ISO INVARIANZA Z6-Z7

[Riccardo Biancolillo]

Oggi mi son imbattuto in una lezione su You Tube  riferita all'Iso Invarianza correlata agli Iso e al rumore digitale.  Guardando il grafico di Photons to photos   ho notato due aspetti caratteristici:

-Z6: qui si ha una invarianza tra i 100-150 iso e tra 150-600 per poi riprendere da 800. Quindi per aver mino rumore occorre agire in quei intervalli di Iso;

-Z7: qui l'innvarianza permette un miglior utilizzo in termini di rumore tra 60-100 e tra 130-350 per poi riprendere da 400. Cio' mi fa percepire la bonta' della Z7 rispetto alla sua sorella minore Z6 in quanto  produce miglior qualita' d' immagne( riferita al  Noise) e che quindi costicchia  grazie alla maggior ingegnerizzazione . 

E' esatto cio'?

[Massimo Vignoli]

Non ti so rispondere nei termini tecnici necessari al livello del tuo quesito, ma la ricaduta pratica di queste cose l’ho sempre trovata estremamente limitata. Per due motivi:
- l’autofocus sulle ML dipende anche dall’esposizione, per cui se sottoespongo 5 stop (800 ISO vs 12.800 ISO) fatico a mettere a fuoco, hai voglia confrontare poi il file per vedere se ha lo stesso rumore.
- le differenze pratiche, nella Z6, tra 100 e 400 ISO sono assolutamente marginali. Così come tra 800 e 1600. 
Ma vediamo se c’è chi ne sa di più....

[M&M]

Non conosco il contesto in cui è stato usato quel grafico nel video di Youtube, può essere che fosse a tema.
Ma l'Input Read Noise è un grafico inverso, perchè viene diviso il valore teorico di rumore in lettura all'ingresso per il guadagno del sensore, cercando di mettere in evidenza l'efficienza del sistema in termini di trasformazione di fotoni in elettroni.
Noi umani però siamo più a nostro agio leggendo i grafici normali come quello di effettivo rumore in uscita :

o quello di "dinamica" del sensore 

 

guardando questi grafici ma senza prenderli come verità scientifiche inoppugnabili perchè non stiamo parlando di misurazione di laboratorio ma di elaborazioni focalizzate al confronto possiamo dedurre :

- che la tecnologia dei sensori è la stessa e deriva da quella di Aptina/Sony cui ricorrono tutti i produttori di fotocamere, con esclusione di Canon.
Questa si caratterizza per un mix di amplificazione elettrica e di amplificazione "digitale", detta dual-gain, evidenziata da i salti nella crescita lineare.
In questi salti viene applicata una diversa amplificazione elettrica che viene mantenuta fino all'eventuale nuovo salto.
Nelle linee, quando il pallino pieno viene sostituito da un triangolo, siamo in campo puramente digitale (ovvero il segnale viene amplificato numericamente, non elettricamente)

- che al netto del fatto che la Z7 (come D810 e D850) parte da una sensibilità di base di 64 ISO, il comportamento è simile.
Se traslassimo le figure della Z7 da 64 a 100 ISO di partenza, normalizzando a livello della Z6 avremmo figure abbastanza coincidenti.

- con la differenza che la Z7 si ferma - per questioni di produzione di rumore - a 6400 ISO in termini di amplificazione del segnale elettrico, mentre la Z6 prosegue fino a 25.600

Aggiungere la D6/D5 al ragionamento ci fa vedere come possano essere diversi i comportamenti di sensori simili per tecnologia a seconda delle scelte dei progettisti in termini di amplificazione del segnale :

D6/D6 hanno una dinamica terribilmente tormentata sotto ai 2500 ISO perchè lo scopo è riuscire ad amplificare il segnale per via elettrica sino a 102.400, rinunciando alle capacità di pulizia di questi sensori sotto ai 1600 ISO.
Di fatto abbiamo tre sensori simili, uno che mostra il meglio di se a 64 ISO, uno tra 100 e 320, uno oltre i 1600.

- quale è meglio ? Nessuno. Dipende dallo scopo. Usare la Z7 ad alti ISO è possibile ma pena un peggioramento della qualità di immagine che di fatto fa virtualmente perdere il vantaggio di risoluzione.
Usare la D5/D6 a 100 ISO è possibile ma non se dobbiamo aprire le ombre di 3-4 stop, pratica tutt'altro che inusuale.
La Z6 ha un comportamento più omogeneo e permette un campo di impiego più ampio delle due, essendo quella meno specialistica.

- l'ISO invarianza è nell'accezione comune la capacità di operare in post-produzione / post-elaborazione del segnale, un aumento della sensibilità (diverso da quello scelto in ripresa, maggiore o minore, a seconda che apriamo le ombre o cerchiamo di recuperare luci bruciate entro certi limiti) in modo lineare, cioé senza che bruschi salti comportino la comparsa di rumore improvviso.
In questo senso la Z7 è bene che non venga sforzata da 64 oltre i 320 e la Z6 da 100 oltre i 640. In pratica con uno stop di differenza tra i due sensori che poi è la differenza di sensibilità nominale per cui sono tarati.
D6/D5 sono sensori da 1600 ISO e non andrebbero manipolati sotto, salvo per elaborazioni minime e localizzate, con la giusta cautela.

