回答:
特定のポイントを超える光強度をキャプチャする際に、最新のデジタルカメラセンサーを正確に制限するものは何ですか？
センサー自体の物理的特性に関して：
各フォトサイト（a / k / aセンス、ピクセルウェルなど）内で解放される可能性のある電子がなくなるまで、フォトンストライクの数とそのようなフォトンストライクから生じる自由電子の数は、その完全なウェルを定義します容量。現像液によって原子銀に変換するのに十分な「感度斑点」をまだ持っていない乳剤にハロゲン化銀結晶が残っていないときに完全飽和に達するフィルムと大差ありません。主な違いは、各テクノロジーがフルキャパシティに近づいたときの応答曲線の形状です。デジタルでは、十分なウェル容量に達するまで、光子¹当たり同じ数の電子が放出されます。フィルムが完全飽和に近づくにつれて、残りの銀塩に影響を与えるために、ますます多くの光エネルギー（または現像時間）が必要になります。
アナログ電圧をデジタルデータとして記録する場合：
各フォトサイトからのアナログ電圧（a / k / a 'sensel'、 'pixel well'など）がセンサーから読み取られると、信号に増幅が適用されます。カメラのISO設定により、増幅の量が決まります。ISOの停止の増加ごとに、2倍の増幅が適用されます。カメラの「ベース」感度（簡単にするために、入力電圧が出力電圧に等しい1.00Xの増幅をISO 100と呼びます）を使用する場合、フルウェル容量に達したフォトサイトは、増幅後の最大電圧読み取り値になりますADCに供給するアナログ回路。ISO 200（2.0X増幅）を使用する場合、フルウェル容量の半分（1/2）以上に達したセンサーからの電圧は、ポスト増幅回路で許容される最大電圧まで増幅されます。
1.0Xを超える増幅では、各フォトサイトの完全なウェル容量よりも低い「天井」が適用されます。高増幅を使用すると、十分なウェル容量よりも弱い信号も、アンプの下流の回路の最大電圧容量に達します。増幅後に「メーターをペグ」するのに十分な強さの事前増幅信号レベルは、「メーターをペグ」する他の事前増幅信号レベルと区別できません。
これらの増幅されたアナログ信号がA / Dコンバーター（ADC）によってデジタルデータに変換されると、回路の最大電圧容量の信号には、A / D変換のビット深度で許容される最大値が割り当てられます。8ビット値に変換すると、電圧には0〜255のバイナリ値が割り当てられます。ADCに供給するアナログ回路で許可される最大信号は255として記録されます。14ビットの場合、電圧には0-16,383の値が割り当てられ、最大値には16,383のバイナリ値が割り当てられます。
実際に写真を撮っているときのポイント：
増幅がカメラの「ベース」感度であり、シャッター時間と絞りが組み合わされて最も明るい要素が得られる場合、撮影中のシーンの最も明るい要素と最も暗い²要素の間で最大の差と最高のグラデーション数が得られます。シーンは、完全な飽和状態またはそれに近い状態になるのに十分な露出です。ISOの値を高くすることは、その時間、または作成したい画像のシーンのハイライトの完全な飽和に近づくのに十分な開口で露光できない場合に役立ちます。しかし、より高いISOの使用には代償が伴います。センサーから出力される電気信号の増幅率が高くなると、ダイナミックレンジ全体が減少します。
それでは、なぜISO 100で、またはカメラのベースISOが何であれ常に撮影し、その後ポストで露出をプッシュしないのはなぜですか？そのようにすると、より高いISO値で撮影するよりも、画像の「ノイズ」を増幅する傾向があります。それ以上は、信号のノイズ低減の量と場所によって決まります。ただし、センサーから出力されるアナログ電圧にノイズ低減を適用することでノイズの影響を低減することにも代償が伴います。非常に暗い点光源は、多くの場合「ノイズ」として除外されます。そのため、ノイズ低減の観点から非常に優れた低照度/高ISO性能を備えた一部のカメラは、天体写真家によって「スターイーター」としても知られています。
¹光子が振動している周波数に基づいて、光子に含まれるエネルギーにわずかな変動があります。より低い周波数で振動する光子は、より高い周波数で振動する光子よりも、感覚器を打つときにわずかに少ないエネルギーを放出します。ただし、特定の周波数/波長で発振する光子の場合、ピクセルウェルの底部に衝突したときに放出されるエネルギー量は、ウェルの最大容量に達するまで同じです。
²センサー（またはフィルム）で記録できる最も暗い要素と最も明るい要素の違いを、記録媒体のダイナミックレンジと呼びます。デジタルカメラで感度の増加（ISO）が停止するたびに、「ゼロ」と「完全飽和」の線形電圧差が半分になります。「Ev」などの対数スケールに変換した場合、感度を2倍にすると、ダイナミックレンジの「ストップ」が1つ減少します（他のすべてが等しいことはめったにありません）。
マイケルクラークの優れた答え（フルウェル容量クリッピングとADCクリッピングを記述する）に加えて、デジタル写真パイプラインにはクリッピングが発生する可能性のある他のポイントがいくつかあります。
非RAW画像の場合、圧縮前のデバイス上の色補正/自動ガンマ調整中、および圧縮自体中。
画像をJPEGまたはMPEGとして圧縮すると、ハードウェアはビット深度を圧縮メディアがサポートするものに切り捨てます。これは通常、ハードウェアのビット深度よりはるかに小さくなります。その切り捨てにより、両方の明るさの極値に近い値が失われます。
圧縮する前に、カメラは色補正とガンマ調整を適用します。これは、コンプレッサーによって提供される制限されたビット深度内に収まる有効なダイナミックレンジに影響を与える可能性があります。たとえば、Canon Logモードでビデオを記録する場合、シーンの最も暗い部分と最も明るい部分が数学的に中心に向かって引っ張られるため、有効なダイナミックレンジが大幅に増加し、範囲の両端でクリップされる画像の部分が少なくなります。
後処理中。画像の明るさを大幅に変更する後処理を実行する場合、計算の初期段階で、値を保持するために使用されるビット数で正しく表現できる範囲を実際に超えることがあります。まれですが、これが発生することもありますが、発生すると、元の画像では実際にクリップされていない写真の領域でもクリッピングが発生する可能性があります。
画像の印刷または表示中の色域補正中。色補正を実行すると、出力メディアで正確に再現できる色域外の値を取得できる場合があります。その時点で、カラーエンジンはこれらの範囲外の値をどう処理するかを決定する必要があります。これは事実上クリッピングをもたらしますが、視覚的にはクリッピングについて話すときにほとんどの人が考えるものとは多少異なり、通常は間違った色に見えます。
簡単な経験的説明：
非常に明るい電球を見てください。光が十分に明るい場合は、瞳孔がさらに閉じられ、網膜に届く光がまだ多く、それが飽和し、到達する情報があるため、電球の内側を見ることができません。あなたの脳はクリップされています（明るい光だけが見え、光の中の細部は見えません）。それはあなたがしようとしたら、あなたがそれをしてはいけない理由の1つです、晴れた空の真昼の太陽を直接見るために、あなたは太陽を見ることができませんが、強い光（それなしでそれをしようとすることに注意してください適切な保護は、実際にあなたの目またはあなたの写真機器、レンズ、センサーを永久に傷つける可能性があります）
どのセンサーも同じように動作します（カメラなどから）。信号（この場合はライト）が容量に対して高すぎる（飽和レベルに達する）と、追加情報をクリップし、それ以上の信号を識別できなくなり、貴重な情報がまったくない平坦な高信号のみを通過させます。