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ISO是数码相机曝光三角形中的三个主要曝光设置之一。在三个时间中：快门时间，f /数字和ISO，最容易被误解的是ISO。比f / number还要大。实际上，常见的误解是较高的ISO设置会导致图像噪声较大。实际上，情况恰恰相反。

等一下没错，仅较高的ISO设置并不会增加图像噪点，较高的ISO甚至可以对弱光摄影有所帮助。在本文中，将讨论有关ISO设置的问题，ISO实际如何影响曝光以及如何在相机上为天文摄影找到最佳ISO设置。

ISO标准

在数码摄影中，需要了解ISO的曝光亮度制定的标准（特别是ISO 12232：2006）。不同的相机传感器型号具有不同的灵敏度。

信号

信号是我们想要的照片的一部分。光是信号。信号就是图像。没有信号（没有光），我们将没有图像。我们可以收集的光越多，我们收到的信号就越多。通常，信号越多，照片的质量越高。

噪声

噪点是照片中我们不想要的部分。噪点是干扰，表现为斑点状的颗粒，会遮盖信号，从而掩盖照片的细节。噪声通常是由热量或数码相机电子设备的行为不完善所产生的。每次拍摄时某些噪声是随机的（拍摄噪声），并且相机的传感器会始终产生某些噪声（上游读取噪声），或者传感器信号被放大后，电子设备会产生一些噪声（下游读取噪声）。通常，噪点越多，照片的质量越低。

信噪比（SNR）

图像中信噪比。信噪比越高，图像质量越高。更多的光=更多的信号=良好。更多噪音=不好。收集更多的光是增加信噪比的最佳方法。

较高的信噪比是改善图像质量的最佳方法。索尼a7S，55mm f / 1.8 @ f / 2.8、48x5s，PP7，ISO 12800

动态范围

场景的全部光线，从最暗的黑暗到最亮的明亮。高动态范围场景具有极亮的高光（例如太阳）和极暗的黑暗（例如完全阴影的黑色岩石）。低动态范围场景在整个场景中具有相对均匀的光线，在该场景中，图像的最亮部分不会比图像的最暗部分亮得多。摄像机只能捕获有限的动态范围的光线。如果场景的动态范围足够高，则相机传感器范围之外的任何东西都将被吹成纯白色（在非常明亮的区域中）或压碎为纯黑色（在非常暗的区域中） 。通常，更需要一种能够捕获更高动态范围的光的相机传感器。

此外，本文中提出的所有观点都适用于RAW图像文件。以RAW格式拍摄天文照片以保持传感器收集的最佳数据非常重要。在JPEG上尝试本文中的任何测试时，请不要抱怨。同样，优化ISO选择的许多好处主要适用于低照度拍摄（如天文摄影），在这种情况下，我们有相对少量的信号与侵蚀我们照片的各种噪声源竞争。

ISO是放大还是增益

（非常）常见的误解是，提高ISO可以提高相机传感器的灵敏度。ISO不会改变感光度。增加ISO只是通过放大传感器信号来增加照片的亮度。在电子世界中，放大有时称为“增益”。就像我们增加饮食可以“增加”体重，增加ISO可以“增加”亮度。

ISO不会改变感光度

ISO绝对不会影响相机可以收集多少信号（光线）。如果我们实际上想用相机提高感光度，则需要增加快门时间或光圈大小（降低f / 函数）。

较高的ISO不会增加噪音

好的，要点是：较高的ISO不会增加照片中的可见噪声。

再读一遍，意识到它与您可能对ISO的了解相矛盾，然后让我详细说明：

在所有其他条件相同的情况下，较高的ISO将执行以下操作：

较高的ISO将增加图像的亮度较高的ISO会减少图像的总动态范围而且，在许多情况下（例如天文摄影），较高的ISO值实际上会减少可见噪声

好的，我知道您在想什么：“当我使用更高的ISO时，会得到更多的噪音吗？！” 原因如下：

对于大多数成像情况，摄影师通常会在相机上使用P（程序），A / Av（光圈优先/光圈变量）或S / Tv（快门优先/时间变量）模式。在这些曝光模式下，使用较高的ISO设置将导致图像具有更多的相对噪点。大多数人没有意识到的是，噪声的增加并不是由于ISO的增加。在自动曝光模式下（例如P，A / Av或S / Tv）使用较高的ISO时，相对噪声的增加实际上是由于使用自动曝光导致快门时间或光圈尺寸的倒数减少曝光模式。当噪声的增加实际上是由于快门或光圈引起的信噪比降低而引起的时，大多数人将噪声的增加归因于ISO。

在这些自动曝光模式之一上设置较高的ISO时，照相机会尝试实现中性曝光，并通过减少进入照相机的光量来补偿ISO的增加。相机会通过减少快门打开时间（在A / Av模式下）或通过使用较高的f / number来自动减少光线，从而减小镜头光圈的大小并在时间（在S / Tv模式下），或两者结合（在P模式下）。

