感光度

衡量底片对于光灵敏程度的指标

感光度

感光度是衡量底片对于光的灵敏程度，又称为ISO值，由敏感度测量学及测量数个数值来决定，最近已经被国际标准化组织标准化。[0][7]感光度可分为胶片和数码相机两种类型，胶片相机感光度取决于所使用的胶片，数码相机具有可调整的ISO值和自动感光度设置功能。[8][4][9][10]1981年5月，国际标准组织以ASA制和DIN制为基础，统一为ASA/DIN制，即ISO制，成为全球摄影行业的标准。[2][3][4]在摄影领域，对于较不敏感的底片，通常被称为慢速底片。高度敏感的底片称为快速底片。[11]相机ISO值越大，感光度越高，拍出来的照片就会越亮，反之就会越暗。但是ISO过高会使照片噪点也随之变高。它直接影响到照片的曝光、深度、亮度和噪点水平。[12]1890年瑞士人胡尔特（Ferdinand Hurter）和英国人德赖费尔德（VeroCharles Driffield）创立第一个乳剂感光度测定系统，即测定胶片感光度的H&D（赫德）制，为曝光计量提供了计测标准。[3]

感光度是衡量底片对于光的灵敏程度，又称为ISO值，由敏感度测量学及测量数个数值来决定，最近已经被国际标准化组织标准化。[1][8]感光度可分为胶片和数码相机两种类型，胶片相机感光度取决于所使用的胶片，数码相机具有可调整的ISO值和自动感光度设置功能。[9][5][10][11]1981年5月，国际标准组织以ASA制和DIN制为基础，统一为ASA/DIN制，即ISO制，成为全球摄影行业的标准。[3][4][5]在摄影领域，对于较不敏感的底片，通常被称为慢速底片。高度敏感的底片称为快速底片。[12]相机ISO值越大，感光度越高，拍出来的照片就会越亮，反之就会越暗。但是ISO过高会使照片噪点也随之变高。它直接影响到照片的曝光、深度、亮度和噪点水平。[13]

发展历程

1890年瑞士人胡尔特（Ferdinand Hurter）和英国人德赖费尔德（VeroCharles Driffield）创立第一个乳剂感光度测定系统，即测定胶片感光度的H&D（赫德）制，为曝光计量提供了计测标准。[4]

1931年 第八届国际摄影会议，决定以DIN（德国工业标准规格）为感光材料感光度术语。[14]

1941年 彩色胶卷开始上市，但感光度，仅达ISO32。到60年代，彩色胶卷的高感光度有了突破。[14]

1981年5月，国际标准组织以ASA制和DIN制为基础，统一为ASA/DIN制，即ISO制。[4]

1998年 日本富士公司首次在彩色负片上使用四感光层技术，这是感光材料上的又一次突破。[14]

进入数码时代，数码相机借用胶片的感光度概念，定义了ISO参数，ISO数值越高则相机对光线越敏感。现今数码相机的ISO数值从100至20000多，可以根据拍摄需要设置ISO数值。[2]

基本原理

感光度是指感光材料对光敏感的程度，即指感光材料的感光速度。[15][16]为达到一定密度所需曝光量越少，其感光材料的感光度就越高，反之，若所需曝光量越多，其感光材料的感光度就越低，即感光度与曝光量成反比关系：

式中S表示感光度，H表示在一定显影条件下达到一定密度值所需的曝光量，K为常数。[15]

很早以前,胶卷上面就已经有了能让相机自动识别ISO的触点,低感光度指ISO 50以下的胶片,中感光度指ISO100~200的胶片,高感光度为ISO 400以上的胶片。如果使用具有自动识别ISO胶卷功能的相机,则相机会自动按照胶卷的ISO数值进行测光,如果没有这个功能就需要手动设置,所以有些相机上面具有ISO拨盘。[17]

高感光度优点

感光度对摄影的影响表现在两方面:一是速度,二是画质。感光度越高,相机的感光速度越快,在光圈不变的条件下,快门速度就能提得更高。[18]

高感光度缺点

感光度越高,画面的噪点就越大,从而影响画面的质量。[18]

