DXO
Além de algumas das excelentes respostas que já foram fornecidas, gostaria de acrescentar uma pequena palavra de cautela sobre os números do intervalo dinâmico do DXO. Primeiro, a Faixa Dinâmica, conforme definida pelo DXO, é oficialmente a razão entre o ponto de saturação e o RMS do ruído de leitura. Isso é um pouco diferente da proporção entre os pixels mais brilhantes e os pixels mais escuros que contêm dados de imagem ... na verdade, é possível intercalar dados úteis de imagem e ruído de leitura, especialmente com um sensor Canon (que não corta o sinal negativo). informações como a Nikon.)
Faixa dinâmica para fotógrafos
O alcance dinâmico, no que diz respeito ao fotógrafo, tem a ver com duas coisas:
- A quantidade de ruído na imagem (particularmente o ruído de leitura nas sombras).
- A latitude de edição da exposição pós-processo.
Ambos os fatores são importantes, no entanto, ambos não significam necessariamente a mesma coisa quanto ao que você recebe no final. É por isso que o DXO realmente oferece DUAS medidas de faixa dinâmica. Ambos precisam ser lidos no contexto apropriado para entender completamente o que eles significam e como eles podem afetar seu fluxo de trabalho e / ou resultados.
Dynamic Range NÃO é a história toda !!
Primeiro, antes de começar, tenho que oferecer meu conselho mais valioso que posso: o intervalo dinâmico NÃO é a história toda !! A faixa dinâmica é UM aspecto da qualidade da imagem. No geral, a qualidade da imagem é produzida por vários fatores. O sensor de imagem é um desses fatores, e a faixa dinâmica é apenas um fator de um sensor de imagem ... resolução, eficiência quântica, razão sinal / ruído etc. são outros fatores importantes dos sensores de imagem. Além dos sensores de imagem, as câmeras também possuem sistemas AF (e nos sistemas AF, você tem pontos AF totais, layout de pontos, dispersão de pontos, modos de seleção de pontos etc.), sensores de medição, taxas de quadros e profundidades de buffer, ergonomia do corpo, etc. .
Fotógrafos compram CÂMERAS. Nós não compramos sensores. ;) Se você estiver no mercado para comprar uma câmera, compre a câmera que melhor se adapte às suas necessidades gerais. Não baseie sua decisão em um único fator dentre uma infinidade de fatores. Dependendo do tipo de coisa que você fotografa, pode ser necessário um sistema AF de alto desempenho e uma taxa de quadros rápida mais do que qualquer outra coisa, incluindo DR!
Pesquise câmeras, não pesquise sensores.
Faixa Dinâmica: Ruído
O primeiro fator que podemos derivar da faixa dinâmica é a quantidade de ruído em um sinal de imagem em uma base normalizada. Esse último termo é importante: numa base normalizada. Quando você está comparando câmeras, ajuda a ter condições de concorrência equitativas. Para alcançar condições de igualdade ao produzir classificações de câmera a partir de informações da câmera POST (ou seja, uma imagem RAW), é necessário dimensionar a imagem que está sendo medida para um "tamanho de saída" padrão. Isso permite que diferentes câmeras com diferentes especificações de hardware sejam comparadas "normalmente" ou, em outras palavras, diretamente. Sem normalização, você também pode comparar maçãs com laranjas.
A normalização do tamanho da imagem tem um efeito interessante. Reduz TODO o ruído em uma imagem. Não apenas o ruído de leitura, mas o ruído intrínseco presente no sinal da imagem em si (você pode ter ouvido isso chamado "ruído de disparo de fótons".) O ruído de leitura existe apenas nas sombras e, sem qualquer processamento adicional, geralmente é invisível. Na maioria das vezes, para comparações diretas de câmera, a quantidade de ruído de leitura é um fator menor (embora ainda seja importante). O fator mais importante é o ruído da tomada de fótons ou o ruído intrínseco ao sinal.