- sui costi, infine, non c'entra nulla la tecnologia : che è la stessa (e che deriva da brevetti comuni tra Nikon e Aptina, poi ceduti con uno scambio di licenze a Sony) ma dal numero di pezzi prodotti.
Il sensore della Z6 è un prodotto Sony per i clienti, prodotto in milioni di pezzi (lo usano tutti da Sony a Sigma, passando per Nikon e Panasonic). I sensori di Z7 e D5/D6 sono progetti Nikon, prodotti da Sony in decine di migliaia di pezzi.
Il costo di impianto è lo stesso da suddividere per il numero dei pezzi prodotti. I sensori a più alta densità di risoluzione, poi, hanno uno scarto superiore di pezzi non conformi. Cosa che aumenta ulteriormente il costo.

Non per essere asseverante, io non sono un esperto di produzione di sensori, tecnologia molto sofisticata ma per chiarire almeno a livello discorsivo affermazione che a prima vista potrebbero convincere ma sono nella realtà, abbastanza fuorvianti.

Nella pratica tutto questo è utile ? Si, un pochino. Ma l'esperienza d'uso e la capacità di utilizzare il software di sviluppo secondo me sono più importanti. Con la pratica tanti scatti in condizioni di luce differenti, si assimilano gli stessi concetti pur senza sapere la teoria.

 

[M&M]

Queste macchine sotto al boost del dual gain (che sfruttano Z6 e A7 III) hanno differenze ... irrilevanti. Oltre dipende dalle scelte di amplificazione dei progettisti.
In particolare alla sensibilità nominale di 100 ISO.

La Z5 NON ha un sensore BSI, è di una generazione precedente a quello della Z6, che è analogo a quello della A7 III.

Quei valori negativi non hanno senso, specie perchè sono fuori dalla gamma lineare, che come noto per questa macchine parte da ISO 100.

Ricordiamoci che la scala delle ordinate è logaritmica e che questi grafici sono elaborazioni non misurazioni lineari.

[Riccardo Biancolillo]

Il 26/11/2020 at 07:55, M&M ha scritto:

Non conosco il contesto in cui è stato usato quel grafico nel video di Youtube, può essere che fosse a tema.
Ma l'Input Read Noise è un grafico inverso, perchè viene diviso il valore teorico di rumore in lettura all'ingresso per il guadagno del sensore, cercando di mettere in evidenza l'efficienza del sistema in termini di trasformazione di fotoni in elettroni.
Noi umani però siamo più a nostro agio leggendo i grafici normali come quello di effettivo rumore in uscita :

o quello di "dinamica" del sensore 

 

guardando questi grafici ma senza prenderli come verità scientifiche inoppugnabili perchè non stiamo parlando di misurazione di laboratorio ma di elaborazioni focalizzate al confronto possiamo dedurre :

- che la tecnologia dei sensori è la stessa e deriva da quella di Aptina/Sony cui ricorrono tutti i produttori di fotocamere, con esclusione di Canon.
Questa si caratterizza per un mix di amplificazione elettrica e di amplificazione "digitale", detta dual-gain, evidenziata da i salti nella crescita lineare.
In questi salti viene applicata una diversa amplificazione elettrica che viene mantenuta fino all'eventuale nuovo salto.
Nelle linee, quando il pallino pieno viene sostituito da un triangolo, siamo in campo puramente digitale (ovvero il segnale viene amplificato numericamente, non elettricamente)

- che al netto del fatto che la Z7 (come D810 e D850) parte da una sensibilità di base di 64 ISO, il comportamento è simile.
Se traslassimo le figure della Z7 da 64 a 100 ISO di partenza, normalizzando a livello della Z6 avremmo figure abbastanza coincidenti.

- con la differenza che la Z7 si ferma - per questioni di produzione di rumore - a 6400 ISO in termini di amplificazione del segnale elettrico, mentre la Z6 prosegue fino a 25.600

Aggiungere la D6/D5 al ragionamento ci fa vedere come possano essere diversi i comportamenti di sensori simili per tecnologia a seconda delle scelte dei progettisti in termini di amplificazione del segnale :

D6/D6 hanno una dinamica terribilmente tormentata sotto ai 2500 ISO perchè lo scopo è riuscire ad amplificare il segnale per via elettrica sino a 102.400, rinunciando alle capacità di pulizia di questi sensori sotto ai 1600 ISO.
Di fatto abbiamo tre sensori simili, uno che mostra il meglio di se a 64 ISO, uno tra 100 e 320, uno oltre i 1600.

