Fotografie: de basis van de belichting…. ISO waarden en ruis

In het eerste basisdeel heb je het een en ander kunnen lezen over de lichtinval door de lens en hoe de belichting wordt bepaald door de sluitertijd en het diafragma.

Ok dan en nu?
De belichting ligt dus vast op het moment dat je op de ontspanknop drukt. Maar je hoort en leest ook vaak de kreet ISO en vooral hoe slecht de opname kan worden bij hoge ISO waarden. Bij digitale camera’s is het mogelijk om de lichtgevoeligheid te versterken door gewoonweg een hogere ISO waarde te kiezen. In het analoge tijdperk was dit te bereiken door een rolletje te kopen met een hogere ISO waarde.
Wat betekent dat ISO nou eigenlijk en hoe ga je er goed mee om?

ISO dus….
ISO is in het leven geroepen door de International Organization for Standardization. Een beeldsensor bestaat uit lichtgevoelige cellen/pixels en heeft een bepaalde gevoeligheid voor licht welke wordt uitgedrukt in ISO waarden. Een verdubbeling van de ISO waarde houdt een verdubbeling van de lichtgevoeligheid in.
Daarnaast heeft een beeldsensor een zogenaamde signaal/ruis verhouding. Dat is de “afstand” tussen het normale beeldsignaal en ruis. Misschien beter gezegd: hoever de ruis weg blijft van het normale opnamebeeld. Die afstand moet zo groot mogelijk zijn. Helaas is de signaal/ruis verhouding juist vaak erg slecht bij hoge ISO waarden.

Wat gebeurt er nou eigenlijk?
Bij hogere ISO waarden wordt de gevoeligheid van de beeldsensor vergroot door het signaal wat de beeldsensor afgeeft te versterken. Nou kan dat niet zomaar want dan zou er overbelichting plaats vinden.
Dus wordt bij het verdubbelen van de ISO waarde, de belichting door de camera gehalveerd. Hierdoor wordt het originele afgegeven beeldsignaal ook gehalveerd (wat de eigenlijke fotogegevens bevat). Om toch een goede belichting te krijgen wordt het signaal versterkt met een factor 2. Het ruisniveau op zich zal bij elke verdubbeling ongeveer gelijk blijven.
Hoe hoger dus de ISO waarde, hoe lager het origineel afgegeven sensorsignaal terwijl het ruisnieveau hetzelfde is. Tel dus maar na, bij heel hoge ISO waarden zal het origineel afgegeven sensorsignaal veel lager zijn geworden en een steeds kleiner deel zijn van de totale fotoinformatie. En dat terwijl het ruisniveau hetzelfde blijft. Het is simpelweg een kwestie van verhoudingen. Ruis neemt dus de overhand.

ISO Ruis

De fabrikanten
Maar er zijn mogelijkheden om te hoge ISO’s te omzeilen en ook de fabrikanten doen hun best om dit te verbeteren. Zij ontwerpen de beeldsensoren op een dusdanige manier dat de signaal/ruis verhouding het grootst is (lees: meest gunstig) bij een, onder normale omstandigheden, goed te gebruiken ISO waarde. Meestal is dat een waarde van 100 á 200 ISO. Bij een redelijk goede hoeveelheid licht is hier uitstekend mee te werken zonder al te veel ruis.
Een ontwerpcriterium is bijvoorbeeld de afstand tussen de onderlinge beeldpixels. Als die afstand erg klein is kunnen ze elkaar gaan beïnvloeden en dat geeft een slechtere signaal/ruis verhouding, zelfs al bij lagere ISO waarden. Ook de grootte van de pixels is van belang. Hoe groter ze zijn des te minder gevoelig zijn ze voor ruis.
Nou was de tendens om zoveel mogelijk pixels op een zo’n klein mogelijke oppervlakte te proppen, de roep om megapixels is immers erg groot. En zoals je al begrijpt geven véél pixels op een kleine opnamesensor meer ruis (ofwel een kleinere signaal/ruis verhouding). Dus de vraag om meer megapixels en de optimale manier om een beeldsensor in elkaar te sleutelen bijten elkaar een beetje.
Gelukkig zijn er de laatste tijd ook fabrikanten die grotere sensoren in de camera’s plaatsen (de z.g. full-frame sensoren). Daar kunnen dus grotere pixels op en zitten wat verder uit elkaar.

Waarom niet hoger?
Allemaal leuk maar waarom nou een lage standaard van maar 100 of 200 ISO? En waarom nou niet meteen een standaard van 1600 ISO? Dat heeft toch echt ook weer alles te maken met de gevoeligheid en de daarmee samenhangende signaal/ruis verhouding. Het is niet alleen de pixelgrootte maar ook als de je gevoeligheid opvoert zal de signaal/ruis verhouding verslechteren en de foto zal daardoor meer ruis vertonen. En dat zie je dus gebeuren bij het kiezen van een hogere ISO waarde ofwel een hogere gevoeligheid. Zelfs bij hele goede camera’s geeft een torenhoge ISO waarde geen ruisvrije foto’s. Alhoewel de nieuwere generatie Nikon camera’s ook boven de 1600 ISO nog fraaie beelden kan geven.

De grootte maakt dus wel uit
Dat een grotere beeldsensor een veel betere signaal/ruis verhouding heeft zie je dus terug in de camera’s met een z.g. full-frame opname sensor. Deze sensor is groot en heeft het formaat van een kleinbeeldnegatief. Dit soort camera’s heeft bij hogere ISO waarden een ruis niveau wat veel acceptabeler is dan dat bij camera’s met een kleinere opname sensor.
Aan de andere kant zijn er de compactcamera’s, daar zitten hele kleine sensoren in met heel veel pixels. Op hogere ISO waarden fotograferen is met die camera’s vaak een ramp en dat begint vaak al op zo’n 400 ISO.

Omzeilen die handel
Er zijn zoals gezegd manieren om hoge ISO waarden en de vaak bijbehorende ruis te voorkomen. Eén ervan is te kiezen voor extra verlichting in de vorm van een flitser of studiolampen. Een andere manier is toch te kiezen voor een groter diafragma en dus meer lichtinval door de lens waardoor de sluitertijd kort genoeg kan worden gehouden, let dan wel op de daarbij behorende kleinere scherptediepte. Of juist een langere sluitertijd en daarmee het risico op bewegingsonscherpte. Het gebruik van een statief kan verder helpen om de sluitertijd kort of het diafragma klein te houden.
Maar soms zul je hoge ISO’s voor lief moeten nemen. Een voorbeeld daarvan is concertfotografie. De artiesten bewegen vaak in lichtomstandigheden die niet bepaald ideaal zijn om goed te kunnen belichten. Hoge ISO’s kunnen dan echt helpen om die ene foto toch te maken.
Uitproberen is het sleutelwoord. Als je het goed in de vingers krijgt kun je snel keuzes maken tussen de diverse mogelijkheden. Het zullen evengoed vaak compromissen zijn maar dan wel het meest ideale.

Boekenlegger op de permalink.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *