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Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Dic 02, 2015 10:00 pm
por Guillermo Luijk
Tomando la información de curvas de relación S/N de DxOMark, un dato poco conocido porque no aparece cuando se comparan cámaras sino que hay que entrar en el detalle de una sola cámara y entonces se verá en la pestaña "Full SNR":

Imagen


He (re)calculado el rango dinámico de estas 5 cámaras con un criterio más fotográfico que el que usa DxOMark:

  • DxOMark usa como criterio para determinar el rango dinámico una relación S/N de 0dB, es decir, cuenta el número de pasos que hay desde la saturación del sensor hasta las sombras donde la relación S/N cae hasta 0dB. Este criterio, aunque totalmente correcto desde un punto de vista ingenieril y perfectamente válido para enfrentar unos sensores a otros, es inutilizable para el fotógrafo porque con esa relación S/N la imagen ya está tan deteriorada que prácticamente en ninguna aplicación se podría sacar provecho de ella. El que piense que se puede enfrentar a escenas de 14,76 pasos de contraste real con una Nikon D810 puede ir dejando de soñar.
  • Para mí un criterio mucho más útil en cambio es el de tomar como umbral una relación S/N de 12dB (lo que implica 4 veces menos ruido visible que con el anterior criterio). Éste sería el máximo ruido admisible por el fotógrafo en las sombras para considerar la información aprovechable y es una cantidad realista para poder decir "con esta cámara puedo capturar escenas de X pasos de contraste real".

La siguiente imagen muestra los niveles de ruido de los que estamos hablando:

Imagen


Tomando valores de las curvas de DxOMark y normalizándolos a 8Mpx (normalizar a un mismo tamaño final es imprescindible para comparar peras con peras cuando se cotejan cámaras con resoluciones de origen muy diferentes), se obtienen las siguientes curvas al ISO base de cada cámara (esto juega a favor de la Nikon D810, que es la única que tiene un ISO base de 64, inferior al ISO100 de las restantes):

Imagen


Las anteriores curvas modelan el rendimiento del sensor al ISO base en función del nivel de exposición logrado en el archivo RAW (la ref. de 0EV es la saturación del sensor). Para conocer el rango dinámico no hay más que contar cuantos pasos hay desde la saturación hasta el punto en que cada curva cruza la ordenada 12dB. Haciendo zoom para estimar con más precisión:

Imagen


Tenemos la siguiente comparativa de rangos dinámicos:

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Diferencias de hasta medio paso apenas se notarán en la práctica y a partir de ahí ya se podría hablar de una mejora real. Como es habitual la Canon sale la peor parada, aunque podemos ver que ya no está tan lejos de las A7 como los "2 pasos" de ventaja que de forma general se suelen atribuir a los sensores Sony frente a los Canon, especialmente si se la compara con la peculiar A7S (de diseño orientado al ISO alto). La clara ganadora es la Nikon D810, siendo los 2 pasos largos con que supera a la Canon una diferencia muy importante (salvo si lo comentas en Canonistas donde levantar sombras está mal visto).

Estos rangos dinámicos usables en la práctica por un fotógrafo, coinciden con gran exactitud con los resultantes de restar 2 pasos a las cifras de rango dinámico de DxOMark. El motivo es que en la región donde se mide el rango dinámico domina el ruido de lectura (electrónico) sobre el fotónico (estadística aleatoria de la luz), y como el nivel absoluto del ruido de lectura para un ISO dado es constante independientemente de la exposición, la relación S/N aumenta en la misma cantidad que lo haga la exposición. Así entre los 0dB de DxOMark y los 12dB que propongo hay 2 pasos de exposición y por tanto de diferencia en rango dinámico (6dB de relación S/N equivalen a un paso de exposición en esa región):

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Con las anteriores curvas además podemos responder a la encuesta que abrí aquí sobre el HDR:

Influye el rango dinámico del sensor en la calidad de los HDR?

La respuesta que dio Pascual es la correcta: aunque pueda sonar paradójico, para hacer HDR (entendido éste como la fusión de varias capturas de diferente exposición) el rango dinámico del sensor es irrelevante, ya que solo se van a aprovechar las zonas de alta exposición del RAW. Por lo tanto para ver qué cámara va a dar los HDR más limpios hay que mirar las anteriores curvas en las zonas cercanas a la saturación, digamos en los 3 pasos previos a ésta para ahorquillados HDR con una separación de 2EV. No tiene importancia cómo se comporte el sensor en las sombras (rango dinámico).

En este sentido la mejor de las 5 cámaras para HDR sería la Sony A7R II, pero con una ventaja que no se notará en la práctica porque además de que es poca ya hablamos de información capturada con una muy alta relación S/N en todos los casos. Para hacer HDR en realidad nos basta con el rango dinámico de una compacta.

Salu2!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Dic 02, 2015 10:25 pm
por templario
Vaya curro te pegas y para compartir con todos! No se como Nikon consigue ese iso y rango con un sensor "prestado". Anoto lo del hdr. Gracias por la información!

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Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Dic 02, 2015 11:05 pm
por srtopo
Muy interesante. Gracias por compartirlo

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Jue Dic 03, 2015 7:21 am
por jesito
Muchas gracias por compartirlo, muy interesante ese punto de vista, puramente fotográfico.
Excelente documento, (como todos los tuyos).
Saludos.
Jes.

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Jue Dic 03, 2015 7:00 pm
por JesúsIbáñez
Aplausos

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Jue Dic 03, 2015 7:31 pm
por Jose Viegas
Excelente, gracias por el curro Guillermo!


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Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Vie Dic 04, 2015 4:04 am
por gatomotero
Vaya currada buena...excelente e interesante aporte como siempre.
Muchas gracias

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Vie Dic 04, 2015 11:25 pm
por joseFe
un gusto..., y un lujo
gracias Guillermo

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Sab Dic 05, 2015 7:55 am
por Pau
Guillermo en tu línea. Deberías tener tu propio laboratorio y crear tus propias gráficas. Pasaríamos de doxmark :mrgreen:

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Sab Dic 05, 2015 10:03 am
por Guillermo Luijk
Gracias Pau. En realidad cada uno puede hacerse sus propias gráficas, aquí explicaba cómo:

MEDICIÓN DE RUIDO Y RANGO DINÁMICO. CANON 5D vs 5D2 vs 7D vs PENTAX K5

Pero creo que es duplicar trabajo, me fío mucho de DxO.

Salu2!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Sab Dic 05, 2015 3:19 pm
por noeruan
Muy interesante, un poco difícil de entender, pero todo lo que cuentas suena sensato y relacionado más con la aplicación a la fotografía que con fanatismo o matemáticas puras.
Saludos!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Dom Dic 06, 2015 5:10 pm
por Eduardo Quiroga
Muchas gracias por el currazo. Un saludo

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mar Dic 08, 2015 7:51 pm
por Guillermo Luijk
He convertido este post en un batiburrillo de artículo sobre el rango dinámico de estas cámaras. Si sois capaces de tragaros el tocho, creo que comento cosas interesantes:

DUELO DE TITANES: 5DS R, D810 Y A7R II. SOBRE EL RANGO DINÁMICO FOTOGRÁFICO, LOS HDR Y DUAL ISO DE ML

(esta imagen no es así de fea porque sí, su razón de ser está en el artículo)
Imagen . Imagen

Salu2!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mar Dic 08, 2015 9:13 pm
por neoproducciones
¡Interesantísimo artículo! Especialmente, me ha gustado cómo explicas la implementación del Dual ISO en Magic Lantern, impresiona conocer lo que puede hacerse con un mismo equipamiento (sensor) a través de técnicas más "elaboradas" que las que a veces incluyen los fabricantes de serie.

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mar Dic 08, 2015 9:55 pm
por soyeltroll
Gracias

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Dom Ene 03, 2016 12:57 am
por Guillermo Luijk
Ejercicio de cálculo de cuanto mejora el ruido en un HDR típico. Ahorquillado {0, +2, +4}, la captura 0 salva las luces, la captura +4 las sombras.

Con una fusión lineal no hay cambios de tono ni contraste respecto a la captura 0, solo difieren en el nivel de ruido visible:

Imagen

Mapa de fusión HDR:
Imagen

Recortes al 100%:
Imagen


Vamos a estimar numéricamente cuanto se ha reducido el ruido usando las curvas de relación S/N de la cámara:

- En las "luces" del sensor el ruido visible se reduce por un factor raíz de 2 con cada paso incremental de exposición (3dB/EV de mejora en la relación S/N)
- En las "sombras" del sensor el ruido visible se reduce por un factor 2 con cada paso incremental de exposición (6dB/EV de mejora en la relación S/N)

En nuestro recorte del HDR la mejora dependerá de desde dónde y adónde hayamos desplazado las sombras entre la captura 0 y la +4. Histograma RAW en EV de la +4:

Imagen

La información en media está a unos 5 pasos de la saturación. Por tanto en la 0 está a 9 pasos. Mirando las curvas de la 350D veamos que ganancia de relación S/N hay desde -9 a -5:

Imagen


La mejora es de 19,5dB, es decir el ruido visible en promedio se reduce por un factor 9,44x.

