ISO را در آن ناحیه بررسی می كنیم: 50 ISO shutter speed: 1/5 aperture: f3.2 100 ISO shutter speed: 1/10 aperture: f3.2 200 ISO shutter speed: 1/20 aperture: f3.2 400 ISO shutter speed: 1/40 aperture: f3.2 مشاهده می شود كه با یك مقدار ثابت دیافراگم ( 2/3) ، افزایش حساسیت منجر به افزایش سرعت شاتر از 5/1 به 40/1 ثانیه شده است.از لحاظ عملی این موضوع بسیار مفید است چرا كه با سرعت 5/1 بایستی از سه پایه استفاده كنیم اما وقتی ISO را به 400 می رسانیم ، می توان با سرعت 40/1 ثانیه و بدون سه پایه عكس گرفت.اگر موضوع مورد نظر روشنتر باشد همین افزایش در سرعتهای بالاتر شاتر رخ می دهد(مثلا از 50/1 به 500/1). در مثال فوق با افزایش حساسیت، میزان نویز در مناطق سایه دار عكس ، جلب توجه می كند.اما در مناطقی كه نور بیشتری دارند ، افزایش نویز كمتر است.مثل مناطقی كه در حد فاصل نواحی روشن و تاریك قرار دارند.(مربع زرد در شكل زیر).به عبارت دیگر هرچه نور بیشتر باشد، اثر نویز كمتر خواهد بود. 50 ISO 100 ISO 200 ISO 400 ISO همانگونه كه مشاهده می شود ، میزان افزایش نویز در این منطقه عكس كمتر است.در این مثال مقدار ISO معادل 200 كاملا قابل استفاده است چرا كه از یك سو باعث افزایش 4 برابر در سرعت شاتر شده است و از سوی دیگر كیفیت عكس نیز نسبتا خوب است.این موضوع مهم ( یعنی نویز كمتر در نواحی پر نور )در مورد عكسهایی كه در نور طبیعی خورشید گرفته شوند ، بیشتر نمود پیدا میكند.در عكس زیر ،گل در نور طبیعی خورشید قرار دارد. در مورد چنین موضوعی كه زیر نور طبیعی قرار دارد،میتوان بدون افزایش نویز،میزان ISO را افزایش داد و با سرعتهای بالای شاتر عكس گرفت. 100 ISOshutter speed: 1/1000 aperture: f5.6 200 ISOshutter speed: 1/1600 aperture: f5.6 400 ISOshutter speed: 1/2000 aperture: f5.6 البته در این مثال خاص با ISO 400 میزان نوردهی حتی در سرعت حداكثر شاتر و كمترین مقدار دیافراگم نیز بیش از حد لازم است. به طور خلاصه میتوان گفت كه هرچند مقادیر بالای ISO باعث افزایش نویز می گردد،اما این امكان را به عكاس میدهد كه با سرعتهای بالاتر شاتر عكس بگیرد و این موضوع گاه بسیار مفید ولازم است. باید به خاطر داشت كه نویز، بیشتر در مناطق تیره و نیز نواحی كه رنگ یكنواخت دارند، ظاهر می شود.بنابراین ابتدا باید موضوع مورد نظر را ارزیابی و مناطق فوق الذكر را در آن شناسایی كنیم.سپس با تغییر كادر بندی ، این مناطق را در عكس به حداقل برسانیم و سپس از ISO بالا استفاده نماییم. در محیطهای كم نور ،نویز واضح تر خواهد بود و در نتیجه با افزایش ISO ، كیفیت عكس به طور قابل ملاحظه ای كاهش می یابد.در این موارد بهتر است كه با استفاده از یك سه پایه ،از سرعتهای پایین شاتر استفاده نماییم. و اما چند نكته: 1- در محیطهای كم نور در صورتی كه از حالت اتوماتیك ISO استفاده شود،سرعت شاتر نسبت به مقدار ISO در اولویت است.یعنی دوربین حتی الامكان سعی میكند كه از سرعتهای بالای شاتر استفاده نماید،هرچند كه بعلت ISO بالا سبب كاهش كیفیت تصویر گردد. 2- ارتباط تراز سفیدی (White Balance) و ISO : فرض كنید كه زیر نور چراغ معمولی در اتاق عكس می گیرید.تنظیم خودكار تراز سفیدی باعث افزایش بهره كانال رنگ آبی می شود تا بر طبیعت زرد- قرمز نور چراغ غلبه كند.