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Autor Tema: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?  (Leído 8288 veces)

Desconectado Guillermo Luijk

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Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« en: Noviembre 18, 2007, 16:48:07 »
A mayor ISO para una misma exposición aparece más ruido.
A menor exposición para un mismo ISO también aparece más ruido.

Pero si los parámetros de exposición (apertura y tiempo de exposición) nos vienen prefijados, qué es mejor de cara a la relación señal a ruido? subir el ISO o que la imagen quede menos expuesta pero con un ISO menor? es decir, cuál de los dos efectos anteriores es más importante en la relación señal a ruido final?

Podría pensarse que debieran ser indistintos, pues subir el ISO no es sino aplicar una ganancia interna en la cámara a la señal registrada, previa a la conversion A/D, y lo comido por lo servido. O podría incluso pensarse (como pensaba yo) que esa amplificación extra de subir el ISO pudiera introducir ruido adicional por el comportamiento de los circuitos analógicos de amplificación.

Pero no es así, es justo lo contrario: a mayor ISO para unos parámetros de exposición dados (ojo que ahora no digo exposición, sino parámetros de exposición, refiriéndome a la apertura y al tiempo de exposición) la relación señal a ruido mejora, sobre todo en las sombras.

3 tomas a 0.3s en f/8 a 70mm, con ISO 100, 200 y 400.

La escena es ésta:


Y aquí recortes de zonas en grado decreciente de iluminación: normal, sombras y sombras profundas:
(revelado con DCRAW sin reducción de ruido y equilibrado de exposiciones lineal con curvas PS de +2 EV para la toma a ISO100 y de +1EV para la toma a ISO200):


Siento el tamaño del fichero de más de 500KB pero tratándose de ruido tiene que ser así.
Como puede verse la relación señal a ruido mejora notablemente al aumentar el ISO.


La primera conclusión que saco de todo esto, y que se contradice con lo que dije por ahí en un foro guiri, es que el derecheo sí tiene sentido a ISOs distintos a ISO 100. Si por imposición de las condiciones de la escena (en cuanto a apertura y tiempo de exposición), hacer una toma a ISO100 significa que ésta va a quedar subexpuesta o simplemente no va a quedar derecheada, es preferible subir el ISO (siempre sin llegar a quemar la toma por supuesto) para obtener una mejor calidad de imagen final. No he probado que pasa si seguimos subiendo el ISO, pero probablemente más de lo mismo, mejor cuanto más ISO.

Como curiosidad he fusionado las 3 imágenes con mi rutina de mezcla para ver que valores de exposiciones relativas calcula (para ver cómo de preciso es subir un paso de ISO en estas cosas) y salen clavadas:
M1=1,98 (+1 EV) (exposición relativa de la toma ISO100 respecto ISO200)
M2=4,01 (+2 EV) (exposición relativa de la toma ISO100 respecto ISO400)
« Última modificación: Noviembre 18, 2007, 20:04:35 por _GUI_ »

Desconectado benito

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #1 en: Noviembre 18, 2007, 17:05:23 »
Muchas gracias por la explicación y por el curro.
La verdad es que hace tiempo que queria comprobar este asunto porque la impresión que me daba es que pasaba lo que tu confirmas.
Solo me queda la duda de si es asi de evidente  con todas las camaras ,dado que algunas generan mas ruido que otras.
A ver si un dia puedo probarlo con la mia que es una 400D.

Saludos

Desconectado Spider Jerusalem

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #2 en: Noviembre 18, 2007, 17:07:58 »
Alucina vecina  :o :o :o

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #3 en: Noviembre 19, 2007, 09:05:37 »
Muchas gracias por el curro . Me das una alegría . Hace tiempo comenté por aqui ( me refiero a este foro , pero no se donde) , que mi impresión ( nada cientifica ) era que compensaba subir el ISO si con ello se lograba "exponer bien".Parece que se confirma lo que solo era una impresión sacada de mi 350d . Ahora la pregunta es si esto seguirá pasando en otras camaras , con mi reluciente 40d no acabo de tenerlo tan claro ( puede que sea que soy miy  :pakete: ) .
saludos y gracias de nuevo .   
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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #4 en: Noviembre 19, 2007, 10:30:09 »
Siempre había pensado que era así, sólo hace falta ver la cantidad de ruido que se genera cuando se levanta una zona subexpuesta a base de niveles...

Me alegra mucho que te hayas tomado la molestia de comprobarlo de una forma más "científica".

Siempre cabía la posibilidad de que mis intuiciones -como alguna otra vez :pakete:- fueran incorrectas.
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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #5 en: Noviembre 19, 2007, 10:54:20 »

 se lograba "exponer bien". 



Es que eso debe ser lo 1º que hay que aprender y hacer. Nos estamos acostumbrando a solucionar las cosas a posteriori con la erronea idea de que la informatica tienes soluciones para todo y no es asi. Lo primero y mas importante es exponer bien la captura. Asi lo era con pelicula aunque se pudieran arreglar los errores forzando el revelado y asi sigue siendo en digital.
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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #6 en: Noviembre 19, 2007, 11:08:00 »
Cuando "levantaba" tomas subexpuestas me salía demasiado ruido...

