Prueba de laboratorio de la Sony FX9: Rolling Shutter, Rango dinámico y Latitud

Septiembre 09, 2020
Prueba de laboratorio de la Sony FX9: Rolling Shutter, Rango dinámico y Latitud

Cuando la Sony FX9 llegó a la sede de CineD a principios de este año, estábamos entusiasmados por realizar nuestros procedimientos en la prueba de laboratorio. Pero cuando verificamos los primeros resultados, decidimos comunicamos con expertos de la industria. Sigue leyendo para conocer el por qué…

EDITADO: Sorprendentemente y antes de lo esperado, Sony acaba de lanzar una nueva actualización de firmware para la Sony FX9. Evaluaremos de qué manera la nueva actualización afecta los resultados de nuestras pruebas, y de ser necesario, las repetiremos.

Es posible que te hayas preguntado por qué todavía no hemos publicado una prueba de laboratorio de la nueva Sony FX9 a pesar de que mi colega Nino la compró en enero de 2020. Bueno, hicimos la prueba de laboratorio en enero, pero los resultados con el códec interno nos hicieron pensar que algo estaba ocurriendo con ella.

¿El firmware/imagen aún no era definitivo? ¿Habría una actualización pronto? Nos comunicamos con Sony y con determinados expertos de la industria y les compartimos todos nuestros hallazgos y mediciones. Las respuestas iniciales y las conversaciones posteriores no nos permitieron obtener más información. Sony declaró que tienen sus formas establecidas de medir el rendimiento del sensor y si CineD hace sus propias pruebas de laboratorio, está bien, simplemente es lo que es.

Por otra parte, nada insinuaba que a corto plazo llegaría un nuevo firmware o cualquier otro tipo de mejora en la imagen. En abril nos enteramos de que el lanzamiento del FW 2.0 sería recién a finales de octubre, aunque en el lanzamiento de la cámara del año pasado lo habían anunciado originalmente para el “verano (N. del T.: boreal) de 2020”.

(Sony anunció recientemente otra actualización de firmware 3.0 sin dar una fecha de lanzamiento, la misma tendrá algunas características adicionales: Protocolo Remoto S700PTP, Modo de Escaneo Central para los lentes Super 16mm y compatibilidad con lentes B4 a través de un adaptador).

Entonces, después de realizar una reseña cuidadosa (nuevamente…), decidimos publicar lo que hallamos a principios de año.

Rolling Shutter de la Sony FX9 – Full-frame 16:9 UHD

Al utilizar nuestra luz estroboscópica a 300Hz, obtenemos la típica secuencia de barras blancas y negras (debido a la naturaleza de lectura de los sensores CMOS). Tras contar las barras, llegamos al resultado de 22.2ms para la Sony FX9; Puedes verlo en la figura siguiente.

Este valor es un poco peor que las lecturas que obtuvimos con la SIGMA fp (20.8ms), pero está en un punto medio para una lectura del sensor full-frame a una imagen de 6K. La Panasonic S1H, por ejemplo, tiene 24.2ms en modo 4K DCI 17:9 full-frame (un 7% menos de altura de imagen que el modo 16:9 UHD).

Sin embargo, al compararlo con la nueva Canon C500 Mark II que muestra un valor de 15.8ms (en modo DCI 17:9), la FX9 claramente se queda atrás. Ahora, la nueva Canon R5 mostró incluso 15.5ms en una lectura full-frame 17:9 a 8K – ¡el mejor resultado que jamás hayamos medido para un sensor full-frame en 17:9!

Ahora entendemos por qué la FX9 no puede alcanzar los 60 fps en la lectura de sensor completo UHD: simplemente no hay tiempo suficiente para leer todo el sensor. Por cierto, esto también explica por qué habrá modos de recorte de 5K para 60 fps en el futuro firmware (con grabación en 4K).

Medición del rolling shutter de la Sony FX9 en modo full-frame UHD a 25fps.

Rango dinámico de la Sony FX9 en XAVC UHD ISO800

Si no estás familiarizado con la forma en que probamos el rango dinámico, puedes echar un vistazo aquí.

La Sony FX9 tiene un sensor ISO dual con 800 y 4000 como ISO nativos. Primero probamos el ISO800, y aquí está el gráfico de forma de onda del diagrama de pasos XYLA21, que muestra 12 paradas. Hay una parada número 13 e incluso una parada número 14 todavía visibles, pero dentro del piso de ruido:

Gráfico de forma de onda del diagrama de pasos de Xyla21 a ISO800 para el XAVC UHD interno XAVC all-I SLOG3.SGamut de la Sony FX9: se pueden identificar 12 paradas por encima del piso de ruido.

