ISO-vrij fotograferen: wat is het en waarom zou je het willen?

Dit artikel is geschreven door Dré de Man en is gepubliceerd in DIGIFOTO Pro 4.2022

Meer dan tien jaar geleden werden de beeldsensoren van enkele camera’s zo goed, dat werd gesproken over ISO-vrije camera’s en beeldsensoren. Het idee daarbij was, dat je net zo goed – of zelfs beter- de ISO-instelling op de standaardwaarde kunt laten staan en dan in de nabewerking de foto weer lichter kunt maken, dan dat je de ISO-waarde ter plekke zou verhogen. Er is wat voor te zeggen, want je behoudt daarmee de maximale speling in je lichtste partijen. Bij je RAW-bewerking heb je een heel simpele correctie die je tot op vijf stops plus kunt instellen. Gebruik je dan ook nog eens een curve, dan kom je wel tot acht stops of meer, dus uitgaande van 100 ISO basisgevoeligheid, bereik je resultaten tot 12.800 ISO of hoger. Je hebt de ISO-instelling zo bezien niet nodig. Aan de andere kant wordt heel vaak gezegd dat als je onderbelicht, de ruis sterk toeneemt. Wat klopt daar nu van?

Om dat te kunnen beoordelen, moeten we terug naar de begintijd van de digitale fotografie. De eerste camera’s hadden minder goede beeldsensoren dan de huidige camera’s. Bovendien konden ze nog geen RAW’s maken. Tel je die twee dingen bij elkaar op, dan leverde een verhoging van de ISO-waarde bij weinig licht fors minder ruis op. Daar komt nog bij dat de eerste digitale camera’s voor het overgrote deel geen reflexcamera’s waren. Je gebruikte dus de monitor als zoeker, en bij de betere modellen een elektronische zoeker. Zonder ISO-verhoging zag je dus weinig of niks.

Maar de tijd staat niet stil. Bij nieuwere camera’s is het voordeel van een verhoging van de ISO-instelling minder groot én dat verschilt ook nog eens afhankelijk van de ISO-waarde. Er valt iets te zeggen voor het ISO-vrij werken en in sommige situaties is een variant daarop zelfs een heel goed idee, maar je moet wel een paar punten in de gaten houden.

Hoe werkt de ISO-instelling?

De werking van de ISO-instelling is vrij simpel. Verhoog je de ISO-instelling dan gebruik je een versterker. Bij je stereo-installatie wordt in een versterker met een transistorschakeling de spanning verhoogd en een hogere spanning betekent dat het geluid harder wordt. Wat zacht was, wordt hard. Of in het geval van een camera-sensor: wat donker was, wordt licht. 

Maar als je de volumeknop van je versterker wel eens open hebt gedraaid op het moment dat er geen muziek te horen was, dan heb je gemerkt dat het ook de ruis versterkt. Zo is het bij een camera ook. Als de maker van de camera het slim doet, dan zorgt hij er daarom voor dat het signaal meer versterkt wordt dan de ruis. Aan de shot noise, de ruis die er nu eenmaal is omdat de fotonen, deeltjes waaruit licht bestaat, op een onregelmatige manier bewegen, kun je weinig doen. Maar wel aan de ruis die ontstaat bij het uitlezen van de sensor, ook wel read noise genoemd. 

‘Dual gain is een verwarrende term, omdat er twee verschillende dingen mee aangegeven worden’

Zo krijg je dan toch nog winst van het verhogen van de ISO-instelling, in die zin dat je minder ruis krijgt dan wanneer je de foto zou onderbelichten en later weer lichter zou maken. Bij de betere moderne sensoren kun je zo, uitgaande van 100 ISO, bij 1600 ISO een stop winst bereiken met ISO-verhoging vergeleken met het in RAW lichter maken van de foto. Een ander voordeel is natuurlijk dat je meteen een foto krijgt die niet te donker is. Bij spiegelloze camera’s betekent dat ook nog eens dat je zoekerbeeld niet te donker is – alhoewel zonder ISO-verhoging daar wel een oplossing voor is.

Dat zijn dus allemaal voordelen van de verhoging van de ISO-instelling, maar er zijn ook nadelen. Je versterkt ook de lichte delen van de foto en die worden al snel veel te licht. Waar je dus meer details gaat zien in de schaduwen, verlies je weer detail in de lichte delen van de foto. Dat kan heel ver gaan tot en met gezichten die veranderen in die van spoken. Het gaat ook heel snel mis met lichte kleuren. Als je bijvoorbeeld fotografeert bij een concert met gekleurde spots, en je belicht niet heel krap, dan worden die ook wit. In daglicht kan het blauw van de hemel kan wit worden in zo’n geval. Want overbelichting ziet er niet alleen uit als het simpelweg verliezen van details, maar vooral als het verliezen van kleur. Die nadelen heb je niet als je onderbelicht en achteraf de foto in je RAW-bewerker weer lichter maakt.

Overbelichtingkleur

Moderne ISO-instellingen

We zagen al dat er sinds tien jaar geleden van alles veranderd is met betrekking tot digitale camera’s en ISO-instellingen. Het belangrijkste is wel, dat er steeds meer gebruik wordt gemaakt van dual (of triple et cetera) gain. Feitelijk houdt dit in, dat camera’s weer minder ISO-vrij zijn geworden. Het heeft ook nog andere consequenties voor ruis en het gedrag bij het verhogen van de ISO-waarde. Kijk maar eens naar deze grafiek van de Canon EOS R5:

De dynamiek, dus het verschil tussen het witste wit en de ruis in de donkerste partijen, neemt af als je de ISO-waarde verhoogt. Dat hebben we al gezien want het wit wordt witter en het ruis in het zwart blijft hetzelfde. Maar bij 400 ISO zien we ineens dat de dynamiek weer toeneemt. 