No contexto das medições de DXOs, Print DR é a medida dos resultados normalizados . Quando se trata de resultados normalizados, a contagem de pixels e a eficiência quântica reinam supremamente. Se fizermos a comparação clássica 5D III e D800 no DXO, você terá ~ 11,7 paradas de ISO 100 Print DR vs. ~ 14,4 paradas de ISO 100 Print DR. Parece uma enorme diferença. No que diz respeito ao Print DR, é isso. Em parte, o 5D III sofre por causa do alto ruído de leitura na ISO 100, mas o outro fator e possivelmente mais significativo é o fato de o D800 ter significativamente mais pixels e um QE consideravelmente mais alto por pixel.
Os pixels menores do D800 já são mais sensíveis à luz; portanto, a eficiência total de coleta de luz do sensor , que tem as mesmas dimensões físicas, é maior que a 5D III. É importante notar que, embora cada um dos pixels 5D III tenha uma FWC (capacidade total de poço) mais alta, cada um deles é menos eficiente (49% vs. 56%) na conversão de fótons em carga utilizável. Quando você considera a área total do sensor, o 5D III tem uma eficiência de 49% acima de 864 mm ^ 2, enquanto o D800 tem uma eficiência de 56% na mesma área exata. Também é importante notar que, se alguém comparar diretamente os pixels 5D III com os pixels D800, você precisaria comparar 1 pixel 5D III com 1,63 D800 pixels, pois só então você compararia a mesma área absoluta de cada sensor. Devido ao QE mais alto do D800, em uma área normal, a "saturação máxima" é maior que no 5D III: A "saturação por área" do D800 na ISO 100 (1,62 pixels em saturação de carga) é de ~ 73200e-, onde quanto à 5D III "saturação por área" em ISO 100 (1,0 pixels no valor de saturação de carga) é 67531e-. O D800 tem claramente o sinal mais forte.
Imagem por imagem, a intensidade total do sinal sempre será maior com o D800, portanto o ruído intrínseco sempre será menor. O ruído de leitura, que geralmente é o culpado no que diz respeito à DR na maioria das mentes dos fotógrafos, é realmente o fator menor aqui ... no entanto, corroe ainda mais o sinal total menor do 5D III em pequena quantidade, prejudicando ainda mais sua relação sinal / ruído quando você o mede.
Agora vem na parte da normalização. Para comparar o D800 diretamente com o 5D III, é necessário normalizar. Isso significa escalar as duas imagens nas mesmas dimensões. No caso do DXO, o objetivo de comparação normalizado é 3600x2400, que corresponde à proporção 3: 2 padrão dos modernos sensores DSLR. O D800 começou com uma vantagem na força total do sinal. Ele também tem a vantagem na contagem de pixels. Quando você reduz a amostra de uma imagem D800, reduz uma imagem ligeiramente melhor (~ 8% melhor, do ponto de vista da força do sinal) e com 63% mais pixels do que o 5D III.
Todos os pixels extras que o D800 permite um maior grau de média (a mistura de vários pixels de origem para produzir um único pixel de destino por meio de algum tipo de média / média / mediana) durante a redução da amostragem, o que resulta em significativamente menos ruído geral. Não apenas nas profundas sombras negras, onde existe ruído de leitura, mas em todos os níveis de tons. Você tem menos ruído nos pretos, nas sombras, nos tons médios, nos destaques e nos brancos. O 5D III tem menos pixels para contribuir com esse processo de média, por isso possui um pouco mais de ruído em toda a faixa tonal. Além disso, o 5D III começou com um ruído de leitura mais alto, que, embora reduzido pela redução da amostragem, é reduzido menos que o do D800 porque havia menos média envolvida e era mais do que o ruído de leitura do D800 para iniciar.
Portanto, quando o DR de impressão é realmente medido a partir dessas duas imagens de comparação de 3200x2400 pixels "normalizadas", a D800 tem uma margem significativa. Daí a razão pela qual obtém " 2,7 pontos " a mais DR de impressão que o 5D III, 14,4 vs. 11,7.
Espero que tudo isso faça sentido. Quando se trata de Print DR, o ruído de leitura é um rolo, mas a força máxima do sinal de todo o sensor (não apenas cada pixel individual) desempenha um papel mais importante. No entanto, o DR de impressão, por se basear em imagens MODIFICADAS , NÃO representa diretamente os recursos do hardware da câmera . É útil principalmente, e talvez apenas, como uma ferramenta comparativa ... para combinar as estatísticas da câmera e usar as diferenças para determinar qual câmera é "melhor" (melhor estatisticamente apenas na frente do sensor de imagem ... mas isso não necessariamente dizer se uma câmera é realmente melhor que outra).
