Sensores: ¿Cómo es que las velocidades ISO pueden seguir aumentando con cada generación de cámaras digitales? ¿Se puede calcular un límite físico, más allá del cual no sería factible una mayor amplificación de la señal?

no es que sean más sensibles. Se puede ganar tanto como desee electrónicamente. El problema es que, para un sensor dado, subir la clasificación ISO al aumentar la ganancia electrónica simplemente hace que la imagen sea más granulada y ruidosa. En algún nivel, el ISO es inutilizable o simplemente está demasiado comprometido por el ruido para garantizar su uso en la oscuridad.

La razón por la que los valores que ponen en los menús de la cámara siguen aumentando es porque están tratando de superar a la competencia, o han mejorado sus sensores y amplificadores o están usando píxeles más grandes (reunión de luces). Lo más probable es que supere a la competencia.

Creo que todavía hay espacio para mejoras básicas. En imágenes astronómicas, por ejemplo, utilizamos dos técnicas de reducción de ruido que podrían (en teoría) aplicarse de manera más general:

1. Es común enfriar los CCD, digamos a -20C. Esto ayuda porque gran parte del ruido es de origen térmico.
2. Promedio de exposiciones múltiples. El ruido no está correlacionado y desciende como la raíz cuadrada del número de imágenes. Pero la señal se acumula. Entonces, si toma múltiples exposiciones y las promedia, la relación S / N debería mejorar.

(Una tercera técnica de la imagen astronómica es restar un “marco oscuro” que ya aparece en algunas cámaras)

el sensor está diseñado mejor y mejor para tener un pozo de sensor más grande (área efectiva) que recolecta más luz y emite menos ruido a medida que la electrónica CMOS se encoge, requiere menos energía y menos ruido.

El límite de cuánto ISO puede tener un sensor está relacionado con la relación señal / ruido, ya que un ISO más alto recolecta menos luz y amplifica tanto la señal como el ruido, hay un límite de lo que ISO es aceptable. Si el sensor tiene un área más grande, recoge más luz, por lo que la señal es una relación más alta en comparación con el ruido, por lo que el ISO puede ser más alto hasta que el ruido se vuelva notable.

Los sensores de 18 megapíxeles de Canon 500D a 650D + 7D apenas han mejorado, pero el rango ISO ha aumentado. Esto se debe a que las técnicas de reducción de ruido (a bordo) son mejores.

Diría que la progresión ISO se ha ralentizado a medida que los circuitos integrados alcanzan un límite y se vuelven cada vez más difíciles de reducir.

SÍ, las personas PROCESAN imágenes en las PC, toman imágenes RAW, un archivo que contiene TODOS los datos posibles del sensor, y tienen un software especializado como photoshop / lightroom para hacer toda la reducción de ruido, nitidez, corrección de color, etc. Porque esto no es CONVENIENTE Para todos, el procesador de imagen a bordo sigue siendo importante.

Cuando alcanzamos el límite de hardware, usamos software para compensar.
HDR, exposiciones múltiples y combinación de imágenes para reducir el ruido y mejorar el rango dinámico. Se ofrece en el iPhone 4s, 5d mark III y 650D (t4i)

El sensor no es 100% eficiente. Todavía no registra todos los fotones que golpean dentro del marco, por lo que hay margen de mejora allí mismo. Los fotones caen entre sitios de píxeles. Algunos incluso se reflejan de nuevo. El material del sensor en sí no registra cada golpe. Además, con los sensores Bayer, cada sitio tiene un filtro de color, que rechaza los otros dos colores, eso es una gran pérdida de eficiencia allí mismo. Si tuviéramos una forma de detectar la longitud de onda de un fotón sin tener que usar filtros, obtendríamos al menos una mejora de 1.5 paradas en la sensibilidad. Eso es todo antes de que podamos procesar la señal del chip.

Todos aquí son correctos en cierto sentido. El ISO, una medida analógica, debe ser reinterpretado en una referencia de cámara digital. Un sensor recibirá luz a un cierto nivel y tiempo de detección. Sí, han mejorado. ¿Hay un límite físico? Sí. Cual es el limite? No lo sabemos todavía. ¿Ha sido alcanzado? No lo creo.

Debe haber un límite cuántico en cuanto a qué tan rápido puede responder un sensor a una sola incursión de fotones. ¿Qué tan rápido puede reaccionar un sensor a un solo golpe? No lo sabemos ¿Qué tan rápido puede responder la electrónica de soporte? No lo sabemos Por “nosotros” quiero decir pocos en este momento. Y no están diciendo.

ISO está relacionado con la cantidad de luz que se puede capturar a una velocidad muy rápida. Mi Nikon F2 podría hacer clic en el obturador a 1 / 2000seg. Para un gran enfoque, necesitaba una película ISO400. Las cámaras digitales no están bien clasificadas a velocidades de obturación frente a velocidades de película (ISO) inexistentes, por lo que puede que no haya una comparación directa.

Entonces no. No veo ningún cálculo útil que pueda predecir cuál puede ser el límite físico. (Ex fotógrafo de NAT GEO- en los viejos tiempos. Le gusta Nikon.)