¿El ruido está relacionado con la velocidad de obturación y con la ISO?

Entiendo que a medida que aumente el ISO, aumentaré la cantidad de ruido en la imagen resultante. Con una apertura constante, puedo disminuir el ISO y disminuir la velocidad del obturador (supongamos que un sujeto no se mueve, la cámara en un trípode, etc., para que la velocidad del obturador no introduzca ningún desenfoque). Mi pregunta es, ¿será el ruido de la imagen de un ISO alto / velocidad de obturación rápida igual que un ISO bajo / velocidad de obturación lenta donde ambas configuraciones proporcionan la misma cantidad total de exposición?

Estoy buscando respuestas que pertenezcan a las réflex digitales modernas, no a la película, en caso de que marque la diferencia.

El ruido de la imagen en una DSLR que funciona correctamente se verá afectado por la velocidad de obturación, pero no en la relación lineal que implica la pregunta. En orden decreciente de impacto, el ruido de la imagen es un factor de:
- La amplificación aplicada a las celdas del sensor (mayor ISO aumenta el ruido)
- Ruido térmico (el sensor más caliente es más ruidoso)
- Duración de la exposición (mayor es la captura, más se encienden los píxeles aleatorios acumulados arriba)

El ruido relacionado con la duración también está interrelacionado con el ruido térmico, ya que mantener el sensor encendido durante más tiempo generará más calor.

En general, en un entorno de disparo determinado, el aumento de ISO tiene el mayor efecto perjudicial , ya que se evidencia empíricamente de una buena cantidad de fotografía nocturna realizada con una Canon 1D Mark III, Canon 5D Mark II y un par de cámaras no SLR, una Minolta DiMAGE A2 y DiMAGE A200.

Las tomas vespertinas de verano también parecen tener un mayor ruido visible (veo más puntos rojos al azar que otros colores, curiosamente) que las tomas frías de la tarde de invierno.

Técnicamente hablando, el aumento de ISO en realidad no "aumenta el ruido". Cuando aumenta la configuración ISO, en realidad solo le está indicando a la cámara que cambie qué nivel de carga representa la "saturación máxima" (el punto en el que un píxel debe alcanzar su valor numérico máximo, que en el caso de un sensor de 14 bits es 16384.)

La causa principal del ruido en una imagen es la distribución aleatoria de fotones a medida que llegan al sensor. Cuantos menos fotones lleguen al sensor, más aparente será su distribución aleatoria ... por lo tanto, el "grano" visible. La cantidad de ruido que ves en una foto está inversamente relacionada con la cantidad de luz que llega al sensor. Menos luz, más ruido ... más luz, menos ruido. Para un tiempo de exposición determinado, cuando obtiene menos luz por la lente, expone menos fotones por píxel y, dado que los fotones se distribuyen de manera aleatoria, algunos píxeles pueden obtener menos de lo que deberían, mientras que otros obtienen más de lo que deberían. Esa distribución desigual es la causa específica del ruido de disparo de fotones.. Cuando obtiene más luz en el sensor, la naturaleza aleatoria de la luz se distribuirá cada vez más uniformemente en el área del sensor, y a medida que el número promedio de fotones por píxel aumente y se normalice, los efectos del ruido de disparo de fotones disminuirán.

Cuando aumenta el ISO para producir una exposición "adecuada" para esa pequeña cantidad de luz, amplifica la señal del sensor, lo que exagera el efecto que tiene el ruido de disparo de fotones. Alternativamente (suponiendo un sensor ideal que no introduce ruido electrónico propio), siempre puede exponerse a ISO 100, luego aumentar la exposición en el número necesario de paradas en la publicación y experimentar el mismo efecto. No es la amplificación, ya sea analógica o digital, lo que crea ruido ... simplemente mejora los efectos del ruido.

• "Mi pregunta es, ¿el ruido de la imagen de un ISO alto / velocidad de obturación rápida será el mismo que un ISO bajo / velocidad de obturación lenta donde ambas configuraciones proporcionan la misma cantidad total de exposición?"

