Dopo le considerazioni sulla modalità Cine EI delle Sony F5 e F55 ci sembrava opportuno tradurre anche quest’altro articolo di Alister Chapman che descrive la relazione tra gamma dinamica e guadagno elettronico.
Uno dei sistemi più utilizzati per ridurre il rumore in camera è quello di diminuire il guadagno elettronico; il risultato che si ottiene è un’immagine più “pulita” e più semplice da gestire qualora serva aggiungere effetti visivi. Allo stesso modo aumentando il guadagno di 6db, per esempio, si può aumentare la luminosità dell’immagine al prezzo di aumentarne anche sensibilmente il rumore.
Tuttavia nella maggior parte dei casi aggiungere o ridurre il guadagno si traduce in una diminuzione della gamma dinamica in quanto il suo effetto è quello di limitare artificialmente le parti più estreme dell’istogramma della nostra immagine. Il massimo livello di illuminazione che una telecamera può catturare viene determinato dal sensore e dalle curve di gamma che sono applicate al segnale in ingresso. Il livello di nero o meglio la parte più scura dell’immagine è il punto in cui il segnale reale dell’immagine in relazione al livello di rumore è sufficientemente più alto da permettere di discriminarne i dettagli (conosciuto anche come “noise floor”). Detto questo possiamo intendere come gamma dinamica la distanza tra il minimo punto di nero e il massimo punto di clipping o di bianco.
Al fine di massimizzare le prestazioni delle telecamere i progettisti determinano con grande attenzione il punto di guadagno nominale di 0db (ISO nativo); in questo modo il “noise floor” si avvicina al nero mentre la registrazione del picco di livello del segnale si raggiunge in prossimità al punto di clipping del sensore.
Il guadagno della telecamera controlla l’uscita video e il livello di registrazione in relazione al livello di segnale che raggiunge il sensore. Se si utilizza un guadagno di -3db si riduce il corrispettivo segnale in uscita. La gestione delle alte luci non cambia (determinata dal clipping del sensore e dalla mappatura delle curve di gamma) ma il segnale in uscita perde in luminosità e come conseguenza vengono tagliate o ridotte alcune informazioni nella parte più scura dell’immagine; e poichè si discrimineranno meno dettagli nelle zone più buie si può asserire che la gamma dinamica viene in qualche modo ridotta (stesso clipping ma si alza il noise floor).
Il dynamic range (che spesso trovate scritto col suo acronimo DR) non riguarda esclusivamente la gestione delle alte luci quanto l’intera gamma del luma, dalle zone più scure a quelle più chiare. 3db corrispondono a mezzo stop (6db = 1 stop) per cui spostare il guadagno a -3db implica ridurre la gamma dinamica di mezzo stop nella parte sinistra dell’istogramma (quella delle basse luci) senza apparenti svantaggi nella parte delle alte luci. In ogni modo potete facilmente comprendere come venga ridotta la gamma dinamica.
Quando si aggiunge guadagno invece succede esattamente l’opposto. In linea di massima ciò che il sensore riesce a percepire nelle zone d’ombra è vincolato dal “noise floor” del sensore. Se si aggiungono 6db di guadagno si aggiunge luminosità alle zone più scure ma lo stesso incremento lo si avrà anche sul livello del rumore. In questo modo si finisce per avere dettagli più chiari nelle zone d’ombra ma senza poter discriminare ivi un numero maggiore di informazioni, poichè il livello di rumore è cresciuto parimenti. Contemporaneamente, nella parte destra dell’istogramma, quando si aggiunge guadagno si spinge il livello di registrazione oltre il massimo livello di output (fissato a 0db) costringendo il sensore a raggiungere il punto di clipping 6db prima del suo livello nominale. Capite quindi che il guadagno positivo lascia inalterato il range nella zona delle basse luci ma riduce il range di registrazione delle alte luci di un valore pari a 6db.
In qualsiasi modo agiate sul guadagno finirete per ridurre la gamma dinamica della vostra immagine. Aggiungere guadagno quando si dispone di poca luce tende comunque a essere il male minore poichè quando si centellina ogni singola fonte di luce, la sovraesposizione e i bianchi bruciati saranno sicuramente l’ultima delle vostre preoccupazioni.
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