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如何從根源抑制噪點,讓畫質(zhì)大幅度提升

影葉的光色世界 2022/11/30 23:01:15 責編:遠生

我們在拍攝暗光人像、銀河、暗光環(huán)境的生態(tài)體育時,會用到高感光度,那么如何高感光度的畫質(zhì)受哪些因素影響,我們?nèi)绾芜x擇機器,如何拍攝,是本次要為大家講解的。

先明確“像素點”是什么:

感光元件 cmos 是負責感光的,也就是我們常說的全畫幅、APS-C 畫幅感光元件,感光元件上布滿了光電二極管,有多少像素,就有多少個光電二極管單位,所以每個光電二極管單位,就是一個像素點。每個光電二極管依附在“微透鏡”上,光電二極管負責處理光線的亮度信息,微透鏡負責處理色彩信息,這樣感光元件就將光線轉(zhuǎn)化成了電信號,給相機進行下一步處理。

最基本的成像原理分為以下 4 步:

1、光線進入鏡頭,照射在感光元件上。

2、感光元件上的光電二極管將由光信號轉(zhuǎn)化為電信號。

3、電信號進入 A / D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

4、數(shù)字信號由中央處理器和控制器轉(zhuǎn)化成圖像顯示出來。

噪點產(chǎn)生于哪個步驟?

感光元件的光電二極管進行電信號轉(zhuǎn)換的時候,會產(chǎn)生電磁干擾,從而形成噪點。其實在光信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程中,同時存在正常電信號和非正常電信號,非正常電信號就是噪點。

為什么提高感光度噪點會增加?

在光線充足的條件下拍攝,不需要提高感光度,得到的非正常信號特別少,所以相機的抗干擾功能可以輕易地將少量的干擾信號過濾掉,所以在最終形成的照片中幾乎看不到噪點。

但在弱光條件下,需要提高感光度才能獲得合適的曝光,而提高感光度,本質(zhì)上就是提高光信號轉(zhuǎn)化成電轉(zhuǎn)換的放大倍率,所以正常和非正常信號的強度都會被提高,導致一部分非正常信號無法被處理電路識別而不能被清除掉,所以相機的感光度設置越高,照片的噪點就越明顯。

抑制與減少噪點,有以下方案:

解決方案與相機成像的 4 個步驟相關,對照說明

1、選擇低像素機器

步驟 2 中,光電二極管感光時,如果每個單位像素的面積越大,那感光就越充分,光信號轉(zhuǎn)化為電信號時就質(zhì)量就更好。那怎么讓單位像素的面積變大?感光元件面積一樣的前提下,選擇低像素的機器就行!所以為什么尼康 Z6 的高感畫質(zhì)比 Z7 好,索尼 a7s3 的高感畫質(zhì)比 a7r4 好,體育機器也都是低像素的,就是這個原因。所以選擇相機不是像素越高越好,非商業(yè)大幅印刷,根本用不到 4000 萬以上的像素,拍攝銀河、暗光人像、視頻等題材,選擇 2000 多萬像素的機器是非常好的。

2、選擇雙原生感光度的機器

從步驟 2 到步驟 3 的過程中,普通的感光元件是僅僅有一條處理電路(單原生電路),所以不管高光度是多少,都進行相同的處理,沒有優(yōu)勢。

但配備雙原生感光度的機器,在此步驟中,不只有一條處理電路,如下圖,上面是單原生電路,下面是雙原生電路

擁有雙原生感光的感光元件增加了不止一條模擬信號放大通路,在光信號轉(zhuǎn)化為電信號后,就進入了雙原生感光的處理階段。在使用高感光度時,進入另外的處理電路,專門針對高感信號的處理,降噪能力更強。

上圖就是轉(zhuǎn)化電路的示意圖,縱坐標是噪點程度,橫坐標是感光度,此圖是在 iso5000 時,會啟用另一條電路,從而將噪點控制在和 iso1000 差不多的程度。

比如松下 S5 的全畫幅微單就采用雙原生感光度,在 iso640 和 iso4000 兩個節(jié)點,會切換到降噪能力更強的電路,畫質(zhì)會提升 4 倍左右。價位僅 1.1 萬,咱們平臺還有更多優(yōu)惠,畫質(zhì)明顯好于索尼 a7m3。

下圖是我用松下 S5 拍攝的暗光人像,感光度 2000,人物腿部在原圖中幾乎死黑。

經(jīng)過 ACR 提亮后,漆黑的腿部皮膚被提亮,并且對膚色幾乎沒有影響,也沒有過多噪點。這是普通單原生感光度的相機很難做到的。

3、選擇新型的圖像處理器或雙處理器

圖像處理器是拯救畫質(zhì)的最后一關,隨著處理器的更新,現(xiàn)在相機的高感畫質(zhì)普遍提高,采用雙處理器的機器會比單處理器更好,比如,尼康 Z6 和 Z6 二代,區(qū)別就是二代采用雙處理器,所以高感畫質(zhì)和對焦速度都有所提升,但提升不算明顯,因為這不是在噪點產(chǎn)生的步驟來抑制,而是產(chǎn)生噪點之后的處理。

4、拍攝時盡可能向右曝光

原則是:寧可高感正常曝光,也不要偏低感光度欠曝再提亮。下面我做解釋:

看看這張作品,感光度 5000,但是效果完全不影響。光圈 1.8,快門 1/60s

5000 感光度,完全看不出來畫質(zhì)有問題,反而質(zhì)感很好。其實原因很簡單。

暗光環(huán)境下,單張拍攝的原則是:

寧可高感正常曝光,絕不偏低的感光度欠曝再后期提亮。

怎么理解這句話?

比如,感光度 5000 時,可以正常曝光,就不要用感光度 3200 欠曝再靠后期提亮。

為什么要這樣?

因為,當感光度提高時,圖片寬容度也會變差,可后期提亮的幅度會大大降低。

當高感正常曝光時,你需要解決的問題,僅僅是降噪。

可是,當你為了降低一點感光度,欠曝的時候。后期不僅要解決感光度噪點的問題,提亮時還會產(chǎn)生新的暗部噪點,以及寬容度不夠造成的畫質(zhì)問題。

所以初學者,不要覺得,感光度能低一點是一點,寧可欠曝,反正后期再提亮。這是錯誤的想法這樣你就把單純處理高感噪點的問題,升級成了噪點 + 畫質(zhì)兩個問題。

看上圖,畫面曝光基本正常,沒有明顯暗部,感光度 5000,噪點完全在可控范圍內(nèi)。而且這張圖是不帶皮膚的,都是衣服,所以后期難度較低。

再看下面帶皮膚的螢火蟲人像。

拍攝時,感光度 3200,讓人物部分正常曝光。暗光人像題材,千萬不能欠曝提亮,對皮膚質(zhì)感影響非常大!所以,想辦法讓膚色的曝光正常。

當然大家要注意自己機器的可用感光度,就是你能后期降噪成功的最大感光度。在這個可用感光度范圍內(nèi),盡量正常曝光,如果超過可用感光度,還無法正常曝光,就要考慮其他拍攝方式了。

這類風光題材就好辦一些,因為都是靜態(tài)的,我們可以利用后期堆棧降噪,拍攝多張地景,然后平均值堆棧降噪,再將銀河部分疊加上去。

本文來自微信公眾號:影葉的光色世界 (ID:wangyikai-2016),作者:影葉

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關鍵詞:噪點攝影,修圖

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