Sobre el ISO mínimo de nuestras cámaras. Nikon D810
Publicado: Sab Jul 26, 2014 9:09 amTenía curiosidad por el ISO mínimo de esta cámara (ISO32 nominal, ISO47 real en RAW según DxOMark), el nuevo rey del mercado:
La pelotita naranja de más a la izquierda tiene su interés:
Sobre el segundo punto, el análisis de rango dinámico de DxOMark ya deja claro que los 14 bits siguen siendo suficientes para evitar que haya ningún tipo de posterización del RAW al ISO base en esta cámara:
Como puede verse (que a nadie le salten las alarmas porque he elegido la representación 'Screen', tiene que ser así para saber las necesidades del sensor en cuanto a la posible posterización del RAW) la exigencia de este sensor a nivel de píxel no es superior a la que ya imponía el sensor de la Pentax K5 a su ISO base, hasta hoy el ISO real más bajo del mercado (ISO80 nominal, ISO70 real en RAW según DxOMark), por lo que queda resuelto el dilema: seguimos estando bien servidos con 14 bits.
POR QUÉ LOS FABRICANTES NO PONEN ISOs TODO LO BAJOS QUE SE QUIERA?
Alguien podría preguntarse, ya que el ISO no es más que una ganancia electrónica de un amplificador, por qué los fabricantes parecen poco interesados en implementar valores de ISO realmente bajos: ISO25, ISO12, ISO10,... que harían las delicias de ciertos tipos de fotógrafos al obtener las ventajas citadas antes. El motivo es que el menor ISO real útil implementable por el amplificador está limitado por la sensibilidad del fotocaptor y su relación con los niveles de señal de entrada con que trabaja el conversor A/D.
Lo ideal es que el ISO base (el ISO32 en esta Nikon D810 p.ej.) sea una ganancia calculada para elevar el nivel de señal generado por cada fotosito cuando se satura hasta el nivel de señal máximo de entrada admisible por el conversor A/D. Si esto es así, justo cuando un fotosito se saturase por exposición (escena, apertura, velocidad), el conversor A/D tendría a su entrada el máximo nivel de señal admisible y por lo tanto producirá a su salida un nivel RAW incipientemente saturado. Para exposiciones menores tanto fotosito como conversor A/D trabajarían linealmente sin saturarse, y para exposiciones mayores obviamente ambos seguirían saturados.
Si al anterior sensor ahora le implementamos una ganancia ISO mitad (es decir, un paso por debajo de su actual ISO base, lo que sería un ISO16 en la Nikon D810), tendría nula utilidad: para la misma exposición anterior, al conversor A/D le llegaría una señal de la mitad de la amplitud y aparentemente admitiría hasta un paso más de señal adicional, pero es que la señal salida del fotosito ya se nos había saturado así que no ganaríamos nada porque ya no habría información útil. De hecho en muchas cámaras los fabricantes dejan que esto ocurra levemente lo que permite aprovechar plenamente la sensibilidad de la parte fotocaptora del sensor. Pistas de este comportamiento las tenemos en archivos RAW que no saturan en el límite de la escala del conversor A/D (pudiera haber otros motivos para ese comportamiento, pero me decanto por este aprovechamiento pleno de la sensibilidad del fotocaptor):
Histograma RAW de Canon 5D a ISO100 (satura en el valor 3.692 en lugar de 4.095):
A la vista de estos niveles RAW a la salida del conversor A/D, éste probablemente aún admitía más señal a su entrada, pero la ganancia ISO100 de la Canon 5D tal cual está calibrada nunca se la va a poder suministrar.
Así que la conclusión es que la limitación del ISO mínimo real de cada cámara no es un capricho tonto de los fabricantes, sino que viene prefijado por la sensibilidad nativa del hardware captor de luz (saturación de los fotositos).
_____
Parece que se les ha pasado plotear el ISO64, que sería el ISO real más bajo. ISO32 sería medición para ISO32 con captura a ISO64 (un paso más expuesta de lo debido), y posterior procesado para construir un JPEG de exposición correcta (el truco habitual):
Salu2!
La pelotita naranja de más a la izquierda tiene su interés:
- Por un lado que las cámaras tengan ISOs reales lo más bajos posibles tiene 2 ventajas: aumenta el rango dinámico máximo que puede capturarse cuando no hay limitaciones de exposición (apertura, velocidad), y permite hacer fotos a mayores aperturas buscando desenfoques fuertes en escenas con mucha luz (lo que puede ahorrar recurrir a filtros ND).
