DXO
Además de algunas de las excelentes respuestas que ya se han proporcionado, me gustaría agregar una pequeña advertencia sobre los números de rango dinámico de DXO. En primer lugar, el rango dinámico según lo definido por DXO es oficialmente la relación entre el punto de saturación y el RMS del ruido de lectura. Eso es un poco diferente a la relación entre los píxeles más brillantes y los píxeles más oscuros que contienen datos de imagen ... en realidad es posible que los datos de imagen útiles y el ruido de lectura se intercalen, especialmente con un sensor Canon (que no recorta la señal negativa información como lo hace Nikon).
Rango dinámico para fotógrafos
El rango dinámico, en lo que respecta a un fotógrafo, tiene que ver con dos cosas:
- La cantidad de ruido en la imagen (particularmente el ruido de lectura en las sombras).
- La latitud de edición de la exposición posterior al proceso.
Ambos factores son importantes, sin embargo, ambos no necesariamente significan lo mismo en cuanto a lo que obtienes al final. Es por eso que DXO realmente ofrece DOS medidas de rango dinámico. Ambos deben leerse en el contexto adecuado para comprender completamente lo que significan y cómo pueden afectar su flujo de trabajo y / o resultados.
¡El rango dinámico NO es toda la historia!
Primero, antes de comenzar, tengo que ofrecer mi consejo más valioso que pueda: ¡Dynamic Range NO es toda la historia! El rango dinámico es UN aspecto de la calidad de imagen. En general, la calidad de la imagen se produce por múltiples factores. El sensor de imagen es uno de esos factores, y el rango dinámico es solo un factor de un sensor de imagen ... la resolución, la eficiencia cuántica, la relación señal / ruido, etc. son otros factores importantes de los sensores de imagen. Además de los sensores de imagen, las cámaras también tienen sistemas AF (y dentro de los sistemas AF, tiene puntos AF totales, diseño de puntos, dispersión de puntos, modos de selección de puntos, etc.), sensores de medición, velocidades de cuadros y profundidades de amortiguación, ergonomía del cuerpo, etc. .
Los fotógrafos compran CÁMARAS. No compramos sensores. ;) Si está en el mercado para comprar una cámara, asegúrese de comprar la cámara que mejor se adapte a sus necesidades generales. No base su decisión en un solo factor de una miríada de factores. Dependiendo del tipo de cosas que fotografíes, es posible que necesites un sistema AF de alto rendimiento y una velocidad de fotogramas más rápida que cualquier otra cosa, ¡incluyendo DR!
Investigue cámaras, no investigue sensores.
Rango dinámico: ruido
El primer factor que podemos derivar del rango dinámico es cuánto ruido hay en una señal de imagen de forma normalizada. Ese último término es importante: sobre una base normalizada. Cuando compara cámaras, ayuda tener un campo de juego nivelado. Para lograr un campo de juego nivelado cuando se producen clasificaciones de cámara a partir de la información de la cámara POST (es decir, una imagen RAW), se debe escalar la imagen que se está midiendo a un "tamaño de salida" estándar. Esto permite comparar diferentes cámaras con diferentes especificaciones de hardware "normalmente", o en otras palabras, directamente. Sin normalización, por lo general, también podría comparar manzanas con naranjas.
La normalización del tamaño de la imagen tiene un efecto interesante. Reduce TODO el ruido en una imagen. No solo el ruido de lectura, sino también el ruido intrínseco presente en la señal de la imagen en sí (es posible que haya escuchado esto llamado "ruido de disparo de fotones"). El ruido de lectura solo existe en las sombras y, sin ningún procesamiento adicional, generalmente es invisible. En su mayor parte, para las comparaciones directas de la cámara, la cantidad de ruido de lectura es un factor menor (aunque sigue siendo importante). El factor más importante es el ruido de disparo de fotones, o el ruido intrínseco a la señal.
En el contexto de las mediciones de DXO, Print DR es la medida de los resultados normalizados . Cuando se trata de resultados normalizados, el recuento de píxeles y la eficiencia cuántica reinan. Si tomamos la comparación clásica 5D III y D800 en DXO, tiene ~ 11.7 paradas de ISO 100 Print DR frente a ~ 14.4 paradas de ISO 100 Print DR. Eso parece una gran diferencia. En lo que respecta a Print DR, lo es. En parte, el 5D III sufre debido al alto ruido de lectura en ISO 100, pero el otro factor y posiblemente más significativo es el hecho de que la D800 tiene significativamente más píxeles y una QE considerablemente más alta por píxel.
