Pues gracias, compañero por sacar a la luz de nuevo este tema recurrente.
A pesar de lo mucho que se ha discutido en el antiguo foro (cuyo contenido se ha perdido o al menos no es fácilmente accesible ya, aunque sí desde bibliotecas, pero tampoco de una forma muy cómoda) se sigue muchas veces con la idea de que hay que tener cuidado con el iso y eso lleva a que mucha gente se niegue a subirlo a toda costa.
Y efectivamente, no es el ISO en sí el que provoca el ruido, si no el hecho de que en la imagen el ruido se esconde en las sombras antológica frase que indica que el ruido no se distribuye por igual en toda la imagen, si no que es mayor en las sombras, en las zonas oscuras y se hace notable cuando tenemos que subir por procesado el nivel de luz en la imagen (por ejemplo en el caso de imágenes subexpuestas o cuando queremos igualar la luz de la imagen).
Y esto que parece raro o complicado, en realidad es muy sencillo de entender.
Hay muchos tipos de ruidos que se superponen a la señal eléctrica generada proporcional a la cantidad de luz recibida por un pixel, pero simplificando y resumiendo dicho ruido es principalmente el ruido electrónico generado por toda la electrónica del conversión y digitalización de dicha señal.
Ese ruido es más o menos constante en todos los pixels y supone un cierto nivel de error en la señal a digitalizar que es como digo aproximadamente constante e independiente del valor a convertir.
De una imagen a otra puede variar, dependiendo sobre todo de la temperatura alcanzada por la circuitería que dará lugar a niveles mayores de ruido.
Es por eso que en imágenes con muy larga exposición tenemos más ruido, dado que la ciruitería se calienta más, o cuando fotografiamos en sitios de mucho calor, o la cámara lleva un uso intensivo o está mal refrigerada. Los telescopios usan sistemas extremos de refrigeración para mantener la temperatura de lo más baja posible.
Para no entrar en temas de voltajes y decibelios y relación señal/ruido ni cosas de esas (en las que tampoco soy ningún gran conocedor) vamos a simplificar al máximo y pensar ya en valores digitalizados.
Como decimos el ruido es más o menos constante, pongamos que tenemos un nivel 3 de ruido, es decir que el valor leido y digitalizado pueda tener un margen de ±3 unidades arriba o abajo sobre el valor convertido.
Si estamos en una zona oscura pongamos que el valor digitalizado sera de 6, con el ruido que tenemos de ±3, el valor leído lo mismo podría ser un 6-3= 3 que 6+3= 9 o sea que entre el valor máximo y el mínimo hay una relación 9/3= 3 y el margen de error con relación a la señal es del 50% (3/6=0,5) lo que viene a ser una ralación señal ruido de 2, bastante baja.
Ahora veamos que pasa con ese mismo ruido en un pixel con una iluminación intermedia, de 100.
Con ese mismo error, el valor real que puede tener ese pixel está entre 97 y 103 (103/97= 1,062 mucho menor) o un margen de error del 3/100=3% o una relación señal/ruido mucho más alta (100/3= 33,3).
Si estamos en zona de luces la cosa sería para un pixel con valor de 200, su valor real está entre 107 y 203 (203/197= 1,03) o un margen de error de 3/200= 1,5% o relación señal ruido de 200/3= 66,7.
Lo importante no es cuánto es el ruido si no cuánto representa eso frente a la señal, o la relación señal/ruido que sería la inversa.
Como el ruido es constante, a medida que la señal aumenta la relación señal/ruido crece y el efecto del ruido disminuye. Si el nivel de luz aumenta al doble, la relación señal/ruido se duplica.
¿Quiere esto decir que en toda imagen tendremos mucho ruido en las zonas de sombras?
Pues no, si en nivel de ruido no es muy alto.
El ojo humano no es muy bueno distinguiendo niveles bajos, en esa zona de poca luminosidad, igual le va a dar un nivel 3 que un nivel 6, no va a apreciar diferencias prácticamente y por tanto con ese nivel de ruido contenido, apenas notará el que en un pixel pueda haber un nivel 3 y en el vecino que debería tener igual iluminación tenga un nivel 6.
¿Y qué pasa cuando aumentamos exposición digitalmente?
El problema viene cuando aumentamos por procesado el nivel de exposición.
