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Prueba de Laboratorio de la Panasonic LUMIX S1II – Rolling Shutter, rango dinámico y latitud de exposición

Prueba de Laboratorio de la Panasonic LUMIX S1II - Rolling Shutter, rango dinámico y latitud de exposición

Panasonic acaba de lanzar la sucesora de su popular cámara full-frame LUMIX S1: la LUMIX S1II. Es hora de someterla a nuestra prueba de laboratorio CineD estándar para verificar la audaz afirmación de su anuncio de más de 14 paradas de rango dinámico. Sin embargo, al intentar validar dicha afirmación, encontramos un error en el firmware actual que la compañía debe corregir. Por lo tanto, tengan en cuenta que esta prueba de laboratorio está incompleta por ahora. ¿Tienes curiosidad por ver los resultados? Entonces sigue leyendo…

El anuncio de la LUMIS S1II despertó mi interés, ya que soy un usuario habitual de la LUMIX S1 (comencé a usarla en octubre de 2019 y he escrito varios artículos en CineD sobre mis aventuras en la naturaleza con la LUMIX S1, que pueden leer aquí y aquí). Siempre me pregunté si Panasonic implementaría la función “Dynamic Range Boost”, ya vista en las LUMIX GH6, G9II y GH7, en su línea de cámaras full-frame. ¡Por fin ha llegado el día!

La nueva Panasonic LUMIX S1II en el laboratorio CineD. Crédito de la imagen: CineD

Y como siempre, quiero agradecer enormemente a mi colega Florian, quien ayudó a capturar y analizar los resultados de las pruebas. Para ver el anuncio y la impresionante lista de especificaciones, visiten este enlace.

Rolling shutter de la LUMIX S1II

Como de costumbre, usamos nuestra luz estroboscópica para crear las secuencias de barras en blanco y negro, características de la lectura de los sensores de rolling shutter.

Ahora, como es habitual en las cámaras Panasonic, hay una gran cantidad de modos de disparo disponibles: full-frame, recorte APS-C y modos píxel a píxel en todas las resoluciones y frecuencias de imagen (hasta 4K/120p).

Todos estos modos tienen una lectura de rolling shutter diferente. Además, la lectura cambia según esté activado o desactivado el modo “Dynamic Range Boost”. Por lo tanto, las combinaciones son prácticamente infinitas.

Sin embargo, lo que nos llamó la atención fue lo siguiente:

Comenzamos el análisis con ProRes RAW 5.8K interno de 12 bits (solo disponible en modo píxel a píxel), lo que resultó en un ligero recorte a 5760 píxeles horizontales desde el sensor de 6000×4000. Obtuvimos un rolling shutter que tiene la misma velocidad de lectura rápida con DR Boost activado o desactivado.

Después, cambiamos a los modos 5.8K, Long GOP 4K (H265) y ProRes HQ full-frame, y obtuvimos más del doble de tiempo de rolling shutter con DR Boost activado: 27.5 ms, que con DR Boost desactivado: 12.7ms.

Nota: Esto nos llevó a contactar a Panasonic para preguntarles qué estaba sucediendo. Confirmaron que encontramos un error, la función DR Boost no se activa correctamente en el modo ProRes RAW 5.8K, lo que explica el bajo tiempo de obturación en dicho modo. Panasonic ha detectado el problema con las unidades de muestra y se resolverá en las versiones de producción en masa. Esto también significa que nuestra prueba de latitud (ver más abajo) se realizó sin la función DR Boost activada correctamente.

En ProRes RAW 4K/25p (modo píxel a píxel, DR Boost activado) en APS-C, el tiempo de obturación es de 18.7ms, al igual que en el modo GOP largo (p. ej., H265) en APS-C.

En resumen, los valores de obturación con DR Boost desactivado son bastante buenos en los modos full-frame y APS-C, pero la función DR Boost activada aumenta considerablemente el tiempo de obturación.

Consulta las bases de datos de CineD para ver todos los demás modos de sensor y las combinaciones de DRB activado/desactivado.

Rango dinámico de la LUMIX S1II

Dado que el ProRes RAW 5.8K en la unidad de muestra no funciona correctamente por ahora, comencemos con una forma de onda de ProRes RAW 4K 25p (píxel a píxel, en APS-C), con DR Boost desactivado (con un ISO base de 640), desarrollada para V-Log en Final Cut Pro. Para comprender qué hace realmente DR Boost, observa la imagen a la izquierda:

DR Boost desactivado a la izquierda y activado a la derecha en ProRes RAW 4K (APS-C): los valores de código son más altos y la imagen tiene menos ruido, como se puede observar en el ruido de fondo (derecha) con DR Boost activado. Crédito de la imagen: CineD

Con DR Boost desactivado (a la izquierda), podemos ver 12 o incluso 13 paradas por encima del ruido de fondo, incluyendo una parada 14 y una 15. El ISO base es de 640, al igual que en la LUMIX S1 de la generación anterior. El recorte se produce ligeramente por encima de 896 (o alrededor del 90% del valor de luminancia). Si activamos el Boost de Rango Dinámico (DR Boost), el ISO base se mueve a ISO1000 y obtenemos la forma de onda que se muestra arriba a la derecha, con todos los valores de código subiendo y el recorte que se produce alrededor de un valor de código de 960. Por lo tanto, ganamos cerca de una parada en las altas luces con el DR Boost activado.

