一、膠片時(shí)代的ISO概念
ISO是“國際標準化組織”按照膠片對光線(xiàn)的化學(xué)反應速度，而制定的膠片感光速度的標準，早在膠片時(shí)代我們的攝影生活就默默遵循這一行業(yè)標準，購買(mǎi)膠卷時(shí)包裝上都會(huì )標示ISO 100、ISO 200、ISO400這樣的字樣，此處的ISO數值越大，表示膠卷的感光速度越快，意味著(zhù)ISO數值高的膠卷，只需要較弱的光線(xiàn)就能使膠卷生成影像，以便在同樣亮度的光線(xiàn)條件下，可以使用較小的光圈或較高的快門(mén)速度，即感光度與所需的曝光量成反比。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，ISO 100的曝光速度比ISO 50快一倍，因為在相同情況下使用ISO 50時(shí)曝光1/125秒，如果換用ISO 100的膠卷只要1/250秒。
在解釋數碼設備可隨意調節ISO感光度的原理之前，我們先來(lái)進(jìn)一步了解膠片時(shí)代的ISO相關(guān)的一些知識，相信對我們理解下文會(huì )有幫助。普通膠片相機是怎樣識別不同ISO數值的膠卷的呢？一切秘密都基于DX編碼系統。該系統最早用于圓盤(pán)
照相機用的圓盤(pán)膠卷，后來(lái)發(fā)展到35mm膠卷系列中，并于1981年率先運用在Kodak彩色膠卷VR 100上，接著(zhù)日本的Fujifilm、Konica、德國的Agfa和英國的Scotch等較大的膠片公司，也相繼采用了DX編碼系統。
現在國內外生產(chǎn)的彩色膠卷都帶有DX編碼，它業(yè)已成為現代膠卷的標志。如圖1所示，DX編碼由膠卷暗盒外殼的矩形方塊編碼組成，總共有12位，每一位分別由銀白色或黑色方塊來(lái)表示導通和絕緣，膠片機通過(guò)讀取這個(gè)編碼來(lái)自動(dòng)判斷目前裝載的是什么感光速度的膠片。
二、數碼相機的ISO原理
我們在拍攝活動(dòng)中改變數碼相機的感光速度并不需要更換膠卷，只需調節相機內設ISO值即可，數碼相機是怎樣實(shí)現可隨意調節ISO的呢？相信這是令很多數碼愛(ài)好者費解的問(wèn)題，為了說(shuō)清楚這個(gè)問(wèn)題，我們首先要了解數碼相機內部影像傳感器的信號傳輸原理。
1、CCD的信號傳輸原理
我們都知道當光線(xiàn)透過(guò)鏡頭射到CCD上，相應強度的電荷量就會(huì )被蓄積在感光電極之下，單位存儲電荷量的多少取決于單位感光單元受到光照的強弱，當我們押下快門(mén)釋放開(kāi)關(guān)時(shí)，各單位上的影像電信號被傳輸給模數信號處理組件（ADC/CDS），這一切動(dòng)作都必須受到相機內部影像處理器的脈沖操控，通常被分成相互傳遞型和單一傳遞型兩種傳輸方式。
2、ISO原理的通俗理解
傳統膠卷的感光度是通過(guò)改變膠卷的化學(xué)成分，來(lái)改變它對光線(xiàn)的敏感度，而數碼相機的感光元件是不變的，現在步入正題通俗地說(shuō)說(shuō)原理吧。數碼相機普遍采用了電子信號放大增益技術(shù)，與ISO數值相對應的是電子信號放大增益值，比如設定在標準值時(shí)提供等同ISO100的增益幅度，對應ISO200和400的增益值可通過(guò)提高增益幅度實(shí)現。那么增益幅度是怎么實(shí)現的呢？
提供高感光度時(shí)自然需要提供相應的增益幅度，在輸出影像信號前都必須做相應的信號放大，因為CCD的輸出電平較低，尤其當環(huán)境光線(xiàn)黯淡時(shí)，為了使影像發(fā)生量變，放大器就按相應的ISO數值加大增益幅度。