در چنین محیطهای كم نوری، اگر ازISO بالا استفاده كنید، بهره كانال رنگ آبی مجددا افزایش خواهد یافت و در تصویر حاصله رنگ آبی به طور نامناسبی غلبه خواهد داشت. در این موارد برای غلبه بر این مشكل باید از فیلترهای اصلاح كننده رنگ استفاده شود. 3-در مورد دوربینهایی كه امكان تنظیم كنتراست دارند ، یك نكته جالب عملی در رابطه با ISO وجود دارد: اگر دوربین روی حالت كنتراست پایین تنظیم و جبران نوردهی(EV) 3/2+ انتخاب شود،میتوان مقدار ISO را نصف كرد.یعنی اگر ISO مورد نیاز 200 است میتوان از مقدار100 استفاده كرده و تصویر بهتری تهیه نمود. نویز و كاهش آن (Noise Reduction ) هر چه سطح سنسور دوربین بیشتر باشد میزان نویز كمتر است. به همین علت دوربینهای دیجیتال حرفه ای SLR ،نسبت به دوربینهای معمولی،نویز كمتری تولید میكنند.سطح سنسور بعضی از دوربینهای دیجیتال SLR تقریبا 4 برابر دوربینهای معمولی است.بنابراین در دوربینی مانند Canon EOS 1D كه برای عكاسی از صحنه های پر تحرك ورزشی نیز استفاده می شود، انتخاب ISO بالا دیگر یك موضوع كم مصرف نیست.در این دوربین محدوده انتخاب ISO بین 100 تا 1600 میتواند باشد. نكته دیگر آن است كه دوربینهای دیجیتال جدید به طور خودكار نویز موجود در تصاویر را كاهش می دهند.مثلا در دوربینهای Nikon D1X و Canon EOS 1D امكان كاهش نویز به صورت یك انتخاب در اختیار عكاس گذاشته شده است.و در نتیجه حتی در ISO های بالا نیز تصاویر همچنان بدون نویز قابل توجه خواهند بود. كاهش نویز توسط نرم افزار نیز قابل انجام است.اما این كار با نرم افزارهای معمولی ویرایش تصویر چندان نتایج قابل قبولی ارائه نمی دهد.چرا كه این نوع نویزها در تمام طیف فركانسی نور پراكنده بوده و بر اساس رنگ و روشنایی و حتی نوع دوربین متغیر است.در روشهای معمولی كاهش نویز ،مانند استفاده از فیلترهای Median و روشهای آستانه ای( Thresholding) ،میزان اصلاح نویز كم بوده و در عوض بسیاری از جزئیات تصویر از دست می رود. اما نرم افزارهای اختصاصی كاهنده نویز ، از تكنولوژیهای پیشرفته و جدیدی استفاده می كنند تا ضمن حفظ دقت و جزئیات تصویر ، حداكثر كاهش نویز را اعمال كنند.مثلا نرم افزار Noise Ninja(شكل فوق) از یك الگوریتم پیشرفته ریاضی استفاده میكند تا تصویر را به صورت طیف فركانسی 3 بعدی تحلیل نماید و امكان شناسایی دقیق و در نتیجه حذف نویز ها در فركانسها و كانالهای رنگی مختلف فراهم شود. بهترین نرم افزارهای كاهنده نویز برای كامپیوترهای PC و MAC: (به ترتیب اولویت) PC 1- Noise Ninja ( Picture Code) >http://www.picturecode.com/ 2- Neat Image (AB Soft ) >http://www.neatimage.com/ 3- Grain Surgery (Visual Infinity) >http://www.visinf.com/ MAC 1. Grain Surgery (Visual Infinity) >http://www.visinf.com/ 2. Noise Ninja ( Picture Code) >http://www.picturecode.com/ 3. Ultra ISO ( Imaging Concepts) منابع: 1. Digital Noise and ISO Control, BetterDigitalOnline 2. High ISO Setting , MegaPixel.Net 3. Digital Dirt and Noise , Peter Marshall ,About.com/Photography 4. Features and advantages of Noise Ninja , PictureCode.com 5. Noise Reduction Tool Comparison , Michael Almond

شاخص ISO در دوربین دیجیتال نشانگر حساسیت حسگر دوربین نسبت به نور است.مقدار ISO كم نشانه حساسیت كم و مقدار ISO بالا معرف حساسیت زیاد است.تقریبا در تمام دوربینهای دیجیتال ، چه انواع ارزان و چه انواع گرانقیمت ، با افزایش ISO كیفیت تصویر كاهش پیدا می كند. هر چه قدر حساسیت بالا تر باشد ، نویز تصویر نیز افزایش پیدا می كند.مثل رادیو كه با زیاد كردن ولوم صدا نویز صدا نیز بیشتر می شود.