¿Cómo obtener un degradado suave en el cielo?

Las bandas me parecen un ruido de cuantización de 8 bits, ya que se parecen mucho a las imágenes generadas sintéticamente en las que he visto lo mismo y sé que eso es lo que estaba pasando. Generalmente, 8 bits por color por píxel es suficiente, pero no siempre. Con un área plana que cambia lentamente con poco ruido, puede ver bandas con 8 bits, que ciertamente se parece a esto.

No, esto no es probablemente culpa de su cámara. No busqué cuál es el ancho de los valores sin procesar de una Nikon D5100, pero es muy probable que sean más de 8 bits. Suponiendo que estuviera usando cerca del rango dinámico completo del sensor, la imagen sin procesar no tendrá este nivel de bandas. El problema es que casi todos los sistemas de visualización utilizan 8 bits por color por píxel, por lo que cualquier imagen posprocesada se limitará a eso. Incluso con una imagen postprocesada de mayor profundidad, volverá a 8 bits/color/píxel en la mayoría de las pantallas.

Puede sonar como si estuviera jodido por la física, pero hay una manera de arreglar esto. La solución es difuminar. Un patrón de interpolación simple de 2x2 le brinda efectivamente 10 bits/color/píxel, que es suficiente para que desaparezcan las bandas. Difuminar una intensidad de 8 bits con un patrón fijo de 2x2 será invisible para fines prácticos. Incluso si alguien está observando píxeles, será muy difícil notar el cambio de 1 valor entre píxeles adyacentes. Lo divertido del tramado es que funciona mejor cuanto menos lo necesitas.

Sin embargo, hay una trampa. Si bien el difuminado de la imagen sin procesar a la imagen final de 8 bits eliminará las bandas a efectos prácticos, causará problemas con algunos esquemas de compresión. La compresión JPG puede decidir que los valores adyacentes están lo suficientemente cerca y "saltar" el difuminado. Otros esquemas pueden no comprimirse bien. La compresión LZW, como es común en los archivos TIF, funcionará bien. Si el resultado final es un JPG, seleccione el nivel de "calidad" más alto posible (generalmente 100) y verifique si aplanó el difuminado o no. Es posible que deba ceñirse a los esquemas de compresión sin pérdidas.

Aparentemente, esto es un problema de rango dinámico, PERO dónde está ocurriendo es la pregunta.
A medida que se oscurece, las áreas de menor intensidad tienen menos bits para transmitir la intensidad y las bandas se producirán correctamente, PERO la gravedad de las mismas depende de los factores que se mencionan a continuación. Sin conocerlos es difícil ayudar.

¿Es esto evidente en la imagen original?
¿Está la cámara configurada con la mejor calidad posible?

¿Que CAMARA? ¿Qué configuración de la cámara? ¿Qué software de procesamiento? ¿Qué compresión aplicó?

Esto puede ser un artefacto de cámara o uno de procesamiento. Puede ser debido a la compresión. en cualquier lugar a lo largo de la cadena. Necesitamos la imagen original como punto de partida. ¿Puedes guardar la imagen original en algún lugar para que podamos verla?