DXO
Oltre ad alcune delle eccellenti risposte che sono già state fornite, vorrei aggiungere un piccolo avvertimento sui numeri di gamma dinamica di DXO. Prima di tutto, Dynamic Range come definito da DXO è ufficialmente il rapporto tra il punto di saturazione e l'RMS del rumore di lettura. Questo è un po 'diverso dal rapporto tra i pixel più luminosi e i pixel più scuri che contengono dati di immagine ... in realtà è possibile intercalare dati utili di immagine e rumore di lettura, in particolare con un sensore Canon (che non taglia il segnale negativo informazioni come Nikon.)
Gamma dinamica per i fotografi
La gamma dinamica, per quanto riguarda un fotografo, ha a che fare con due cose:
- La quantità di rumore nell'immagine (in particolare il rumore di lettura nelle ombre).
- La latitudine di modifica dell'esposizione post-elaborazione.
Entrambi questi fattori sono importanti, tuttavia entrambi non significano necessariamente la stessa cosa per quanto si ottiene alla fine. Questo è il motivo per cui DXO offre effettivamente DUE misure di gamma dinamica. Entrambi devono essere letti nel giusto contesto per comprendere appieno cosa significano e come potrebbero influenzare il flusso di lavoro e / oi risultati.
Dynamic Range NON è l'intera storia !!
Innanzitutto, prima di iniziare, devo offrire il mio consiglio più prezioso che posso: Dynamic Range NON è l'intera storia !! La gamma dinamica è UN aspetto della qualità dell'immagine. Nel complesso, la qualità dell'immagine è prodotta da molteplici fattori. Il sensore di immagine è uno di quei fattori e l'intervallo dinamico è solo uno dei fattori di un sensore di immagine ... risoluzione, efficienza quantica, rapporto segnale rumore, ecc. Sono altri importanti fattori dei sensori di immagine. Oltre ai sensori di immagine, le fotocamere dispongono anche di sistemi AF (e all'interno dei sistemi AF, hai punti AF totali, layout dei punti, diffusione dei punti, modalità di selezione dei punti, ecc.), Sensori di misurazione, frequenze di fotogrammi e profondità del buffer, ergonomia del corpo, ecc. .
I fotografi acquistano FOTOCAMERE. Non acquistiamo sensori. ;) Se sei sul mercato per acquistare una fotocamera, assicurati di acquistare la fotocamera più adatta alle tue esigenze generali. Non basare la tua decisione su un singolo fattore su una miriade di fattori. A seconda del tipo di cose che fotografi, potresti aver bisogno di un sistema AF ad alte prestazioni e una frequenza dei fotogrammi più rapida di quanto non ti serva qualsiasi altra cosa, incluso DR!
Cerca telecamere, non cercare sensori.
Gamma dinamica: rumore
Il primo fattore che possiamo derivare dalla gamma dinamica è la quantità di rumore in un segnale di immagine su base normalizzata. Quest'ultimo termine è importante: su base normalizzata. Quando si confrontano le telecamere, è utile avere condizioni di parità. Per ottenere condizioni di parità quando si producono classificazioni delle telecamere dalle informazioni sulla telecamera POST (cioè un'immagine RAW), è necessario ridimensionare l'immagine misurata in base a una "dimensione di output" standard. Ciò consente di confrontare "normalmente" diverse fotocamere con specifiche hardware diverse o, in altre parole, direttamente. Senza la normalizzazione, di solito potresti anche confrontare le mele con le arance.
La normalizzazione delle dimensioni dell'immagine ha un effetto interessante. Riduce TUTTO il rumore in un'immagine. Non solo leggere il rumore, ma il rumore intrinseco presente nel segnale stesso dell'immagine (potreste aver sentito questo chiamato "rumore del colpo di fotone"). Il rumore di lettura esiste solo nelle ombre, e senza ulteriori elaborazioni, di solito è invisibile. Per la maggior parte, per i confronti diretti della fotocamera, la quantità di rumore di lettura è un fattore minore (sebbene sia ancora importante). Il fattore più importante è il rumore del fotone sparato o il rumore intrinseco al segnale.
Nel contesto delle misurazioni dei DXO, Print DR è la misura dei risultati normalizzati . Quando si tratta di risultati normalizzati, il conteggio dei pixel e l'efficienza quantistica regnano sovrani. Se prendiamo il classico confronto 5D III e D800 su DXO, hai ~ 11,7 stop di ISO 100 Print DR contro ~ 14,4 stop di ISO 100 Print DR. Sembra una differenza enorme. Per quanto riguarda Print DR, lo è. In parte, il 5D III soffre a causa del rumore di lettura elevato a ISO 100, ma l'altro e forse il fattore più significativo è il fatto che il D800 ha significativamente più pixel e un QE per pixel considerevolmente più alto.