- quale è meglio ? Nessuno. Dipende dallo scopo. Usare la Z7 ad alti ISO è possibile ma pena un peggioramento della qualità di immagine che di fatto fa virtualmente perdere il vantaggio di risoluzione.
Usare la D5/D6 a 100 ISO è possibile ma non se dobbiamo aprire le ombre di 3-4 stop, pratica tutt'altro che inusuale.
La Z6 ha un comportamento più omogeneo e permette un campo di impiego più ampio delle due, essendo quella meno specialistica.

- l'ISO invarianza è nell'accezione comune la capacità di operare in post-produzione / post-elaborazione del segnale, un aumento della sensibilità (diverso da quello scelto in ripresa, maggiore o minore, a seconda che apriamo le ombre o cerchiamo di recuperare luci bruciate entro certi limiti) in modo lineare, cioé senza che bruschi salti comportino la comparsa di rumore improvviso.
In questo senso la Z7 è bene che non venga sforzata da 64 oltre i 320 e la Z6 da 100 oltre i 640. In pratica con uno stop di differenza tra i due sensori che poi è la differenza di sensibilità nominale per cui sono tarati.
D6/D5 sono sensori da 1600 ISO e non andrebbero manipolati sotto, salvo per elaborazioni minime e localizzate, con la giusta cautela.

- sui costi, infine, non c'entra nulla la tecnologia : che è la stessa (e che deriva da brevetti comuni tra Nikon e Aptina, poi ceduti con uno scambio di licenze a Sony) ma dal numero di pezzi prodotti.
Il sensore della Z6 è un prodotto Sony per i clienti, prodotto in milioni di pezzi (lo usano tutti da Sony a Sigma, passando per Nikon e Panasonic). I sensori di Z7 e D5/D6 sono progetti Nikon, prodotti da Sony in decine di migliaia di pezzi.
Il costo di impianto è lo stesso da suddividere per il numero dei pezzi prodotti. I sensori a più alta densità di risoluzione, poi, hanno uno scarto superiore di pezzi non conformi. Cosa che aumenta ulteriormente il costo.

Non per essere asseverante, io non sono un esperto di produzione di sensori, tecnologia molto sofisticata ma per chiarire almeno a livello discorsivo affermazione che a prima vista potrebbero convincere ma sono nella realtà, abbastanza fuorvianti.

Nella pratica tutto questo è utile ? Si, un pochino. Ma l'esperienza d'uso e la capacità di utilizzare il software di sviluppo secondo me sono più importanti. Con la pratica tanti scatti in condizioni di luce differenti, si assimilano gli stessi concetti pur senza sapere la teoria.

 

Spiegazioni intererssanti. Il contesto su You Tube era riferito al disturbo collegato agli iso , da cio' il video sulla invarianza degli iso. Per curiosita' poi sono andato a vedere come si comportavano le z6e z7. Da non esperto mi sembra di aver capito che a bassi iso, anzi moolto bassi, l'immaging della z7 ha un rumore inferiore rispetto alla sorellaz6. e cio' credo sia dovuto alla maggior qualita' dell'ingegnerizzazione.

 

[M&M]

3 minuti fa, riccardo55 ha scritto:

Spiegazioni intererssanti. Il contesto su You Tube era riferito al disturbo collegato agli iso , da cio' il video sulla invarianza degli iso. Per curiosita' poi sono andato a vedere come si comportavano le z6e z7. Da non esperto mi sembra di aver capito che a bassi iso, anzi moolto bassi, l'immaging della z7 ha un rumore inferiore rispetto alla sorellaz6. e cio' credo sia dovuto alla maggior qualita' dell'ingegnerizzazione.

 

No, solo al fatto che é 'tirato' meno.

[Riccardo Biancolillo]

11 ore fa, M&M ha scritto:

No, solo al fatto che é 'tirato' meno.

Mi fido, teacher!! Comunque e' stata una bella lezione. Qui si spazia  a 3600°    ; e qui e' la forza di Nikonland

[M&M]

Adesso non esageriamo sono concetti un pò di confine e piuttosto opinabili che troppo spesso vengono presi come se fossero prove in tribunale per dimostrare ... quello che si vorrebbe dimostrare.

A guardare questi grafici ... per le fotocamere Canon non ci si spiegherebbe perché hanno oltre il 50% del mercato mentre Nikon sta tra il 15 e il 22%. 

Ma restando in casa nostra, i progettisti Nikon hanno fatto una scelta netta con le due macchine Z6 e Z7 in base alla tradizione Nikon di avere una macchina "veloce" e una "da meditazione".

La Z6 ha una sensibilità più elevata che si traduce in un rumore più basso alle sensibilità più alte e una dinamica generalmente superiore, tranne dove la Z6 fa la differenza, ovvero a 64 ISO e alle sensibilità più basse.
Comprare la Z7 per usarla "come una Z6" è uno spreco di denaro, se non la si spreme al massimo a 64 ISO con tutto quello che è necessario per trarne il massimo (luce giusta, treppiedi etc.), è inutile comprarla.
Così come di fondo è "quasi" totalmente inutile usare la Z6 a 14 bit ad alti ISO.