感谢Epsilon大的教学文，令人获益良多。但小弟对文中的结论感到些许疑虑。
您指出：相机的“真噪声”(读出噪声)在高ISO时是较低的，并举Dpreview的评测为例。
但是，就小弟所知，您的结论其实是特例而非常例，仅适用于早期的数位相机和现今的Ca
non相机。在其它厂牌的大部分相机中，ISO和噪声实际上是脱钩的，并没有直接的关系。
证据在于：在Dpreview该篇评测文中，您可以点选其它厂牌的相机去检视测试照片。您会
发现：其实大部分的数位相机，当光圈和快门固定、亮度提升至相同时，低ISO的噪声和
高ISO时几乎一模一样。只有Canon的相机，才会有同样条件下，低ISO噪声比高ISO更多的
现象。
这个现象的理由在于：Canon厂和非Canon厂，两者对处理【Sensor】→【AMP】→【ADC】
这条路径的架构大相迳庭。其中，AMP是类比讯号放大器，ADC是类比数位转换器。
在大部分的Canon相机中，其ADC是独立于感光元件外。感光元件接收到光子后，将讯号透
过管线，输入到外部具8组处理器的ADC进行讯号转换。至于其它相机，以采用Sony感光元
件的相机为例，则是感光元件直接内建ADC，一个像素对应一个ADC。
类比讯号非常容易受到干扰，讯号维持在类比型态的时间越久，额外的噪声就会越多。由
于5D3的类比讯号从感光元件到ADC的路径比D810还长，故低ISO时的噪声会较多。
另一方面，Canon因为ADC较少，因此采用较高时脉进行处理；而Sony则是一个像素对应一
个ADC，时脉远比Canon低很多。低时脉使讯号变动幅度较低、较为平滑，因此低ISO时的
读取讯号也会相对较低。证据在于：在ISO 100时，Canon 5D3的读取噪声是33.6e-，而采
用Sony感光元件的Nikon D810则是4.5e-。
这体现于两个显著的差异：
(一)低ISO时，Canon的噪声会比Sony架构还多。
(二)越低ISO意谓著越高的感光元件满井容量，而越低读取噪声代表越低的噪声门槛(Nois
e Floor)，两者分别是动态范围的上下限。由于Sony架构在最高满井容量(Unity Gain时
的ISO，通常为100)时的噪声比Canon更低，因此动态范围也相对较大。
当然，独立的ADC也有其优点，例如：感光元件不需额外冷却装置替ADC降温，耗电较低，
使得暗电流较少，利于录影或长时间曝光。但在一般摄影场合中，Canon相机于低ISO时的
噪声和动态范围都稍逊于其它厂牌。
数据可以证实此项推理：Canon 5D3在ISO 100时的读取噪声是33.6e-，采用Sony感光元件
的Nikon D810则是4.5e-。不过依照机型的不同，大部分Canon相机在ISO 1600~3200时，
读取噪声会降到相对低点。之后就算继续调高ISO值，也不会再明显减少读取噪声，反而
会放大其它感光元件所产生的噪声，并损失高光细节，以及减少动态范围。因此，Canon
相机通常有所谓“最佳ISO上限”的说法，例如5D3就是ISO 1600；超过这个数值，只会失
去更多资讯，而对画质没有任何帮助。
由于低ISO读取噪声较高，故当Canon用户调高相机ISO值时，相机只能使用放大器将类比
讯号放大，因为这样才能压低放大器输出端的读取噪声之影响。我们再度以5D3为例：当I
SO从100增加到3200时，读取噪声依序为33.6→18.5→10.5→6.1→4.1→3.1(e-)。
虽然读取噪声随ISO增加而减少，但不能忽略的是：读取噪声并不是照片整体噪声的唯一
来源。在ISO值增加(亦即类比讯号被放大)的过程中，Shot Noise的影响会越来越明显。