I pixel più piccoli della D800 sono già più sensibili alla luce, quindi l'efficienza di raccolta della luce totale del sensore , che ha le stesse dimensioni fisiche, è superiore alla 5D III. È importante notare che anche se ciascuno dei pixel 5D III stessi hanno un FWC (capacità di pozzo pieno) superiore ciascuno, nel complesso sono entrambi meno efficienti (49% contro 56%) nel convertire i fotoni in carica utilizzabile. Quando si tiene conto dell'area totale del sensore, la 5D III ha un'efficienza del 49% su 864 mm ^ 2, dove la D800 ha un'efficienza del 56% sulla stessa area esatta. È anche importante notare che se si confrontano direttamente i pixel 5D III con i pixel D800, dovresti effettivamente confrontare 1 pixel 5D III con 1,63 D800 pixel, poiché solo allora confronteresti la stessa area assoluta di ciascun sensore. A causa del QE più elevato del D800, su una base area normale, la "saturazione massima" è maggiore rispetto a quella della 5D III: La "saturazione per area" D800 a ISO 100 (saturazione della carica di 1,62 pixel) è ~ 73200e-, dove come per la 5D III "saturazione per area" a ISO 100 (1,0 pixel di saturazione della carica) è 67531e-. Il D800 ha chiaramente il segnale più forte.
Immagine per immagine, la potenza totale del segnale sarà sempre maggiore con il D800, quindi il rumore intrinseco sarà sempre inferiore. Il rumore di lettura, che di solito è il colpevole per quanto riguarda la DR nella maggior parte delle menti dei fotografi, è in realtà il fattore più piccolo qui ... tuttavia, si consuma ulteriormente al piccolo segnale totale della 5D III di una piccola quantità, danneggiando ulteriormente il rapporto segnale / rumore quando lo si misura effettivamente.
Ora arriva la parte di normalizzazione. Per confrontare il D800 direttamente con il 5D III, è necessario normalizzare. Ciò significa che entrambe le immagini vengono ridimensionate alle stesse dimensioni. Nel caso di DXO, il loro obiettivo di confronto normalizzato è 3600x2400, che corrisponde al rapporto standard 3: 2 dei moderni sensori DSLR. Il D800 è iniziato con un vantaggio nella potenza del segnale totale. Ha anche il vantaggio nel conteggio dei pixel. Quando si esegue il downsampling di un'immagine D800, si esegue il downsampling di un'immagine leggermente migliore (~ 8% migliore, dal punto di vista della potenza del segnale) e con il 63% in più di pixel rispetto alla 5D III.
Tutti quei pixel extra che il D800 ha permesso un maggior grado di media (la fusione di più pixel sorgente per produrre un singolo pixel di destinazione tramite un qualche tipo di media / media / mediana) durante il downsampling, il che si traduce in un rumore complessivamente significativamente inferiore. Non solo nelle ombre nere profonde, dove esiste il rumore di lettura, ma a tutti i livelli tonali. Hai meno rumore nei neri, nelle ombre, nei mezzitoni, nelle luci e nei bianchi. Il 5D III ha meno pixel per contribuire a quel processo di media, quindi ha un po 'più di rumore su tutta la gamma tonale. Inoltre, il 5D III è iniziato con quel rumore di lettura più elevato, che sebbene ridotto anche dal downsampling, è ridotto di meno rispetto al D800 perché era coinvolta una media inferiore, ed era più del rumore di lettura del D800 per iniziare.
Quindi, quando Print DR viene effettivamente misurato da queste due immagini di confronto "normalizzate" da 3200x2400 pixel, la D800 ha un vantaggio significativo. Da qui la ragione per cui " 2.7 arresta" più Print DR rispetto alla 5D III, 14.4 contro 11.7.
Spero che tutto ciò abbia senso. Quando si tratta di Print DR, il rumore di lettura gioca un ruolo importante, ma la massima potenza del segnale dell'intero sensore (non solo ogni singolo pixel) svolge un ruolo più importante. Stampa DR, tuttavia, poiché si basa su immagini MODIFICATE , NON è direttamente rappresentativo delle capacità dell'hardware della fotocamera . È utile principalmente, e forse solo, come strumento comparativo ... per abbinare le statistiche della fotocamera e usare le differenze per determinare quale fotocamera è "migliore" (meglio statisticamente solo sul fronte del sensore di immagine ... ma ciò non necessariamente dirti se una fotocamera è davvero migliore di un'altra).