Como curiosidad para lograr la misma mejora promediando tomas estándar se necesitan 9,44^2=89 capturas. Lo que en el HDR logran 2 fotos requiere 89 en el método de promediar, y con pérdida potencial de nitidez por desalineamiento. El promediado no es nunca rival para la sobreexposición.

Salu2!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Dom Ene 03, 2016 12:19 pm
por noeruan
Guillermo,
hay que ver cómo te lo curras, una explicación muy interesante.
Saludos!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Dom Ene 03, 2016 6:12 pm
por Jose Viegas
Guillermo Luijk escribió:Ejercicio de cálculo de cuanto mejora el ruido en un HDR típico. Ahorquillado {0, +2, +4}, la captura 0 salva las luces, la captura +4 las sombras.

Con una fusión lineal no hay cambios de tono ni contraste respecto a la captura 0, solo difieren en el nivel de ruido visible:
(...)


Excelente una vez más Gui, una pregunta, como haces la fusión lineal?

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Ene 06, 2016 6:11 pm
por Guillermo Luijk
Jose Viegas escribió:Excelente una vez más Gui, una pregunta, como haces la fusión lineal?


Con Zero Noise.

Salu2!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Ene 06, 2016 10:23 pm
por Juankinki
Y pensar que hace 30 años estuve estudiando 3 años.... :? !!Jeeeesús¡¡.... :oops:

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Ene 27, 2016 4:23 pm
por chema martinez
Gracias por compartilo y cuanta razón tienes al decir que en Canonistas "levantar sombras está mal visto" (aunque yo sea canonista, jajaja), por no decir que también te reprochan que a Dxo se le vea un plumero Nikon. Al margen de estas anécdotas, es una realidad la debilidad de Canon en el rango dinámico a ISO nativo, pero seguro que para algún buen fotógrafo es una oportunidad. En definitiva la cosa trata de hacer fotos y no de lucir cámara, jeje

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Ene 27, 2016 10:16 pm
por rtoledop
Muchas gracias por compartir...

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Mié Ene 27, 2016 10:22 pm
por Guillermo Luijk
chema martinez escribió:Gracias por compartilo y cuanta razón tienes al decir que en Canonistas "levantar sombras está mal visto" (aunque yo sea canonista, jajaja)

Y yo también lo soy, y Adolfo, pero es que para reconocer las carencias de una marca no hace falta no tenerla, basta no ser un fanboy.

Salu2!

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Vie Ene 29, 2016 8:30 am
por chema martinez
Guillermo Luijk escribió:... pero es que para reconocer las carencias de una marca no hace falta no tenerla, basta no ser un fanboy.

Salu2!


Cierto, ni un "fanboy" ni pensar que ya no vale mi vieja Canon porque su excelente rendimiento no llega al rango dinámico de la competencia :? . A veces me pregunto si muchos se están olvidando de salir a hacer fotos por culpa de tanto "cacharreo", rango dinámico, megapíxeles en el sensor, nitidez de los objetivos, etc :mrgreen: .

Re: Lucha de titanes: 5DS R, D810, A7R II, A7 II y A7S

NotaPublicado: Vie Ene 29, 2016 8:39 am
por Jose Viegas
chema martinez escribió:
Guillermo Luijk escribió:... pero es que para reconocer las carencias de una marca no hace falta no tenerla, basta no ser un fanboy.

Salu2!


Cierto, ni un "fanboy" ni pensar que ya no vale mi vieja Canon porque su excelente rendimiento no llega al rango dinámico de la competencia :? . A veces me pregunto si muchos se están olvidando de salir a hacer fotos por culpa de tanto "cacharreo", rango dinámico, megapíxeles en el sensor, nitidez de los objetivos, etc :mrgreen: .


A veces me pasa pensar en cacharreo cuando no puedo salir a hacer fotos ;)