DXO
En plus de quelques-unes des excellentes réponses qui ont déjà été fournies, je voudrais ajouter un petit mot de prudence concernant les numéros de plage dynamique de DXO. Tout d'abord, la plage dynamique telle que définie par DXO est officiellement le rapport entre le point de saturation et le RMS du bruit de lecture. C'est un peu différent du rapport entre les pixels les plus brillants et les pixels les plus sombres qui contiennent des données d'image ... comme Nikon le fait.)
Plage dynamique pour les photographes
La plage dynamique, pour un photographe, a à voir avec deux choses:
- La quantité de bruit dans l'image (en particulier le bruit de lecture dans les ombres).
- La latitude d'édition de l'exposition post-traitement.
Ces deux facteurs sont importants, mais les deux ne signifient pas nécessairement la même chose pour ce que vous obtenez au final. C'est pourquoi DXO propose en fait DEUX mesures de plage dynamique. Les deux doivent être lus dans le contexte approprié pour bien comprendre ce qu'ils signifient et comment ils peuvent affecter votre flux de travail et / ou vos résultats.
Dynamic Range n'est PAS toute l'histoire !!
Tout d'abord, avant de commencer, je dois offrir mon conseil le plus précieux que je peux: la plage dynamique n'est pas toute l'histoire !! La plage dynamique est UN aspect de la qualité d'image. Dans l'ensemble, la qualité d'image est produite par plusieurs facteurs. Le capteur d'image est l'un de ces facteurs, et la plage dynamique n'est qu'un facteur d'un capteur d'image ... la résolution, l'efficacité quantique, le rapport signal / bruit, etc. sont d'autres facteurs importants des capteurs d'image. En plus des capteurs d'image, les appareils photo ont également des systèmes AF (et dans les systèmes AF, vous avez le total des collimateurs AF, la disposition des points, la répartition des points, les modes de sélection des points, etc.), des capteurs de mesure, des fréquences d'images et des profondeurs de tampon, l'ergonomie du corps, etc. .
Les photographes achètent des CAMÉRAS. Nous n'achetons pas de capteurs. ;) Si vous êtes sur le marché pour acheter un appareil photo, assurez-vous d'acheter l'appareil photo qui convient le mieux à vos besoins globaux. Ne basez pas votre décision sur un seul facteur parmi une multitude de facteurs. Selon le type de photos que vous photographiez, vous aurez peut-être besoin d'un système AF hautes performances et d'une cadence d'images supérieure à celle dont vous avez besoin, y compris DR!
Recherchez des caméras, ne cherchez pas de capteurs.
Plage dynamique: bruit
Le premier facteur que nous pouvons déduire de la plage dynamique est la quantité de bruit dans un signal d'image sur une base normalisée. Ce dernier terme est important: sur une base normalisée. Lorsque vous comparez des caméras, il est utile d'avoir des règles du jeu équitables. Pour obtenir des conditions de jeu égales lors de la production de notes de caméra à partir des informations de la caméra POST (c'est-à-dire une image RAW), il faut mettre à l'échelle l'image mesurée à une "taille de sortie" standard. Cela permet de comparer "normalement", ou en d'autres termes, directement différentes caméras avec des spécifications matérielles différentes. Sans normalisation, vous pourriez aussi bien comparer des pommes à des oranges.
La normalisation de la taille de l'image a un effet intéressant. Il réduit TOUS les bruits d'une image. Non seulement le bruit de lecture, mais le bruit intrinsèque présent dans le signal d'image lui-même (vous avez peut-être entendu ce qu'on appelle le «bruit de tir de photons».) Le bruit de lecture n'existe que dans les ombres, et sans aucun traitement supplémentaire, il est généralement invisible. Pour la plupart, pour les comparaisons directes de caméras, la quantité de bruit de lecture est un facteur moindre (bien que toujours important). Le facteur le plus important est le bruit des photons ou le bruit intrinsèque au signal.
Dans le contexte des mesures DXO, Print DR est la mesure des résultats normalisés . Lorsqu'il s'agit de résultats normalisés, le nombre de pixels et l'efficacité quantique règnent en maître. Si nous prenons la comparaison classique 5D III et D800 sur DXO, vous avez ~ 11,7 arrêts de ISO 100 Print DR contre ~ 14,4 arrêts de ISO 100 Print DR. Cela semble être une énorme différence. En ce qui concerne Print DR, c'est le cas. Le 5D III souffre en partie du bruit de lecture élevé à 100 ISO, mais l'autre facteur, peut-être plus important, est le fait que le D800 a beaucoup plus de pixels et un QE par pixel considérablement plus élevé.