Analicemos las puntuaciones de IMATEST: con el DR Boost desactivado en 4K ProRes RAW 25p, obtenemos 11.5 paradas con una relación señal-ruido (SNR) de 2 y 12.8 paradas con una SNR de 1. Con el DR Boost activado, obtenemos unas magníficas 13.1 paradas con una SNR de 2 y 14.3 paradas con una SNR de 1, como se muestra abajo a la derecha. 

DR Boost desactivado a la izquierda y activado a la derecha en 4K ProRes RAW (APS-C): DR Boost activado ofrece resultados aproximadamente 1.5 paradas mejores. Crédito de la imagen: CineD.

También se puede observar en el diagrama inferior izquierdo de IMATEST (ruido de píxeles normalizado) que la imagen tiene menos ruido con DR Boost activado.

Ahora, veamos algunos de los códecs comprimidos. El modo ProRes HQ DR Boost activado a 4K full-frame submuestreado desde el sensor 6K, debería ofrecer el mejor resultado de rango dinámico, y vemos 12.9/14.1 paradas con una relación señal/ruido de 2/1. ¡Increíble!

Se acerca, pero no es exactamente el resultado del recorte de ProRes RAW 4K. Es interesante ver que ProRes RAW con DR Boost activado es mejor que los códecs comprimidos; Normalmente, los códecs comprimidos tienen un mayor procesamiento de ruido interno, por lo que los resultados de IMATEST son mejores. Esto significa que (en el futuro) el ProRes RAW en full-frame 5.8K debería ofrecer resultados similares, que se probarán más adelante.

Ahora, al observar ProResHQ DRB 4K APS-C activado, obtenemos 12.7/13.9 paradas con una relación señal/ruido (SNR) de 2/1, lo mismo que en el modo de ProRes HQ 5.8K full-frame, donde obtenemos 12.6/13.9 paradas con una SNR de 2/1 (como era de esperar, el rango dinámico debería mantenerse constante píxel a píxel).

Sin embargo, debemos hacer una observación sobre los códecs comprimidos, veamos la forma de onda para ProRes HQ 5.8K (DRB activado):

Con ProResHQ DR Boost 5.8K activado, se aprecia una gran reducción de ruido en la cámara. El ruido de fondo es impecable. Crédito de la imagen: CineD

Los códecs comprimidos como ProRes HQ muestran una gran reducción de ruido en la cámara que no se puede desactivar (en V-Log, nos aseguramos de que estuviera en cero, que es el valor predeterminado). Observa el ruido de fondo del gráfico de forma de onda anterior (5.8K con ProResHQ DR Boost activado): es demasiado limpio y, claramente, con demasiada reducción de ruido para mi gusto.

Otra observación que aún no hemos mencionado es que en ProRes RAW, el segundo ISO nativo de 5000 no está disponible (puedes seleccionar 5000 ISO, pero en el menú de la cámara, el segundo ISO base está desactivado). Veamos qué ocurre en ProRes HQ 5.8K con el segundo ISO base de 5000 (ahora disponible, pero con DR Boost activado):

Con el segundo ISO base de 5000 en ProRes HQ 5.8K de 10 bits, obtenemos 11/12.5 paradas con una relación señal/ruido de 2/1, lo que supone aproximadamente media parada menos en comparación con el primer resultado ISO base a ISO 640, que es de 11.7/12.9 con una relación señal/ruido de 2/1 (comparándolo con DR Boost desactivado).

Resultado de latitud de la Panasonic LUMIX S1II

Como se mencionó en artículos anteriores, la latitud es la capacidad de una cámara para conservar los detalles y los colores cuando está sobreexpuesta o subexpuesta y se ajusta a una exposición base. Esta prueba es muy reveladora, ya que lleva al límite la capacidad de procesamiento de imágenes de cualquier cámara, no solo en las altas luces, sino principalmente en las sombras.

Para esta prueba de latitud, seleccionamos ProRes RAW de 12 bits a 5.8K con el modo DR Boost activado (como ya se mencionó, con Panasonic descubrimos posteriormente que DR Boost no se activa correctamente en este modo). Por lo tanto, todos los resultados a continuación corresponden a DR Boost desactivado.

Como es habitual, la prueba de latitud se realiza en DaVinci Resolve, con la complicación de que aún no es compatible con ProRes RAW. Normalmente usaríamos la aplicación RAW Convertor, que permite transcodificar los archivos PRR a Cinema DNG y es compatible con DaVinci. Sin embargo, esta aplicación no reconoció la cámara, por lo que no transcodificó los archivos. Convertimos los archivos en Final Cut Pro a ProRes XQ 4444 de 12 bits (y también ajustamos la exposición con el control deslizante y luego el ISO) y, finalmente, los importamos a DaVinci Resolve.

