感光是什么意思

　　ISO ( International Standards Organization) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定：軟片對(duì)光的敏感度；低感光度指ISO 50以下的軟片，中感光度指ISO 100~200，高感光度為ISO 400以上。
　　用傳統(tǒng)相機(jī)時(shí)，我們可因應(yīng)拍攝環(huán)境的亮度來(lái)選購(gòu)不同感光度(速度)的底片，例如一般陰天的環(huán)境可用iso200，黑暗如舞臺(tái)，演唱會(huì)的環(huán)境可用iso400或更高，而數(shù)碼相機(jī)內(nèi)也有類似的功能，它借著改變感光芯片里訊號(hào)放大器的放大倍數(shù)來(lái)改變iso值，但當(dāng)提升iso值時(shí)，放大器也會(huì)把訊號(hào)中的噪聲放大，產(chǎn)生粗微粒的影像。
　　很久以前膠卷上面都已經(jīng)有了能讓相機(jī)自動(dòng)識(shí)別ISO的觸點(diǎn)，如果使用具有自動(dòng)識(shí)別ISO膠卷功能的相機(jī)（裝膠卷的倉(cāng)盒內(nèi)有識(shí)別ISO的金屬壓條），你不用進(jìn)行ISO的設(shè)置，相機(jī)會(huì)自動(dòng)按照膠卷的 ISO數(shù)值進(jìn)行測(cè)光，如果沒(méi)有這個(gè)功能就需要你手動(dòng)設(shè)置，所以有些相機(jī)上面具有ISO撥盤。
　　一般來(lái)說(shuō)ISO100的膠卷價(jià)格比較便宜，ISO越高，除了價(jià)格越高以外，還有一個(gè)缺點(diǎn)，就是成像質(zhì)量不如低ISO的膠卷成像質(zhì)量高。但是有時(shí)候?yàn)榱双@得較高的快門速度，也會(huì)犧牲畫質(zhì)去使用高ISO的膠卷。
　　數(shù)碼相機(jī)的ISO是一種類似于膠卷感光度的一種指標(biāo)，實(shí)際上，數(shù)碼相機(jī)的ISO是通過(guò)調(diào)整感光器件的靈敏度或者合并感光點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)是通過(guò)提升感光器件的光線敏感度或者合并幾個(gè)相鄰的感光點(diǎn)來(lái)達(dá)到提升ISO的目的。
　　感光器件都有一個(gè)反應(yīng)能力，這個(gè)反應(yīng)能力是固定不變的，提升數(shù)碼相機(jī)的ISO是通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)的：1、強(qiáng)行提高每個(gè)象素點(diǎn)的亮度和對(duì)比度；2、使用多個(gè)象素點(diǎn)共同完成原來(lái)只要一個(gè)象素點(diǎn)來(lái)完成的任務(wù)。
　　由此可見，數(shù)碼相機(jī)提升ISO以后對(duì)畫質(zhì)的損失是很大的，尤其感光器件面積較小時(shí)，提升ISO簡(jiǎn)直就是要命。FZ10或者FZ20的CCD感光面積小的可憐，只有1/2.5英寸，如果提升ISO就是要了它的命了，所以有些單反數(shù)碼相機(jī)提升ISO幾倍以后仍然能得到很好的畫質(zhì)，這是因?yàn)檫@些相機(jī)的 CCD感光面積相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，但是一分錢一分貨，這就不是我們討論的范圍了。
　　深度剖析數(shù)碼相機(jī)的ISO感光度
　　數(shù)碼相機(jī)的優(yōu)勢(shì)相信在這個(gè)年頭已經(jīng)不用多說(shuō)了，但是關(guān)于數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部的一些公開的技術(shù)對(duì)普通數(shù)碼愛(ài)好者來(lái)說(shuō)仍然是鮮為人知的秘密。稍有經(jīng)驗(yàn)的色友就能體會(huì)出在日常拍攝中，如果提高ISO感光度的話就能使原本黯淡的環(huán)境明亮的躍于LCD上，雖然可愛(ài)的廠商為我們準(zhǔn)備了從50到400的可調(diào)節(jié)檔，但真正在使用中很少會(huì)有朋友設(shè)置在ISO400去拍攝，可是就在普通數(shù)碼相機(jī)在ISO400下畫質(zhì)表現(xiàn)不佳的同時(shí)，我們卻發(fā)現(xiàn)數(shù)碼單反即使在高達(dá)ISO800的情況下，依然表現(xiàn)出毫發(fā)必現(xiàn)的清晰與干凈，這究竟是怎么回事呢？
