torben_runeISO følsomheden er i virkeligheden et lidt pudsigt levn fra de “gamle” film dage. Dengang kunne filmens overflade (mængden af løsfølsomt stof) og fremkaldelse varieres, så der næsten ingen lys skulle til at give et billede. I et elektronisk kamera er ISO begrebet meget anderledes, for her er hverken fremkaldelse eller lysfølsomt stof.

På billedchippen belyses de enkelte pixels af det lys som rammer. Når hele chippens overfalde har modtaget et billede, tømmes hver enkelt pixel. Det sker via en konvertering som omformer lysmængden som lagres som en elektrisk spænding (jo flere Volt desto mere lys har pixlen modtaget). Konverteringen sker med en såkaldt Analog-til-digital (AD) konverter.
Den spænding som opsamles på den enkelte pixel er MEGET lille. I de mørke områder er man helt nede i mikro Volt (dvs. milliontedele Volt), og for overhovedet at få noget brugbart ud af det er man nødt til at forstærke disse meget svage signaler inden de laves om til en digital værdi i AD konverteren. Hvordan det gøres og med hvilken præcision er ret svært at få at vide, for der ligger meget forskning og chip-udvikling bag.

ISO følsomheden som man indstiller kameraet til, svarer til at man skruer op for den analoge forstærker inden billedsignalet gøres digitalt. Og det er her problemet opstår, for jo mere man forstærker, desto mere får man også forstærket baggrundsstøjen som altid er til stede i kameraet. (Det er helt det samme som hvis du skruer op på fuld blus på din radio, uden at der er signal på).

Så støj er altså ikke noget som gør opløsningen dårligere, men som forringer kvaliteten af det signal der kommer fra den enkelte pixel. Og så alligevel ikke helt – læs videre.

Kilderne til støj kan være mange. Lad mig i flæng nævne: Kosmisk stråling, Varme, Strølys i kameraet (reflektiner i glas i optikken osv.), Elektrisk støj fra f.eks. mobiltelefoner, Magnetfelter – i det hele taget alt hvad der kan udsende en elektromagnetisk bølge. Kamarafabrikanterne prøver efter bedste evne af skærme billed chippene så de mest oplagte effekter ikke påvirker, men varme og komsisk stråling (indrømmet det lyder lidt syret, men der er altså rigtigt), kan man ikke rigtigt gøre noget ved.
En effekt som man tidligere havde store problemer med på billedchips, var “afsmitning” imellem de enkelte pixels. Det var faktsik sådan (og er det delvist stadig i billige kameraer), at hvis nogen pixels bliver meget kraftigt overbelyst, så kan deres ladning blive så høj at den “smutter” over på andre pixels. Vi kender det godt: Det er det som viste sig ved, at hvis man fik solen direkte i linsen, så blev den ikke gengivet som en lysende prik, men som en lodret linie ned igennem billedet. Afsmitningen kom som resultatet af den metode som bruges når billed-pixlerne tømmes (sker typisk lodret fra toppen og nedad).

Hvad betyder alt det her så for billederne? Der er meget stor forskel på hvordan de enkelte billed chips reagerer og hvor følsomme de er for støj. Det er vores øjne til gengæld ikke. Vi se støj med det samme. Og vores øjne og hjerne fortolker støj som vi nu kender den bedst – dvs. som slør. Meget støj = sløret billede. Og det sker også selv om billedet er kniv hamrende skarpt. Du kender det allerede hvis du zoomer kraftigt ind på et kniv skarpt billede. Pludselig siger din hjerne at billedet er sløret, men zoomer du ud igen ser du det skarpt.

En lille prøve som er nem at lave kan afsløre lidt om hvor “godt” eller følsomt ens kamera er: Stil kamerate på højeste ISO tal. Sæt dæksel på objektivet og tag et “sort” billede på f.eks. 1 sek. lukkertid. Resultatet er rigtig væmmeligt at se på.
Pørv så at gøre det samme med en tændt mobiltelefon med en kørende samtale placeret lige op ad kameraet. Nogle billedchips går helt amok (bare rolig de går ikke i stykker), når man gør det. Andre reagerer overhovedet ikke. (Her har du måske en forklaring på en af de variationer du ser. Hvis din mobil var aktiv lige da du tog et høj ISO billede kan det være den der var årsagen til støj – hvis altså dit kamera reagerer på mobilstøj).
Endelig kan man prøve det her ved forskellige temperaturer. Man har stadig muligheden med det kolde vejr, for at få hele kamerate kølet ned til omkring 0 eller derunder (nop – lad være med at lægge det i fryseren – der er fugtigt). Jeg har ikke selv prøvet det, men der er givetvis en effekt. I store teleskoper køler man CCD billedchippene ned til -100 grader eller mere, for overhovedet at kunne fange de uendeligt små lysmængder der kommer fra nettehimlens stjerner.

Jeg fandt i øvrigt en interessant side hvor man sammenligner billedstøjen i en 5D med en 40D.
Se her Billederne er alle eksponeret ved ISO 1600, og der er tydelig forskel i støjbilledet. (Hold musen hen over det enkelte billede og det skifter fra det ene til det andet kamera).

Håber at mit lange svar – som nok bærer noget præg af min baggrund som ingeniør med speciale i chip – og elektronik produktion – har løftet sløret (hø, hø) lidt for hvad der sker bag lukkeren.

Kunne i øvrigt være lidt interessant hvis nogen havde lyst til at uploade forskellige “sorte” støjbilleder, og beskrive hvordan billederne er lavet.

Skrevet af Torben Rune

Pin It on Pinterest