ISO Duyarlılığı: Dijital Sensörlerde Işık Amplifikasyonu

ISO, fotoğrafçılığın en yanlış anlaşılan kavramlarından biridir. Film döneminden kalma bu terim, dijital çağda tamamen farklı bir teknolojiye dönüşmüştür.

ISO'nun Gerçek Anlamı

ISO (International Organization for Standardization), aslında sensörün ışık duyarlılığını değil, analog-to-digital converter (ADC) öncesindeki amplifikasyon miktarını belirtir.

Film vs Dijital ISO

  • Film ISO: Gümüş halide kristallerinin ışık duyarlılığı
  • Dijital ISO: Elektriksel sinyalin yükseltilme oranı

Dijital sensörün fiziksel duyarlılığı sabittir - değişen sadece sinyalin ne kadar güçlendirildiğidir.

Amplifikasyon Süreci

Sensörden gelen zayıf elektrik sinyali şu aşamalarda işlenir:

  1. Photosite'ta elektron üretimi (sabit duyarlılık)
  2. Analog gain (ISO amplifikasyonu)
  3. ADC dönüştürme (12-14 bit)
  4. Digital gain (yazılım işleme)

Native ISO Kavramı

Her sensörün native ISO değeri vardır - genellikle ISO 100 veya ISO 64. Bu değerde:

  • En düşük gürültü seviyesi
  • Maksimum dinamik aralık
  • Optimum renk derinliği

Native ISO'dan sapıldıkça performans değişir.

Dual Native ISO

Modern sensörler dual native ISO teknolojisi kullanır:

Circuit A: ISO 100-800 (düşük gürültü)
Circuit B: ISO 1600-12800 (yüksek duyarlılık)

İki farklı analog devre otomatik olarak devreye girer. Bu sayede ISO 1600'de bile ISO 100 benzeri gürültü seviyesi elde edilebilir.

Gürültü Türleri

Shot Noise (Foton Gürültüsü)

Işığın kuantum doğasından kaynaklanan rastgele varyasyon. Karanlık alanlarda daha belirgindir ve √(sinyal) ile orantılıdır.

Thermal Noise

Sensörün sıcaklığından kaynaklanan dark current. Uzun pozlamalarda belirgin hale gelir.

Read Noise

ADC dönüştürme sırasında oluşan gürültü. Sensör teknolojisi ve devre tasarımına bağlıdır.

Az Bilinen ISO Gerçekleri

ISO Invariance

Bazı modern sensörlerde ISO invariant özellik vardır:

  • ISO 100'de çekip dijitalde yükseltmek
  • ISO 3200'de çekmekle aynı sonucu verir

Bu, özellikle Sony ve Nikon sensörlerinde yaygındır.

Extended ISO

  • Lo 1.0 (ISO 50): Analog sinyali düşürür, dinamik aralık azalır
  • Hi 1.0 (ISO 25600+): Dijital amplifikasyon, gerçek ISO değil

ISO ve Dynamic Range İlişkisi

Her ISO durağı artışı, dinamik aralığı yaklaşık 1 EV azaltır:

  • ISO 100: ~14 EV dinamik aralık
  • ISO 1600: ~10 EV dinamik aralık

Teknolojik Gelişmeler

BSI (Back-Side Illuminated) Etkisi

BSI sensörler daha fazla ışık topladığı için:

  • 1-2 stop daha iyi yüksek ISO performansı
  • Daha temiz gölge detayları

Stacked CMOS

積層 (tsumitsumu) Japonca "yığın" anlamında:

  • Ayrı işlem katmanları
  • Daha hızlı okuma
  • Daha düşük read noise

ETTR (Expose to the Right)

RAW çekimde histogram sağa kaydırma tekniği:

  • Sensörün doğrusal olmayan doğası
  • Gölge detaylarında %50'den fazla veri kayıp
  • Overexpose edip dijitalde düşürmek daha kaliteli

Praktik ISO Kullanımı

Optimum ISO Seçimi

  1. Base ISO (100-200): Maksimum kalite
  2. Mid ISO (400-1600): Dengeli performans
  3. High ISO (3200+): Acil durumlarda

Auto ISO Ayarları

Modern kameralarda minimum shutter speed ayarı:

  • 1/focal length kuralından türetilmiş
  • Lens stabilizasyonu hesaba katılabilir
  • Maximum ISO sınırı belirlenmeli

Sonuç

ISO, basit bir duyarlılık ayarı değil, karmaşık bir sinyal işleme sistemidir. Modern sensör teknolojileri sayesinde yüksek ISO performansı dramatik şekilde gelişmiştir.

Computational photography ve AI denoising gibi gelişmeler, yakın gelecekte ISO gürültüsünü tamamen ortadan kaldırabilir.