Gamma dinamica: Latitudine di modifica dell'esposizione
Ok, quindi ora che una spiegazione di Print DR è fuori mano, è tempo di affinare su Screen DR . Come accennato in precedenza, Print DR è una misura di immagini modificate , al fine di utilizzare l' output di una fotocamera normalizzata per produrre confronti che sono utili se confrontati direttamente . Poiché le immagini generate da ciascuna telecamera sono generalmente di dimensioni diverse, la normalizzazione comporta un diverso grado di elaborazione per ciascuna telecamera al fine di produrre risultati comparabili. Le immagini 5D III devono essere ricampionate in misura inferiore rispetto alle immagini D800. Vi è un maggior grado di cambiamento nell'immagine D800.
In quanto tale, Stampa DR non necessariamente vi dico i dettagli espliciti circa fotocamera hardware . Ti dice dettagli relativi sulle immagini della fotocamera e ti informa sull'efficacia di un algoritmo informatico nell'elaborare le immagini di un marchio della fotocamera rispetto a un altro. Tuttavia, in realtà non ti dice nulla di concreto sulle prestazioni reali di un sensore per videocamera.
DXO offre anche misurazioni di DR schermo. Screen DR è più di una misura hardware. Screen DR viene prelevato direttamente dai file di immagine RAW di ogni telecamera, senza alcuna elaborazione temporanea. Quando si tratta di Screen DR, poiché non esiste una media che mitiga l'impatto del rumore di lettura, il rumore di lettura gioca un ruolo più significativo. L'efficienza quantica e in particolare il numero di pixel assumono un ruolo minore. Screen DR è il rapporto tra la massima saturazione reale e l'RMS del rumore di lettura misurato direttamente dai valori dei pixel RAW nei file RAW della videocamera effettivi. Pertanto, Screen DR è direttamente correlato alle prestazioni hardware del mondo reale.
Nel caso del D800 contro il 5D III, il D800 ha 13,2 stop di Screen DR, mentre il 5D III ha 10,97 stop di Screen DR. In termini di vantaggio del D800, è sceso da 2,7 stop a 2,2 stop, quasi 2/3 di stop in meno. Ciò indica il vantaggio reale del D800 rispetto alla 5D III per l'editing RAW, in particolare per la latitudine di editing dell'esposizione ... la quantità di intervallo di recupero aggiuntivo che hai quando lavori con un RAW in post con uno strumento come Adobe Lightroom. Torneremo su questo tra un momento.
Il D800 mantiene comunque il vantaggio. Perché? In questo caso, il conteggio dei pixel non ha molto ruolo. L'unico ruolo reale svolto dal conteggio dei pixel qui è che per impacchettare più pixel nello stesso spazio, è necessario ridurre le dimensioni dei pixel. L'efficienza quantistica gioca qui un ruolo minore, poiché mentre i pixel D800 sono più piccoli, sono ancora più efficienti dei pixel 5D III, consentendo un segnale più forte rispetto a se il loro QE dovesse essere lo stesso (~ 45ke- @ 56% QE vs. ~ 41ke- @ 49% QE, una differenza di potenza del segnale di quasi il 9%). Il fattore chiave che gioca il ruolo più importante qui è il rumore di lettura ... e nel caso del D800, ha un rumore di lettura ISO 100 eccezionalmente basso, a ~ 3e-. Il 5D III, d'altra parte, ha un rumore di lettura ISO 100 molto elevato di oltre 33e-! Questo è un fattore di dieci differenze rispetto al D800. Anche se il D800 ha un punto di saturazione più basso, il suo rumore di lettura significativamente più basso gli dà comunque il vantaggio in Screen DR. Il rumore di lettura molto elevato del 5D III lo sta uccidendo, nonostante abbia un punto di saturazione più alto di ~ 68ke-.
Che cosa significa questo? Come si confronta Screen DR con Print DR? Per dirla semplicemente: la D800 non ha 14,4 stop di gamma dinamica in alcun senso significativo, per quanto riguarda i fotografi. Quando la maggior parte dei fotografi pensa alla "gamma dinamica", pensa alla capacità di sollevare le ombre. Il sollevamento dell'ombra è quasi sinonimo di gamma dinamica, poiché è la gamma dinamica che consente il sollevamento dell'ombra.