这是因为Shot Noise是发生在短曝光时间下、光子打进感光元件的阶段，也就是产生于放
大器之前，因此它会随着ISO值逐渐增加(讯号逐渐放大)而一起被放大，并掩盖掉读取杂
讯的降幅。
这些因素，造成了5DS/R及其它Canon相机，会有像Dpreview评测的结果：当照片亮度相同
时，ISO越低、噪声越多。此外，对于放大讯号、提升亮度的手段来说，相机调高ISO增加
亮度，和出片后使用电脑软件提升亮度，两者目的一样，但过程不一样。前者是在讯号还
未进入ADC前进行类比放大，读取噪声会减少；后者则是在影像原始资料已完成后再进行
数位放大，由于这时读取噪声已包含在原始资料内，故会跟着一起被放大。
因此，这造成在Dpreview的评测中，同样亮度下，低ISO的噪声会比高ISO更多。因为Cano
n在低ISO下的读取噪声很高，当使用电脑软件将ISO 100的照片调亮至和ISO 6400相同时
，原本就已很高的读取噪声会再被放大64倍。而机身ISO 6400所出的照片，读取讯号因为
类比讯号放大而减少，增加的只有在感光元件上产生的其它噪声(例如：短曝时的Shot No
ise)，因此看起来相对干净。
作为对比的，则是其它厂牌的相机。以Nikon D810为例，从ISO 100至3200，读取噪声是4
.5~2.7e-，相当平缓，没有像Canon那样剧烈的降幅。由于这类相机在最高满井容量时，
读取噪声也非常低，因此当需要拉高ISO值时，它有更多的自由可以采用类比放大、数位
放大，或是混合使用。
采用类比放大的好处是：类比讯号的曲线是连续的，不像数位讯号那样非0即1，因此增加
亮度时的色彩过度较平滑，较不会出现用电脑软件拉曲线拉到照片出现断阶的情形。
而采用数位放大的好处，则是在后制时有极高的优势：RAW的高光细节保留很多，动态范
围很大。
原理在于：这类相机本身其实只有一个基础的ISO值(亦即Unity Gain)，通常为100。假设
我把相机的光圈和快门设定好后，为了把照片拍亮一点，而将ISO从100调到400，然后按
下快门。此时相机实际上仍然是用基础ISO 100纪录下原始资料。当使用电脑软件读入RAW
档时，软件才会根据RAW档的资讯，将讯号放大4倍，使照片亮度看起来就像是ISO 400时
拍的。
这么做的用意，在于保留住高光细节。虽然用ISO 100纪录下的原始资料，比正确曝光的I
SO 400欠曝2档；但因为读取噪声很低(亦即噪声门槛很低)，故暗部细节能完整纪录所有
资讯，且不会产生太多噪声；而亮部细节也因为欠曝而保留下来，因此其原始资料的动态
范围极大。
因此，当我们将这份RAW档读入电脑软件后，即使发现不小心过曝而背景一片死白，也可
以在动态范围内救回细节和色彩，不像以前对过曝的部份束手无策。因为它的原始资料，
实际是一张欠曝，但动态范围极高、噪声门槛极低的照片。
对这类相机而言，它打破了传统曝光三要素的概念：ISO已没有那么重要，因为不管您怎
么调整ISO值，相机其实都只用基础ISO在纪录资讯。
但这并不是说：“既然如此，我干脆都用ISO 100拍照再后制拉亮度不就好了？反正相机
也是这样做”。因为真正关键的，是光圈和快门所决定的进光量：在满井容量饱和前，射
入的光子越多，噪声就越低、细节就越多、动态范围就越大。
就实际例子来说：假设光圈固定时，ISO 100、快门1秒，以及ISO 1600、快门1/15秒，虽
然亮度一样，且相机实际上也都用ISO 100在纪录，但前者曝光时间较长、进光量较多，
故画质会较好。
因此，结论是：在Canon以外的相机，ISO高低其实已和噪声多寡没有任何关系了。仍然感
到疑惑的板友，可以重回Dpreview的评测文，实际检视一下其它厂牌相机在各ISO的表现
。