Faixa dinâmica: Latitude de edição de exposição
Ok, agora que uma explicação do Print DR está fora do caminho, é hora de aprimorar o Screen DR . Como mencionei anteriormente, o Print DR é uma medida de imagens modificadas , para usar a saída normalizada da câmera para produzir comparações úteis quando comparadas diretamente . Como as imagens geradas por cada câmera geralmente têm tamanhos diferentes, a normalização resulta em um grau diferente de processamento para cada câmera, a fim de produzir resultados comparáveis. As imagens 5D III precisam ser reduzidas em menor escala que as imagens D800. Há um maior grau de alteração na imagem da D800.
Portanto, o Print DR não informa necessariamente detalhes explícitos sobre o hardware da câmera . Ele fornece detalhes relativos sobre imagens de câmera e sobre a eficácia de um algoritmo de computador no processamento de imagens de uma marca de câmera versus outra. No entanto, ele não diz nada de concreto sobre o desempenho real do mundo real de um sensor de câmera.
O DXO também oferece medições de DR de tela. O DR de tela é mais uma medida de hardware. O DR da tela é obtido diretamente dos arquivos de imagem RAW de cada câmera, sem processamento intermediário. Quando se trata de Screen DR, como não há uma média que atenua o impacto do ruído de leitura, o ruído de leitura desempenha um papel mais significativo. A eficiência quântica e particularmente a contagem de pixels têm um papel menor. O DR da tela é a razão entre a saturação máxima verdadeira e o RMS do ruído de leitura, medido diretamente a partir dos valores de pixel RAW nos arquivos RAW da câmera. Portanto, o Screen DR é o mais diretamente relacionado ao desempenho do hardware do mundo real possível.
No caso do D800 vs. o 5D III, o D800 possui 13,2 pontos de Screen DR, enquanto o 5D III possui 10,97 pontos de Screen DR. Em termos de vantagem do D800, ele caiu de 2,7 para 2,2 pontos, quase 2 / 3rds a menos. Isso indica a vantagem do D800 no mundo real em relação ao 5D III para edição RAW, especificamente para latitude de edição de exposição ... a quantidade de alcance adicional de recuperação que você tem ao trabalhar com um RAW na postagem com uma ferramenta como o Adobe Lightroom. Voltaremos a isso em um momento.
O D800 ainda mantém a vantagem, no entanto. Por quê? Nesse caso, a contagem de pixels não desempenha muito papel. A única função real que a contagem de pixels desempenha aqui é que, para compactar mais pixels no mesmo espaço, você deve reduzir o tamanho do pixel. A eficiência quântica desempenha um papel menor aqui, pois enquanto os pixels do D800 são menores, eles ainda são mais eficientes do que os pixels do 5D III, permitindo um sinal mais forte do que se o QE deles fosse o mesmo (~ 45ke- @ 56% QE vs. ~ 41ke- @ 49% QE, uma diferença de intensidade de sinal de quase 9%). O principal fator que desempenha o maior papel aqui é o ruído de leitura ... e no caso do D800, ele possui um ruído de leitura ISO 100 excepcionalmente baixo, em ~ 3e-. O 5D III, por outro lado, possui um ruído de leitura ISO 100 muito alto, acima de 33 -! Esse é um fator de dez diferenças em relação ao D800. Embora o D800 tenha um ponto de saturação mais baixo, seu ruído de leitura significativamente mais baixo ainda oferece a vantagem no Screen DR. O ruído de leitura muito alto do 5D III está matando-o, apesar de ter um ponto de saturação mais alto de ~ 68ke-.
Então o que isso quer dizer? Como o Screen DR se compara ao Print DR? Bem, para simplificar: o D800 não possui 14,4 pontos de alcance dinâmico em nenhum sentido significativo, no que diz respeito aos fotógrafos. Quando muitos fotógrafos pensam em "faixa dinâmica", pensam na capacidade de levantar sombras. O levantamento de sombras é quase sinônimo de alcance dinâmico, porque é o alcance dinâmico que permite o levantamento de sombras.