- Por otro lado cuanto más rango dinámico es capaz de capturar un sensor, mayor número de bits requiere el conversor A/D para evitar posterización por falta de niveles en las sombras profundas del RAW. Yo me preguntaba si para esta Nikon D810 los 14 bits se habrían quedado cortos, como los 12 bits se quedaron cortos cuando Pentax sacó la K5.
Sobre el segundo punto, el análisis de rango dinámico de DxOMark ya deja claro que los 14 bits siguen siendo suficientes para evitar que haya ningún tipo de posterización del RAW al ISO base en esta cámara:
Como puede verse (que a nadie le salten las alarmas porque he elegido la representación 'Screen', tiene que ser así para saber las necesidades del sensor en cuanto a la posible posterización del RAW) la exigencia de este sensor a nivel de píxel no es superior a la que ya imponía el sensor de la Pentax K5 a su ISO base, hasta hoy el ISO real más bajo del mercado (ISO80 nominal, ISO70 real en RAW según DxOMark), por lo que queda resuelto el dilema: seguimos estando bien servidos con 14 bits.
POR QUÉ LOS FABRICANTES NO PONEN ISOs TODO LO BAJOS QUE SE QUIERA?
Alguien podría preguntarse, ya que el ISO no es más que una ganancia electrónica de un amplificador, por qué los fabricantes parecen poco interesados en implementar valores de ISO realmente bajos: ISO25, ISO12, ISO10,... que harían las delicias de ciertos tipos de fotógrafos al obtener las ventajas citadas antes. El motivo es que el menor ISO real útil implementable por el amplificador está limitado por la sensibilidad del fotocaptor y su relación con los niveles de señal de entrada con que trabaja el conversor A/D.
Lo ideal es que el ISO base (el ISO32 en esta Nikon D810 p.ej.) sea una ganancia calculada para elevar el nivel de señal generado por cada fotosito cuando se satura hasta el nivel de señal máximo de entrada admisible por el conversor A/D. Si esto es así, justo cuando un fotosito se saturase por exposición (escena, apertura, velocidad), el conversor A/D tendría a su entrada el máximo nivel de señal admisible y por lo tanto producirá a su salida un nivel RAW incipientemente saturado. Para exposiciones menores tanto fotosito como conversor A/D trabajarían linealmente sin saturarse, y para exposiciones mayores obviamente ambos seguirían saturados.
Si al anterior sensor ahora le implementamos una ganancia ISO mitad (es decir, un paso por debajo de su actual ISO base, lo que sería un ISO16 en la Nikon D810), tendría nula utilidad: para la misma exposición anterior, al conversor A/D le llegaría una señal de la mitad de la amplitud y aparentemente admitiría hasta un paso más de señal adicional, pero es que la señal salida del fotosito ya se nos había saturado así que no ganaríamos nada porque ya no habría información útil. De hecho en muchas cámaras los fabricantes dejan que esto ocurra levemente lo que permite aprovechar plenamente la sensibilidad de la parte fotocaptora del sensor. Pistas de este comportamiento las tenemos en archivos RAW que no saturan en el límite de la escala del conversor A/D (pudiera haber otros motivos para ese comportamiento, pero me decanto por este aprovechamiento pleno de la sensibilidad del fotocaptor):
Histograma RAW de Canon 5D a ISO100 (satura en el valor 3.692 en lugar de 4.095):
A la vista de estos niveles RAW a la salida del conversor A/D, éste probablemente aún admitía más señal a su entrada, pero la ganancia ISO100 de la Canon 5D tal cual está calibrada nunca se la va a poder suministrar.
Así que la conclusión es que la limitación del ISO mínimo real de cada cámara no es un capricho tonto de los fabricantes, sino que viene prefijado por la sensibilidad nativa del hardware captor de luz (saturación de los fotositos).
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Parece que se les ha pasado plotear el ISO64, que sería el ISO real más bajo. ISO32 sería medición para ISO32 con captura a ISO64 (un paso más expuesta de lo debido), y posterior procesado para construir un JPEG de exposición correcta (el truco habitual):
Salu2!
