Al igual que muchas «preguntas rápidas» que me hacen, esto no era exactamente algo que pudiera responder rápidamente. Pero para levantarlo y trabajar, le expliqué que la ganancia y la ISO en la F3 están conectadas directamente (donde +6 dB equivale a 2x la ISO) y que el índice de exposición se parece más a una corrección de color hecha en post. Esta fue una buena respuesta con respecto a la F3, pero la mayoría de las otras cámaras, especialmente las cámaras de grabación Raw, funcionan de manera bastante diferente.
Este artículo trata sobre la relación entre ISO, Ganancia e Índice de Exposición, y cómo las diferentes cámaras las manejan. También hablaremos un poco sobre el balance de blancos. Para empezar, quitemos algunos de estos términos incómodos del camino.
ISO Confusa
El método ISO, u Organización de Estándares Internacionales, para calificar la sensibilidad de la película ha sido el estándar desde 1974, cuando combinó los estándares de velocidad de película ASA y DIN. Todavía escuchamos a la gente referirse a la sensibilidad de las películas en términos de ASA, pero ISO es el estándar real en estos días y utiliza la misma escala básica. ISO es una escala logarítmica, donde una duplicación del valor ISO representa una duplicación del brillo. Por ejemplo, ISO 800 es dos veces más brillante que ISO 400. Esto coincide con la misma escala logarítmica de paradas ópticas de luz, donde una parada equivale a duplicar la luz. Esto hace que las matemáticas de la cinematografía sean bastante comprensibles; puedo duplicar mi exposición abriendo el iris de mi lente en una parada, o usando una película que es 2 veces más sensible. La ISO de un material de película se determina trazando su densidad óptica frente a la exposición. Si bien suena complicado, es un procedimiento bastante sencillo y repetible. En el mundo digital, sin embargo, las cosas no están tan claras.
Hoy en día, muchas cámaras digitales muestran la sensibilidad de sus sensores en clasificaciones ISO. Esto es una gran cosa para los cinematógrafos acostumbrados a esa simple matemática de exposición, y la escala logarítmica todavía se aplica como lo hizo en la película. Sin embargo, el proceso de clasificación ISO de un sensor es bastante diferente al de la película. En 2006, las normas ISO para la clasificación de un sensor digital se ampliaron a 5 métodos. Algunos se basan en los niveles de ruido y el brillo de la imagen, mientras que otros se basan en comparaciones con el material de película. Un método llamado Índice de Exposición Recomendado, permite una declaración bastante arbitraria de ISO basada en lo que un fabricante considera una imagen correctamente expuesta. Por lo tanto, es justo decir que la ISO es un estándar flexible para cámaras digitales, y es importante hacer sus propias clasificaciones de sensibilidad de cámara cuando use una cámara por primera vez, al igual que los directores de fotografía lo hicieron antes de usar una nueva película.
Entonces, si ISO es nuestro estándar, ¿por qué a veces lo vemos listado como un Índice de exposición?
I antes de E
En película, el Índice de exposición (o EI) se refiere a una clasificación ISO utilizada en una situación de disparo particular que es diferente de la clasificación de velocidad real de la película. Lo que significa que en algunas situaciones, puede calificar una velocidad de película más rápida (ISO superior) o más lenta (ISO inferior) para obtener el efecto deseado. Por ejemplo, si tuviera un stock de película ISO 400, podría calificarlo como 800 sabiendo que en post tendría que presionarlo para que la imagen fuera más brillante. El término «empujar» aquí significa que iluminaría la imagen a través de un proceso posterior (escaneo de película u otro) para hacerla 800. Usted puede ver esto escrito simplemente como EI 800. La consideración importante es que la IE implica que se utiliza un ajuste por lugar de destino para que la imagen tenga una exposición correcta, lo que podría dar lugar a algunos problemas de imagen, como un aumento del ruido.
