ほとんどのデジタルカメラのISOレベルがISO 80より低くならないのはなぜですか？
私は（漠然と）センサーが高ISOフィルムに相当するようにゲインを調整することを理解しており、これに制限がある理由はわかりますが、センサーを作るのがそれほど難しい理由はわかりません光に弱い？
回答:
ネイティブISOのベースを減らすには2つの方法があります（カメラで可能な最低の設定）。1つは、センサーの効率を下げて、入射光をより少なく捕捉することです。これにより感度がどのように低下するかを簡単に確認できます。しかし、他の回答ですでに述べたように、これは、大部分の写真家がほとんどの部分で十分な光に苦しんでいるのに対し、これは彼らがあまりにも多くの光を持っていることを定期的に見つける少数派の人々にのみ役立つでしょう！
ただし、ベースISOを下げる別の方法があります。つまり、各ピクセルの容量（ウェル深度と呼ばれる）を増やして、飽和する前により多くの電荷（したがってより多くの光）を保存できるようにします。この方法には、すべての感度で真の利点があります。
これがベースISOにどのように影響するかを見るのは少し難しいですが、センサーが取得する読み取り値はすべて、カメラまたは人によって生の変換中に0-255の範囲にマッピングされることを覚えておく必要があります（または0-65536 16ビット画像）。2つのセンサーAとBを想像してください。Aのピクセルあたりの容量は2倍です。1/30秒のシャッタースピードでAで画像を撮影すると、ハイライトがクリップします。Bを使用する場合、容量が減少するため、1/60を使用する必要があります。1/ 30を使用すると、画像が露出オーバーになります。
センサーが飽和ポイントで記録する値が何であれ、255にマッピングされるため、同じように見えます。Bを使用すると同じ画像が得られますが、露光時間は半分（他の条件はすべて等しい）であるため、これはBの感度が高いことを意味します。カメラBの基本感度がISO100の場合、Aの基本感度はISO50です。
このすべてのポイントは、ピクセル容量を増やすことでベースISOを減らすことができれば、ノイズを抑えてダイナミックレンジを広げることができるため、これは良いことです。これがなぜそうなのかを理解するには、まずISO設定を上げるとノイズが増えるという考えを手放す必要があります。それは単に真実ではありません。このテーマについて私が書いた答えは次のとおりです：デジタルカメラの「ISO」とは何ですか？
短いバージョンでは、ノイズは主に光の不足が原因で発生します（光が少なくなると、フォトン放出のランダムな変動が画像に表示されます。http：//en.wikipedia.org/wiki/Shot_noiseを参照してください）カメラのISO設定を上げると、他の設定を変更する必要があるため、光量が減り、ショットノイズが増えます。ノイズを生成するのは光の不足であり、信号を増幅する行為ではありません。
そのため、カメラAからISO100を取り出すために増幅を使用する必要がありますが、ISO100で撮影しているカメラB と同じ量の光を取り込むため、同じレベルのノイズを期待できます！したがって、カメラAは悪くはありませんが、ISO50に移行して、より多くの光を取り入れて、ショットノイズを減らすオプションがあります。
また、ISO50を使用するオプションもありますが、BがISO100での撮影に使用しているのと同じカメラ設定で、同じ量の光を入れて同じレベルのノイズを期待できますが、シーンがクリップで突然明るくなる場合信号はAがさらに井戸の深さを持ち続けるため、ダイナミックレンジが高くなります。
これらの例は単純化したものであり、他のノイズ源もありますが、一般に「感度の低い」センサーを持つことは良いことです。ただし、より深い電子井戸を設計することは困難です。そのため、カメラがISO50を下回ることはありません。ただし、35mmセンサーCanon 5Dで使用できる最も低いISOはISO50であるのに対し、Canon 30Dの同世代のAPS-CセンサーはISOが100であるため、これは大きい方の容量が大きいためです5Dのピクセル。
製造業者がそれを望んでいれば、できます。
そうは言っても、すべてのセンサーは、通常ISO 100、160、または200の固有の感度を持っています。ゲインは、ベース信号を乗算することでより高い感度を達成するために使用されます。これによりノイズが多くなるため、ベースISOが低い場合は、感度を上げるためにゲインを増やす必要があり、ノイズが多くなります。
基本設定を変更せずに低いISOを取得するには、基本的に基本信号を分割します。これにより、ダイナミックレンジが縮小します。これが、50未満のISOをほとんど表示しない理由です。ベースISOがより大きな係数で除算されると、ダイナミックレンジが過剰に失われます。
最後に、NDフィルターを使用してダイナミックレンジに影響を与えることなく入射光を低減するのは簡単であるため、低感度センサーを開発する理由はあまりありません。キヤノン、ニコン、富士の複数のカメラには、その効果のために2または3ストップのNDフィルターが組み込まれています。DSLRでは、強度が可変のNDフィルターを購入できるため、非常に柔軟になります。
しかし、なぜセンサーの光に対する感度を下げるのがそれほど難しいのか理解できないのですか？
それは、結局のところ、光の捕獲に関する写真の概念にほとんど直観に反しています。そうは言っても、CCD / CMOSには光をキャプチャするための自然な床があるので、それ以下では情報を意図的に破棄する必要があります。 。これを行うソフトウェアは、常にさまざまな要因の妥協点になります。
いずれにせよ、板井が指摘したように、光を減らす他の方法があります。NDフィルター、より小さな絞り、より速いシャッタースピードなどを使用できます。生で撮影すると、露出をさらに操作できます。実質的な効果は、ISO 80を下回ることはメーカーにとっては価値がありそうにないことです。
ファームウェアプログラマーが複数のフレームを平均化することにより低い「ISO」値を実装することを妨げるものはありません。たとえば、基本感度が「80 ISO」であると判断された場合。「40 ISO」は、2つのフレームを平均することで実装できます。