因此，快门或光圈导致的光线减少是图像显得噪点更大的原因。由于较高的ISO，因此噪音较小。光的减少是信号的减少，信号的减少产生总体较低的信噪比，因此产生了噪声较大的照片。

快门，光圈和ISO如何影响噪音？

一个简单的比较测试可以表明，相对噪声水平主要受快门和光圈的影响，而不受ISO影响的程度则差不多。在这些测试中，除我们要测试的设置（通过两个档位进行调整）外，所有设置均保持相同。然后，在后期处理中，图像被均衡亮度并进行比较。

快门时间如何影响噪音8秒，f / 2.8，ISO 32004s，f / 2.8，ISO 3200（开机自检+1）2秒，f / 2.8，ISO 3200（开机后停止2个）

快门时间如何影响噪音：55mm，f / 2.8，ISO 3200

结论：更短的快门时间=更少的信噪比=更嘈杂的照片

光圈（F /数字）如何影响噪声8秒，f / 2.8，ISO 32008秒，f / 4.0，ISO 3200（开机自检+1）8秒，f / 5.6，ISO 3200（开机后停止2个）

光圈（f /数字）如何影响噪声–：55mm，8s，ISO 3200

结论：较高的f /数字=较小的信噪比=噪声较大的结论：较高的f /数字=较小的信噪比=噪声较大的噪声

ISO如何影响噪音

8秒，f / 2.8，ISO 32008秒，f / 2.8，ISO 6400（开机自检中-1停止）8秒，f / 2.8，ISO 12800（后置2档）

ISO如何影响噪音：55mm，f / 2.8，8s

结论：更高的ISO≠更多的相对噪声

ISO如何影响低照度图像，从传感器到传感器，从摄像机型号到摄像机型号都有不同。了解相机传感器的行为方式可以帮助您找到适合天文摄影的最佳ISO设置。在大多数现代数码相机中，我们看到两种相当常见的配置，因此我们可以将大多数相机分为两个阵营之一：ISO变量和ISO不变量。

ISO变式相机

相机使用各种级别的模拟放大来调整ISO。为了简化这种情况，对于每个ISO：100、200、400、800、1600等，放大器将传感器的电子电压读数提高2倍。较高的ISO意味着更多的传感器输出数据放大。

传感器数据通过ISO放大后，通过一些（下游）电子设备（例如模数转换器）发送，以最终将我们的数据从电压更改为计算机可以读取的数字文件。ISO可变摄像机的独特特征之一是来自这些下游电子设备的噪声贡献更大。

如果开始时信号相对较少（例如在弱光条件下），则较低的ISO设置可能无法对传感器数据的电压施加足够的放大率，以克服下游电子设备产生的电子噪声的影响。这意味着，在诸如天文摄影的低照度情况下，ISO变量相机实际上在低ISO设置下显示更多的噪点，而在较高ISO设置下显示更少的噪点。佳能EOS 6D仍然是天文摄影最佳选择之一，是高ISO变，实际上显示了在ISO 6400和更高最佳的低光噪声性能！

佳能EOS 6D具有很高的ISO可变性，并在ISO 6400及更高版本下实现了最佳的微光噪点性能。

ISO不变式相机

ISO-Invariant相机的下游读取噪声较低，因此在弱光拍摄条件下，随着ISO设置的变化，信噪比将保持更恒定。在这种情况下，在将传感器数据转换为数字信号之前，已经将其放大到下游读取噪声源的最小贡献量以上。结果是具有低ISO的相机趋向于具有较少的阴影噪点和较少的ISO设置差异。这些类型的相机大多数都被认为相对没有ISO或ISO不变。

由SONY和Fujifilm制造的现代数码相机往往相对ISO不变

注释和例外

好的，并不仅是黑白的：在某些较高的ISO设置之上，许多ISO可变摄像机最终都会像ISO不变摄像机那样工作。并且在较高ISO的情况下，其信噪比差异很小。多数佳能相机在ISO1600左右都采用这种方式。了解ISO阈值设置可以帮助我们获得最佳的弱光性能。

ISO不变性测试– Fujifilm X-T1

最终，两种配置都达到了使照片变亮以与特定的ISO设置相对应的相同目标，但是最终结果可能会大不相同，尤其是在弱光环境下拍摄时。

结论

与普遍的看法相反，较高的ISO不会产生更多的噪点，而在弱光环境下拍摄时，尤其是在具有ISO变量传感器的相机上拍摄时，使用较高的ISO实际上是有益的。在相机上运行ISO不变性测试，以确定拍摄天文摄影时使用的最佳ISO设置。不同相机型号的ISO行为各不相同，测试每个ISO设置可以帮助确定用于天文摄影中最佳噪点性能的最佳ISO。

重要的是要了解，ISO差异或不变性并不一定会使相机在弱光条件下变得更好或更差，而只是有所不同。了解相机的行为是获得最佳图像质量的重要一步。

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