Las cámaras de cine digital, como la Arri ALEXA y la Sony F3, le ofrecen la opción de configurar EI en la cámara. Al igual que la película, EI implica que se va a aplicar un proceso posterior a la imagen para cambiar la exposición resultante, pero la diferencia aquí es que estamos viendo los resultados inmediatamente. En el caso del Arri ALEXA, el sensor tiene una clasificación nativa de 800, y cualquier ajuste más allá de eso se considera cambios EI. El sensor es como un material de película fijo, y los empujes y tirones hacia ese material se realizan digitalmente en la cámara para obtener un resultado. Presione demasiado alto, a 3200 ISO, por ejemplo, y la imagen se volverá ruidosa. El sensor se convierte en un stock de película en muchos sentidos, y si captura los datos sin procesar de él, verá que la ISO siempre se fija en 800 y todos los ajustes de EI se realizan en post. Debido a que el sensor en sí no cambia, el rango dinámico por encima o por debajo del punto gris medio permanece fijo, por lo que el ajuste de EI también cambia el rango de parada. Arri hizo esta tabla para ayudar a explicar el proceso. Tenga en cuenta que en 800 ISO, tiene 7.4 paradas arriba y 6.6 paradas abajo, pero cambia a medida que el IE se ajusta digitalmente. Las cámaras de grabación rojas y otras Raw funcionan de la misma manera, y hablaremos más sobre eso en un minuto.
Volviendo al Sony F3, tiene un modo EI en la cámara que fija el sensor en 800, pero le permite ver los cambios EI en la salida del monitor. La idea aquí es que puede grabar la salida de S-log y hacer los cambios EI en post, al igual que lo haría con los datos sin procesar. Aquí está el gráfico de Sony de lo que sucede cuando cambias de EI en post.
Para que pueda pensar en EI como una especie de cambio ISO virtual; el sensor en sí siempre tiene la misma sensibilidad y rango dinámico, y simplemente lo manipulamos en post para obtener los resultados que queremos. Además de EI, el F3 tiene otra opción de ajuste de sensibilidad: ganancia buena y anticuada. Ahora, aquí es donde las cosas se complican un poco más.
Este va a 11
Es posible que esté familiarizado con el interruptor de ganancia en muchas cámaras de video profesionales, etiquetadas para niveles Bajos, Medios y Altos. En una cámara con sensor pequeño tradicional, el ajuste bajo significaba una imagen agradable pero un rendimiento pobre con poca luz, y el alto significaba que se podía ver en la oscuridad, pero era ruidoso como el infierno. Así que la palabra «ganancia» tuvo una mala reputación.
Hoy en día, tenemos cámaras de sensores grandes con un ruido muy bajo en general, por lo que disparar a niveles de ganancia altos no es algo desconocido. En la F3, al igual que con muchas otras cámaras nuevas, aumentar la ISO es lo mismo que agregar ganancia, donde +6 dB de ganancia equivale al doble de su ISO. Por lo tanto, si el rendimiento nativo de su sensor a 0 dB de ganancia es de 400 ISO, los +6 dB de ganancia le dan 800 ISO. Es una matemática bastante fácil, y esa regla general funciona para muchas cámaras. Así que la pregunta que podrían hacerse ahora es, si la ganancia aumenta la ISO, ¿es realmente solo un cambio de EI o algo más?
Dependiendo de la cámara, la ganancia se puede agregar al nivel del sensor o realizarse digitalmente después de recopilar los datos del sensor. El aumento de nivel del sensor a menudo se denomina ganancia analógica, donde el ajuste digital es ganancia digital. EI y Ganancia digital son básicamente la misma cosa. En el F3, al cambiar la ganancia tradicional, el sensor en sí se está ganando, aumentando la ISO. Al igual que un aumento de EI, esto aumentará sus niveles de ruido, pero no cambiará su rango dinámico. La Canon C300 y la C500 funcionan de la misma manera. Aquí hay un mapa del rango dinámico de sus sensores en varios ajustes ISO; tenga en cuenta que su rango dinámico no cambia a medida que aumenta el ISO.
