Что такое чувствительность ISO

Если вы знакомы с пленочной техникой, вы неоднократно слышали - "пленка на 100 (200,400) единиц". Эти единицы - и есть светочувствительность. Чем больше чувствительность, тем при худшей освещенности можно снимать без вспышки. С одной стороны, чем больше чувствительность, тем лучше, но есть обратная сторона медали. Чем выше чувствительность пленки, тем выше степень зернистости, и соответственно, хуже четкость картинки. В цифровом фотоаппарате все точно также. Чувствительность пленки заменена чувствительностью матрицы и обозначается ISO50,100,200,400 и т.д. По правде говоря, матрица всегда работает на самой минимальной чувствительности. Фотографии, сделанные на ISO 200,400 и больше есть ни что иное, как искуственно осветленные снимки, сделанные на минимальном ISO (обычно 50 или 100). Чем больше чувствительность ISO, тем выше зернистость (у цифровых фотографий ее принято называть цветовым шумом).

Откуда берется цветовой шум и почему уровень шумов у зеркалки меньше, чем у мыльницы?
Матрица цифрового фотоаппарата состоит из миллионов ячеек. Каждая ячейка формирует пиксель изображения. Свет, попадая на ячейку, вызывает возникновение электрического сигнала. Этот сигнал тем сильнее, чем больший световой поток попадает на ячейку матрицы. Чем больше площадь ячейки матрицы, тем больший световой поток она может "поймать" и сигнал большей мощности выдать на выходе. Уровень выходного сигнала светочувствительных ячеек матрицы очень мал, его нужно усиливать. Причем, чем меньше площадь ячейки (чем меньше ее светочувствительность), тем большее нужно усиление. Однако вместе с сигналом усиливаются и помехи, которые и являются причиной цветового шума. То есть, чем меньше площадь ячейки, тем большее нужнго усиление сигнала, тем выше уровень шумов.

Если сравнивать уровень шумов у зеркалки и у мыльницы, то при одинаковой чувствительности шумы у мыльницы намного сильнее. Это объясняется прежде всего тем, что площадь матрицы у зеркалки в несколько раз больше чем у мыльницы (при равном количестве мегапикселей), соответственно площадь светочувствительных ячеек больше, светочувствительность больше, коэффициент последующего усиления сигнала меньше, уровень шумов меньше. Ниже приведена формула, позволяющая оценивать качество картинки, которое будут давать матрицы c одинаковым количеством мегапикселей (N), но с разными физическими размерами (кроп-фактором - Kf). Число 50 в числителе подобрано опытным путем.

K = 50 / (N * Kf)

Диагональ матрицы, дюймы - Kf
1/2.5 - мыльницы начального уровня - 6
1/2.3 - большинство любительских мыльниц и "суперзумов" - 5,6
1/1,8 - продвинутые мыльницы с "умеренным" зумом, так называемые "топ-компакты" - 4,9
4/3", Micro 4/3" - "старшие" аппараты Olympus, Panasonic (как зеркальные, так и компакты со сменной оптикой) - 2
APSC - любительские и полупрофессиональные зеркалки Canon, Nikon, Pentax, Sony и др. - 1,5...1,7
FF (полный кадр) - профессиональные зеркалки - 1

Таким образом, можно сделать 2 вывода:
1. Чем больше размер матрицы тем лучше.
2. Чем меньше пикселей приходится на единицу площади матрицы, тем лучше

Матрицы бывают двух типов CMOS (КМОП) и CCD (ПЗС). Что лучше - излюбленный предмет споров любителей потестировать технику. В итоге все сводится к тому, что CCD дает чуть лучшую картинку на низких ISO, CMOS - на высоких. По цветопередаче отличия минимальны. Для борьбы с шумами большинство фотоаппаратов имеют функцию шумоподавления (noise reduction), которая включается при съемке с выдержкой более 1 секунды, однако платить за это приходится как правило худшей проработкой мелких деталей - при обработке они "размываются", так как принимаются за проявление шума.