Les pixels plus petits du D800 sont déjà plus sensibles à la lumière, de sorte que l'efficacité totale de collecte de lumière du capteur , qui a les mêmes dimensions physiques, est supérieure à celle du 5D III. Il est important de noter que même si chacun des pixels 5D III eux-mêmes a chacun un FWC (pleine capacité de puits) plus élevé, dans l'ensemble, ils sont chacun moins efficaces (49% contre 56%) pour convertir les photons en charge utilisable. Lorsque vous tenez compte de la zone totale du capteur, le 5D III a une efficacité de 49% sur 864 mm ^ 2, tandis que le D800 a une efficacité de 56% sur la même zone exacte. Il est également important de noter que si l' on devait comparer directement les 5D III pixels aux D800 pixels, vous auriez en fait besoin de comparer 1 pixel 5D III à 1,63 pixels D800, car alors seulement vous compareriez la même zone absolue de chaque capteur. En raison du QE plus élevé du D800, sur une base de zone normale, la «saturation maximale» est plus élevée que pour le 5D III: la «saturation par zone» du D800 à 100 ISO (valeur de 1,62 pixels de saturation de charge) est ~ 73200e-, où quant à la 5D III "saturation par zone" à 100 ISO (1,0 pixel de saturation de charge) est de 67531e-. Le D800 a clairement le signal le plus fort.
Image pour image, la force totale du signal sera toujours plus élevée avec le D800, donc le bruit intrinsèque sera toujours moindre. Le bruit de lecture, qui est généralement le coupable en ce qui concerne la DR dans la plupart des esprits des photographes, est en fait le plus petit facteur ici ... mais il ronge encore un peu le signal total moindre du 5D III, ce qui fait encore plus mal son rapport signal / bruit lorsque vous le mesurez réellement.
Vient maintenant dans la partie normalisation. Pour comparer le D800 directement au 5D III, vous devez normaliser. Cela signifie que la mise à l'échelle des deux images aux mêmes dimensions. Dans le cas de DXO, leur objectif de comparaison normalisé est de 3600 x 2400, ce qui correspond au rapport standard 3: 2 des capteurs DSLR modernes. Le D800 a commencé avec un avantage dans la puissance totale du signal. Il présente également l'avantage du nombre de pixels. Lorsque vous sous-échantillonnez une image D800, vous sous-échantillonnez une image légèrement meilleure (~ 8% meilleure, du point de vue de la force du signal) et avec 63% de pixels de plus que le 5D III.
Tous ces pixels supplémentaires du D800 permettent un plus grand degré de moyenne (le mélange de plusieurs pixels source pour produire un seul pixel de destination via une sorte de moyenne / moyenne / médiane) pendant le sous-échantillonnage, ce qui se traduit par un bruit global nettement moins élevé. Pas seulement dans les ombres noires profondes, où le bruit de lecture existe, mais à tous les niveaux sonores. Vous avez moins de bruit dans les noirs, les ombres, les tons moyens, les hautes lumières et les blancs. Le 5D III a moins de pixels pour contribuer à ce processus de moyenne, il a donc un peu plus de bruit sur toute la gamme tonale. De plus, le 5D III a commencé avec ce bruit de lecture plus élevé, qui, tout en étant également réduit par le sous-échantillonnage, est moins réduit que le D800 car il y avait moins de moyenne impliquée, et c'était plus que le bruit de lecture du D800 pour commencer.
Ainsi, lorsque Print DR est réellement mesuré à partir de ces deux images de comparaison «normalisées» de 3200 x 2400 pixels, le D800 a un avantage significatif. D'où la raison pour laquelle il obtient " 2,7 arrêts" de plus de DR d'impression que le 5D III, 14,4 contre 11,7.
J'espère que tout cela avait du sens. En ce qui concerne Print DR, le bruit de lecture joue un rôle, mais la puissance de signal maximale de l'ensemble du capteur (et pas seulement de chaque pixel individuel) joue un rôle plus important. Print DR, cependant, car il est basé sur des images MODIFIÉES , n'est PAS directement représentatif des capacités du matériel de l' appareil photo . Il est utile principalement, et peut-être seulement, comme outil comparatif ... pour faire correspondre les statistiques de la caméra et utiliser les différences pour déterminer quelle caméra est "meilleure" (meilleure statistiquement sur le front du capteur d'image uniquement ... mais cela ne le fait pas nécessairement vous dire si un appareil photo est vraiment meilleur qu'un autre).
