¿Es tecnológicamente posible que un sensor ejecute dos ISO a la vez?

Esta pregunta ( ¿Por qué las cámaras digitales no tienen mejores rangos dinámicos? ) combinada con una foto típica de un atardecer me hizo pensar...

Las diferencias de exposición entre el cielo y el suelo en una toma de puesta de sol generalmente, al menos para mí, se resuelven con un graduado. DAKOTA DEL NORTE.

Pero, lo que me pregunto es... ¿es tecnológicamente posible aplicar el sensor, digamos ISO 100 a la mitad del sensor mientras se aplica, digamos ISO 400 a la otra mitad?

Me doy cuenta de que ninguna cámara actual puede hacer esto y ninguna cámara futura lo haría (muy probablemente). Pero, esa no es la pregunta.
Creo que Fujifilm SuperCCD y EXR CMOS hicieron esto.
Creo que una solución más simple sería múltiples sensores detrás de uno o más divisores de haz, con cada sensor configurado en un ISO diferente. La forma más sencilla sería tomar una DSLR existente con un espejo Pellicle y colocar otro sensor en lugar del visor. El problema obvio es la reducción de la luz que pasa a ambos sensores, pero eso podría mejorar a medida que avanza la tecnología.
@Corey Las respuestas ciertamente lo abordan cuando hablan de controlar el voltaje por píxel o incluso por línea o por sección: todo el sensor debería estar cableado para que cada píxel sea controlable individualmente. Considere que solo lo hace sobre una base de 1/3 superior - 1/3 medio - 1/3 inferior. Ahora, ¿qué sucede cuando decide disparar en modo vertical en lugar de horizontal?
@phuclv: Y estoy hablando de cómo no tiene sentido implementar nada de eso a nivel del sensor cuando simplemente puede implementarlo como parte del software (firmware) en la cámara. No existe una ventaja inherente o incluso una diferencia entre la "exposición única" y dividir el tiempo de exposición en muchas lecturas de sensores que son procesadas por software (o incluso hardware digital).
@R.. Bueno, excepto por la corriente oscura ...
@MichaelClark: Eso es útil, pero aún no parece explicar por qué no siempre usaría la amplificación analógica más alta y los intervalos de exposición de modulación / pulso para evitar el recorte en muestras individuales, luego volver a ensamblar la imagen a partir del número deseado de muestras en software
@R .. Mi comentario anterior aborda directamente su afirmación de que "No hay una ventaja inherente o incluso una diferencia entre la" exposición única "y dividir el tiempo de exposición en muchas lecturas del sensor que son procesadas por software (o incluso hardware digital)". Dos exposiciones de la mitad de tiempo tienen el doble de ruido de lectura combinado que una exposición igual a la duración de las dos exposiciones. El ruido de lectura no se basa en el tiempo de exposición. La señal se mueve del sensor al ADC exactamente igual, independientemente de cuánto tiempo estuvo expuesto el sensor.
Relacionado (a la pregunta inicial anterior, no a los comentarios recientes): ¿Podría ser prácticamente posible una configuración de "exposición universal"?

Respuestas (5)

Debería ser posible, pero puede requerir un diseño de hardware específico para hacerlo. Magic Lantern hace algo similar (pero no igual) en el sensor estándar de Canon con doble ISO, lo que significa que todas las demás líneas tienen un ISO diferente, lo que reduce la resolución vertical y aumenta el alias. Tener un ISO diferente para ambas mitades del sensor no afectaría negativamente a la resolución, pero podría causar problemas en el borde entre ambos cuando desee crear una transición suave. Solo necesitaría poder procesar cada línea o la mitad del sensor de manera diferente (este último probablemente sea más fácil de producir pero más difícil de manejar, ya que el horizonte es fijo).

Linterna Mágica: https://www.magiclantern.fm/forum/index.php?topic=7402.0

Iso nativo dual: https://www.newsshooter.com/2014/11/28/panasonic-varicam-native-iso-of-800-and-5000-how-do-they-do-it/

Un graduado ND es más barato y el horquillado es aún más barato, casi la primera limitación que la gente encontraría es que querrían cambiar las graduaciones (ángulo, profundidad, etc.); en última instancia, no hay ningún incentivo para que un fabricante desarrolle dicha tecnología.