Nuestra exposición base de estudio se elige arbitrariamente con un valor de luminancia (sin gradar) de alrededor del 60% en la frente de nuestro sujeto en el monitor de forma de onda; En este caso, mi colega Johnnie:

A partir de aquí, podemos sobreexponer 5 paradas:

El canal rojo en la frente de Johnnie está a punto de recortarse, pero aún está intacto.

Ahora subexpongamos la imagen abriendo el diafragma de nuestro ZEISS Compact Prime 85mm T1.5 en incrementos de una parada hasta T8, y luego duplicamos la apertura del obturador. Todos los archivos se normalizaron a los niveles de exposición base (usando el control deslizante de exposición y cambiando el ajuste ISO al revelar los archivos en Final Cut Pro).

En general, los archivos ProRes RAW presentan un ruido sutil, pero con una subexposición de 3 paradas comienza a aparecer un ruido considerable en la imagen:

Este tipo de ruido es fácil de eliminar en DaVinci Resolve. No olvidemos que ya estamos en 8 paradas de latitud de exposición, un valor que suele ser el límite de la mayoría de las cámaras full-frame de consumidor:

Como se puede ver, el ruido se elimina correctamente y obtenemos una imagen perfectamente utilizable. Hay un ligero cambio de color hacia el verde, pero por lo demás todo está bien.

Ahora pasemos a 9 parada de latitud de exposición, que equivale a 4 paradas de subexposición, con el nivel base:

El ruido empieza a corromper la imagen. ¿Se puede salvar con reducción de ruido en la postproducción? Veamos:

En realidad, sí. El ruido se elimina sorprendentemente bien. Aparece un tono verdoso general en la imagen, mientras que un tono rosado se cuela en las sombras, ¡pero la imagen se ve bien! Sin embargo, se necesitó una reducción de ruido temporal y espacial significativa. Normalmente, 3 fotogramas de reducción de ruido temporal solo son utilizables en una imagen estática. En una imagen en movimiento, probablemente notarás algunas imágenes fantasma o manchas:

Configuración de reducción de ruido de DaVinci Resolve 19.1 para 4 paradas subexpuestas, regresadas a la base.

Ahora pasemos a 10 paradas de latitud de exposición, es decir, 5 paradas de subexposición regresadas a la base:

Algunas grandes manchas de ruido de croma flotan erráticamente alrededor de la imagen. Además, estas siguen observándose incluso con reducción de ruido (en la imagen en movimiento), pero desaparecen en la estática que aún se ve bastante bien: 

Ajustes de reducción de ruido de DaVinci Resolve 19.1 para 5 paradas de subexposición, regresadas a la base.

Como se mencionó antes, la imagen estática aún se ve bastante bien, pero ahora aparecen grandes manchas de ruido que distraen en la imagen en movimiento. Éstas son difíciles de eliminar sin aplicar una reducción de ruido excesiva, lo que deja la imagen con un aspecto demasiado suave y plástico.

¡Fin del juego!

En resumen, la LUMIX S1II exhibe una sólida latitud de exposición de 9 paradas, que iguala el punto de referencia (para cámaras de consumidor) establecido por la Sony A9 III (puedes ver nuestra prueba de laboratorio aquí). Y esto se debe, de hecho, al fallo de que el modo DR Boost no se activa correctamente, como nos explicó Panasonic. Sin duda, tendremos que repetir esta prueba una vez que Panasonic haya solucionado el fallo de DR Boost activado con el modo ProRes RAW 5.8K (¡lo que debería ocurrir en tan solo unos días!).

Resumen

La Panasonic LUMIX S1II muestra un gran potencial y es un buen indicio del futuro de esta línea de cámaras, como pudimos ver con el modo DR Boost activado en ProRes RAW 4K píxel a píxel (recorte APS-C), que mejora el rango dinámico en 2 paradas.

¿Qué puedo decir por ahora? Para obtener el mejor rango dinámico y latitud con DR Boost activado, utilicé el recorte APS-C en ProRes RAW, y para obtener el mejor rolling shutter utilicé los modos APS-C y full-frame con DR Boost desactivado. Lamentablemente, la desventaja de DR Boost activado son los altísimos valores de rolling shutter: 27.5ms en full-frame y 18.7ms en modo APS-C.

El resultado de latitud ProRes RAW de 5.8K con 9 paradas es muy bueno y demuestra la potencia del RAW de 12 bits, incluso con el error que encontramos (el DR Boost no se activa correctamente en este modo). La diferencia con las cámaras de cine de alta gama se reduce aún más, ya que con la LUMIX S1II ya estamos en el terreno de la RED RAPTOR.

En mi opinión, la cámara muestra un gran potencial en términos de rango dinámico, pero por ahora, hay que saber qué modos usar. Como se mencionó anteriormente, Panasonic ha detectado el problema con las unidades de muestra y este asunto se resolverá en las versiones de producción en masa, ¡y entonces, esta cámara finalmente podrá mostrar todo su potencial!

¿Qué opinas de la nueva cámara LUMIX S1II? ¿Piensas comprarla o seguir con la LUMIX que ya tienes? Cuéntanos qué opinas en la sección de comentarios.

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