私は夜の風景や星の写真に手を出し、さまざまなレベルの成功を収めてきました。私は理想的なレンズ（Canon 6Dボディのキヤノン17-40mm f4）を持っていないことを知っていますが、同じギアで素晴らしいショットをいくつか見ました。また、Canon 50mm f1.4もありますが、これは素晴らしいですが、十分な広さではありません。
私は通常f4、ISO 800-1600、長時間露光ノイズリダクション、30〜40秒で撮影します。私は見つけるの結果は非常に騒々しいと星ではない十分に明るいです。30秒では星は十分に明るくなく、40秒では既に追尾しています。 これが私の試みの一つです。
私は最近、短い露出時間でキャプチャされた写真（こことここの例）を見て、もっと高いISO（5000-6400）を見ました
おそらく、40秒近くになると、センサーの温度が上がり、ノイズが増えています。特に写真撮影のスターにとって、露出時間を短くし、ISOを高くすると、より良い処方になりますか？
回答:
ノイズは、天体写真に関しては現実のものです。例外として、追跡マウントで撮影された深い空の写真が積み重ねられていることは例外です（詳細は後ほど）。
あなたの写真は、実際に私が見た広視野のシングルフレームの天体写真撮影の壮大なスキームで、非常に低ノイズです...しかし、それはまた、彩度に欠けています。それは本当に好みの問題に帰着すると思いますが、最終的には、いずれにせよ、ISO設定に関係なく、写真にほぼ同じ量のノイズが発生します。同じ量の飽和を達成したい場合は、次の2つのいずれかを実行する必要があります。より高いISO設定（ISO 3200、場合によっては6400程度）を使用する必要があるか、ポストで露出をブーストする必要があります。天体写真のノイズの大部分はフォトンショットノイズによるものであるため、より高いISOを使用することは、ノイズの観点から後処理の露出ブーストと同じです。
サンプル写真では、ワイドフィールドのシングルフレームショットがあります。複数のフレームを取り、空を切り取り、空の彩度を向上させるためにそれらのフレームを積み重ねるより複雑なトリックに頼らない限り、前景のために単一のフレームに制限されます。確かに可能...また、多くの仕事。あなたのように、私は前景の風景の一部を含む天体写真のショットが好きなので、SNRを改善するために手動で部分的なスタッキングを試す価値があります。
熱は確かに長時間の露出中のノイズの原因です。40秒が非常に多くの熱を生成するのに十分な長さであるため、熱ノイズがフォトンショットノイズよりも重要な要因になるかどうかはわかりません。古いDSLRには、ダイ外のコンポーネントの過熱による熱バブルがありました...暗いフレームを撮影すると、フレームのコーナーまたはエッジに沿って、よりノイズの多い領域がはっきりと見えました。7Dでこのような現象は見たことがありません。16mmで40〜50秒の長時間露光を行ったことがあります。
ノイズのさまざまな非光子源を減らす方法があります。ダークフレームとバイアスフレームは2つです。ダークフレームとバイアスフレームの使用は、通常、Deep Sky Stackerのようなツールで複数の露光スタッキングを行う場合にのみ本当に必要です。一般的に、カメラ内の「長時間露光ノイズ低減」は、メモリカードに保存される前にライトフレームからネイティブに差し引かれるダークフレームを実際に撮影するだけです。単一のダークフレームは、読み取りノイズの軽減には役立ちますが、DSSのサイトで説明されているように、適切に積み重ねられた多重露光ダークフレームほどではありません。
天体写真で最も重要なことは、SNR、または信号対雑音比であることに注意する必要があります。フレームごとのSNRが高ければ高いほど、結果はより良くなります。120の5秒フレーム、または5つの120秒フレームを使用できます。5つの120秒フレームは常により良い結果を生みます。500個の5秒フレームを取得することもできますが、5個の120秒フレームは、フレームごとのSNRがはるかに高いため、さらにリッチな結果を生成します。各フレームには、より短い露出を重ねることで完全に複製する可能性が低い、より豊富で完全な情報が含まれています。
