Nikon Z e Dual Base ISO

Abbiamo parlato a più riprese di questo argomento ma riteniamo utile riprenderlo per farne un riassunto pratico, anche perché intanto sono uscite nuove fotocamere Nikon.
Nel nostro discorso ci riferiremo espressamente alle Nikon Z e principalmente a quelle con l'ultima generazione di sensori.

Un sensore fotografico è un dispositivo elettronico capace di trasformare la luce in segnale elettrico.
Il suo lavoro essenzialmente si ferma qui.
La quantità di segnale dipende solo dalla quantità di luce ricevuta.
A parità di luce, la quantità di segnale elettrico sarà sempre costante.

Di fatto i sensori non hanno una sensibilità propria, hanno solo una capacità fissa e costante a temperatura normale, di conversione dei fotoni in elettroni.

Noi però siamo soliti giocare con la regolazione ISO quando abbiamo bisogno di ridurre il tempo di scatto o chiudere il diaframma.

Come reagisce la fotocamera al cambio di regolazione ?

Introduce una amplificazione del segnale.

In pratica, a valle del sensore (letteralmente sotto al sensore fotosensibile) ci sono altri dispositivi tra cui condensatori, amplificatori, convertitori da Analogico a Digitale, memorie.

Gli amplificatori intervengono per regolare la quantità di segnale prodotto dal sensore quando noi vediamo che la luce non è sufficiente.

Aumentare l'amplificazione non è una cosa indolore. Perché si aumenta sia il segnale che il disturbo indotto dalla conversione. Quello che noi chiamiamo rumore digitale.
Quindi più aumentiamo l'amplificazione, per esempio andando da ISO 100 a ISO 3200, più sarà elevato il segnale, avremo la possibilità esporre correttamente alle condizioni di scatto che ci servono.
Ma avremo verosimilmente una immagine più rumorosa come risultato. E altrettanto verosimilmente una minore dinamica sfruttabile in fase di sviluppo.

Tutto questo in teoria, Nella realtà ci sono anche circuiti di soppressione del rumore che filtrano il segnale dal rumore di fondo entro certi limiti.

Ma i progettisti hanno fatto anche altro. Hanno ridotto il rumore di lettura spostando parte dell'elettronica sotto ai fotodiodi (i sensori retroilluminati, indicati come BSI).
Hanno anche introdotto circuiti di amplificazione doppi, in grado di linearizzare il rumore nelle varie gamme di sensibilità teorica.

Riepiloghiamo ?

Il segnale elettrico emesso da un sensore è costante e dipende solo dalla quantità di luce ricevuta, secondo la capacità di conversione del segnale da luce a flusso di elettroni.
Questo segnale può essere amplificato se è troppo debole per permetterci di avere una esposizione corretta.
Noi controlliamo questa amplificazione regolando la gamma di sensibilità ISO (valori derivati per convenzione da quelli stabiliti ai tempi delle pellicole).
Aumentando la sensibilità, viene amplificato il segnale ma viene anche aumentato il rumore e ridotta la gamma dinamica.

Sarebbe sempre meglio cercare di operare alla sensibilità base di un sensore per ottenere il meglio da quel sensore.

Ma ovviamente non sempre è possibile.

DUAL BASE ISO e DUAL GAIN

Abbiamo detto che i progettisti hanno introdotto amplificazioni selettive per migliorare il rapporto segnale disturbo e preservare la gamma dinamica.
Questa circuitazione si chiama DUAL GAIN che in italiano, letteralmente, significa doppio guadagno.

Semplificando, i sensori dotati di DUAL GAIN, hanno due posizioni di amplificazione, una per la gamma bassa e una per la gamma alta.
In questo modo, il primo amplificatore opera linearmente fino ad una certa sensibilità, dopo di che interviene il secondo amplificatore che opera ad un livello superiore.

A queste modalità corrispondono sensibilità native diverse che vengono denominate DUAL BASE ISO.

In pratica ogni sensore dotato di amplificazione DUAL GAIN avrà due posizioni ISO ideali a cui lavorare, una per la gamma bassa da impiegare a condizioni di luce elevata, una per la gamma alta da utilizzare per condizioni di luce scarsa.

N-Log è un profilo di registrazione logaritmico offerto da molte fotocamere Nikon Z (Z6, Z6 II, Z6 III, Z7, Z7 II, Z8, Z9, Zf, Z5 II) per massimizzare la gamma dinamica in modalità video. Questo profilo registra i dati del sensore in modo più lineare, preservando maggiori dettagli nelle alte luci e nelle ombre per una successiva correzione colore in post-produzione. Tuttavia, N-Log altera il comportamento degli ISO rispetto alla modalità video standard (es. Standard, Neutral o Flat), spostando i valori ISO nativi verso l’alto a causa di un cambiamento nel punto di grigio medio (circa 3 stop più alto rispetto alla modalità standard).

In modalità N-Log:

 

Riepiloghiamo ancora ?

Con la Z8 o la Z9, se c'è tanta luce, sarà sempre il caso di usare 64 ISO, sia per le foto che per il video standard. Per il video N-LOG 64 ISO corrispondono a 800 ISO.
Se invece la luce è insufficiente, converrà passare direttamente a 500 ISO anzichè andare, per esempio a 400 ISO. Perchè rumore e gamma dinamica a 400 ISO sono peggiori che a 500 ISO.
Oltre i 500 ISO la cosa diventa indifferente perché il progresso è lineare.

 

Per Z6, Z5 II o Zf invece i valori da tenere a mente saranno 100 ISO quando c'è tanta luce, 800 ISO quando ce n'è di meno. Oltre andare a volontà (fino a 6400 o 12800 ISO al massimo).

 

Nel video N-LOG avremo un miglior rendimento a 3200 ISO con Z6/Z7/Zf rispetto a 2000 ISO.
Con Z8 e Z9 avremo un miglior rendimento a 4000 ISO rispetto a 3200 ISO.

 

Non ci credete ? Provare per credere.