ISO感度比較についての考察

S2ProにはISO１００〜ISO１６００までの感度設定をすることができます。
暗い被写体である天体写真の場合、いきおいISO１６００設定を選択してしまいそうですが、果たしてそれがベストな選択なのでしょうか。
いくつか画像を見て比較してみましょう。

ISO1600　　30sec　　外気温−２℃程度	ISO400　30sec

まずは、同じ露光時間による。比較です。
フィルムをご存じの方には、ＩＳＯ１６００とＩＳＯ４００を同じ露光時間で比較するなんて、ナンセンスと思われるかもしれませんが、
デジカメのＩＳＯ設定とは、カメラ内部の情報を電気的・画像処理的に増幅しているにすぎないと良く言われています。
もしそうであれば、ＩＳＯ設定を変えても、もともとの情報量は変わらず、あまり意味がなくなってきます。

確かに、ISO400とISO1600とを比較すると、その感度差は数字の上では４倍あります。
また、出力レベルも、概ね４倍となるようです（ISO800,ISO1600では多少、傾向が変わりますが）。
しかし、これは電気的な増幅に過ぎず、実質的な感度、すなわちＳ／Ｎは変わらないはずです。
さて、結果はどうか？といえば、両者に４倍の感度差を感じるでしょうか？
答えは否。
しかし、ちょっと見では、ＩＳＯ１６００の方が若干、淡い部分の写りが良いように思います。
これには恐らく、トリックが隠されているのですが、、、それはまた後述しましょう。


下はカメラ的に、比較してみた比較画像です。
すなわち、ISO1600では１５秒、ISO４００では４倍の６０秒という具合に、露出時間で出力レベルを揃えてみました。

ＩＳＯ１６００　１５秒	ISO８００　３０秒	ISO４００　６０秒	ISO１００　２４０秒

出力レベルはほぼ同じ程度になりました。
しかし、ISO1600ではノイズも増幅されてしまいます。画像のなめらかさ、淡い部分の描写では、最も感度が低く、また露出もかけているISO100が一番です。
結局のところ、露出時間を延ばした画像の方が美しい映像を得ているという結果になっていると思いませんか？
そうですよね。え、当たり前だって・・？そりゃあ、そうですけど・・
結局、ＩＳＯ１６００にしたからって露出短縮になんてならないんですよ、ってことが言いたかったのです。

実際に、これまでのテスト撮影で、ＩＳＯ1600とＩＳＯ４００の間の両者の間には少なくとも、実質的に４倍の感度の差がないことを確認しています。
ＩＳＯ1600では、ＩＳＯ４００設定よりも若干、S/Nも向上するのですが、実はこれには前述したようにトリックがありました。
どうやらS2ProではISO800以上の感度設定を行った場合、やや強めにぼかし（Smoothing）が低輝度部に行われるようで、背景のざらつきがならされ、微光星のシャープさが失われているようでした。
もちろん、ぼかしが入ることによって、みかけ上、S/Nが向上はします。

M42画像撮影時は強風でだいぶ星像がぼけてしまっていたりしますから、下のNGC２５３画像で微光星は見てください。一応、一番上のＭ４２画像を撮影時はまだ風がなかったとは思いましたけど・・。露出を変えて写したヤツは風のせいで長時間露光のＩＳＯ４００やＩＳＯ１００の方が微光星が甘くなっちゃってるし　(^^;
とりあえず背景のざらつきは上のＭ４２画像で見られますから、よーく確認してくださいね。ざらざらがならされているのが判ると思います。
下のＮＧＣ２５３画像では背景のざらざらはコンポジット効果でＩＳＯ４００の方も良くなってますからね・・（ああ、ややこしい・・）
いい比較画像を用意できなくてごめんなさい。

ISO1600，ISO400共に露出２分×３フレーム　加算コンポジット画像を比較

しかし、このタイプのぼかしが入った画像は経験上コンポジットの効果が薄まります。
コンポジット済み画像を比較したNGC２５３画像では星雲の腕の滑らかさが極若干とはいえ、ISO４００の方が上であると思いませんか？実のところ、前述のようにISO１６００とISO４００では正確に輝度値が一致させられないため、背景で画像レベルを揃えていますがレベル調整が適切に揃えられないので、はっきりとは断言できませんが、これまでの経験上でもＩＳＯ１６００よりも画像処理までトータルに考慮すれば、ＩＳＯ４００の方が良い結果であったといえます。
つまるところ、コンポジットを行うのであれば、ISO800以上の設定では、S/Nも向上しにくい、解像力も劣化する、と、なんら益をもたらしません。もっとも極若干の差だとは思いますよ。でも天体ってその若干の差が大切じゃないですか。
かといってあまりに低い設定でも、良くありません。
S2proではリニアリティが直線ではありませんから、適正露出が存在してきます。なるべくダイナミックレンジいっぱいとなるように写した方がいい画像となります。
そう考えると、多くのケースにおいてISO400で撮影を行うのがベターとなるように思います。

しかし、これも扱う光学系や赤道儀の精度、光害など撮影環境によって異なってくると思われます。
光害地の場合、ISO1600設定では、わずか３０秒露光が限界で、それ以上の露出をかけると飽和してしまいました。しかし、ISO100設定にすれば４分もの露出をかけることが可能となります。
もし、都会地での撮影を考えた場合、感度設定は極力落とし、なるべく露出時間を長めに与えた方が美しい天体写真を得ることができるといえます。
しかも、S2ProもCCDだけあり、光害に強く、肉眼では３等星位しか見えない状況下でも、冬の透明度の良さに助けられ、かなり淡い星雲まで捉えることができました。
具体的にはプレアデス星団のメローぺ星雲や、フレイム星雲（ＮＧＣ２０２４）が写せました。

これはフィルム撮影ではとても考えられなかったことです。
S2proは町中であっても楽しむことができそうです。

話が少し逸れてしまいましたが、赤道儀の精度が十分ではなく、どうしても短時間しかガイドできない場合も、ISO1600とした方が良い結果となるかもしれません。
また、夏場などでは露光時間の延長はダークノイズの影響を大きく受けるようになりますから、一概に低感度が良いとはいえなくなります。

しかし、ガイド撮影環境が整ってさえいれば、やはりISO４００での撮影が最も良いと考えます。

(2004.06追記）
ＣＡＮＰ２００４にて、蒔田さんが、ＩＳＯ８００以上ではローパスフィルタが強くかかることを定量的に証明してくださいました。
また、蒔田さんもS2PROでのベスト感度はISO４００となるとお考えのようでした。