Al ejecutar los archivos a través de IMATEST, se confirma este resultado:

Análisis de rango dinámico IMATEST de la Sony FX9 con ISO800, utilizando el códec XAVC interno all-I a UHD 25 fps con SLOG3.SGamut. Se calculan 11,5 pasos con una relación señal/ruido de 2, el valor medio se ubica en la tabla superior derecha.

Este resultado de rango dinámico de 11,5 paradas respecto a nuestro valor umbral de una relación señal/ruido de 2 (SNR = 2) en UHD (3840 × 2160, reducción de ruido interno “desactivada”) para un sensor full-frame que reduce la muestra de 6K, está bien, pero no es nada especial.

Como podrás ver en las mediciones, es aproximadamente una parada mejor que las cámaras mirrorless Sony a7S II o a7 III full-frame en modo UHD, pero es menor que la de la cámara Panasonic S1 y Panasonic S1H full-frame, ya que esta última tiene 12.7 paradas en modo 6K (puedes leer nuestro artículo aquí). Además, la Canon C500 Mark II tiene 13,1 paradas (XF-AVC interno, full-frame) de acuerdo con IMATEST (puedes chequear nuestro articulo aquí). Ten en cuenta que aún no hemos recibido una versión de modelo de producción de la Sony a7S III para realizar nuestras pruebas de laboratorio, pero puedes ver y leer nuestra reseña en el mundo real aquí).

Lo que es importante a tener en cuenta: Aunque nuestro umbral de ruido (en SNR = 2, valor medio, línea rosa) ya se activa en las 11,5 paradas, claramente hay paradas adicionales visibles. Esto podrás observarlo en el lado izquierdo del gráfico central (ruido RMS) en el resultado IMATEST, en la figura a continuación

Resultado de la Sony FX9 IMATEST en ISO800: algunas paradas adicionales son visibles más allá del valor SNR = 1.

Dado que el códec utilizado puede codificar esas paradas adicionales (ruidosas) correctamente, podrás trabajar con ellas en la postproducción utilizando reducción de ruido, etc. Si avanzas rápidamente a nuestra prueba de latitud (que se encuentra más abajo), verás que el códec interno no es capaz de hacerlo correctamente. Sin embargo, las futuras opciones de firmware RAW seguramente lo permitirán.

Por cierto, aumentar la reducción de ruido interno a “alto” conduce a 11,9 paradas para la Sony FX9 a ISO800.

Ahora echémosle un vistazo al segundo ISO nativo, 4000.

Rango dinámico de la Sony FX9 con ISO4000

Con el ISO 4000 obtenemos exactamente el mismo resultado que con el ISO 800 nativo más bajo: esta es la primera cámara que hemos probado que cumple la promesa de que los ajustes con un ISO nativo más alto no tendrán ningún impacto en la imagen. La Panasonic S1H, por ejemplo, muestra una ligera caída del rango dinámico (0,4 pasos) cuando se cambia al circuito ISO nativo más alto, al igual que la BMPCC6K.

El gráfico de forma de onda del diagrama de pasos en ISO 4000 lo confirma: se ve sorprendentemente similar al gráfico de forma de onda en ISO 800:

Gráfico de forma de onda del diagrama de pasos de Xyla21 a ISO4000 para el XAVC all-I UHD SLOG3.SGamut interno de la Sony FX9: nuevamente se pueden identificar 12 paradas por encima del piso de ruido.

Además, el análisis IMATEST muestra este resultado en ISO 4000, y se calculan 11,5 paradas para una relación señal/ruido de 2 (valor medio en la tabla superior derecha):

Análisis de rango dinámico IMATEST de la Sony FX9 a ISO4000, utilizando el códec XAVC interno all-I a UHD 25 fps con SLOG3.SGamut. Se calculan 11,5 paradas.

Latitud (prueba de subexposición) de la Sony FX9

Lógicamente también realizamos nuestra prueba de subexposición estándar para la FX9. Utilizando S-Gamut3/Slog3 y con la reducción de ruido “desactivada”, expusimos la cara de Nino al máximo, con un valor de luma del 60% en el monitor de forma de onda, mientras que la hoja de papel blanca tiene un valor cercano al 65%.