...y desde hace un tiempo, intuitivamente, a la mínima falta de luz, tiro de ISO... me parece que he acertado... :wink:


Gracias GUI por ese curro... :)
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Desconectado Guillermo Luijk

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #7 en: Noviembre 19, 2007, 14:52:01 »
Muchas gracias por el curro . Me das una alegría . Hace tiempo comenté por aqui ( me refiero a este foro , pero no se donde) , que mi impresión ( nada cientifica ) era que compensaba subir el ISO si con ello se lograba "exponer bien".Parece que se confirma lo que solo era una impresión sacada de mi 350d . Ahora la pregunta es si esto seguirá pasando en otras camaras , con mi reluciente 40d no acabo de tenerlo tan claro ( puede que sea que soy miy  :pakete: ) .
saludos y gracias de nuevo.

pues nada, a ello! trípode, 3 fotillos de cualquier rincón de tu casa con sombras y con luces, y a comparar  :lol:

he estado preguntando en otros foros y creo que tengo el motivo de porqué se produce esta mejora en la relación señal a ruido: el ruido tiene un montón de posibles fuentes, simplificando las dividiremos en 2:
- Ruido del sensor: anterior a la etapa de amplificación previa a la conversión A/D
- Ruido de post-amplificación: pues eso, ruido electrónico que se "cuela" sumándose a la señal ya amplificada, posiblemente se genera en la misma etapa de conversión analógico a digital

SENSOR---(1)--->AMPLIFICADOR---(2)--->(3)CONVERSOR_A/D

El ISO no es sino la ganancia del amplificador que actúa antes de la conversión analógico a digital. Si llamamos:
ruido_PRE: ruido de preamplificación
ruido_AD: ruido de post-amplificación

Lo que entra al amplificador es (1):

IN_amp = señal + ruido_PRE

Lo que sale del amplificador es (2):

OUT_amp = (señal + ruido_PRE) * ISO

Lo que finalmente entra al conversor A/D es (3):

IN_adc = (señal + ruido_PRE) * ISO + ruido_AD

Por lo tanto la relación señal a ruido de lo que se codifica en el RAW será:

SNR = (señal * ISO) / (ruido_PRE * ISO + ruido_AD)

Esta expresión aumenta conforme aumenta el ISO, lo que demuestra porqué el ruido se hace, a igual exposición en el sensor, menos visible cuando subimos el ISO. Cuando subimos mucho el ISO llega un punto en que:

ruido_PRE * ISO >> ruido_AD

es decir, el ruido de preamplificación amplificado domina sobre el ruido introducido en la etapa A/D. En ese momento:

SNR ~ señal / ruido_PRE

que ya no mejorará aunque sigamos aumentando el ISO.

En definitiva lo que logramos aumentando el ISO es eliminar el efecto del ruido de post-amplificación. Esto probablemente sucede en todos los tipos de cámara (CMOS y CCD).

« Última modificación: Noviembre 19, 2007, 14:58:16 por _GUI_ »

Desconectado koyote

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #8 en: Noviembre 19, 2007, 15:02:22 »
Me algro que lo hayas hecho cientificamente, porque yo lo tenia mas que comprobado en las fotos que hago de basket a iso 1000, al principio lo hacia a iso 800 y luego cambie a 1000 porque la exposicion quedaba mucho mejor con los mismos parametros 1/400 f2.8, de esta forma derecheas el historigrama y el sensor capta mejor las luces :wink:

Tambien lo he comentado mas de una vez en el foro, pero de forma poco cientifica por que no se  :pakete: y creo que mas de uno me tomaba por chalau  :pakete:


Citar
Es que eso debe ser lo 1º que hay que aprender y hacer. Nos estamos acostumbrando a solucionar las cosas a posteriori con la erronea idea de que la informatica tienes soluciones para todo y no es asi. Lo primero y mas importante es exponer bien la captura. Asi lo era con pelicula aunque se pudieran arreglar los errores forzando el revelado y asi sigue siendo en digital.

completamente de acuerdo, me tengo que empezar a preocupar?  :mrgreen:

Aiooo

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #9 en: Noviembre 19, 2007, 15:20:11 »
interesante, interesantisimo... :silba:

muchas gracias por las molestias que te has tomado y por compartirlo con todos nosotros... ese miedo a subir el iso que teniamos........... :wink: :wink: :wink:

un saludo!
Doce fotografías significativas en un año cualquier son una buena cosecha.
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Desconectado úbecleB

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #10 en: Noviembre 21, 2007, 17:07:36 »
gracias por el curro ;)
¡y tú qué miras!

Desconectado Guillermo Luijk

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #11 en: Noviembre 21, 2007, 20:00:46 »

Para completar el estudio lo he repetido con todos los ISOs que da mi cámara. He usado este magnífico y original bodegón:


T=1/4, f/13, 50mm


PROGRESIÓN DE ISO
De izquierda a derecha de zonas más claras a más oscuras.
Recortes al 50% reescalados por nearest neighbour para no alterar la relación señal a ruido.



ISO100 vs ISO1600
Recortes al 100%:



La mejora es tan clara, que el ruido llega a cambiar el tono (color) de las muestras más ruidosas.

La mejora es mayor cuanto más oscuras sean las zonas de que hablemos. Así en las muestras de tonos más oscuras, el salto de ISO100 a ISO 200 es muy grande. Si seguimos aumentando el ISO se confirma que la mejora, sin dejar de producirse, va siendo menor.

Conclusión: antes subir el ISO que subexponer.

Desconectado Baviera

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #12 en: Noviembre 21, 2007, 22:05:54 »

Gracias por la explicación. Muy interesante y didáctica  :)  :gtti:

Desconectado Jaime Mu

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #13 en: Noviembre 21, 2007, 22:31:15 »
Hola,

Estupendo trabajo, gracias por compartirlo  :gtti:  :gtti:  :gtti:

Saludos
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Desconectado _aLinG_

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Re: Subir ISO vs Subexponer. Qué es mejor para el ruido?
« Respuesta #14 en: Noviembre 21, 2007, 23:16:52 »
Algo que practicapa e imaginaba, si no no tendría sentido que las cámaras tuvieran la opción de subir iso, ¿no?. Tiras al ISO que sea y sobrexpones la tomal o que necesites  :wink:

Muchas gracias por el currele.

Un saludo
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