2012年8月11日 星期六

什麼是雜訊(Noise)



就如標題字面上解釋意義(Noise,"噪音")的意思,在上圖中,小女孩處於昏暗的場景中,當照片放大後可以明顯看到細微的顆粒,此情形就是雜訊




在傳統的底片機時代,底片上的銀鹽顆粒,會讓影像更顯色,更具生命力;但是在數位機時,雜訊卻往往減損了影像的品質,那雜訊究竟是怎麼形成的?

影像雜訊指的就是"取樣上的誤差"感光元件負責收集光子,但光子並非平均地"落"於感光元件表面,所以當光子的數量愈少,取樣的誤差就會愈多,這也就是為什麼在暗色調(暗部)的雜訊特別多,甚至蓋過原本影像的細節,只要以100%放大率來檢視這張充滿雜訊的照片,你將很難分辨哪個是實景、哪些是雜訊。
上圖為曝光6s得到的影像,可以看到星空有許多星星,但那真的是星星嗎?事實上卻不然,因為我們增加了曝光時間,的確可以收集到更多的光子,但相對地,在長時間曝光下,感光元件卻會產生所謂的暗電流雜訊,在半導體技術的輔助下,現在可以利用相機內部"去除雜訊"功能來避免此情形,不過那也是另一種對影響品質抹除的表面手法。
暗電流雜訊雜訊兩邊權衡下,拉高ISO不見得是最佳手法,因為ISO一旦拉高雖然可以避免暗電流雜訊,但是雜訊卻大大提高了;相對地低ISO必須要搭配長曝光時間,但卻造成暗電流雜訊,這真的是很難拿捏。

哪有沒有一種兩全奇美得方式呢?事實上有的,就是擴大相機的動態範圍,來改善雜訊,不過這得花費不眥,另一種方法就是拜科技所賜,今天市面上一般入門單眼相機縱使ISO拉到1600以上,而曝光時間拉長至1min以上,都還未見暗電流雜訊與雜訊,影像品質已不同於昔日。

總結:當拍攝室外夜景時,在ISO條件許可的情形下(每台相機皆不同),再來決定曝光時間的長短往往會是比較好得搭配;而相反地在拍攝室內場景帶人像時,為了要保持人像的清楚,故建議快門保持在安全快門之上以避免人像模糊(安全快門:拍攝時搭配鏡頭焦段的倒數,如50mm,安全快門為1/50),當然如果手持功力甚佳,也就無此安全快門之限。

那什麼是動態範圍呢?下篇文章我們再來說明