Esto da una exposición base de obturación de 360° a f4.0 en ISO 800 (UHD 25 fps), con 0 paradas por debajo de la línea de base. A partir de ahí, subexponemos sucesivamente la escena del estudio disminuyendo el ángulo de obturación a 180°, 90°, 45°, 22.5° y finalmente 11,25° (5 paradas de subexposición).

Luego, en postproducción (usando DaVinci Resolve 16.1 studio) regresamos a 0 la exposición de las imágenes subexpuestas.

Esta prueba revela una gran cantidad de información sobre qué tan bien una cámara (y el códec utilizado) retiene los colores y los detalles. La mayoría de las cámaras dejan de hacerlo a 3 o 4 paradas de subexposición. La excepción hasta el momento es la Canon C300 Mark III, que conserva una imagen utilizable hasta las 5 paradas de subexposición.

La Canon C500 Mark II mencionada anteriormente, también conserva una imagen utilizable hasta las 5 paradas de subexposición (pero con líneas tenues en la imagen y con reducción de ruido adicional en la postproducción).

Entonces, veamos hasta dónde podemos llevar la Sony FX9

La imagen de arriba muestra la exposición base. Continuaremos para echarle un vistazo a 3 paradas de subexposición regresadas a cero:

Desafortunadamente, al llegar a las tres paradas de subexposición devueltas a cero, podemos ver parches de ruido muy notorios, especialmente en las áreas más oscuras en el lado inferior derecho y en el lado oscuro de la cara de Nino.

Aquí hay una prueba de reducción de ruido utilizando DaVinci Resolve 16.1, con 3 cuadros de ruido temporal con el umbral en 5 y el espacial en 5:

Muy bien, con la reducción de ruido, la imagen subexpuesta en 3 paradas aún se puede usar. Ahora, pasando a la imagen subexpuesta en 4 paradas:

Como se puede ver, el ruido está corrompiendo la imagen hasta el punto en el que ya no es completamente recuperable; intenté una reducción de ruido aún más fuerte en DaVinci Resolve, puedes ver la imagen resultante a continuación:

La naturaleza del ruido que se muestra en la imagen subexpuesta con 4 paradas no está finamente dispersa, sino que representa parches bastante manchados de ruido cromático. Estos parches no se pueden eliminar fácilmente en la postproducción sin sacrificar la imagen.

Solo a modo de referencia, aquí está la imagen con 5 paradas de subexposición regresada a cero:

Es difícil explicar por qué la imagen se desmorona tan pronto en comparación con otras cámaras que hemos probado.

Una posible razón del bajo rendimiento podría ser el códec interno y su capacidad para capturar ruido. Aunque se usaron configuraciones de la más alta calidad (y lo reconfirmé en la postproducción a través del software Catalyst de Sony, puedes verlo en la captura de pantalla a continuación), el códec All-I tiene solo 250 Mbit/s. Para un códec All-I en UHD, esta es una tasa de bits bastante baja, y puede estar contribuyendo a generar los grandes y desagradables parches de ruido cromático que estamos viendo.

El códec interno utilizado para las pruebas fue reconfirmado posteriormente por el software Catalyst de Sony..

Resumen

Los resultados que obtuvimos para el rolling shutter y el rango dinámico, se ubican en el extremo medio a inferior del espectro para un sensor full-frame, por ello nos comunicamos con Sony y con determinados expertos de la industria. Esas conversaciones tomaron un tiempo, pero no revelaron más información, simplemente es lo que parece.

Por otro lado, la prueba de latitud que se mostró arriba, demostró que no es posible ir a menos de 3 paradas de subexposición y recuperar la imagen; Al contrario, el ruido desagradable corrompe la imagen hasta el punto de que no es recuperable utilizando el códec XAVC interno.

Tenemos curiosidad por ver si las futuras actualizaciones de firmware mejoran potencialmente la calidad de la imagen. Como se mencionó anteriormente, la próxima actualización llegará bastante pronto (en octubre), y esta debería permitir la salida RAW de 16 bits a través de la unidad XDCA-FX9 opcional (aunque tendremos que ver si habrá una grabadora disponible que sea lo suficientemente potente como para grabar RAW de 16 bits). Además, no olvides que Sony ya anunció que lanzará una hermana pequeña de la FX9: la Sony FX6, que llegará a finales de 2020. Sin embargo, aún no se dieron a conocer los detalles técnicos.

¿Ya has utilizado la Sony FX9? ¿Cómo fue tu experiencia con la cámara? Por favor cuéntanos en los comentarios más abajo.

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