Mas espere, por que você não pode levantar as sombras de uma imagem de 3200x2400 pixels? Bem, não há razão para que você não possa ... no entanto, empurrar a exposição em torno de uma imagem reduzida na amostra não é o mesmo que empurrar a exposição em torno de uma imagem RAW. Há várias razões pelas quais você realmente não pode contar com uma imagem D800 de 3200 x 2400 reduzida como tendo 14,4 paradas de DR. Primeiro, se a imagem for JPEG, você terá no máximo 8 paradas de DR, porque as imagens JPEG são de 8 bits. Se você estiver usando uma imagem TIFF, terá 16 bits de espaço numérico para armazenar até 16 pontos de faixa dinâmica; no entanto, independentemente do formato da imagem, reduza a amostragem e destrua uma quantidade considerável de detalhes na imagem. Além disso, qualquer coisa que não seja uma imagem RAW será salva como algum tipo de imagem RGB (ou talvez HSL, mas geralmente a mesma diferença). As imagens RGB não oferecem o mesmo tipo de latitude de edição não destrutiva de baixo nível que uma imagem RAW. Você tem alguma latitude de edição, mas, até certo ponto, os cinco principais intervalos de tons ... pretos, sombras, tons médios, realces e brancos são amplamente corrigidos. Você pode tentar levantar sombras, mas só pode levantá-las até o momento antes de começar a exibir artefatos. O mesmo vale para mover tons médios ou realces por aí ... você pode empurrá-los até um certo grau, no entanto, empurrá-los muito longe, e os artefatos de edição começarão a aparecer.
A verdadeira latitude de edição só pode ser alcançada com a edição de imagens RAW. Agora, aqui está o exemplo: Todos nós editamos imagens RAW em NATIVE SIZE. Não há escala ao editar o RAW. É CRU! É uma réplica exata do sinal digital, representado pela câmera quando a exposição foi feita. A escala não entra em cena. Quando você aumenta e diminui o zoom no Lightroom, na verdade não está alterando o RAW ... está simplesmente alterando o que é renderizado na viewport. Toda vez que você altera uma configuração, aumenta ou diminui a exposição, recupera realces ou levanta sombras, ajusta o balanço de brancos, etc., você está reprocessando os dados ORIGINAL RAW e processando-os novamente na janela de exibição. RAW é RAW, é SEMPRE em tamanho real.
Portanto, o D800 possui 13,2 pontos de faixa dinâmica. O 5D III possui 10,97 pontos de faixa dinâmica. A diferença relativa entre os dois é de ~ 2,2 pontos, não de 2,7. Portanto, a D800 é incapaz de capturar 100% da tonalidade de um pôr do sol de 14,4 pontos em uma única foto ... você ainda precisa de HDR para fazer isso. Você mal seria capaz de capturar um pôr do sol de 13,2 pontos em uma única foto ... mas esse seria o limite máximo do mundo real com uma D800. Você não seria capaz de capturar mais de 11 pontos com um 5D III em um único disparo.
Picking DR
Quando se trata de medições de alcance dinâmico, especialmente ao comparar câmeras para compra, você realmente precisa decidir qual será o seu fluxo de trabalho principal. Você é um viciado em JPEG, disparando milhares de fotos por hora naquele evento esportivo que, em última análise, será reduzido significativamente e publicado na Web, ou talvez reduzido até um certo grau e impresso em tamanho pequeno? Ou você é um RAW Fiend e deseja a maior latitude de edição possível, porque precisa capturar o máximo de detalhes de destaque ao sol no centro do pôr do sol, sem perder nenhum detalhe de sombra profunda ?
Se você quiser reduzir a amostragem e publicar pequenas imagens de 900 pixels de largura na Web, praticamente qualquer câmera no mercado hoje servirá. Se você ainda deseja o melhor, um 5D III ou um D800 farão o trabalho de maneira excelente. Tecnicamente, o D800 teria mais DR, no entanto, como você é um viciado em JPEG, não poderá se beneficiar com isso, já que as imagens JPEG são de 8 bits, você tem apenas 8 paradas de DR utilizáveis.