Los píxeles más pequeños del D800 ya son más sensibles a la luz, por lo que la eficiencia total de captación de luz del sensor , que tiene las mismas dimensiones físicas, es mayor que la 5D III. Es importante tener en cuenta que a pesar de que cada uno de los píxeles 5D III tienen un FWC (capacidad de pozo total) más alto cada uno, en general son menos eficientes (49% frente a 56%) para convertir fotones en carga utilizable. Cuando se tiene en cuenta el área total del sensor, el 5D III tiene una eficiencia del 49% sobre 864 mm ^ 2, mientras que el D800 tiene una eficiencia del 56% sobre la misma área exacta. También es importante tener en cuenta que si uno comparara directamente los píxeles 5D III con los píxeles D800, realmente necesitaría comparar 1 píxel 5D III con 1,63 píxeles D800, ya que solo entonces compararía la misma área absoluta de cada sensor. Debido a la mayor QE del D800, sobre una base de área normal, la "saturación máxima" es mayor que para el 5D III: La "saturación por área" del D800 a ISO 100 (1,62 píxeles de saturación de carga) es ~ 73200e-, donde en cuanto a la "saturación por área" de 5D III a ISO 100 (1.0 píxeles de saturación de carga) es 67531e-. El D800 claramente tiene la señal más fuerte.
Imagen por imagen, la intensidad de la señal total siempre será mayor con el D800, por lo que el ruido intrínseco siempre será menor. El ruido de lectura, que generalmente es el culpable en lo que respecta a DR en la mente de la mayoría de los fotógrafos, es en realidad el factor más pequeño aquí ... sin embargo, consume una pequeña cantidad de la señal total menor de la 5D III, lo que daña aún más su relación señal a ruido cuando realmente lo mides.
Ahora viene en la parte de normalización. Para comparar el D800 directamente con el 5D III, debe normalizar. Eso significa, escalar ambas imágenes a las mismas dimensiones. En el caso de DXO, su objetivo de comparación normalizado es 3600x2400, que coincide con la relación estándar 3: 2 de los sensores DSLR modernos. El D800 comenzó con una ventaja en la intensidad de la señal total. También tiene la ventaja en el recuento de píxeles. Cuando reduzca la muestra de una imagen D800, disminuirá una imagen ligeramente mejor (~ 8% mejor, desde el punto de vista de la intensidad de la señal) y con un 63% más de píxeles que la 5D III.
Todos esos píxeles adicionales que tiene la D800 permiten un mayor grado de promedio (la combinación de múltiples píxeles de origen para producir un solo píxel de destino a través de algún tipo de promedio / media / mediana) durante la disminución de resolución, lo que resulta en un ruido significativamente menor en general. No solo en las sombras negras profundas, donde existe el ruido de lectura, sino en todos los niveles tonales. Tiene menos ruido en los negros, las sombras, los tonos medios, los reflejos y los blancos. El 5D III tiene menos píxeles para contribuir a ese proceso de promedio, por lo que tiene un poco más de ruido en todo el rango tonal. Además, el 5D III comenzó con ese ruido de lectura más alto, que a la vez que se redujo por disminución de muestreo, se reduce menos que el D800 porque hubo menos promedios involucrados, y fue más que el ruido de lectura del D800 para comenzar.
Entonces, cuando Print DR realmente se mide a partir de estas dos imágenes de comparación de píxeles "normalizadas" de 3200x2400, la D800 tiene una ventaja significativa. De ahí la razón por la que obtiene " 2.7 paradas" más DR de impresión que el 5D III, 14.4 vs. 11.7.
Esperemos que todo eso tenga sentido. Cuando se trata de Print DR, el ruido de lectura juega un rol, pero la potencia máxima de la señal de todo el sensor (no solo cada píxel individual) juega un papel más importante. Sin embargo, Print DR, debido a que se basa en imágenes MODIFICADAS , NO es directamente representativo de las capacidades del hardware de la cámara . Es útil principalmente, y quizás solo, como una herramienta comparativa ... para hacer coincidir las estadísticas de la cámara y usar las diferencias para determinar qué cámara es "mejor" (mejor estadísticamente solo en el frente del sensor de imagen ... pero eso no necesariamente decirle si una cámara es realmente mejor que otra).