Plage dynamique: modification de l'exposition Latitude
Ok, alors maintenant qu'une explication de Print DR est à l'écart, il est temps de s'affiner sur Screen DR . Comme je l'ai mentionné précédemment, Print DR est une mesure d' images modifiées , afin d'utiliser une sortie d'appareil photo normalisée pour produire des comparaisons utiles lorsqu'elles sont comparées directement . Étant donné que les images générées par chaque caméra sont généralement de tailles différentes, la normalisation entraîne un degré de traitement différent pour chaque caméra afin de produire des résultats comparables. Les images 5D III doivent être sous-échantillonnées à un moindre degré que les images D800. Il y a un plus grand degré de changement avec l'image D800.
En tant que tel, Print DR ne vous donne pas nécessairement des détails explicites sur le matériel de l' appareil photo . Il vous donne des détails relatifs sur les images de la caméra et il vous informe de l'efficacité d'un algorithme informatique pour traiter les images d'une marque de caméra par rapport à une autre. Cependant, il ne vous dit rien de concret sur les performances réelles d'un capteur de caméra.
DXO propose également des mesures Screen DR. Screen DR est plus une mesure matérielle. Screen DR est extrait directement des fichiers d'image RAW de chaque caméra, sans aucun traitement intermédiaire. En ce qui concerne Screen DR, car il n'y a pas de moyenne qui atténue l'impact du bruit de lecture, le bruit de lecture joue un rôle plus important. L'efficacité quantique et en particulier le nombre de pixels jouent un rôle moindre. Screen DR est le rapport entre la vraie saturation maximale et le RMS du bruit de lecture mesuré directement à partir des valeurs de pixels RAW dans les fichiers RAW de la caméra réelle. Par conséquent, Screen DR est à peu près aussi directement lié aux performances matérielles du monde réel que possible.
Dans le cas du D800 par rapport au 5D III, le D800 a 13,2 arrêts d'écran DR, tandis que le 5D III a 10,97 arrêts d'écran DR. En termes d'avantage du D800, il est passé de 2,7 arrêts à 2,2 arrêts, soit presque les 2/3 d'un arrêt de moins. Cela indique l'avantage réel du D800 par rapport au 5D III pour l'édition RAW, en particulier pour la latitude d'édition de l'exposition ... la quantité de plage de récupération supplémentaire dont vous disposez lorsque vous travaillez avec une RAW en post avec un outil comme Adobe Lightroom. Nous y reviendrons dans un instant.
Le D800 conserve cependant l'avantage. Pourquoi? Dans ce cas, le nombre de pixels ne joue pas beaucoup de rôle. Le seul véritable rôle du nombre de pixels ici est que, pour emballer plus de pixels dans le même espace, vous devez réduire la taille des pixels. L'efficacité quantique joue ici un rôle moindre, car bien que les pixels D800 soient plus petits, ils sont toujours plus efficaces que les pixels 5D III, permettant un signal plus fort que si leur QE devait être le même (~ 45ke- @ 56% QE vs. ~ 41ke- @ 49% QE, une différence de force du signal de près de 9%). Le facteur clé qui joue le plus grand rôle ici est le bruit de lecture ... et dans le cas du D800, il a un bruit de lecture ISO 100 exceptionnellement bas, à ~ 3e-. Le 5D III, en revanche, a un bruit de lecture ISO 100 très élevé de plus de 33 e! C'est un facteur de dix différence par rapport au D800. Même si le D800 a un point de saturation plus bas, son bruit de lecture nettement inférieur lui confère toujours l'avantage dans Screen DR. Le bruit de lecture très élevé du 5D III le tue, malgré un point de saturation plus élevé de ~ 68ke-.
Qu'est-ce que cela signifie? Comment Screen DR se compare-t-il à Print DR? Eh bien, pour le dire simplement: le D800 n'a pas 14,4 arrêts de plage dynamique dans un sens significatif, en ce qui concerne les photographes. Lorsque la plupart des photographes pensent à la "plage dynamique", ils pensent à la possibilité de lever les ombres. Le lifting des ombres est presque synonyme de plage dynamique, car c'est la plage dynamique qui permet le levage des ombres.