SNRを改善するための次善の方法は、より大きなピクセルを持つカメラに移行することです。ピクセル単位のSNRはピクセルが大きいほど高くなるため、ピクセル単位では、ピクセルが小さいカメラよりもISO設定が高くなり、より良い結果が得られます。1D Xと7D（両方とも18mpセンサー）を比較する場合、1D Xのより大きなピクセルはそれぞれ2.6倍の光を集めます。すでに6Dを使用しています。これは、大きなピクセルと優れた高ISO性能により、天体写真に非常に適したカメラです。（sensorgen.infoデータに基づく）純粋なSNRの観点から、ISO 3200の1D Xはピクセルあたり最大3倍の彩度をサポートし、ISO 3200の6Dはピクセルあたり最大2倍の彩度をサポートします。センサー。
あなたはすでに天体写真の目的のためにキヤノンから得ることができる最高のカメラをすでに使用しているので、あなたが本当にできる唯一の他のことはISOを上げることです。より低いISO設定では、読み取りノイズが多くなります。特にキヤノンでは、ISOを上げれば上げるほど、読み取りノイズの寄与が低くなり、最高のISO設定で読み取りノイズがピクセルあたり1.3eになります（フラットな最小値〜3eをはるかに下回る） -D800にあるSony Exmorの場合。）
そのため、読み取りノイズが非常に低い場合、露光後処理のブーストはISOのブーストと同じであるため、空の彩度と星の明るさを改善するには、より高いISO設定を使用します。ISO 800-1600を使用すると言いました。ISO 3200、6400 ... 8000でも試してみてください。一般的な考え方は、読み取りノイズの影響を最小限に抑えるために、カメラが電子機器を使用して読み取り前に信号を可能な限り高めるように白色点を減らすことです。ISO 800での読み取りノイズは低いISO設定（5.1e）で2倍以上であるため、ISO 6400の露光に類似するようにポストでISO 800ショットの露光をブーストすると、より多くのノイズが発生する可能性が高いことに注意してください-vs. 2.0e- sensorgen.infoによると）
物事を少し明確にするために、仮想の天体写真のシナリオを図に示しました。このシナリオでは、Canon 5D IIIを使用して、100から12800までのISO設定ごとに1回実行される、f / 4での30秒の露出を想定しています。ISO 12800で30秒f / 4露出すると、最も明るいピクセル（星）が「飽和点」に到達するということです（言い換えると、最も明るい星は真っ白になり、赤、緑、青のピクセルはそれらの星は最大充電レベルに達します）。他のすべてのISO設定でまったく同じ露出を行うと、露出が飽和点を下回ります。さらに、読み取りノイズとフォトンショットノイズの違いを示します。
以下の図では、線形X軸は各ISO設定を表し、対数Y軸は電子の電荷レベル（e-）を表します。ISO設定ごとに赤と緑の線が描画されます。赤は読み取りノイズを表し、緑は飽和点を表します。ダイナミックレンジは、事実上、飽和点と読み取りノイズ（緑と赤）の比率です。ISO 100の場合、飽和点は文字通りの最大フォトダイオード電荷レベル（FWC、または完全なウェル容量）でもあります。青いバーは信号を表し、青いバーの暗い部分はその信号に固有のノイズ（信号の平方根であるフォトンショットノイズ）を表します。
ISO 12800で最大飽和に達する30秒f / 4露出を想定すると、その信号の電荷は520e-（sensorgen.infoによる）です。そのため、他のすべてのISO設定でまったく同じ露出が使用されると仮定すると、信号とフォトンノイズが同一になります。（フォトダイオードの充電は、時間の経過に伴う光の産物です...これは、絞りとシャッター速度のみの影響を受けます。） ISOを下げると変化するのは、読み取りノイズが上昇し始めることです。スケールは対数であるため、ISO設定800〜12800には読み取りノイズの差がほとんどありません（特に1600〜12800）。ISO 400に達すると、読み取りノイズは、フォトンノイズよりも信号全体の比率が大きくなるポイントまで上昇し始めます。