　　數(shù)碼相機(jī)到底是怎樣實(shí)現(xiàn)隨機(jī)可調(diào)ISO感光度的呢？本著科技以人為本的理念，飛羽就將這些看似負(fù)責(zé)的問(wèn)題用通俗的文字深入淺出的一一作答。
　　一、膠片時(shí)代的ISO概念
　　ISO是“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織”按照膠片對(duì)光線的化學(xué)反應(yīng)速度，而制定的膠片感光速度的標(biāo)準(zhǔn)，早在膠片時(shí)代我們的攝影生活就默默遵循這一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，購(gòu)買膠卷時(shí)包裝上都會(huì)標(biāo)示ISO 100、ISO 200、ISO400這樣的字樣，此處的ISO數(shù)值越大，表示膠卷的感光速度越快，意味著ISO數(shù)值高的膠卷，只需要較弱的光線就能使膠卷生成影像，以便在同樣亮度的光線條件下，可以使用較小的光圈或較高的快門速度，即感光度與所需的曝光量成反比。
　　舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，ISO 100的曝光速度比ISO 50快一倍，因?yàn)樵谙嗤闆r下使用ISO 50時(shí)曝光1/125秒，如果換用ISO 100的膠卷只要1/250秒。
　　在解釋數(shù)碼設(shè)備可隨意調(diào)節(jié)ISO感光度的原理之前，我們先來(lái)進(jìn)一步了解膠片時(shí)代的ISO相關(guān)的一些知識(shí)，相信對(duì)我們理解下文會(huì)有幫助。普通膠片相機(jī)是怎樣識(shí)別不同ISO數(shù)值的膠卷的呢？一切秘密都基于DX編碼系統(tǒng)。該系統(tǒng)最早用于圓盤照相機(jī)用的圓盤膠卷，后來(lái)發(fā)展到35mm膠卷系列中，并于1981年率先運(yùn)用在Kodak彩色膠卷VR 100上，接著日本的Fujifilm、Konica、德國(guó)的Agfa和英國(guó)的Scotch等較大的膠片公司，也相繼采用了DX編碼系統(tǒng)。
　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的彩色膠卷都帶有DX編碼，它業(yè)已成為現(xiàn)代膠卷的標(biāo)志。如圖1所示，DX編碼由膠卷暗盒外殼的矩形方塊編碼組成，總共有12位，每一位分別由銀白色或黑色方塊來(lái)表示導(dǎo)通和絕緣，膠片機(jī)通過(guò)讀取這個(gè)編碼來(lái)自動(dòng)判斷目前裝載的是什么感光速度的膠片。
　　二、數(shù)碼相機(jī)的ISO原理
　　我們?cè)谂臄z活動(dòng)中改變數(shù)碼相機(jī)的感光速度并不需要更換膠卷，只需調(diào)節(jié)相機(jī)內(nèi)設(shè)ISO值即可，數(shù)碼相機(jī)是怎樣實(shí)現(xiàn)可隨意調(diào)節(jié)ISO的呢？相信這是令很多數(shù)碼愛(ài)好者費(fèi)解的問(wèn)題，為了說(shuō)清楚這個(gè)問(wèn)題，我們首先要了解數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部影像傳感器的信號(hào)傳輸原理。
　　1、CCD的信號(hào)傳輸原理
　　我們都知道當(dāng)光線透過(guò)鏡頭射到CCD上，相應(yīng)強(qiáng)度的電荷量就會(huì)被蓄積在感光電極之下，單位存儲(chǔ)電荷量的多少取決于單位感光單元受到光照的強(qiáng)弱，當(dāng)我們押下快門釋放開關(guān)時(shí)，各單位上的影像電信號(hào)被傳輸給模數(shù)信號(hào)處理組件（ADC/CDS），這一切動(dòng)作都必須受到相機(jī)內(nèi)部影像處理器的脈沖操控，通常被分成相互傳遞型和單一傳遞型兩種傳輸方式。
　　2、ISO原理的通俗理解
　　傳統(tǒng)膠卷的感光度是通過(guò)改變膠卷的化學(xué)成分，來(lái)改變它對(duì)光線的敏感度，而數(shù)碼相機(jī)的感光元件是不變的，現(xiàn)在步入正題通俗地說(shuō)說(shuō)原理吧。數(shù)碼相機(jī)普遍采用了電子信號(hào)放大增益技術(shù)，與ISO數(shù)值相對(duì)應(yīng)的是電子信號(hào)放大增益值，比如設(shè)定在標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)提供等同ISO100的增益幅度，對(duì)應(yīng)ISO200和400的增益值可通過(guò)提高增益幅度實(shí)現(xiàn)。那么增益幅度是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