Mais attendez, pourquoi ne pouvez-vous pas lever les ombres d'une image de 3200x2400 pixels? Eh bien, il n'y a aucune raison pour laquelle vous ne pouvez pas ... cependant, pousser l'exposition autour d'une image sous-échantillonnée n'est pas la même chose que pousser l'exposition autour d'une image RAW. Il y a plusieurs raisons pour lesquelles vous ne pouvez pas vraiment compter une image D800 3200x2400 sous-échantillonnée comme ayant 14,4 arrêts de DR. Tout d'abord, si l'image est un JPEG, vous avez au plus 8 arrêts de DR, car les images JPEG sont en 8 bits. Si vous utilisez une image TIFF, vous disposez de 16 bits d'espace numérique pour stocker jusqu'à 16 arrêts de plage dynamique, mais quel que soit le format de l'image, en sous-échantillonnant, vous avez quand même détruit une quantité considérable de détails dans votre image. De plus, tout ce qui n'est pas une image RAW sera enregistré en tant qu'image RVB (ou peut-être HSL, mais généralement la même différence). Les images RVB n'offrent pas le même type de latitude d'édition non destructive de bas niveau qu'une image RAW. Vous avez une certaine latitude d'édition, mais dans une certaine mesure, les cinq principales gammes de tons ... les noirs, les ombres, les tons moyens, les reflets et les blancs sont en grande partie fixes. Vous pouvez essayer de lever les ombres, mais vous ne pouvez les soulever que jusqu'à ce que les artefacts d'édition commencent à apparaître. Il en va de même pour déplacer les tons moyens ou les reflets ... vous pouvez les pousser dans une certaine mesure, mais les pousser trop loin, et les artefacts d'édition commenceront à apparaître.
La véritable latitude d'édition ne peut être obtenue qu'avec l'édition d'images RAW. Maintenant, voici le kicker: Nous éditons tous des images RAW à NATIVE SIZE. Il n'y a pas de mise à l'échelle lors de l'édition de RAW. C'est RAW! Il s'agit d'une réplique exacte du signal numérique tel que représenté par l'appareil photo au moment de l'exposition. La mise à l'échelle ne vient pas dans l'image. Lorsque vous effectuez un zoom avant ou arrière dans Lightroom, vous ne modifiez pas réellement le RAW ... vous modifiez simplement ce qui est rendu dans la fenêtre. Chaque fois que vous modifiez un paramètre, poussez l'exposition vers le haut ou vers le bas, récupérez les hautes lumières ou soulevez les ombres, ajustez la balance des blancs, etc. RAW est RAW, c'est TOUJOURS en taille réelle.
Pour cela, le D800 a 13,2 arrêts de plage dynamique. Le 5D III a 10,97 arrêts de plage dynamique. La différence relative entre les deux est de ~ 2,2 arrêts et non de 2,7. Le D800 est donc incapable de capturer 100% de la tonalité d'un coucher de soleil à 14,4 arrêts en un seul coup ... vous avez toujours besoin du HDR pour le faire. Vous seriez à peine capable de capturer un coucher de soleil de 13,2 arrêts en un seul coup ... mais ce serait la limite ultime du monde réel avec un D800. Vous ne pourriez pas capturer plus de 11 arrêts avec un 5D III en un seul coup.
Cueillette DR
En ce qui concerne les mesures de la plage dynamique, en particulier lors de la comparaison des caméras à acheter, vous devez vraiment décider quel sera votre flux de travail principal. Êtes-vous un JPEG Junkie, tirant des milliers de clichés par heure lors de cet événement sportif qui seront finalement considérablement sous-échantillonnés et publiés sur le Web, ou peut-être sous-échantillonnés dans une certaine mesure et imprimés en petits caractères? Ou êtes-vous un démon RAW et souhaitez-vous avoir la plus grande latitude d'édition possible, car vous devez pouvoir capturer autant de détails de surbrillance au soleil au cœur de ce coucher de soleil que vous le pouvez sans perdre aucun détail d'ombre profonde ?
Si vous allez simplement sous-échantillonner et publier de minuscules images de 900 pixels de large sur le Web, alors à peu près N'IMPORTE QUELLE caméra sur le marché fera l'affaire. Si vous voulez toujours le meilleur, alors un 5D III ou un D800 fera parfaitement l'affaire. Techniquement parlant, le D800 aurait plus de DR, mais comme vous êtes un junky JPEG, vous ne pourrez pas en profiter, car les images JPEG sont en 8 bits, vous n'avez de toute façon que 8 arrêts de DR utilisable.