Se você é um RAW Fiend, especialmente se fotografa regularmente cenas com muito alcance dinâmico, a latitude adicional de edição de exposição fornecida por câmeras com mais eficiência quântica e menos ruído de leitura será valiosa. Nesses casos, você deve ignorar completamente o DR de impressão. É uma medida inútil, mesmo para comparar câmeras. Você deve observar o número do Screen DR no DXO, para encontrar o alcance dinâmico do hardware do mundo real, preservado pelas imagens RAW.
O D800 e o D600 ainda oferecem mais alcance dinâmico do mundo real que o 5D III, sem dúvida. A diferença não é tão grande quanto as "pontuações" do Print DR do DXO fazem parecer que ... o D800 e o D600 são cerca de 2/3rds de uma parada com menos recursos de DR do que o DXO diz que são na realidade, mas ainda mais do que duas paradas mais capaz de DR que um 5D III. Para colocar a diferença em termos mais práticos ... se você subexpor acidentalmente uma imagem em seis pontos e quiser recuperá-la com o Lightroom. Se você tivesse um 5D III, poderia recuperar quatro paradas ... as outras duas paradas seriam perdidas para ler o ruído. Com um D800 ou D600, você pode recuperar todas as seis paradas.
Um último pedaço, e finalmente vou terminar. Os cabos D800 e D600 na faixa dinâmica são relevantes apenas em "ISO baixo". A faixa dinâmica é finalmente limitada pela relação sinal / ruído e, a cada aumento no ISO, a faixa dinâmica máxima cai em uma parada. Pela ISO 800, a diferença de DR entre um 5D III e um D800 é mínima, pela ISO 1600 as diferenças são insignificantes e o SNR se torna o fator mais importante. SNR, ou relação sinal / ruído, torna-se um fator muito mais significativo com alto ISO. Quanto maior o seu SNR, menor o ruído intrínseco do sinal (ruído da foto) e o ISO alto. Quando se trata de alto desempenho ISO, as câmeras Canon têm vantagem e geralmente têm um desempenho um pouco melhor que as câmeras Nikon. Se você considerar os aprimoramentos recentes oferecidos pelo Magic Lantern, As câmeras Canon têm uma vantagem bastante significativa em ISO alto sobre praticamente qualquer outra câmera ... oferecendo 1/2 a 2/3 para uma faixa mais dinâmica em todas as configurações ISO altas do que qualquer outra câmera da mesma classe. A Lanterna Mágica melhora tanto o alto desempenho ISO nas câmeras Canon, que a 5D III e a 6D terminam com uma faixa dinâmica muito maior que a 1D X e D4 em ISOs acima de 400, que são câmeras milhares de dólares mais caras.
Dynamic Range NÃO é a história toda !!
Por fim, antes de concluir esta resposta ridiculamente longa, tenho que reiterar o conselho mais valioso que posso: Faixa dinâmica não é a história toda! A faixa dinâmica é UM aspecto da qualidade da imagem. No geral, a qualidade da imagem é produzida por vários fatores. O sensor de imagem é um desses fatores, e a faixa dinâmica é apenas um fator de um sensor de imagem ... resolução, eficiência quântica, razão sinal / ruído etc. são outros fatores importantes dos sensores de imagem. Além dos sensores de imagem, as câmeras também possuem sistemas AF (e nos sistemas AF, você tem pontos AF totais, layout de pontos, dispersão de pontos, modos de seleção de pontos etc.), sensores de medição, taxas de quadros e profundidades de buffer, ergonomia do corpo, etc. .
Fotógrafos compram CÂMERAS. Nós não compramos sensores. ;) Se você estiver no mercado para comprar uma câmera, compre a câmera que melhor se adapte às suas necessidades gerais. Não baseie sua decisão em um único fator dentre uma infinidade de fatores. Dependendo do tipo de coisa que você fotografa, pode ser necessário um sistema AF de alto desempenho e uma taxa de quadros rápida mais do que qualquer outra coisa, incluindo DR!
Pesquise câmeras, não pesquise sensores.