Rango dinámico: latitud de edición de exposición
Ok, ahora que una explicación de Print DR está fuera del camino, es hora de afinar en Screen DR . Como mencioné antes, Print DR es una medida de imágenes modificadas , con el fin de utilizar la salida de cámara normalizada para producir comparaciones que son útiles cuando se comparan directamente . Debido a que las imágenes generadas por cada cámara son generalmente de diferentes tamaños, la normalización produce un grado diferente de procesamiento para cada cámara con el fin de producir resultados comparables. Las imágenes 5D III deben muestrearse en menor grado que las imágenes D800. Hay un mayor grado de cambio con la imagen D800.
Como tal, Print DR no necesariamente le brinda detalles explícitos sobre el hardware de la cámara . Le brinda detalles relativos sobre las imágenes de la cámara, y le informa sobre la efectividad de un algoritmo de computadora para procesar las imágenes de una marca de cámara frente a otra. Sin embargo, en realidad no le dice nada concreto sobre el rendimiento real en el mundo real de un sensor de cámara.
DXO también ofrece mediciones de DR de pantalla. Screen DR es más una medida de hardware. Screen DR se toma directamente de los archivos de imagen RAW de cada cámara, sin ningún procesamiento intermedio. Cuando se trata de Screen DR, debido a que no hay promedios que mitiguen el impacto del ruido de lectura, el ruido de lectura juega un papel más importante. La eficiencia cuántica y particularmente el recuento de píxeles tienen un papel menor. Screen DR es la relación entre la verdadera saturación máxima y el RMS del ruido de lectura medido directamente a partir de los valores de píxeles RAW en los archivos RAW reales de la cámara. Por lo tanto, Screen DR está tan directamente relacionado con el rendimiento del hardware del mundo real como puede obtener.
En el caso de la D800 frente a la 5D III, la D800 tiene 13.2 paradas de Screen DR, mientras que la 5D III tiene 10.97 paradas de Screen DR. En términos de la ventaja del D800, se redujo de 2.7 paradas a 2.2 paradas, casi 2/3 de una parada menos. Esto indica la ventaja del mundo real del D800 sobre el 5D III para la edición RAW, específicamente para la latitud de edición de exposición ... la cantidad de rango de recuperación adicional que tiene cuando trabaja con un RAW en la publicación con una herramienta como Adobe Lightroom. Volveremos a esto en un momento.
Sin embargo, el D800 aún mantiene la ventaja. ¿Por qué? En este caso, el recuento de píxeles no juega un papel importante. El único papel real que desempeña el recuento de píxeles aquí es que para agrupar más píxeles en el mismo espacio, debe reducir el tamaño de píxeles. La eficiencia cuántica juega un papel menor aquí, ya que si bien los píxeles D800 son más pequeños, siguen siendo más eficientes que los píxeles 5D III, lo que permite una señal más fuerte que si su QE fuera el mismo (~ 45ke- @ 56% QE vs. ~ 41ke- @ 49% QE, una diferencia de intensidad de señal de casi el 9%). El factor clave que juega el papel más importante aquí es el ruido de lectura ... y en el caso de la D800, tiene un ruido de lectura ISO 100 excepcionalmente bajo, a ~ 3e-. El 5D III, por otro lado, tiene un ruido de lectura ISO 100 muy alto de más de 33e-! Ese es un factor de diez diferencia en relación con el D800. Aunque el D800 tiene un punto de saturación más bajo, su ruido de lectura significativamente más bajo todavía le da la ventaja en Screen DR. El ruido de lectura muy alto del 5D III lo está matando, a pesar de tener un punto de saturación más alto de ~ 68ke-.
¿Entonces, qué significa esto? ¿Cómo se compara Screen DR con Print DR? Bueno, para decirlo simplemente: la D800 no tiene 14.4 paradas de rango dinámico en ningún sentido significativo, en lo que respecta a los fotógrafos. Cuando la mayoría de los fotógrafos piensan en el "rango dinámico", piensan en la capacidad de levantar sombras. El levantamiento de sombras es casi sinónimo de rango dinámico, porque es un rango dinámico que permite el levantamiento de sombras.