Ma aspetta, perché non riesci a sollevare le ombre di un'immagine di 3200x2400 pixel? Bene, non c'è motivo per cui non puoi ... tuttavia spingere l'esposizione intorno a un'immagine sottocampionata non è lo stesso che spingere l'esposizione intorno a un'immagine RAW. Esistono diversi motivi per cui non si può davvero considerare un'immagine D800 3200x2400 downsampled con 14,4 stop di DR. Innanzitutto, se l'immagine è un JPEG, hai al massimo 8 stop di DR, perché le immagini JPEG sono a 8 bit. Se stai usando un'immagine TIFF, hai 16 bit di spazio numerico per memorizzare fino a 16 stop di gamma dinamica, tuttavia indipendentemente dal formato dell'immagine, tramite il downsampling hai comunque distrutto una notevole quantità di dettagli nell'immagine. Inoltre, qualsiasi cosa diversa da un'immagine RAW verrà salvata come una sorta di immagine RGB (o forse HSL, ma generalmente la stessa differenza). Le immagini RGB non offrono lo stesso tipo di latitudine di editing non distruttivo di basso livello di un'immagine RAW. Hai un po 'di latitudine di editing, ma in una certa misura, le cinque principali gamme tonali ... neri, ombre, mezzitoni, luci e bianchi, sono in gran parte fissi. Puoi provare a sollevare le ombre, ma puoi sollevarle solo fino a quando i manufatti non iniziano a essere esposti. Lo stesso vale per spostare i mezzitoni o i punti salienti in giro ... puoi spingerli in una certa misura, tuttavia spingili troppo lontano e inizieranno ad apparire gli artefatti di modifica.
La vera latitudine di modifica può essere raggiunta solo con la modifica di immagini RAW. Ora ecco il kicker: tutti modificiamo le immagini RAW in NATIVE SIZE. Non è necessario il ridimensionamento durante la modifica di RAW. È RAW! È una replica esatta del segnale digitale come rappresentato dalla telecamera al momento dell'esposizione. Il ridimensionamento non entra in scena. Quando esegui lo zoom avanti e indietro in Lightroom, in realtà non stai modificando RAW ... stai semplicemente cambiando ciò che viene renderizzato nel viewport. Ogni volta che si modifica un'impostazione, si spinge verso l'alto o verso il basso, si ripristinano le alte luci o si sollevano le ombre, si modifica il bilanciamento del bianco, ecc. Si stanno rielaborando i dati RAW ORIGINALI e li si esegue il rendering nuovamente nella finestra. RAW è RAW, è SEMPRE full size.
Pertanto, il D800 ha 13,2 stop di gamma dinamica. La 5D III ha 10,97 stop di gamma dinamica. La differenza relativa tra i due è ~ 2,2 stop, non 2,7. Il D800 non è quindi in grado di catturare il 100% della tonalità di un tramonto di 14,4 stop in un solo scatto ... hai ancora bisogno di HDR per farlo. Saresti a malapena in grado di catturare un tramonto di 13,2 stop in un solo scatto ... ma quello sarebbe il limite massimo del mondo reale con un D800. Non saresti in grado di catturare più di 11 stop con una 5D III in un solo colpo.
Scegliere DR
Quando si tratta di misurazioni della gamma dinamica, soprattutto quando si confrontano le telecamere per l'acquisto, è davvero necessario decidere quale sarà il flusso di lavoro principale. Sei un drogato di JPEG, sparando migliaia di colpi all'ora a quell'evento sportivo che alla fine verrà sottoposto a downsampling in modo significativo e pubblicato sul web, o forse ricampionato in misura ridotta e stampato in piccolo? Oppure sei un demonio RAW e desideri la latitudine di editing più elevata su cui puoi mettere le mani, perché devi essere in grado di catturare quanti più dettagli in evidenza al sole al centro di quel tramonto che puoi senza perdere alcun dettaglio di ombra profonda ?
Se hai intenzione di effettuare il downsampling e la pubblicazione di minuscole immagini di 900 pixel di larghezza sul web, praticamente TUTTE le fotocamere oggi sul mercato lo faranno. Se vuoi ancora il meglio, allora una 5D III o una D800 faranno egregiamente il lavoro. Tecnicamente parlando il D800 avrebbe più DR, tuttavia poiché sei un jolly JPEG, non sarai in grado di trarne vantaggio, poiché le immagini JPEG sono a 8 bit, hai comunque solo 8 stop di DR utilizzabile.
