El curioso sensor de la Pentax K5
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© Guillermo Luijk 2011www.guillermoluijk.com
El curioso sensorde la Pentax K5
2El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Índice
PARTE I
RANGO DINÁMICO Y RUIDO EN UN SENSOR DIGITAL
El sensor Sony EXMOR IMX071 Rango dinámico del sensor RAW de 14 bits justificado El sensor “sin ISO” Exposición óptima en RAW
PARTE II
EL SENSOR DE LA PENTAX K5
Concepto de rango dinámico Expresión del rango dinámico Rango dinámico de la escena y de la
cámara Comparativa de rango dinámico
PARTE III
VENTAJAS DE UN SENSOR DE ALTO RANGO DINÁMICO
Escenas de alto rango dinámico Errores de subexposición Prevenir trepidación / Lograr gran PDC “Izquierdeo” del histograma
PARTE IRANGO DINÁMICO Y RUIDO EN UN SENSOR DIGITAL
4El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Concepto de rango dinámico Se define como rango dinámico (RD) a la relación existente entre una
luminosidad máxima y una luminosidad mínima: MAX/MIN
Si el rango dinámico de la escena es superior al de la cámara, no se podrá capturar toda la información de la misma con una sola toma
Rango comprendido entre la zona más luminosa (luces altas), y la más oscura (sombras profundas) de la misma
Rango comprendido entre la saturación, y las sombras con un ruido tal que no permita distinguir detalle
RD DE LA ESCENA RD DE LA CÁMARA
5El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Expresión del rango dinámico
El rango dinámico se puede cuantificar numéricamente y expresar de diferentes formas. Por ejemplo una escena donde las altas luces sean 10.000 veces más luminosas que las sombras tendrá un...
RD lineal de 10.000
Contraste de 10.000:1
RD de 13,29 pasos o 13,29EV
RD de 80 dBlog2(10000) = log(10000)/log(2)
20·log10(10000)1EV = 6 dB
6El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
RD de la escena: ejemplos reales (1/3)
Escena de bajo rango dinámico:
~3EV
histograma RAW
7El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
RD de la escena: ejemplos reales (2/3)
Escena de rango dinámico medio:
~6EVhistograma RAW
8El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
RD de la escena: ejemplos reales (3/3)
Escena de alto rango dinámico:
~12EVhistograma RAW
9El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Rango dinámico de la cámara: saturación y ruido El rango dinámico de la cámara es el rango de luminosidades
comprendido entre la saturación y aquella luminosidad en la que la presencia de ruido es tan grande que inutiliza las texturas
El rango dinámico de la cámara disminuye al aumentar el ISO porque al hacerlo el ruido aparece antes, en sombras no tan profundas
ruido
saturación
Canon 350D a ISO100~8EV de rango dinámico
RANGO DINÁMICO
10El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Comparativa de rango dinámico Con el método de estimación visual se ha comparado el rango dinámico
que es capaz de captar con uso fotográfico una serie de cámaras
Fuji (2004) destaca por su doble sensor Super CCD (HDR en la cámara)
La Pentax K5 (2010) parece haber logrado igualara 6 años después
8 8,5 9
11 11
0
4
8
12
Canon350D
Canon 5D Canon 40DSony A700Nikon D3
Fuji S3/S5Pro
Pentax K5
Rango dinámico estimado en EV
(ISO base)
PARTE IIEL SENSOR DE LA PENTAX K5
12El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
El sensor Sony EXMOR IMX071 El sensor de la Pentax K5 es el Sony EXMOR IMX071 de 16,2 Mpx Varias cámaras usan este sensor: Pentax K5, Nikon D7000, Sony A580
Fuente: Chipworks
13El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Rango dinámico del sensor (1/3) Mediciones numéricas del rango dinámico de este sensor arrojan cifras
muy altas gracias a su muy bajo ruido en las sombras profundas:
Al ISO base (trípode/luz) supera a las cámaras FF de la competencia A ISOs altos (luz escasa) su rendimiento es similar a las APS-C de la
competencia y es superada por las cámaras con sensor FF
14El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Rango dinámico del sensor (2/3) Aplicación Alto Rango Dinámico: hay luz suficiente para exponer bien al
ISO base y/o disponemos de un trípode pero hay sombras profundas