La velocidad de obturación es algo que puede usar para controlar la configuración ISO que necesita. La velocidad de obturación es el tiempo de exposición, y si solo puede obtener 1/4 de la cantidad de luz por la lente que necesita para poder usar ISO 100, siempre puede exponer cuatro veces más. Hay advertencias sobre esto ... si está fotografiando algo con movimiento, verá un desenfoque de movimiento en la foto final si la velocidad de obturación es demasiado lenta. Una velocidad de obturación más lenta también puede provocar desenfoque por el movimiento de la cámara, lo que puede reducir la nitidez y el contraste de su foto. Si está fotografiando una escena fija ... como un paisaje o una naturaleza muerta, probablemente tenga la opción de reducir la velocidad de obturación en lugar de aumentar el ISO para lograr una exposición adecuada. La exposición más larga permitirá que llegue más luz al sensor, y el uso de un ISO más bajo requerirá menos amplificación,

Por lo tanto, la respuesta a su pregunta es NO , si cambia un ISO / obturador rápido por ISO bajo / obturador lento, debería terminar con MENOS RUIDO (pero potencialmente más desenfoque de movimiento o desenfoque por el movimiento de la cámara si está disparando con la mano .)

No. El ruido aumenta con las velocidades de obturación, pero solo marginalmente. La cantidad de ruido que obtienes de la amplificación ISO es mucho mayor. También pierde mucho rango dinámico al aumentar el ISO, lo que no sucederá con velocidades de obturación bajas hasta casos realmente extremos.

La velocidad de obturación no tiene ningún efecto sobre el ruido en sus imágenes, a menos que esté en modos como "Prioridad de obturación" donde otros ajustes se cambian automáticamente para mantener una cierta exposición. Puede intentar esto configurando su cámara en manual completo y cambiar entre velocidades de obturación. Verá que su imagen se vuelve más oscura / clara a medida que la velocidad de obturación disminuye / aumenta.

ISO cambia la sensibilidad del sensor a la señal entrante. Sin embargo, esto también significa que cualquier ruido también se amplifica en la salida final. Por lo tanto, aumente el ISO y tendrá más ruido y una mayor exposición efectiva. Disminuya el ISO y tendrá menos ruido pero menor exposición efectiva (suponiendo que todo lo demás sea igual).

Entonces, si elige un ISO más bajo y una velocidad de obturación más lenta y de alguna manera obtiene la misma exposición (tal vez está cambiando la apertura o agregando luz a la escena), obtendrá menos ruido en sus imágenes.

He experimentado problemas de ruido al usar ISO bajo, por ejemplo, por debajo de 400 ISO con velocidades de obturación altas de más de 4000 o 6000 segundos y realmente malo de 6500 a 8000 segundos. En luz muy brillante. Así que he estado tratando de mantener el ISO y la velocidad del obturador algo equilibrado, como mantener la velocidad del obturador a 1250 o 2000 segundos con ISO 400. Y un ISO más alto cuando utilizo velocidades de obturación rápidas. Experimenté esto mientras experimentaba tratando de eliminar el desenfoque de sujetos en rápido movimiento mientras sostenía la mano con lentes de larga distancia focal.

El ruido depende de la cantidad de luz que deja entrar, todo lo que hace el ISO es amplificar una señal ya debido a la poca luz.

Por esta razón una imagen de alta ISO / rápida del obturador será contener más ruido que una velocidad de obturación baja ISO / lento, pero la imagen de velocidad mínima ISO / obturación rápida también lo haría!

No exactamente, el ruido resultará de las condiciones de exposición al chip.

Una exposición más prolongada puede generar ruido, aunque no es una propiedad del obturador sino una propiedad del chip.

No debería ver una diferencia entre las velocidades de obturación más altas (más de 60º / segundo)

El efecto más visible sería cambiar el ISO / ASA

velocidad de obturación lenta, digamos hasta 1/4 más o menos, + ISO medio dará menos ruido en comparación con una mayor velocidad de obturación, digamos 200, + ISO alto, digamos 3200