Si vous êtes un démon RAW, surtout si vous photographiez régulièrement des scènes avec beaucoup de plage dynamique, la latitude d'édition supplémentaire fournie par les caméras avec une efficacité quantique plus élevée et moins de bruit de lecture va être précieuse. Dans ces cas, vous devez ignorer complètement Print DR. C'est une mesure sans valeur, même pour comparer des caméras. Vous devriez regarder le numéro Screen DR sur DXO, pour trouver la plage dynamique matérielle réelle, telle que préservée par vos images RAW.
Le D800 et le D600 offrent tous les deux une plage dynamique plus réelle que le 5D III, cela ne fait aucun doute. La différence n'est pas aussi grande que les "scores" Print DR de DXO semblent le faire ... les D800 et D600 sont à environ 2/3 d'un stop moins capable de DR que DXO dit qu'ils sont en réalité, mais toujours plus de deux arrêts plus DR capable qu'un 5D III. Pour mettre la différence en termes plus pratiques ... si vous avez accidentellement sous-exposé une image de six arrêts et que vous souhaitez la récupérer avec Lightroom. Si vous aviez un 5D III, vous pourriez récupérer quatre arrêts ... les deux autres arrêts seraient perdus pour lire le bruit. Avec un D800 ou D600, vous pouvez récupérer les six arrêts.
Un dernier morceau, et j'aurai enfin fini. Les fils D800 et D600 dans la plage dynamique ne sont pertinents que pour un "ISO faible". La plage dynamique est finalement limitée par le rapport signal / bruit, et à chaque augmentation de l'ISO, la plage dynamique maximale diminue d'un arrêt. Par ISO 800, la différence de DR entre un 5D III et un D800 est minime, par ISO 1600 les différences sont négligeables et le SNR devient le facteur le plus important. Le SNR, ou rapport signal / bruit, devient un facteur beaucoup plus important à ISO élevé. Plus votre rapport signal / bruit est élevé, moins le bruit de signal intrinsèque (bruit de photons) à ISO élevé. En ce qui concerne les performances ISO élevées, les appareils photo Canon ont l'avantage et fonctionnent généralement un peu mieux que les appareils photo Nikon. Si vous tenez compte des récentes améliorations proposées par Magic Lantern, Les appareils photo Canon ont alors un avantage assez important à ISO élevé sur à peu près tout autre appareil photo ... offrant 1/2 à 2/3 arrêts plus de plage dynamique à tous les paramètres ISO élevés que tout autre appareil photo de la même classe. Magic Lantern améliore tellement les performances ISO élevées sur les appareils photo Canon, que les 5D III et 6D se retrouvent tous les deux avec une plage autant ou plus dynamique que les 1D X et D4 à des ISO supérieurs à 400, qui sont des appareils photo des milliers de dollars plus chers.
Dynamic Range n'est PAS toute l'histoire !!
Enfin, avant de conclure cette réponse ridiculement longue, je dois réitérer le conseil le plus précieux que je peux: la plage dynamique n'est PAS toute l'histoire !! La plage dynamique est UN aspect de la qualité d'image. Dans l'ensemble, la qualité d'image est produite par plusieurs facteurs. Le capteur d'image est l'un de ces facteurs, et la plage dynamique n'est qu'un facteur d'un capteur d'image ... la résolution, l'efficacité quantique, le rapport signal / bruit, etc. sont d'autres facteurs importants des capteurs d'image. En plus des capteurs d'image, les appareils photo ont également des systèmes AF (et dans les systèmes AF, vous avez le total des points AF, la disposition des points, la répartition des points, les modes de sélection des points, etc.), des capteurs de mesure, des fréquences d'images et des profondeurs de tampon, l'ergonomie du corps, etc. .
Les photographes achètent des CAMÉRAS. Nous n'achetons pas de capteurs. ;) Si vous êtes sur le marché pour acheter un appareil photo, assurez-vous d'acheter l'appareil photo qui convient le mieux à vos besoins globaux. Ne basez pas votre décision sur un seul facteur parmi une multitude de facteurs. Selon le type de photos que vous photographiez, vous aurez peut-être besoin d'un système AF hautes performances et d'une cadence d'images supérieure à celle dont vous avez besoin, y compris DR!
Recherchez des caméras, ne cherchez pas de capteurs.