　　提供高感光度時(shí)自然需要提供相應(yīng)的增益幅度，在輸出影像信號(hào)前都必須做相應(yīng)的信號(hào)放大，因?yàn)镃CD的輸出電平較低，尤其當(dāng)環(huán)境光線黯淡時(shí)，為了使影像發(fā)生量變，放大器就按相應(yīng)的ISO數(shù)值加大增益幅度。
　　此外，在給定的CCD面積內(nèi)增加像素?cái)?shù)會(huì)導(dǎo)致保持感光度變得困難。單位像素的面積減小，入射光強(qiáng)減弱，如果為了提高ISO數(shù)值，調(diào)用更高的增益值將會(huì)導(dǎo)致影像質(zhì)量的惡化。因此可愛(ài)的廠商又提供了一種解決方案，即在影像信號(hào)讀取時(shí)將CCD存儲(chǔ)的原始影像信號(hào)相加可相對(duì)提升感光度。通過(guò)將兩個(gè)像素信號(hào)相加并傳輸，便可獲得原來(lái)兩倍的感光度。但這種工作方式也有其缺陷，只適合較小的影像模式，因?yàn)橄袼財(cái)?shù)在處理中減半了。
　　影像業(yè)界第三種提供高ISO數(shù)值的解決方案是，采用把數(shù)個(gè)像素點(diǎn)當(dāng)成1個(gè)像素點(diǎn)來(lái)進(jìn)行感光的方式，從而提高感光速度。如圖5所示，比如標(biāo)準(zhǔn)的ISO100是對(duì)感光元件的每個(gè)像素點(diǎn)感光，要提高到ISO200的感光度，只需要把2個(gè)像素點(diǎn)當(dāng)成1個(gè)點(diǎn)來(lái)感光，就能獲得原本2倍的感光速度，如果要提高到ISO400的水平，一次類推只要把4個(gè)像素點(diǎn)當(dāng)成1個(gè)點(diǎn)來(lái)感光，便能獲得4倍的感光速度。與第二種方式的不同之處在于是合并像素后感光，而第二種方式則是對(duì)感光信號(hào)的疊加，故該工作方式對(duì)高像素機(jī)型較有優(yōu)勢(shì)，但噪點(diǎn)的產(chǎn)生比前兩種來(lái)的更為明顯。
　　三、高ISO帶來(lái)的只有噪點(diǎn)
　　感光度對(duì)攝影的影響表現(xiàn)在兩方面。其一是速度，更高的感光度能獲得更快的快門速度，這一點(diǎn)比較容易理解；其二是畫質(zhì)，越低的感光度帶來(lái)更細(xì)膩的成像質(zhì)量，而高感光度的畫質(zhì)則是噪點(diǎn)比較大。
　　說(shuō)到這里順便導(dǎo)入一個(gè)概念――噪點(diǎn)，主要是指CCD將光線作為接收信號(hào)接收并輸出的過(guò)程中所產(chǎn)生的影像中的粗糙部分。那么噪點(diǎn)是怎么產(chǎn)生的呢？首先要明白對(duì)于作為電子產(chǎn)品的數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，內(nèi)部的影像傳感器在工作中一定受到不同程度的來(lái)周邊電路和本身像素間的光電磁干擾，簡(jiǎn)而言之就是拍攝出的圖片一定會(huì)存在噪點(diǎn)，這是不可避免的，我們看到的只是程度的輕重而已。
　　對(duì)于第一種提供高ISO數(shù)值的解決方案來(lái)說(shuō)，在加大增益幅度的同時(shí)，噪點(diǎn)信息也被相應(yīng)放大，故在高ISO畫面中噪點(diǎn)也越發(fā)明顯；而第二種方式如上文所述那樣，在獲得高ISO的同時(shí)與成像相關(guān)的像素?cái)?shù)也會(huì)成倍縮減，為了保證成像尺寸原本的影像信息會(huì)被擴(kuò)大，噪點(diǎn)就這樣產(chǎn)生了；對(duì)于第三種解決方案而言，因?yàn)闇p少了感光像素，所以在白平衡過(guò)程中只有進(jìn)行像素插值才能得到完整的影像。相信這三條解釋并不難理解，對(duì)于現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)中流行的“降噪功能”就是為了消減第三種解決方案帶來(lái)的噪點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。
　　相信經(jīng)過(guò)本文的論述，數(shù)碼相機(jī)擁有可變ISO感光度已不再是秘密了，雖然高ISO在噪點(diǎn)方面還是令我們有這樣那樣的擔(dān)憂，但為了獲得更高的快門速度和更明亮的畫面，這也算是一種不增加成本的折中解決方法。