ISO 12800での撮影とISO 400での撮影の主な違いは、飽和点（緑色のバー）です。ISO 12800では、読み取りノイズが低く、信号が飽和するため、カメラの外に明るいカラフルな画像が残ります。ISO 400では、信号は飽和点（18273e-）のごく一部（520e-）であり、これはISO 12800ショットと同じように見えるようにポストでの露出を大幅に高める必要があります。ISO 400で撮影し、ポストで露出を補正する場合、全体的なノイズが信号の重要な要素となります。その下に有用な情報が事実上存在しない読み取りノイズフロアは、フォトンショットノイズとほとんど同じです。このような処理後の露光ブーストは、中間調を通過する可能性が高い、高度のバンディングと色ノイズをもたらします。
極端な例として、ISO 100で撮影した場合、読み取りノイズがノイズの主な原因になります（この特定の例では、ISO 100では、飽和点に対して画像が著しく露出不足になっていることに留意してください）。この場合、ISO 100の露出を上げると（ISO 12800ショットが生成するものをシミュレートするには、6ストップブーストである必要があります）、著しいバンディングと色ノイズが発生します。次の図は、ISO 12800露出に一致するように、ISO 100〜6400のポストで露出を修正することにより、読み取りと光子ショットの両方のノイズがどのように増幅されるかを示しています。
ここでのスケールは対数であるため、連続して低いISO設定のノイズ量は、ポストでの露出補正後、指数関数的に大きくなることに注意してください。
私はjristaの非常に有益でよく書かれた答えに取って代わろうとはしません。彼はカメラのイメージングパイプラインの物理の基礎を非常によくカバーしています。星とノイズの関係に光を当てる観測を追加したいと思います。
宇宙のすべての星が、地球の表面から見ると等しく明るい場合、夜空は真っ白になります。少しの間、それを沈めます。空にあるスポットはごくわずかです。利用可能な最も狭い視野を使用している場合でも、光源を明らかにしない高感度の望遠鏡（ハッブルなど）を向けることができます。 。空の最も注目すべき「暗い」領域は星雲であり、星雲とその背後にある銀河の光のほとんどをブロックします。
周囲の暗い空に比べて星が明るくなるように画像を開発できるようにすることで、SNRを高めることができます。ただし、調整を行う前に、ノイズよりも明るくない調光星の明るさを調整してから、そのような調整を行う前に、まったく見えない調光星のレベルも上げます。現在、画像のノイズと同じ量の信号を生成しています。SNRの数値がどれほど良好であっても、ノイズと同じ明るさの星が常にいくつか存在します。地球から見たときの明るさの点で最も明るい星は最もまれであり、最も暗い星は夜空の中で最も多く存在しています。そのため、いくつかの点で、画像キャプチャ中にSNRを増加させ、ポストで露出を上げると、画像のノイズが増えます！画像にノイズが多いからではありません。ありません。しかし、暗い背景から取り出した非常に暗い星はノイズのように見えます。
単一露出画像の秘密は後処理にあると思います。確かに、画像を撮影するときは、jristaの答えに従ってSNRを最大にしてください。しかし、後処理でもこれを試してください。最も明るい星を希望どおりに取得したら、特定の輝度値以下のすべてを黒まで引き下げます。色の彩度を下げると、クロミナンスノイズの処理にも役立ちます。これは、非常に良い例の画像で見られる主な原因です。
より多くの光を得る利点と熱ノイズの欠点の間にクロスオーバーポイントが存在する場所に関するデータはありませんが、複数の短い露出を撮影し、ソフトウェアでそれらを積み重ねることにより、両方の世界のベストを得ることができます。
天体写真用にこれを行うように設計されたプログラムがあり、スタック内の画像の位置合わせも行われます。これにより、星の軌跡を避けることができます。見てみましょうディープスカイスタッカーを。