Se sei un demonio RAW, soprattutto se fotografi regolarmente scene con molta gamma dinamica, allora la latitudine di modifica dell'esposizione aggiuntiva fornita dalle telecamere con maggiore efficienza quantica e meno rumore di lettura sarà preziosa. In questi casi, dovresti ignorare completamente Print DR. È una misura inutile, anche per il confronto delle telecamere. Dovresti guardare il numero di DR dello schermo su DXO, per trovare la gamma dinamica hardware reale, preservata dalle tue immagini RAW.
La D800 e la D600 offrono ancora entrambe una gamma dinamica più reale rispetto alla 5D III, non c'è dubbio. La differenza non è così grande come i "punteggi" di Print DR di DXO fanno sembrare ... D800 e D600 sono circa 2 / 3rds di stop meno DR capaci di DXO, ma in realtà più di due stop più DR in grado di un 5D III. Per mettere la differenza in termini più pratici ... se hai sotto-esposto accidentalmente un'immagine di sei stop e volevi recuperarla con Lightroom. Se avessi un 5D III, potresti recuperare quattro stop ... gli altri due si perderebbero per leggere il rumore. Con un D800 o D600, è possibile ripristinare tutte e sei le fermate.
Un ultimo pezzo, e finalmente avrò finito. I cavi D800 e D600 nella gamma dinamica sono rilevanti solo per "ISO bassi". La gamma dinamica è in definitiva limitata dal rapporto segnale-rumore e, con ogni aumento di ISO, la gamma dinamica massima diminuisce di un arresto. Secondo ISO 800, la differenza di DR tra una 5D III e una D800 è minima, con ISO 1600 le differenze sono trascurabili e SNR diventa il fattore più importante. SNR, o rapporto segnale-rumore, diventa un fattore molto più significativo con ISO elevati. Maggiore è il tuo SNR, minore è il rumore del segnale intrinseco (rumore di fotone) ad alti ISO. Quando si tratta di elevate prestazioni ISO, le fotocamere Canon hanno il vantaggio e di solito hanno prestazioni leggermente migliori rispetto alle fotocamere Nikon. Se si tiene conto dei recenti miglioramenti offerti da Magic Lantern, Le fotocamere Canon hanno quindi un vantaggio abbastanza significativo con ISO elevati rispetto a qualsiasi altra fotocamera ... offrendo una gamma dinamica da 1/2 a 2/3 stop con tutte le impostazioni ISO elevate rispetto a qualsiasi altra fotocamera della stessa classe. Magic Lantern migliora così tanto le prestazioni ISO elevate delle fotocamere Canon, tanto che la 5D III e la 6D finiscono entrambe con una gamma altrettanto o più dinamica rispetto alla 1D X e alla D4 a ISO superiori a 400, che sono fotocamere migliaia di dollari più costose.
Dynamic Range NON è l'intera storia !!
Infine, prima di concludere questa risposta ridicolmente lunga, devo ribadire il consiglio più prezioso che posso: Dynamic Range NON è l'intera storia !! La gamma dinamica è UN aspetto della qualità dell'immagine. Nel complesso, la qualità dell'immagine è prodotta da molteplici fattori. Il sensore di immagine è uno di quei fattori e l'intervallo dinamico è solo uno dei fattori di un sensore di immagine ... risoluzione, efficienza quantica, rapporto segnale rumore, ecc. Sono altri importanti fattori dei sensori di immagine. Oltre ai sensori di immagine, le fotocamere dispongono anche di sistemi AF (e all'interno dei sistemi AF, hai punti AF totali, layout dei punti, diffusione dei punti, modalità di selezione dei punti, ecc.), Sensori di misurazione, frequenze di fotogrammi e profondità del buffer, ergonomia del corpo, ecc. .
I fotografi acquistano FOTOCAMERE. Non acquistiamo sensori. ;) Se sei sul mercato per acquistare una fotocamera, assicurati di acquistare la fotocamera più adatta alle tue esigenze generali. Non basare la tua decisione su un singolo fattore su una miriade di fattori. A seconda del tipo di cose che fotografi, potresti aver bisogno di un sistema AF ad alte prestazioni e una frequenza dei fotogrammi più rapida di quanto non ti serva qualsiasi altra cosa, incluso DR!
Cerca telecamere, non cercare sensori.