Pero espera, ¿por qué no puedes levantar las sombras de una imagen de 3200x2400 píxeles? Bueno, no hay ninguna razón por la que no pueda ... sin embargo, empujar la exposición alrededor de una imagen disminuida no es lo mismo que empujar la exposición alrededor de una imagen RAW. Hay varias razones por las que realmente no puede contar una imagen D800 de 3200x2400 muestreada como si tuviera 14.4 paradas de DR. Primero, si la imagen es un JPEG, tiene como máximo 8 paradas de DR, porque las imágenes JPEG son de 8 bits. Si está utilizando una imagen TIFF, tiene 16 bits de espacio numérico para almacenar hasta 16 paradas de rango dinámico, sin embargo, independientemente del formato de la imagen, al reducir el muestreo, destruyó una cantidad considerable de detalles en su imagen de todos modos. Además, cualquier otra cosa que no sea una imagen RAW se guardará como una especie de imagen RGB (o tal vez HSL, pero generalmente la misma diferencia). Las imágenes RGB no ofrecen el mismo tipo de latitud de edición no destructiva de bajo nivel que una imagen RAW. Tiene cierta libertad de edición, pero hasta cierto punto, los cinco rangos tonales principales ... negros, sombras, tonos medios, resaltados y blancos, son en gran medida fijos. Puede intentar levantar sombras, pero solo puede levantarlas hasta el momento antes de que los artefactos de edición comiencen a exhibirse. Lo mismo ocurre con los medios tonos o resaltados en movimiento ... puede empujarlos hasta cierto punto, sin embargo, empujarlos demasiado, y comenzarán a aparecer artefactos de edición.
La verdadera latitud de edición solo se puede lograr con la edición de imágenes RAW. Ahora aquí está el truco: todos editamos imágenes RAW en TAMAÑO NATIVO. No hay escala al editar RAW. Es RAW! Es una réplica exacta de la señal digital representada por la cámara cuando se realizó la exposición. La escala no entra en escena. Cuando acercas y alejas el zoom en Lightroom, en realidad no estás cambiando el RAW ... simplemente estás cambiando lo que se representa en la ventana gráfica. Cada vez que cambia una configuración, empuja la exposición hacia arriba o hacia abajo, recupera reflejos o levanta sombras, ajusta el balance de blancos, etc., está reprocesando los datos RAW ORIGINALES y volviéndolos a procesar en la ventana gráfica. RAW es RAW, SIEMPRE es de tamaño completo.
Por lo tanto, el D800 tiene 13.2 paradas de rango dinámico. El 5D III tiene 10.97 paradas de rango dinámico. La diferencia relativa entre los dos es ~ 2.2 paradas, no 2.7. Por lo tanto, la D800 es incapaz de capturar el 100% de la tonalidad de una puesta de sol de 14.4 paradas en una sola toma ... aún necesita HDR para hacer eso. Apenas podría capturar una puesta de sol de 13.2 paradas en una sola toma ... pero ese sería el límite máximo del mundo real con una D800. No podría capturar más de 11 paradas con un 5D III en una sola toma.
Picking DR
Cuando se trata de mediciones de rango dinámico, especialmente al comparar cámaras para la compra, realmente necesita decidir cuál será su flujo de trabajo principal. ¿Eres un drogadicto JPEG, disparando miles de disparos por hora en ese evento deportivo que finalmente se reducirán significativamente y se publicarán en la web, o tal vez se reducirán en cierta medida y se imprimirán en pequeño? ¿O eres un RAW Fiend y quieres la mayor libertad de edición que puedas tener, porque necesitas poder capturar tantos detalles destacados en el sol en el centro de esa puesta de sol como puedas sin perder ningún detalle de sombra profunda? ?
Si solo va a tomar muestras y publicar pequeñas imágenes de 900 píxeles de ancho en la web, entonces CUALQUIER CÁMARA en el mercado hoy lo hará. Si todavía quieres lo mejor, entonces un 5D III o un D800 harán el trabajo de manera excelente. Técnicamente hablando, el D800 tendría más DR, sin embargo, como eres un adicto a JPEG, no podrás beneficiarte de él, ya que las imágenes JPEG son de 8 bits, de todos modos solo tienes 8 paradas de DR utilizable.
