He hecho algo que tenía planeado hace algún tiempo pero siempre faltaban un poco de ganas, y consiste en dibujar la curva real estímulo luminoso-respuesta del sensor, en definitiva la curva que demuestra si el sensor es o no es tan lineal como se habla siempre.
Tal como están diseñados los controles de exposición de las cámaras con el método que he usado se hace difícil medir con una buena cantidad de muestras la zona de saturación del sensor que es precisamente la más interesante.
Aún así, la forma en que he hecho la medida ha sido:
- Esperar que se haga de noche para que no haya ninguna luz exterior que pueda invalidar las muestras
- Cámara apuntando a un cartulina blanca iluminada con luz continua que no alteraremos en toda la prueba. La composición de esta luz la desconozco, son halógenos, pero me da lo mismo. Simplemente cada canal se saturará antes que otros, y nada podemos afirmar sobre en qué canales es más sensible el sensor. Es esperable que las curvas sean similares, solo diferenciándose en un factor de escala.
- Realizo 50 tomas a f5.6 y enfoque a infinito de la cartulina variando el tiempo de exposición, desde 1/4008.2 a 19.9. Es importante conocer los tiempos reales de exposición pues de ellos depende la localización de los puntos en la gráfica; por ello no me fio de lo que dice la cámara que en muchos casos está redondeado para hacerlo más legible. DCRAW con la opción -i los da (hipotéticamente) exactos.
- Revelado en lineal, sin balance de blancos ni espacio de color de las 50 tomas. Se calcula el nivel medio de cada uno de los 3 canales en cada una de ellas, en zonas diferentes de la imagen.
- Se generan 3 gráficas de 50 puntos (la mayoría por lo que decía antes concentrados en las sombras), que son las siguientes:

El eje X va de 0 a 10s, y el eje Y de 0 a 100% (nivel 255).
yo diría que el antepenúltimo punto (Tv=6s) hace ese extraño en la curva del canal azul porque no tiene un valor correcto de tiempo de exposición; me cuadra más a la derecha (mayor tiempo de exp.). Pero lo cierto es que es el valor que queda guardado en el RAW, quizá esté redondeado.
Haciendo zoom x32 en la parte baja para ver comportamiento en sombras:

El eje X va de 0 a 0,3125s, y el eje Y de 0 a 3,1% (nivel 8).
Una última gráfica simultaneando las obtenidas en zonas distintas de la imagen afectadas por una iluminacion ligeramente diferente (los halógenos venían del techo), así puede intuirse un poco mejor por donde van los tiros de la alinealidad:

El eje X va de 0 a 10s, y el eje Y de 0 a 100% (nivel 255).
Conclusión: se puede ver que los extremos (sombras profundas y altas luces) el sensor se comporta de manera poco lineal.
- El comportamiento en altas luces es más "noble", consistiendo en una pérdida de ganancia en la zona cercana a la saturación como se intuyó aquí. De ese modo el rango dinámico de cada canal se alarga un poco en las altas luces debido a esta alinealidad.
- En las sombras pareciera que existe un umbral de luminosidad mínima en el sensor hasta el cual éste no empieza a responder al estímulo (se ve muy bien en el canal azul).
Qué os parece? a alguien se le ocurre como repetir las medidas para tener más definición en las luces? (más puntos que definan la curva)
Los tiempos de exposición que dan lugar a los valores en el eje X son estos:
Shutter: 1/4008.2 sec
Shutter: 1/3227.6 sec
Shutter: 1/2488.8 sec
Shutter: 1/2004.1 sec
Shutter: 1/1613.8 sec
Shutter: 1/1244.4 sec
Shutter: 1/1002.1 sec
Shutter: 1/806.9 sec
Shutter: 1/635.8 sec
Shutter: 1/501.0 sec
Shutter: 1/403.5 sec
Shutter: 1/317.9 sec
Shutter: 1/250.5 sec
Shutter: 1/201.7 sec
Shutter: 1/159.0 sec
Shutter: 1/125.3 sec
Shutter: 1/100.9 sec
Shutter: 1/79.5 sec
Shutter: 1/60.0 sec
Shutter: 1/50.4 sec
Shutter: 1/39.7 sec
Shutter: 1/30.0 sec
Shutter: 1/25.2 sec
Shutter: 1/19.9 sec
Shutter: 1/15.0 sec
Shutter: 1/12.9 sec
Shutter: 1/9.9 sec
Shutter: 1/8.0 sec
Shutter: 1/6.0 sec
Shutter: 1/5.0 sec
Shutter: 1/4.0 sec
Shutter: 1/3.4 sec
Shutter: 1/2.5 sec
Shutter: 1/2.0 sec
Shutter: 1/1.7 sec
Shutter: 1/1.2 sec
Shutter: 1.0 sec
Shutter: 1.3 sec
Shutter: 1.6 sec
Shutter: 2.0 sec
Shutter: 2.5 sec
Shutter: 3.2 sec
Shutter: 4.0 sec
Shutter: 5.0 sec
Shutter: 6.0 sec
Shutter: 8.0 sec
Shutter: 9.9 sec
Shutter: 12.9 sec
Shutter: 15.0 sec
Shutter: 19.9 sec
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