胶片

最开始各个家厂商为确定胶片感光度，最常用的标准为美国标准协会（ASA）和德国工业标准（DIN），ASA 标准是一种算术标度，由美国柯达公司建立，一张200 ASA 胶片的感光度是一张100 ASA 胶片的2 倍。DIN 标准由德国爱克发公司制定，是一种对数标度：每增加3 DIN，就意味着感光度增加1 倍。而苏联采用GOST 的第三种标准，与ASA标准类似。这些不同的标准都被国际标准整合，用ISO 所取代。100 ASA 胶片，相当于21 DIN 胶片，现在命名为100/21 ISO 胶片。胶片或数字影像传感器敏感度的衡量手段。胶片感光度越高，曝光所需要的进光量越少。[9][5]

柯达伊斯特曼彩色负片感光度发展一览表
柯达伊斯特曼彩色负片感光度发展一览表

胶卷盒上表示的数值称名义感光度，根据增感显影等表示的实质性数值。称实用感光度。[19]对于较不敏感的底片，通常被称为慢速底片。高度敏感的底片因而称为快速底片。[12]数值越低（例如ISO50,ISO64,IS0100）就表示胶片在曝光感应速度上要比高数值的来得慢，高数值ISO是指超过200以上的标准，比如ISO200，IS0400等。ISO高的胶卷，它在低照明的情况下能够获得曝光准确的图片，增大了低照明拍摄中快门速度和光圈大小的调节范围。[20]

数码相机

感光度（ISO）控制相机对光线的敏感程度。感光度高，相机对光线的反应更加灵敏，有利于弱光条件下拍摄。感光度低，相机对光线的敏感度降低，有利于强光条件下拍摄。数码相机的ISO是通过调整感光器件的灵敏度或者合并感光点来实现的，也就是说是通过提升感光器件的光线敏感度或者合并几个相邻的感光点来达到提升ISO的目的。[11]感光度对画质具有极其重要的影响，感光度越低、画质越细腻；而随着感光度的提高，图片的颗粒和噪点也将会随之相应增加。[21]

感光度/光线敏感度
感光度/光线敏感度

感光度与快门速度和孔径尺寸都不同，它对相机进光量造成影响，影响形成照片所需的光线总量。[22]ISO数值越大，最后成像中的颗粒状就越明显。[20]

ISO100
ISO100
ISO3200
ISO3200

对照片的影响

不同机型感光度数值范围和低中高的区间划分也不同，同一机型，感光度越高，感受光线的能力越强，但信号中的电子噪点也随之被放大。[23]

感光度提高后的效果
感光度提高后的效果

曝光

影响曝光量的基本因素是感光片的感光度。对于感光度不同的感光片，只有给予不同的曝光量才能取得同样的密度效果。感光度高时，曝光量就应少些；而感光度低时，曝光量就要多些。[24]

深度

提高感光度会让照片画面细节变得粗糙，照片在后期处理中的余地也会更加狭小。[25]

亮度和噪点

相机ISO值越大，感光度越高，拍出来的照片就会越亮，相反就会越暗。[13]感光度提高，图片的颗粒和噪点也会增加。[21]

对比度与色彩

在弱光条件下,高感光度下拍摄的照片会产生强烈的杂色。[25]

如何选择ISO

对于拍摄RAW格式的摄像机，ISO的改变是被记录在元数据里的，通过观察在不同ISO设定下的示波器上的线迹的厚度。选择合适的ISO。[26]

摄像机感光度
摄像机感光度

低感光度

ISO800（2017年）以下为低感光度

一般在光线充足时采用低感光度拍摄，可以保证好的画质，获得极为平滑、细腻的画面。能够把照片拍清楚，就尽量使用低感光度。使用低速快门拍摄动态效果的时候，采用低感光度，会更容易实现效果。[27][28]

中感光度

ISO800~6400（2017年）属于中感光度。在这一段，需要认真考虑这张照片做什么用，要放大到什么程度。中感光度设定降低了手持相机拍摄的难度，提高了在低照度条件下拍摄的安全系数。

[28]

高感光度

ISO6400（2017年）以上是高感光度。在这一段噪点明显，使用这样的设置，拍摄的题材内容的重要性，往往超过了影像的质量，毕竟有的时候拍摄的条件太差，拍到一张质量稍差的照片，总比根本捕捉不到影像好。

在高感光度时，噪点比较明显。不希望画质下降的情况下，适当的提高感光度并采用闪光灯进行补光。[29][28]

感光度变化示意图
感光度变化示意图

感光度的标准

感光度是用来平衡画面明暗的功能，ISO最初是作为衡量胶片感光速度的标准，在传统相机使用胶片的时代，感光速度是由附着在胶片片基上的卤化银与光线发生反应的速度而定的。数码单反相机的感光元件，对光线的敏感程度也可以等效转换为胶片的感光度值，这构成了数码单反相机的感光度ISO。[21]