Si eres un RAW Fiend, especialmente si de todas formas fotografias regularmente escenas con mucho rango dinámico, entonces la latitud de edición de exposición adicional proporcionada por cámaras con más eficiencia cuántica y menos ruido de lectura será valiosa. En estos casos, debe ignorar Print DR por completo. Es una medida inútil, incluso para comparar cámaras. Debería mirar el número de DR de pantalla en DXO para encontrar el rango dinámico de hardware del mundo real, tal como lo conservan sus imágenes RAW.
El D800 y el D600 todavía ofrecen más rango dinámico del mundo real que el 5D III, no hay duda al respecto. La diferencia no es tan grande como las "puntuaciones" Print DR de DXO lo hacen parecer ... el D800 y el D600 son aproximadamente 2/3 de una parada menos DR capaz de lo que DXO dice que son en realidad, pero aún más de dos paradas más DR capaz que un 5D III. Para poner la diferencia en términos más prácticos ... si accidentalmente sub-expuso una imagen en seis paradas, y quería recuperarla con Lightroom. Si tuviera un 5D III, podría recuperar cuatro paradas ... las otras dos paradas se perderían al leer el ruido. Con un D800 o D600, puede recuperar las seis paradas.
Una última parte, y finalmente terminaré. El cable D800 y D600 en rango dinámico solo es relevante a "ISO bajo". El rango dinámico está limitado en última instancia por la relación señal / ruido, y con cada aumento en ISO, el rango dinámico máximo cae en una parada. Según ISO 800, la diferencia en DR entre un 5D III y un D800 es mínima, según ISO 1600 las diferencias son insignificantes, y la SNR se convierte en el factor más importante. La SNR, o relación señal / ruido, se convierte en un factor mucho más significativo con ISO alto. Cuanto mayor sea su SNR, menos ruido de señal intrínseca (ruido de disparo de fotones) a ISO alto. Cuando se trata de un alto rendimiento ISO, las cámaras Canon tienen la ventaja y generalmente funcionan un poco mejor que las cámaras Nikon. Si tiene en cuenta las mejoras recientes que ofrece Magic Lantern, Las cámaras Canon tienen una ventaja bastante significativa en ISO alto sobre casi cualquier otra cámara ... ofreciendo 1/2 a 2/3 paradas más rango dinámico en todas las configuraciones de ISO alto que cualquier otra cámara en la misma clase. Magic Lantern mejora tanto el alto rendimiento ISO en las cámaras Canon, que la 5D III y la 6D terminan con un rango dinámico igual o mayor que el 1D X y D4 a ISO superiores a 400, que son cámaras miles de dólares más caras.
¡El rango dinámico NO es toda la historia!
Finalmente, antes de terminar esta respuesta ridículamente larga, tengo que reiterar el consejo más valioso que puedo: ¡Dynamic Range NO es toda la historia! El rango dinámico es UN aspecto de la calidad de imagen. En general, la calidad de la imagen se produce por múltiples factores. El sensor de imagen es uno de esos factores, y el rango dinámico es solo un factor de un sensor de imagen ... la resolución, la eficiencia cuántica, la relación señal / ruido, etc. son otros factores importantes de los sensores de imagen. Además de los sensores de imagen, las cámaras también tienen sistemas AF (y dentro de los sistemas AF, tiene puntos AF totales, diseño de puntos, dispersión de puntos, modos de selección de puntos, etc.), sensores de medición, velocidades de cuadros y profundidades de amortiguación, ergonomía del cuerpo, etc. .
Los fotógrafos compran CÁMARAS. No compramos sensores. ;) Si está en el mercado para comprar una cámara, asegúrese de comprar la cámara que mejor se adapte a sus necesidades generales. No base su decisión en un solo factor de una miríada de factores. Dependiendo del tipo de cosas que fotografíes, es posible que necesites un sistema AF de alto rendimiento y una velocidad de fotogramas más rápida que cualquier otra cosa, ¡incluyendo DR!
Investigue cámaras, no investigue sensores.
