Ölçüm ile yorumun ayrıldığı an

Renk kaydının tarihi, tek bir fikrin tekrar tekrar uygulanmasıdır: sahneyi üç bantta ölç, üç ölçümden rengi yeniden kur. 1861'de Maxwell bunu üç ayrı süzgeç ve üç ayrı projeksiyon feneriyle gösterdi. Bugün ekranınız da, sensörünüzün önündeki renk süzgeci dizisi de aynı ilkeyi uygular.

Değişen tek şey, üç ölçümü aynı yüzeyde ve aynı anda alma yöntemidir. Lumière kardeşlerin 1903'te patentlediği Autochrome bunu cam plakaya serpilmiş renkli patates nişastası taneleriyle çözdü — toplamalı bir mozaik ekran. 1935'te Kodachrome üç renk duyarlı emülsiyonu aynı tabana kapladı: ilk ticari tümleşik üçlü paket.

BU TEZİN OMURGASI

Kodachrome'un üç katmanı da siyah-beyazdır. Renk filmin içinde yoktur; banyo sırasında geliştiricilere katılan renk bağlaçlarıyla oluşturulur — uzun ve çok adımlı K-14 işlemi bu yüzden gerekliydi.

Yani 1935'te ölçüm ile yorum birbirinden ayrıldı. Bir Fujifilm gövdesinde ham veri ile film simülasyonu arasındaki ilişki, pozlanmış film ile K-14 banyosu arasındaki ilişkinin doğrudan devamıdır. Bu belgedeki bütün pratik sonuçlar tek bir sorunun türevidir: bu ayar ölçüme mi dokunuyor, yoruma mı?

Autochrome ile bir sensörün renk süzgeci dizisi aynı problemi çözer: her nokta yalnızca bir bandı ölçer, eksik iki bant komşulardan kestirilir. Autochrome'da bunu göz ve mesafe yapar, dijitalde demozaikleme yapar. X-Trans ile Bayer arasındaki tartışma, 1903'te başlamış bir tartışmanın devamıdır.

Neden hiçbir kamera "doğru" değildir

Renk, ışığın özelliği değildir. Işığın özelliği tayfsal güç dağılımıdır; renk, bu dağılımın insan görme sisteminde ürettiği yanıttır. Görünür tayf sürekli, yani sonsuz boyutludur; üç koni tipi bunu üç sayıya indirir. Kaçınılmaz sonuç metamerizmdir: fiziksel olarak farklı iki tayf, üç koni yanıtı aynı çıktığı için aynı renk görünebilir.

Bir kameranın renkölçümsel olarak doğru sayılması için sağlaması gereken koşul tanımlıdır: sensörün tayfsal duyarlılık eğrileri, CIE 1931 2° gözlemcisinin renk eşleme fonksiyonlarının doğrusal bir dönüşümü olarak yazılabilmelidir — Luther–Ives koşulu.

SONUÇ

Gerçek renk süzgeçleri boya ve girişim katmanlarından üretilir; üretilebilir eğriler insan konilerinin tam doğrusal dönüşümü olamaz. Hiçbir ticari kamera Luther koşulunu tam sağlamaz. Renk matrisi denen 3×3 dönüşüm, bu yaklaşımın hatasını belirli bir aydınlatma ve belirli bir renk kümesi için en aza indiren uzlaşmadır.

Buradan çıkan sonuç Fujifilm'in yaklaşımını anlaşılır kılıyor: madem "ölçüldüğü gibi üretmek" zaten ulaşılamaz, geriye hangi uzlaşmanın seçileceği kalır. Fujifilm bu seçimi açıkça estetik bir karar olarak tanımlıyor.

Beyaz dengesi bir düzeltme değil, bir yorumdur

İnsan görme sistemi aydınlatma renginin geniş bir aralığında beyazı beyaz görür; buna renk sabitliği, mekanizmasına kromatik uyarlanma denir. Klasik model von Kries dönüşümüdür: her koni tipinin yanıtına ayrı kazanç uygulanarak referans beyazın görünümü sabit tutulur. Kameradaki uygulaması doğrudandır — R, G, B kanallarına nötr bir yüzey R=G=B çıkacak şekilde kazanç verilir.

Kelvin ölçeği yalnız mavi–kehribar eksenini yaklaşıklar; yeşil–macenta sapma için ayrıca tint ya da WB Shift gerekir. Karışık LED, tungsten ve günışığı altında tek bir WB bütün nesneleri düzeltemez — metamerizm kalır.

KRİTİK AYRIM

Fujifilm'in dahili F-Log kaydı RAW değildir. ISO ve beyaz dengesi kayda işlenir. HDMI RAW çıkışı ayrı bir yoldur; orada kamera içi geliştirmeler uygulanmaz ve WB postta yorumun parçası olabilir.

Pratik karşılığı: dahili log çekimde "postta tamamen düzeltirim" yaklaşımı geçersizdir. Bir sensör kanalı doygunluğa ulaşmışsa bilgi geri gelmez; zayıf kanalı büyük ölçüde yükseltmek renk gürültüsünü artırır.

Sensörden önceki renk işlemesi

Objektif nötr bir boru değildir. Her cam yüzeyi, kaplama ve hava-cam geçişi tayfsal olarak seçicidir; objektiften çıkan ışığın renk dağılımı girenden farklıdır.

f-durağı geometrik bir orandır — odak uzaklığının giriş göz bebeği çapına oranı — ve içeride kaybedilen ışığı hesaba katmaz. T-durağındaki T transmission, yani gerçekte geçirilen ışıktır. Her sinema objektifi tek tek ölçülür ve T değeri o objektife özel işaretlenir. Aynı f/1.4'e ayarlanmış iki objektif sensöre farklı miktarda ışık gönderebilir; çok kameralı çekimde pozlama tutmuyorsa sebeplerden biri budur.

