Als het over digitale camera's gaat, schermen mensen wel eens met de term dynamic range. Echter weten flink wat mensen niet wat het nou precies is met betrekking tot digicams. Tijd voor een beetje uitleg erover en ref-materiaal 
Wat is dynamic range nu eigenlijk?
Dynamic range is niks meer dan het signaalbereik van een sensor: het grootste signaal gedeeld door het kleinste signaal dat het apparaat eruit krijgt. Digitale SLRs maken 12-bit foto's: volgens deze post zou de ideale noisevrije cam dan 12 stops DR hebben. Echter bestaan die ideale camera's (nog) niet, en is het in digiland meestal beperkt tot ongeveer 5 tot 8 stops:
De verwerking
Die data wordt echter digitaal verstuurd naar 't opslagdeel in je cam: allemaal bits en bytes. Deze kunnen een waarde van 0 tot 255 hebben, afhankelijk van hoe licht of donker ze zijn. Hoe meer variatie tussen die 0 en 255 zit, hoe meer DR een uiteindelijke foto heeft
Dit is natuurlijk ook afhankelijk van welke scene je fotografeert: bij een egale slecht verlichte scene zal dat bereik erg beperkt zijn: maar bij veel zon en harde schaduwen is het contrast enorm, en komt veel DR goed van pas.
Tests
R. N. Clark heeft een test uitgevoerd met verschillende cams: deze is hier te vinden. De test werd behoorlijk uitgebreid uitgevoerd met een Canon 1D Mark II, een gewone consumenten filmrol (Kodak Gold 200) en professionele diafilm (Fujichrome Velvia ISO 50).
Bij de eerste resultaten bij figuur 5 blijkt dat de digitale foto van de Canon meer DR heeft dan de film-shots: dit is tegenstrijdig met wat algemeen wordt aangenomen/gezegd in camland

De vloeiende blauwe lijn is van de Canon, zoals het het 'beste' is: een net verloop van donker naar licht. De films leveren onder de 1000 SI (Scene Intensity) steeds meer noise, waarbij zeker de Kodak-film opvalt als uitschieter. In figuur 8b wordt nog eens de relatieve scene en output intensity getoond.
JPEG vs RAW
RAW blijkt minder last te hebben van posterization dan JPEG: het verloop van donker naar licht is vloeiender en er vindt bij de extreme einden minder clipping (uitschieters naar donker of licht) plaats dan bij JPEG. Met RAW komen er dus nettere foto's uit een camera, zeker bij scenes met veel contrasten, dan bij JPEG.
Conclusie
Verschillende bedrijven experimenteren al met sensors die een paar keer per shot aan en uit gaan en hun EV-bereik tijdens dat shot aanpassen:
Links
http://clarkvision.com/imagedetail/dynamicrange2/
http://clarkvision.com/imagedetail/digital.signal.to.noise/
http://www.normankoren.com/digital_tonality.html
http://www.photo.net/learn/drange/
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/hdr.shtml
Wat is dynamic range nu eigenlijk?
Dynamic range is niks meer dan het signaalbereik van een sensor: het grootste signaal gedeeld door het kleinste signaal dat het apparaat eruit krijgt. Digitale SLRs maken 12-bit foto's: volgens deze post zou de ideale noisevrije cam dan 12 stops DR hebben. Echter bestaan die ideale camera's (nog) niet, en is het in digiland meestal beperkt tot ongeveer 5 tot 8 stops:
Elke stop extra die een sensor aan bereik heeft, betekent 'meer' foto: je haalt meer data uit een scene doordat er een groter signaalveld is voor de sensor om z'n data in op te nemen.For D2X at ISO 100 noise is agreeable for me down to - 4 2/3 stops, 8 1/3 stops in total. At ISO 400 it is about 1.5 stops less, like 7 stops in total.
De verwerking
Die data wordt echter digitaal verstuurd naar 't opslagdeel in je cam: allemaal bits en bytes. Deze kunnen een waarde van 0 tot 255 hebben, afhankelijk van hoe licht of donker ze zijn. Hoe meer variatie tussen die 0 en 255 zit, hoe meer DR een uiteindelijke foto heeft
Tests
R. N. Clark heeft een test uitgevoerd met verschillende cams: deze is hier te vinden. De test werd behoorlijk uitgebreid uitgevoerd met een Canon 1D Mark II, een gewone consumenten filmrol (Kodak Gold 200) en professionele diafilm (Fujichrome Velvia ISO 50).