Pongamos que aumentamos 2 puntos la exposición de la imagen, eso es muy sencillo de hacer, basta con multiplicar por 2^2=4 eñ valor de cada pixel, así el que tenía un valor de 3 pasa a tener 12, el que tenía 6 pasa a ser 24 y el que tenía 9 pasa a tener 36.
Ahora el ojo sí va a poder distinguir claramente entre el pixel con un valor 12 y el pixel con un valor 36, cuando el valor de ambos debería ser 24.
La relación entre máximo y mínimo, margen de error y relación señal ruido siguen siendo las mismas de antes:( 36/12=3, (36-24)/24= 50\% , 24/(36-24)= 2).
Así pues el ruido se esconde en las sombras que es donde la relación señal/ruido es más baja, pero no se hace patente hasta que aumentamos digitalmente el nivel de exposición de las zonas oscuras de la imagen.
Y esto… ¿qué tiene que ver con el ISO?
El ISO no es más que una ganancia de la señal aplicada en la fase analógica, antes de convertir la señal a digital. Es como un aumento de la exposición analogica, una ganancia de 4 será multiplicar los valores analógicos obtenidos en los pixels por 4, lo que equivaldría a que el pixel hubiera recibido dos pasos más de luz, por tanto es similar a el aumento de exposición de dos puntos que comentamos antes en el procesado digital.
Pero entonces… ¿No tiene los mismos efectos y nos provocará el mismo ruido?
Hemos dicho que es similar, pero no igual, puesto que es un procedimiento analógico, empleando amplificadores operacionales que actúan sobre la señal antes de convertirla a digital.
Si el proceso fuera ideal, esa ganancia se aplica sobre la señal, antes de ser afectada por el ruido electrónico.
Luego sólo aumenta la señal, pero no el ruido (no como en digital, una vez convertido).
Por tanto si aplicamos la ganancia de 4 (dos pasos de exposición) a la señal que antes nos estaba entregando tras converla un valor de 6, ahora nos entregará tras la conversión un valor de 24, igual que antes cuando lo habíamos digitalmente, pero el ruido seguirá siendo de 3.
Por tanto los márgenes en que se mueven los valores en esos pixels son ahora de 24 ±3 o sea entre 21 y 27 y las relaciones entre máximo y mínimo son más bajas (27/21= 1,29) el margen de error 3/24= 12,5% y la relación señal ruido 24/3 = 8, es decir que la relación señal/ruido se ha multiplicado por 4 con relación a cuando hacíamos el aumento de exposición digital.
Entonces esto es el chollo del siglo, podremos aumentar el nivel de luz captado todo lo deseado con sólo utilizar una ganancia adecuada, sin necesidad de utilizr flash.
Bueno, no, hemos dicho que eso sería en un mundo ideal.
En la realidad ese amplificador y también se ve afectado por el ruido electrónico y genera a su vez más ruido, con lo que el ruido no se mantiene constante como decíamos en el ejemplo simplificado, sino que aumenta algo, pero menos que el valor de amplificación que hemos usado.
Así en vez de mantenerse en 3 pude pasar a ser de 6 por ejemplo, con lo que la relación señal/ruido no será ya de 4 si no de: 24/6= 4 sólo el doble que en el procedimiento digital, en vez de el cuádruple del caso anterior, con lo que sí notaremos más ruido pero menos que si lo hubiéramos hecho digitalmente.
De ahí, que tal como ha explicado el compañero @Jasu sea mejor subir el ISO que mantenerlo dejando la foto subexpuesta para luego tener que subir la exposición digitalmente, en revelado.
Eso no quiere decir que subamos el ISO alegremente y eso no va a afectar a la imagen, el subir el ISO como hemos visto sí genera algo más de ruido y reduce el rango dinámico captado, por lo que ha de ser nuestra última opción.
Si podemos usar una velocidad más lenta o mayor abertura para captar la imagen sin subir el ISO pues siempre tenedremos mejor resultado y menos ruido si no subimos el ISO y aumentamos abertura o reducimos velocidad.
Pero si hemos alcanzado el límite que nos podemos permitir (por que no tenemos mayor abertura, o necesitamos más profunidad de campo o no podemos bajar la velocidad más para que no salga la foto movida o trepidada) pues no tengamos miedo a subir el ISO lo que sea necesario.
Siempre será mejor subir el ISO que dejar la foto subespuesta y tener que subirlo en revelado.