Dicho esto, existe una especie de técnica anterior en la mezcla de sensibilidad en la cámara. Si observa algunas de las primeras réflex digitales de Fuji, encontrará el SuperCCD SRsensor que usaba fotositos adyacentes con diferente sensibilidad para extender el rango dinámico del sensor (a expensas de la resolución).

La reproducción del color fue muy buena y manejó bien las situaciones de iluminación extrema, pero en última instancia, en el juego DSLR, si no eres Canon o Nikon, a menudo no obtienes un vistazo y (posiblemente) son uno de los más subestimados. las primeras DSLR (y usaban una montura Nikon, por lo que había muchos lentes excelentes disponibles).

Parte del rechazo a la tecnología innovadora como esta tiene que ver con la reacción de los "medidores" en muchos foros de fotografía en línea y cómo eso ha influido en las ventas, lo que en última instancia influye en las decisiones de diseño de los fabricantes. "Claro, da mejor color... pero tiene un 0,0003 % menos de megapíxeles que el modelo del año pasado. ¡Eso lo convierte en BASURA!"

Técnicamente, cada píxel en CMOS se puede controlar de forma independiente, por lo que AFAIK es más fácil hacerlo en CMOS. Fujifilm hizo eso en CCD pero no estoy seguro de cómo se realiza la lectura de datos

Súper CCD EXR

Sony tiene un HDR de fotograma único similar, pero en lugar de variar el valor ISO, cambian el valor de exposición de cada píxel.

sony

Omni vision utiliza el mismo tiempo de exposición variable en su sensor OV16B10 . Apple tiene una patente similar para generar fotos HDR a partir de una sola exposición

Los sensores de imagen CMOS modernos a menudo pueden capturar un alto rango dinámico de una sola exposición. El amplio rango dinámico de la imagen capturada se comprime de forma no lineal en una representación electrónica de rango dinámico más pequeño.[44] Sin embargo, con el procesamiento adecuado, la información de una sola exposición se puede utilizar para crear una imagen HDR.

Estas imágenes HDR se utilizan en aplicaciones de rango dinámico extremo, como soldadura o trabajos de automoción. Algunas otras cámaras diseñadas para su uso en aplicaciones de seguridad pueden proporcionar automáticamente dos o más imágenes para cada cuadro, con exposición cambiante [cita requerida]. Por ejemplo, un sensor para video de 30 fps generará 60 fps con los cuadros impares en un tiempo de exposición corto y los cuadros pares en un tiempo de exposición más largo. Algunos de los sensores pueden incluso combinar las dos imágenes en el chip para que un rango dinámico más amplio sin compresión en píxeles esté directamente disponible para el usuario para su visualización o procesamiento.

https://en.wikipedia.org/wiki/High-dynamic-range_imaging#HDR_sensors

Por supuesto, el uso de HDR de exposición única disminuirá la resolución efectiva, pero estará bien para videos porque ya hay muchos más píxeles en el sensor que en un solo cuadro de video. Magic Lantern puede usar valores de exposición alternos línea por línea para crear un video HDR. En caso de que se necesite una resolución completa, Magic Lantern también puede alternar el valor de exposición cuadro por cuadro, reduce efectivamente a la mitad la velocidad de cuadro y crea un video HDR de 30 fps a partir de una captura de 60 fps.

Sony, por otro lado, tiene muchas técnicas HDR: DOL-HDR, SME-HDR y BME-HDR , muchas son esencialmente solo variaciones de las anteriores, siendo SME-HDR una nueva variante de Exposición variable espacial para disparar HDR al máximo . resolución y velocidad de fotogramas completa

PYME de Sony

Otra técnica inventada por Panasonic es el uso de múltiples capas de sensores para capturar en diferentes exposiciones a la vez.

Red también tiene un sensor dual ISO aunque no sé cómo funciona

El sensor de ARRI proporciona ganancia dual mediante dos circuitos de salida única y amplificación.

Puedes resolver tu problema en Lightroom. Comience con una máscara graduada, luego ajuste la exposición de solo los reflejos, o baje toda la exposición y luego vuelva a iluminar solo los reflejos. El resultado neto es que los reflejos ya no son demasiado brillantes y los tonos medios y las sombras no se ven afectados.

Gracias Frank, pero esto realmente no resuelve la pregunta. Puedo usar exposiciones múltiples y hdr, usar un ND graduado y todo tipo de post pro. Pero, esa no es mi curiosidad. Estaba específicamente interesado en la capacidad tecnológica de usar dos iso diferentes durante una sola toma. ¡Salud!