Bij de eerste resultaten bij figuur 5 blijkt dat de digitale foto van de Canon meer DR heeft dan de film-shots: dit is tegenstrijdig met wat algemeen wordt aangenomen/gezegd in camland
In de grafieken is te zien dat de beide films meer noise opleveren in de schaduw-gebieden en daardoor dynamic range inleveren:Comparison of shadow detail. The digital camera images show more detail than either print or slide film. This is because of the lower noise and larger dynamic range of digital camera images. All images were processed identically. The shadows have been enhanced in this image using the Photoshop shadow tool, applied twice: 100%, then 50%. The shadow detail in the film was confirmed visually by inspecting the film under magnification: the scans show what can be detected by visual inspection plus a little more.

De vloeiende blauwe lijn is van de Canon, zoals het het 'beste' is: een net verloop van donker naar licht. De films leveren onder de 1000 SI (Scene Intensity) steeds meer noise, waarbij zeker de Kodak-film opvalt als uitschieter. In figuur 8b wordt nog eens de relatieve scene en output intensity getoond.
JPEG vs RAW
RAW blijkt minder last te hebben van posterization dan JPEG: het verloop van donker naar licht is vloeiender en er vindt bij de extreme einden minder clipping (uitschieters naar donker of licht) plaats dan bij JPEG. Met RAW komen er dus nettere foto's uit een camera, zeker bij scenes met veel contrasten, dan bij JPEG.
Door die verloren informatie hou je 'minder' foto over bij 8-bit JPEGs vergeleken bij 16-bit bestanden.Posterization is the integer quantization of digital data. For example, 16-bit data has 65535 levels while 8-bit data has only 256 levels. In the conversion from 16-bit (or 12-bit camera) data to 8-bit, some information is lost.
Conclusie
Vooral in de schaduwgebieden blijkt digitaal het behoorlijk goed te doen: de Canon 1D II is natuurlijk niet de eerste de beste digicam, maar ook vele andere cams met mindere sensors zullen het heel behoorlijk doen vergeleken bij film. Het verloop in het bereik is alleen een probleem: bij film gaat de overgang van donker naar licht nog altijd vloeiender dan bij digitaal, omdat digitaal met stappen is en analoog niet. Dit zal in de toekomst beter worden met sensors die tijdens 1 shot meerdere foto's maken en die dan samenvoegen: extended dynamic range dmv bracketing, zoals nu al kan met de betere digicams, maar waar wel meerdere shots voor nodig zijn.Digital cameras, like the Canon 1D Mark II, show a huge dynamic range compared to either print or slide film, at least for the films compared. Jpeg digital camera images suffer from posterization and the problem is significant for highlights and darkest portions of an image. Digital camera transfer functions, like that in the Canon 1D Mark II camera, are similar to print film.
Verschillende bedrijven experimenteren al met sensors die een paar keer per shot aan en uit gaan en hun EV-bereik tijdens dat shot aanpassen:
EnI was thinking along similar lines. Right now, the sensor data are read only once per image -- after the shutter has closed. At this stage, there is no difference between a pixel that has been completely "full" after a small fraction of the exposure time and one that became full just the moment before the shutter was closed -- the highlights are "blown out".
Now, if we could read from the sensor several times DURING the exposure, things would be entirely different. As a result, we would not have one, but many "exposure slices" of the image, which could then be stacked on top of each other before saving. Reading the buffer could be triggered by the first pixel being "full", so each slice would use its entire spectrum of values. Low-contrast pictures would need only one slice, backlit scenes many.
Hopelijk kunnen we in de toekomst van digicamland nog meer foto maken dan nu al het geval isThere are some companies that have been experimenting with this approach, using CMOS sensors.
Unfortunately, it doesn't work for CCD's because the way the data are read out doesn't permit it to be done multiple times for a single exposure.
Links
http://clarkvision.com/imagedetail/dynamicrange2/
http://clarkvision.com/imagedetail/digital.signal.to.noise/
http://www.normankoren.com/digital_tonality.html
http://www.photo.net/learn/drange/
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/hdr.shtml