Los más de 2 pasos de ventaja de la Pentax K5 superan con creces a la Canon en rango dinámico absoluto
Pentax K5 Canon 5D clásica
15El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Rango dinámico del sensor (3/3) Aplicación Escasez de luz: no hay luz suficiente para exponer bien el
RAW al ISO base con la velocidad y apertura disponibles
Al subir el ISO el rendimiento de los dos sensores es similar cuando la luz escasea
Pentax K5 Canon 5D clásica
16El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
RAW de 14 bits justificado Debido a su bajo ruido al ISO base, puede decirse que es el primer sensor
de 14 bits que realmente necesita y saca provecho de dichos 14 bits
RAW 14 bits
RAW 12 bits
Foto cortesía de Mika
-2 bitsposterización
17El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
El sensor “sin ISO” (1/2) La mayoría de cámaras (Canon y en menor medida Nikon) reducen el ruido
visible al exponer mejor subiendo el ISO (manteniendo apertura/velocidad) Pero el sensor de la Pentax K5 apenas mejora en ruido al hacerlo
Pentax K5
Canon 350D
ISO100 ISO1600 ISO100 ISO1600
18El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
El sensor “sin ISO” (2/2) La característica “sin ISO” hace que este sensor pierda un paso completo
de rango dinámico por cada paso que subimos el ISO En cambio en Canon/Nikon la pérdida de rango dinámico es menor De ahí que a ISOs altos el rendimiento del sensor de la Pentax K5 quede
por debajo de los sensores FF de la competencia
En un sensor “sin ISO”, el ajuste ISO podría convertirse en un metadato (como es el balance de blancos), realizándose todas las capturas internamente al ISO base
19El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Exposición óptima en RAW La forma de exponer el RAW para tener la máxima calidad de captura es
siempre el derecheo del histograma (máx. exposición sin quemar altas luces)
Pero a diferencia de en otras cámaras, en la Pentax K5 este derecheo debería lograrse exclusivamente con apertura/velocidad, no con el ISO:
Canon Es crítico subir el ISO tan pronto haya riesgo de subexposición, para
exponer lo más posible y mejorar el ruido visible final
Nikon No es tan crítico como en Canon, pero aún es recomendable subir el ISO
cuando haya riesgo de subexposición, para mejorar el ruido visible final
Pentax K5 Subir el ISO para evitar la subexposición apenas aporta nada. Por tanto
en cuanto haya posibilidad de perder detalle en las altas luces por subir el ISO, es mejor mantenerse al ISO base (aunque con ello se subexponga). Precaución: el display de la cámara puede quedar bastante oscuro
PARTE IIIVENTAJAS DE UN SENSOR DE ALTO RANGO
DINÁMICO
21El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Escenas de alto rango dinámico Un sensor de mucho rango dinámico permite capturar escenas de alto
contraste
Es posible capturar en una sola toma escenas que en otra cámara requerirán hacer más de una foto
Los sensores de alto rango dinámico eliminarán la necesidad de hacer ahorquillado en escenas HDR
22El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Errores de subexposición Un sensor de mucho rango dinámico permite “levantar” las sombras
cuando se subexpone por error sin que aparezca un ruido excesivo
+6EV
Foto cortesía de Mika
6EV
histograma RAW
23El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
Prevenir trepidación / Lograr gran PDC Un sensor de mucho rango dinámico permite exponer menos la captura
obteniendo aún un resultado de calidad en cuanto al ruido
Aumentando la velocidad de disparo evitaremos mejor una posible trepidación
Cerrando más diafragma garantizaremos una mayor PDC
MEJORA EN LA NITIDEZ DE LA IMAGEN
MEJORA EN LA PDC DE LA IMAGEN
-3EV
24El curioso sensor de la Pentax K5 – Madrid noviembre 2011
“Izquierdeo” del histograma Un sensor de mucho rango dinámico permite subexponer ligeramente por
sistema, garantizando que las luces no se queman y obteniendo aún un resultado de calidad en cuanto al ruido
Este “izquierdeo” del histograma permite relegar el ajuste de exposición a un segundo plano
MEJORA EN OTROS ASPECTOS:
ENCUADRE,
COMPOSICIÓN,
ENFOQUE
...
gracias