Dat komt doordat de versterking bij de ISO-instelling in trapjes gaat. Bij 400 ISO wordt hier dus een extra trap ingeschakeld die een flink deel van de read noise afhaalt. Daardoor krijg je dus een flinke afname van ruis en dus een toename van de dynamiek. 

Wil je dus ISO-vrij fotograferen, en dus flink onderbelichten, dan doe je er goed aan om bij de EOS R5 400 ISO te kiezen want dan heb je zelfs iets minder ruis dan bij 100 of 200 ISO. Daarboven heeft het weer geen zin om de ISO te verhogen, want dat gaat dan ten koste van de doortekening in je lichten. 

‘De dynamiek, dus het verschil tussen het witste wit en de ruis in de donkerste partijen, neemt af als je de ISO-waarde verhoogt’

Let wel: dat is geen nadeel van de EOS R5. Canon heeft zijn best gedaan om zowel een goede dynamiek bij de basis-ISO-instelling als bij 400 ISO te bereiken met als gevolg dat je een vrij grote sprong krijgt bij 400 ISO. In werkelijkheid is die sprong echter een stuk kleiner dan het in de grafiek lijkt, want de waarden zijn hier logaritmisch. Wanneer je naar de grafiek kijkt van de (oudere) Canon EOS 5D Mark III dan zie dat er wel winst is geboekt (al is die in werkelijkheid minder extreem).

Bij de Nikon Z 7 zie die sprong ook, maar die is dan ongeveer half zo groot. Verder kun je de dynamiek niet helemaal vergelijken, want Canon lijkt ook nog extra ruisonderdrukking in de sensor toe te passen en Nikon doet dat niet – of minder zichtbaar.  

Sommige camera’s hebben niet één, maar meerdere trapjes in de grafiek. De Nikon D6 is een goed voorbeeld. Ze hebben dus twee of meer versterker-schakelingen. Op het moment dat zo’n tweede trap ingeschakeld wordt, krijg je weer extra voordeel: de dynamiek, het verschil tussen de ruis en de lichtste lichten wordt groter bij zo’n hoge ISO-instelling. Wil je de allerkleinste ruis bij extreme ISO-waarden dan kun je dus meerdere trappen gebruiken, Het voordeel is duidelijk: minder ruis. Het nadeel is dat zo’n sensor duurder is, en de dynamiek bij de laagste ISO-waarden is weer kleiner.  

De volgende grafiek: getekend op basis van gegevens van photonstophotos.net laat dat goed zien.

ISO-vrije landschappen?

Betekent dat nu ook dat je bij landschapsopnamen en studiofoto’s bij deze camera en soortgelijke modellen het best 400 ISO kunt kiezen? Nee. Als je de grafiek bekijkt zie je dat je de grootste dynamiek haalt bij de laagste “normale” ISO-waarde. De voordelen van de ideale ISO-waarde doen zich eerder voor bij reportagefotografie, waarbij je wel een bepaalde minimale sluitertijd wil kiezen.

Conclusie

Krap belichten om je lichten meer doortekening te geven kost bij nieuwere camera’s in zijn algemeenheid veel minder ruis dan je zou denken. Wel heeft het zin om daar niet te ver in te gaan én om het punt in de gaten te houden waarbij jouw camera de extra schakeling gebruikt, dus weer wat beter wordt qua dynamiek. De zogenaamde sweetspots vind je bij photonstophotos.net.

Ruisonderdrukking

Bij de hele discussie over ISO-vrije camera’s zou je bijna de ruisonderdrukking vergeten. In feite heeft deze alleen betrekking op jpg’s – en op de voorvertoning en eventueel het zoekerbeeld, maar niet op het eindresultaat in RAW. Bij RAW-verwerking wordt de ruisonderdrukking vaak door de RAW—verwerker al ingeschakeld, maar belicht je een beetje onder, dan mag die rustig wat hoger staan. Bij helemaal of deels ISO-vrij werken, mag hij dus een heel stuk hoger staan. 

Opmerking: de gegevens zijn afkomstig van de site photonstophotos.net. Over hun dynamiekwaarden kun je van mening verschillen, de dynamiektests die wij uitvoeren zijn veel realistischer, denk ik. Ook komen onze testresultaten beter overeen met de testresultaten van bijvoorbeeld DPR. Maar als illustratie van ISO-vrijheid en van de punten waarop versterking (‘dual gain’) ingeschakeld wordt, zijn ze heel handig en voor zover ik kan nagaan, heel correct.

Dual gain

Dual gain is een verwarrende term, omdat er twee verschillende dingen mee aangegeven worden. Heel kort en simpel: bij filmcamera’s betekent het iets heel anders. Wat we hier besproken hebben, het versterken van het beeldsignaal in de sensor, heeft betrekking op foto’s. Maar Canon maakt ook gebruikt van dual gain op een andere manier. Bij deze dual gain voor film, wordt dan twee keer versterkt in twee afzonderlijke beelden en die worden weer samengevoegd. Het ene signaal betreft dan de verzadigde vrij lichte delen van het beeld en het andere signaal betreft de donkere delen. Dat voornamelijk als doel om HDR - dat bestaat ook bij film, maar is dan meer een term voor beelden met extra dynamiek -  goed te laten werken.

Dit artikel is geschreven door Dré de Man en is gepubliceerd in DIGIFOTO Pro 4.2022