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何謂雙基準 ISO?

by By: Alister Chapman

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你大概聽過 Sony Cinema Line 攝影機具備雙基準 ISO 這個功能,特別是 VENICE PXW-FX9。你可能也聽過 ILME-FX3 ILME-FX6 有雙基準感光度。這個功能可讓您在正常照度和較低照度這兩種環境下,都能捕捉到雜訊低且動態範圍高的影響。不過,說攝影機有超過一種基準感光度或基準 ISO,究竟是什麼意思? 

Alister 使用 FX9 High Base ISO 模式在光源較弱處拍攝,雜訊非常低,且保留了攝影機的完整動態範圍

我們先看看何謂「ISO」。對底片來說,ISO 其實是膠捲對光線的靈敏度,測量起來也很直接簡單。把底片暴露在已知亮度下測量膠捲密度的改變量,藉此得出膠片的 ISO 值。具有相同 ISO 值的各個膠捲,在暴露於等量的光線下時,改變的量都一樣。

但數位相機就比較難判斷出感測器真正的感光度,因為有很多其他因素會影響感測器輸出的亮度,例如加上增益、使用不同伽瑪曲線或其他影像處理作法。

影像感測器或許能根據設定方式,以各種不同亮度產生影像。通常來說,這些亮度的變化不是出於感測器改變的實際感光度,因為我們並沒有改變感測器,也沒有改變感測器的材料。這些改變是增益增減的結果,也就是把量提高或減少。增加更多放大或增益的其中一個重點,在於這麼做不僅會提高所需影響的感光度,影像中的雜訊也會一併提高。

說到數位攝影機的 ISO 時,其實往往都不是感光度等級,而是曝光等級。這兩者之間的差異很細微卻十分重要。在你更換不同膠捲時,其實是在更換不同的膠捲感光度。不過,當你改變視訊攝影機的 ISO 時,感光度大多會保持不變,但要是變更攝影機的增益或放大設定,就可以在任意亮度的情況下產生更亮或更暗的影像。  

Kenko KFM-1100 和 Sekonic L-858D-U 測光表

如果你用的是外部測光表搭配底片攝影機或視訊攝影機,在表中輸入 ISO 值即可找到適合的圈和快門速度值,達到正確的曝光。ISO 值的用意是要找出影像正確的亮度。但就視訊攝影機來看,這個值很少與感測器的感光度有直接關聯,只是畫面上會出現正確的亮度而已,而不會說明攝影機加上了多少增益,或者最後成果會有多少雜訊或顆粒。

舉例來說,如果你有兩台不同的視訊攝影機均設為相同 ISO,一台可以在不加上增益的情況下具備雜訊很少的乾淨影像,另一台則可能大量加上增益,導致影像雜訊很多。針對兩台攝影機,你都在測光表中將 ISO 值設為 800,實際上這兩台攝影機的感光度顯然截然不同。所以說,ISO 值不是感光度而是曝光等級,有助你達到影像的正確亮度。

「基準 ISO」為什麼那麼重要?

基準 ISO 的重要之處,在於這通常會代表視訊攝影機的最佳設定。這個時候通常不會再對感測器輸出內容加上增益,在這個感光度下,攝影機能夠記錄最廣的動態範圍。想像一下,如果感測器輸出的訊號有 15 級動態範圍,而且感測器和攝影機相關設定均已最佳化,那麼這 15 級就會完美落在完整錄製範圍內。要是我們接著再加入更多增益,來自感測器的訊號就會更大,大到無法納入攝影機的固定錄製範圍,導致再也無法錄製 15 級。 

使用 S-Log 設定或 RAW 格式拍攝時大概都會想要以基準 ISO 拍攝,將記錄到的動態範圍最大化,以及獲得雜訊和顆粒最少的成果。

要是我們能施展一點魔法呢?如果說,我們能夠擁有超過一種基準 ISO 呢?要是我們能夠以兩種不同感光度操作測光器,而不要大幅改變雜訊程度或動態範圍呢?這就是雙 ISO 的功能。

Sony VENICE FX9 攝影機具備雙基準 ISO 功能,可提供截然不同的基準感光度。高感光度和低感光度的雜訊程度幾乎一模一樣,兩者的動態範圍也相同。 

無論是低基準 800 ISO 或高基準 4000 ISO,FX9 的動態範圍仍保持相同。VENICE 也一樣,但具備 ISO 500/2500

Sony FX3 FX6 具備雙基準 ISO 功能,提供兩種不同感光度,不僅雜訊極低,動態範圍也各不相同。

具體做法是嚴格保密。我發現 VENICE FX9 採用的感測器幾乎都有一個名為「影像框」(Image Well) 的功能,可用來改變每個像素的其中一部份。這可在光線中的光子觸及像素時儲存因此釋放的電子。 

在高感光度模式下,影像框較小且很快就會填滿,因此達到完全輸出標準所需的光源較低。在低感光度模式下,影像框會以電子方式擴大,所以填滿速度較慢,需要更多光源來達到完全輸出標準。

VENICE 提供 ISO 500 ISO 2,500 的基準感光度。FX9 CineEI 模式下的基準感光度則各為 ISO 800 ISO 4,000。要透過在傳統攝影機中加入增益達到這種高低感光度的類似差異,那麼在感光度更高的設定下,可以預見雜訊也會達到約五倍之多。就 VENICE FX9 來說,低基準 ISO 和高基準 ISO 之間的差異可以忽略不計。  

FX3 FX6 之間的感測器可能是以類似方式運作,但這些攝影機的低感光度模式和高感光度模式差異就大很多。使用 S-Log3 拍攝時,FX6 FX3 的兩種基準 ISO 分別為 800 12,800。這在感光度上差了四級之多,或者說變了 16 倍。這幾款攝影機在使用不同基準 ISO 設定時,雜訊程度的差異稍大。更高感光度模式下雜訊多了一點點,這些雜訊也會稍微降低動態範圍,但在現實世界中的差異小到幾乎無法察覺。要僅加入增益就達到這種程度的感光度差異,在感光度更高的情況下,雜訊會達到 16 倍之多。因此,高低兩種基準感光度模式的差異如此之小,確實相當了不起。

能夠在看不出雜訊明顯提升的情況下提高基準感光度,可大幅增加這些攝影機的用途。現在,無論在明亮還是黑暗的環境中,都可以拍攝出高品質內容。選擇後,您可使用整體照度較低的設定。

我自己使用這些攝影機時,感覺比起加上 +6dB 的增益或使用超過基準 ISO 翻倍的 ISO,其實直接使用攝影機的高基準感光度模式效果更好。舉例來說,如果使用 FX3 S-Log3 拍攝,與 ISO 10,000 相比,以 ISO 12,800 的情況拍攝雜訊就會少得多。如果在使用 FX6FX9 VENICE 款式時發現高感光度模式會讓攝影機變得太過感光,可搭配內置 ND 濾鏡達到較低 ISO 的相同效果。例如,12,800 ISO + 1/4 ND(減 2 級)可提供等同於 3200 ISO 的效果。

對於 FX3FX6 FX9 來說,最後要考慮的地方在於基準 ISO(或說基準感光度)同時也會受到您選擇的伽瑪曲線影響。目前最常見的基準感光度適用於 S-Log3,但若使用其他伽瑪曲線,則基準感光度又會不同。不過,如果您不是在 ISO 模式下使用基準感光度,而是在增益模式下使用,那麼基準感光度一律會是 0dB,這一點請留意。如果您記不住特定伽瑪曲線的基準 ISO 感光度為何,不妨考慮改為使用增益和 0dB

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