在胶片时代,我们的摄影生活就遵循ISO行业标准,购买胶卷时包装上会标示ISO100、ISO200、ISO400字样,ISO数值越大,表示胶卷的感光速度越快，意味着ISO数值高的胶卷,较弱的光线就能使胶卷生成影像,同样亮度的光线条件下,可以使用较小的光圈或较高的快门速度,感光度与所需的曝光量成反比。例如，ISO 100的曝光速度比ISO 50快一倍，因为在相同情况下使用ISO 50时曝光1/125秒，如果换用ISO 100的胶卷只要1/250秒。保持同一个画面的亮度,如果感光度提高一倍,快门速度可以降低一半;而相同的快门速度,感光光越高,画面越明亮感光越低,画面越暗沉。[28]

ASA感光度

系美国标准协会（AmericanStandards Association）之简称(现在的简称是ANSI）。指由ASA标准规定的胶片的感光度。[19]

DIN感光度

由德国工业确定的胶片感度。[19]

JIS感光度

是日本工业标准确定的胶片感度。数值与ASA感光度和同。[19]

不同感光度标准对照表
不同感光度标准对照表

感光度的标识

胶片的感光度标识。无论是彩色还是黑白胶片,都有不同感)光度的设定、像柯达、富士、乐凯等胶卷盒上标的100、200、400的数字表示的就是它的感光度。胶片最常规和基准的感光度是100度。常用胶片的感光度有:25、50、100、200、400、800度。数码相机的感光度设置。由于数码相机用数字影像传感器代替了胶片,因此数码相机的调节功能中也有感光度设定(多为通过LCD显示的功能菜单调节)、常用设置有:50度、100度、200度、400度、800度、1600度、3200度、6400度。[30]

测量

我国感光材料感光度的暂行规定为：黑白高速胶片以能产生密度D=D。+0.1所需曝光量为基准的密度点，此曝光量的倒数即为感光度。[31]其计算公式为：

现在,开始使用国际标准ISOA航空感光度制,它是取D=Do+0.3所对应的曝光量去除以常数1.5,即：[32]

感光度测试实验
感光度测试实验

感光度在曝光技术中的应用

感光度在曝光技术中有着重要的应用。作为控制曝光的三大要素之一，感光度的高低直接影响到曝光量，从而影响照片的明暗程度。[10][16]相机中的ISO感光度越大，代表对光线的敏感度越高。在镜头光圈和快门速度恒定的情况下，相机感光度越高，画面的曝光会越亮。[10]

感光度对照
感光度对照

在曝光技术中与光圈、快门数值间的组合一样,感光度的数值间也是相差2倍,如ISO200是ISO100的2倍,ISO1600是ISO800的2倍.感光度越高,需用的曝光量数值越小;即在同一光线照射下,高感光度(片速)比低感光度(片速)使用的光圈开启孔径要小,快门速度更快.相反,感光度越低,需要的曝光量数值越多;同一光线下,低感光度(片速)比高感光度(片速)使用的光圈开启孔径要大,快门速度更慢,曝光时间更长。[33]

参考资料 33

  1. 参考 1
  2. 谈谈照相机的ISO参数及其调整 — 柳州日报数字报
  3. 新手入门 简谈感光度ISO值的认识运用 — 新浪科技
  4. 参考 4
  5. 5分钟读懂摄影史| 摄影史上不可忽视的一场展览 — 澎湃新闻
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 新手入门 简谈感光度ISO值的认识运用 — 新浪科技
  9. 参考 9
  10. 「每日摄影」照片的画质基础 详解摄影感光度 — 度 中关村在线
  11. 参考 11
  12. 新手入门 简谈感光度ISO值的认识运用 — 蜂鸟网
  13. 了解摄影，发现镜头里的人生百态 — 微信公众平台
  14. 中国科学院西安光学精密机械研究所
  15. 参考 15
  16. 说说控制曝光三要素之——感光度 — 新浪科技
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
  21. 参考 21
  22. 参考 22
  23. 参考 23
  24. 参考 24
  25. 参考 25
  26. 参考 26
  27. 参考 27
  28. 参考 28
  29. 参考 29
  30. 参考 30
  31. 参考 31
  32. 参考 32
  33. 参考 33
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