Entonces, ¿qué es mejor, ganancia tradicional o cambios EI? Bueno, es difícil de decir. El enfoque de EI es similar a cómo funciona el cine, y a muchos directores de fotografía les gusta eso. Sin embargo, el enfoque de ganancia analógica es casi como cambiar el material de película a una velocidad más alta, manteniendo el rango dinámico fijo. Hay beneficios para ambos y cualquiera de los dos puede producir imágenes de calidad. Es importante saber cómo funciona la cámara y disparar en consecuencia.
El pescado crudo sigue siendo Pescado
Como mencioné anteriormente, la mayoría de las cámaras Raw tienen una ISO fija en la que el sensor está configurado en todo momento. Los ajustes en la cámara solo muestran cómo podría ser un proceso de publicación, y luego el aumento de E. I. se realiza como una calificación de color en publicación. A menudo comentamos que la grabación Raw no tiene un ISO horneado, lo que no es realmente cierto porque el ISO del sensor base siempre está ahí, al igual que el balance de blancos del sensor. Los ajustes realizados en post para cambiar su EI o balance de blancos son correcciones de color, al igual que los que se ven en la cámara para ayudar a obtener una vista previa de los resultados finales. Sin embargo, los datos raw de alta profundidad de bits son muy ajustables, por lo que la grabación Raw puede brindarle mucha flexibilidad en el post. Las cámaras Raw como RED Epic, Arri ALEXA y Blackmagic Cinema Camera funcionan de esta manera. Sus sensores tienen un ISO fijo y balance de blancos, y todos los ajustes se realizan digitalmente en cámara o en poste.
Sin embargo, Canon tiene una metodología diferente; con su cámara C500 aplican ganancia al sensor antes de emitir los datos sin procesar. Por lo tanto, el balance de blancos y la ISO se ajustan en el sensor antes de que tengamos acceso a ellos como datos en bruto. Canon luego emite los datos sin procesar como una señal codificada de registro de 10 bits. Estos datos se pueden clasificar como cualquier otro material de archivo en bruto, pero esos datos en bruto comienzan en lo que se establezca en la cámara. El raw codificado de registro de 10 bits de Canon es tan ajustable como los datos Raw lineales de 12 bits, pero se podría argumentar que se requiere menos ajuste porque parte del trabajo se realiza en cámara. Algunos ven esto como una limitación de la cámara, pero hay ventajas, como tener ese rango dinámico fijo en todo el rango ISO. La cámara F65 de Sony hace algo similar, pero solo con ajustes de balance de blancos. Obtienen el sensor para el balance de blancos antes de emitir los datos en bruto; sin embargo, la ISO está bloqueada en 800.
Conclusión
Volviendo a la pregunta original, nuestro cliente preguntó qué hacían los diferentes ajustes (ganancia de cámara, ISO e EI) y cuál era el mejor uso. Le expliqué las diferencias, pero declarar uno de los mejores siempre es difícil. Explicó que querían S-log y tenían un tiempo de gradación limitado para sus grabaciones en post, y también que grababan en la sede de ProRes 422 con un dispositivo de sonido PIX240.
En base a esta información, sugerí usar los ajustes de configuración de ganancia tradicionales (cambios ISO de nivel de sensor) en lugar del modo EI. En este caso, creía que tendrían resultados más rápidos y de mejor aspecto al hacer que la cámara ganara el sensor antes de grabar. ProRes 422 es de alta calidad, pero no tiene el nivel de ajuste de una grabación 4:4:4 o Raw. Su sesión produjo algunas imágenes realmente sorprendentes, que, al final, es lo que todos buscamos de todos modos, ¿no?
Una versión de este artículo apareció originalmente en HDVideoPro.