カメラのISO設定を変更すると、明らかにシステムのゲインが増加し、センサーからの信号が増幅されます。私には明らかではないのは、増幅が行われる場所です。いくつかの可能性があります。
＃4が真の場合、ISO 1600で4枚の露出オーバーのRAW画像を撮影し、後処理でISO 100のJPEGを生成できます。これは、元の写真がISO 100で撮影された場合と同じです。
＃1または＃2が真の場合、ISO 1600で撮影されたRAWファイルには実際にシャドウに関する詳細が含まれ、ISO 100 RAWにはハイライトに関する詳細が含まれます。
回答:
1〜2および3。CCDでは、アンプはセンサーの隅に配置されますが、CMOSでは、各フォトサイトにアンプが組み込まれ、センサー全体に分散されます。こちらをご覧ください。
私が最近発見したことの1つで述べたように、ほとんどのDSLRにはADCの前にアンプがあります（アナログ-デジタル変換）。それらは、800または1600 ISOで最大になる傾向があり、その後はすべてデジタル増幅されます。次の段落では、1600でアナログ増幅を最大にするカメラを想定しています。
残念ながら、12ビットまたは14ビットのRAWファイルでは、説明したとおりのことができません。デジタル増幅は、RAWファイルが保存される前に行われます。保存できる最大値があるため、4ストップで露出オーバーを撮影すると、ADCが飽和していない場合でも、RAWファイルはおそらくクリップされます。 ただし、ハイライトをクリップしない程度に露出オーバーにする手法は、ノイズの低減に効果的であり、ETTR（Expose To The Right）として知られています。
はい、アナログ増幅のため、高ISOのRAWファイルには詳細が含まれています。ただし、ISO 1600およびISO 12800には同量の影の詳細が含まれている必要があります（特別な処理が追加されていないか、RAWファイルが保存されているビット深度よりもADCの精度が効果的に高い場合を除く）。
＃1はISO 1600よりも上に当てはまりますが、ISO 1600 RAWにはハイライトに関する詳細な情報が含まれている場合があります。この理由およびおそらく他の理由（バッテリ寿命、有効なバッファサイズ）で、RAWを撮影する場合は、ISO 1600を撮影し、後で後処理を行うことが有益な場合があります。繰り返しますが、これはテストしていませんが、有効なADCビット深度がRAW形式のビット深度よりも高い場合、それは正しくありません。
はい、ISO設定はRAWファイルに保存されている画像データに影響します。同じ開口部（f / 2.8）とシャッタースピード（1/100）で、同じ時間/場所で撮影された（ほぼ-これは構図にあまり注意を払わずに手持ちで撮影された）2つの画像です。
この最初の画像はISO 100で撮影され、ACRで+2ストップを〜400の実効ISOに調整しました。露出以外のすべての調整がゼロになりました（ノイズ低減、シャープニング、コントラスト調整などはありません）
この画像はISO 1600で撮影され、ACRで-2ストップを約400の実効ISOに調整しました。繰り返しますが、すべての調整がゼロになりました。
2番目の画像の白とびした部分に注目してください。毎回センサーに当たる光の量は同じですが、RAWファイルに記録される情報は異なります。
はい。ISO設定はセンサーの感度です。実際には、実際の結果を得るためにセンサーのピクセルからの信号に適用される増幅の量です。
理論的には、露出補正を使用して、より低いまたはより高いISOの結果と同様の結果を生成するプロセスをポストできます。デジタル化の前にアナログ方式で増幅が行われること。
＃3が真の場合、ISO 1600で4枚の露出オーバーのRAW画像を撮影し、後処理でISO 100のJPEGを生成できます。これは、元の写真がISO 100で撮影された場合と同じです。
いいえ。ISO100設定で写真を撮ると、ISO 1600設定とは異なる露出（チップ上のより多くの光）が得られます。（ハードウェアまたはソフトウェアで）増幅がどのように達成されても、ISO 1600画像はISO 100画像よりも多くのノイズを運びます。
カメラのレンズは、外界のミニチュア画像をカメラの内側と背面にある感光性イメージセンサーの表面に投影します。この画像センサーは数百万のフォトサイトで覆われています。ほとんどのフォトサイトには、赤、緑、または青のフィルターが重ねられています。露光中、シーンからの光はフォトサイトで再生されます。これらは、シーンの明るさに比例してフォトンヒットを受け取ります。
