1. El curioso sensor
de la Pentax K5
© Guillermo Luijk 2011
www.guillermoluijk.com

2. Índice
PARTE I PARTE II
RANGO DINÁMICO Y RUIDO EN UN EL SENSOR DE LA PENTAX K5
SENSOR DIGITAL
 Concepto de rango dinámico  El sensor Sony EXMOR IMX071
 Expresión del rango dinámico  Rango dinámico del sensor
 Rango dinámico de la escena y de la  RAW de 14 bits justificado
cámara  El sensor “sin ISO”
 Comparativa de rango dinámico  Exposición óptima en RAW
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
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3. PARTE I
RANGO DINÁMICO Y RUIDO EN UN SENSOR DIGITAL

4. Concepto de rango dinámico
 Se define como rango dinámico (RD) a la relación existente entre una
luminosidad máxima y una luminosidad mínima: MAX/MIN
RD DE LA ESCENA RD DE LA CÁMARA
 Rango comprendido entre la zona  Rango comprendido entre la
más luminosa (luces altas), y la saturación, y las sombras con un
más oscura (sombras profundas) ruido tal que no permita distinguir
de la misma detalle
 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
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5. 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 dB
log2(10000) = log(10000)/log(2)
20·log10(10000)
1EV = 6 dB
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6. RD de la escena: ejemplos reales (1/3)
 Escena de bajo rango dinámico:
~3EV
histograma
RAW
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7. RD de la escena: ejemplos reales (2/3)
 Escena de rango dinámico medio:
histograma ~6EV
RAW
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8. RD de la escena: ejemplos reales (3/3)
 Escena de alto rango dinámico:
histograma ~12EV
RAW
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9. 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
saturación RANGO DINÁMICO
Canon 350D a ISO100
~8EV de rango dinámico ruido
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10. 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
Rango dinámico estimado en EV
(ISO base)
12 11 11
9
8,5
8
8
4
0
Canon Canon 5D Canon 40D Fuji S3/S5 Pentax K5
350D Sony A700 Pro
Nikon D3
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11. PARTE II
EL SENSOR DE LA PENTAX K5

12. 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
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13. 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
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14. 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
Pentax K5 Canon 5D clásica
Los más de 2
pasos de
ventaja de la
Pentax K5
superan con
creces a la
Canon en
rango dinámico
absoluto
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15. 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
Pentax K5 Canon 5D clásica
Al subir el ISO
el rendimiento
de los dos
sensores es
similar cuando
la luz escasea
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16. 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
-2 bits
posterización
Foto cortesía de Mika
RAW 12 bits
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17. 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
ISO100 ISO1600 ISO100 ISO1600
Pentax
K5
Canon
350D
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18. 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
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19. 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
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20. PARTE III
VENTAJAS DE UN SENSOR DE ALTO RANGO
DINÁMICO

21. 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
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22. 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
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23. 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
MEJORA EN LA NITIDEZ DE
disparo evitaremos mejor
LA IMAGEN
una posible trepidación
 Cerrando más diafragma MEJORA EN LA PDC DE
garantizaremos una mayor LA IMAGEN
PDC
-3EV
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24. “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
MEJORA EN
 Este “izquierdeo” del OTROS
histograma permite ASPECTOS:
relegar el ajuste de ENCUADRE,
exposición a un
segundo plano COMPOSICIÓN,
ENFOQUE
...
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25. gracias