Para ser más precisos, digamos que estamos tomando una fotografía W&B.
Imagen 1: Y digamos que lo tomamos una vez con una velocidad de obturación de 1/1000, de modo que los valores de R/G/B van de 0 a MAXVALUE / 2
Imagen 2: Y luego, tomamos la misma escena, con una velocidad de obturación de 1/500, para que los valores oscilen entre 0 y MAXVALUE.
Pregunta: ¿Se verá la Imagen 1 como la Imagen 2 una vez que se haya escalado su brillo para llenar todo el rango dinámico?
Los sensores digitales son muy lineales para la gran mayoría de la curva de respuesta, con desviaciones en la parte inferior (debido al ruido, dependiendo de dónde se establezca el punto negro) y en la parte superior cerca de la saturación. Los sensores digitales son particularmente lineales en comparación con la película, que tiene una curva de respuesta en forma de 'S' pronunciada.
La razón de esto es que los fotones entrantes liberan electrones en el fotodiodo generando una carga que finalmente se lee para formar la imagen. El número de electrones liberados depende del número de fotones incidentes, de ahí la respuesta lineal a la intensidad de la luz. Sin embargo, cuando un fotosito se acerca a la saturación, varios efectos eléctricos reducen la carga generada por los fotones incidentes, lo que lleva a una caída de la curva de respuesta (es decir, se vuelve menos profunda). Después de la saturación, no se puede lograr un aumento adicional en la producción, por lo que la curva se vuelve altamente no lineal.
Sin embargo, es importante darse cuenta de que los convertidores RAW, tanto en el software como en la cámara, probablemente aplicarán algún tipo de curva de tono a la imagen para brindar una salida similar a la de una película con más contraste.
Es más como una curva en S, donde el extremo inferior se corta principalmente al restar la corriente oscura, pero comienza a saturarse antes de alcanzar el MAXVAL. En una imagen de 8 bits, a veces he encontrado que la verdadera saturación comienza alrededor de 200 en lugar de 255.
Esta es la razón por la cual las imágenes HDR son más complicadas de hacer que sumar (Wn*In), donde Wn viene dado por la exposición de In. Primero necesita calibrar la curva de sensibilidad.\
Mire la diapositiva 9.8:
http://www.uio.no/studier/emner/matnat/ifi/INF5440/v10/undervisningsmateriale/F9e.pdf
y curvas de respuesta aquí:
http://pages.cs.wisc.edu/~sgallege/P1/index.html
Lea más sobre la calibración de las curvas de respuesta aquí:
http://www.pauldebevec.com/Research/HDR/debevec-siggraph97.pdf
(Nota: aunque preguntó explícitamente sobre los sensores DSLR, pensé que, para completar, esto podría ser de interés)
En los sensores CMOS, cada sensor tiene su propio amplificador, por lo que, en teoría, la respuesta del sensor puede ajustarse por píxel. De hecho, ya existen en el mercado sensores HDR cuya respuesta es no lineal para permitir un mayor rango dinámico. Por ejemplo, el OV10630 HDR dirigido a la industria automotriz.
Sin embargo, no pude encontrar ningún sensor HDR nativo para cámaras de consumo.
Alberto