光子の衝突により、フォトサイト内に電荷が発生します。この電荷の強さは、光子のヒット数に比例します。ヒットカウントは、シャッターが開いている時間、シーンの明るさ、レンズの動作直径（絞り）の組み合わせです。シーンの明るさが弱い場合、カメラの自動化または撮影者が有効絞りを拡大するか、シャッター速度を遅くします。速いシャッタースピードが選択された場合、有効口径を大きくする必要があります。
いずれの場合も、露光終了時の電荷の大きさはちっぽけです。チップに組み込まれたロジックは、電荷を弱いアナログ信号に変換し、その後、増幅してデジタル信号に変換します。あなたが尋ねているのは増幅の応用です。
電荷が弱い場合、増幅率を上げる必要があります。シーンの照明が不十分な場合、充電は弱くなります。使用するシャッタースピードが超高速の場合、充電は弱くなります。これにより、より多くの光エネルギーを取り入れることができるため、レンズの有効径を広げます。シーンの明るさを強化する必要がある場合は、人工光に耐えることができます。
増幅について話しましょう。デジタルカメラでの増幅は、ラジオやテレビの音量を上げることに相当します。デジタルカメラでは、増幅率を高くすると、写真が撮影される機会が増え、薄暗いシーンやシャッター速度が速くなります。増幅の増加は、高ISO設定に分類されます。ISOは国際標準化機構の略です。彼らは写真フィルムの感度を標準化する責任があり、デジタルカメラ業界はISO方式の感度ラベリングを採用しています。
ISOの増加には代償が伴います。ほとんどの画像センサーでは、各フォトサイトに独自のアンプがあります。それぞれの増幅率は、隣の増幅率と少し異なります。増幅が高すぎる場合、黒として再現されるはずの光景は、しばしば濃い灰色として記録されます。これは、ノイズと呼ばれる誤った情報を送信します。さらに、増幅が高すぎる場合、電荷の一部が隣接するフォトサイトに漏れることがあります。これをブルーミングと呼びます。はい、高ISOは劣化する可能性がありますが、厳しい条件下での写真撮影も可能です。テクノロジーは、新しいイメージングチップとカメラソフトウェアを採用しており、ノイズとブルーミングを軽減します。
警告：私の答えは100％の逸話であり、Panny FZ-28の結果に基づいています。PannyFZ-28は、RAWをDSLRと同じように処理することはほとんどありません。
そうは言っても、私はこのカメラで1日目から低照度条件でのノイズレベルに苦労しています。小さなセンサーから引き出すことのできるパフォーマンスは非常に限られていますが、できる限り最高の結果を得るためにいくつかのことを試しました。
ISOを上げるとノイズがかなり劇的に増加するので、私は通常、ISOを100に近い値に固定しようとします。私が欲しかった速度。後処理により露出を（ある程度）修正できますが、それを行うと、最初はISOを高く設定した場合とほぼ同じ量のノイズを拾います。ISOと露出を上げると非常に匹敵するノイズレベルが見られるため（後処理で露出を上げる必要はありません）、このように「システムをチートする」余地はほとんどないと信じ込ませます。
これをサポートするための読書は行っていませんが、私が見たことに基づいて、上記の＃1または＃2（個人的には＃1）が真実であると信じたいと思います。
RAWは、センサー出力のストレージへの直接ダンプであるため、＃1および/または＃2が明白な選択肢です（ただし、キヤノンはRAWを書き込む前にデータを操作し、他の操作も行うと思います）。
センサーの感度を上げる良い方法は、センサーにかかる電圧を上げることです。これにより、指定された入力の出力が増加し、ノイズが増加します（デジタルカメラでEIをアップするときに実際に発生することが確認されています）。
センサーの前にある種の光増幅を適用する方法を想像するのは難しいですが、それはその場で調整できます（センサーには各要素にマイクロレンズがあり、その要素に光を集め、要素のサイズを決定し、小さいが、固定された効果）。
オプション3は、収集後にRAWデータを変更します。これは、カメラから読み取った後にRAWファイルを変更するのと同じです。一部のカメラ（上記参照）では、特にノイズを除去するためにこれを試みる場合があります。ほとんどはユーザーオペレーターに任せません（実際には、キヤノンとニコンの間で戦いがあり、キヤノンはカメラ内操作を適用することによって引き起こされたニコンに比べてはるかに鮮明な画像を生成しているようでした） RAWデータ。これにより、カメラでそれを望んでいないユーザーからかなりの騒ぎが起こりました。
これはすべてミッド/ハイエンドDSLR向けであり、エントリーレベルのモデルではおそらくカメラ内でのフィルタリングと機能強化が多く行われますが、それらを使用する人は通常RAWシューティングではなく、RAWモードもクリーンである可能性があります。