此外，在給定的CCD面積內增加像素數會(huì )導致保持感光度變得困難。單位像素的面積減小，入射光強減弱，如果為了提高ISO數值，調用更高的增益值將會(huì )導致影像質(zhì)量的惡化。因此可愛(ài)的廠(chǎng)商又提供了一種解決方案，即在影像信號讀取時(shí)將CCD存儲的原始影像信號相加可相對提升感光度。通過(guò)將兩個(gè)像素信號相加并傳輸，便可獲得原來(lái)兩倍的感光度。但這種工作方式也有其缺陷，只適合較小的影像模式，因為像素數在處理中減半了。
影像業(yè)界第三種提供高ISO數值的解決方案是，采用把數個(gè)像素點(diǎn)當成1個(gè)像素點(diǎn)來(lái)進(jìn)行感光的方式，從而提高感光速度。如圖5所示，比如標準的ISO100是對感光元件的每個(gè)像素點(diǎn)感光，要提高到ISO200的感光度，只需要把2個(gè)像素點(diǎn)當成1個(gè)點(diǎn)來(lái)感光，就能獲得原本2倍的感光速度，如果要提高到ISO400的水平，一次類(lèi)推只要把4個(gè)像素點(diǎn)當成1個(gè)點(diǎn)來(lái)感光，便能獲得4倍的感光速度。與第二種方式的不同之處在于是合并像素后感光，而第二種方式則是對感光信號的疊加，故該工作方式對高像素機型較有優(yōu)勢，但噪點(diǎn)的產(chǎn)生比前兩種來(lái)的更為明顯。
三、高ISO帶來(lái)的只有噪點(diǎn)
感光度對攝影的影響表現在兩方面。其一是速度，更高的感光度能獲得更快的快門(mén)速度，這一點(diǎn)比較容易理解；其二是畫(huà)質(zhì)，越低的感光度帶來(lái)更細膩的成像質(zhì)量，而高感光度的畫(huà)質(zhì)則是噪點(diǎn)比較大。說(shuō)到這里順便導入一個(gè)概念——噪點(diǎn)，主要是指CCD將光線(xiàn)作為接收信號接收并輸出的過(guò)程中所產(chǎn)生的影像中的粗糙部分。那么噪點(diǎn)是怎么產(chǎn)生的呢？首先要明白對于作為電子產(chǎn)品的數碼相機來(lái)說(shuō)，內部的影像傳感器在工作中一定受到不同程度的來(lái)周邊電路和本身像素間的光電磁干擾，簡(jiǎn)而言之就是拍攝出的圖片一定會(huì )存在噪點(diǎn)，這是不可避免的，我們看到的只是程度的輕重而已。
對于第一種提供高ISO數值的解決方案來(lái)說(shuō)，在加大增益幅度的同時(shí)，噪點(diǎn)信息也被相應放大，故在高ISO畫(huà)面中噪點(diǎn)也越發(fā)明顯；而第二種方式如上文所述那樣，在獲得高ISO的同時(shí)與成像相關(guān)的像素數也會(huì )成倍縮減，為了保證成像尺寸原本的影像信息會(huì )被擴大，噪點(diǎn)就這樣產(chǎn)生了；對于第三種解決方案而言，因為減少了感光像素，所以在
白平衡過(guò)程中只有進(jìn)行像素插值才能得到完整的影像。相信這三條解釋并不難理解，對于現在數碼相機中流行的“降噪功能”就是為了消減第三種解決方案帶來(lái)的噪點(diǎn)而設計的。相信經(jīng)過(guò)本文的論述，數碼相機擁有可變ISO感光度已不再是秘密了，雖然高ISO在噪點(diǎn)方面還是令我們有這樣那樣的擔憂(yōu)，但為了獲得更高的快門(mén)速度和更明亮的畫(huà)面，這也算是一種不增加成本的折中解決方法。
引文來(lái)源
感光度_百度百科