Yansıma önleyici kaplamalar bütün dalga boylarında eşit çalışmaz. Patent literatüründe kaplamanın kırmızı bölgeyi daha yüksek oranda geçirecek biçimde tasarlanabildiği ve yansıma minimumunun tipik olarak 610 nm civarına yerleştirildiği tarif edilir. Üreticinin "renk karakteri" dediği şeyin bir kısmı camda değil, üzerindeki birkaç yüz nanometrelik katmanlarda kararlaştırılır.

Buna sensörün önündeki filtre yığını eklenir — kızılötesi kesme, çift kırılımlı katmanlar ve koruyucu cam. Bu yığının kalınlığı ve tayfsal davranışı, özellikle kısa flanş mesafeli gövdelerde geniş açı objektiflerin kenar davranışını ve renk kaymasını etkiler.

Sensör: dizilim, format, kuşak

X-Trans ile Bayer

Bayer 2×2'lik bir desendir: iki yeşil, bir kırmızı, bir mavi. X-Trans 6×6'lık — sabit ve tekrarlayan — bir desen kullanır; içinde 5 yeşil, 2 kırmızı, 2 mavi oranı vardır.

RENK SÜZGECİ DİZİSİ

Bayer'de bazı yatay ve dikey hatlarda hiç kırmızı veya mavi piksel bulunmaz; bu yanlış renk üretebilir. X-Trans'ta her altı pikselde bir, her hatta en az bir R, G ve B düşer. Karşılığı da var: demozaikleme yükü yaklaşık dörtte bir daha ağırdır; Fujifilm'in orta format gövdelerinde X-Trans yerine Bayer kullanmasının bir nedeni bu olabilir, şirket gerekçesini açıklamış değil. Ham iş akışında yazılımın X-Trans demozaikleme kalitesi markadan markaya belirgin biçimde değişir.

APS-C neyi belirler

Dinamik aralığın tanımı fizikseldir: DR = log₂( kuyu kapasitesi / gürültü tabanı )

Atım gürültüsü — fotonların istatistiğinden gelir, sensörle ilgisi yoktur. Okuma gürültüsü — elektroniğe aittir, en çok gölgelerde belirgindir. Kuyu kapasitesi piksel hacmiyle, yani doğrudan yüzey alanıyla sınırlıdır. APS-C ile tam kare arasındaki fark renk biliminden veya işlemciden değil, yaklaşık 2,3 kat alan farkından gelir. Aynı kuşak teknolojide APS-C yaklaşık bir durak daha az ışık toplar; bu kapatılamaz, yalnızca gürültü azaltmayla gizlenebilir. Ölçülmüş APS-C üst sınırı için referans: 24,5 bit renk derinliği, 14,6 EV manzara dinamik aralığı.

Beşinci nesil: HS ile HR

X-TRANS CMOS 5 AİLE AYRIMI

X-H2S'te sensör önceki kuşaktan yaklaşık dört kat hızlı okunur; X-Processor 5 yaklaşık iki kat işlem hızı sunar.

Kodlama kapasitesi ile ölçülen aralık

Bu bölüm, birleştirmenin asıl kazancıdır. İki belgenin tek başına söyleyemediği şey, verileri yan yana konunca çıkıyor.

Eğrilerin kodladığı aralık

Fujifilm'in yayımladığı iki teknik doküman her iki eğrinin dönüşüm formülünü ve sabitlerini tam veriyor. Bu, farkı pazarlama ifadelerine güvenmeden hesaplamayı mümkün kılıyor.

out = c · log₁₀( a · in + b ) + d ( in ≥ cut1 )

F-Log: a=0.555556, b=0.009468, c=0.344676, d=0.790453. F-Log2: a=5.555556, b=0.064829, c=0.245281, d=0.384316.

RESMÎ SABİTLERDEN TÜRETİLDİ

SENTEZ BULGUSU 1

F-Log2'nin getirdiği 3 durağın tamamı parlak alandadır. Gölge tarafı iki eğride birebir aynıdır: 7,66 durak. F-Log2'ye geçmek gölge gürültünüzü iyileştirmez.

Sensörün gerçekte verdiği

Fujifilm X-H2S için F-Log2'de "14+ stop" diyor. CineD aynı gövdede 4K25 ProRes HQ, F-Log2, ISO 1250 koşullarında SNR=2 eşiğinde 12,2 durak, SNR=1 eşiğinde 13,6 durak ölçtü. Bu sayılar çelişmiyor; farklı şeyleri ölçüyorlar. "Tespit edilen en düşük sinyal" ile "temiz ve kullanılabilir gölge" aynı sayı değildir.

F-Log kodlar 13,00 · F-Log2 kodlar 16,00 · Fujifilm iddiası 14,00 · Ölçüm (SNR=1) 13,60 · Ölçüm (SNR=2) 12,20 (durak).

Kodlama kapasitesi, sensörün doldurabildiği aralık değildir. Yukarıdaki satırda ilk iki değer eğrilerin kodlayabildiği aralık (resmî sabitlerden hesaplandı); sonrakiler üretici iddiası ve laboratuvarda ölçülen değerler. Aradaki boşluk, eğrinin sensörün hiç dolduramadığı kısmıdır.

SENTEZ BULGUSU 2

F-Log2 16,00 durak kodlayabiliyor, ama aynı gövdede ölçülen kullanılabilir aralık 12,2 ila 13,6 durak. Yani eğrinin yaklaşık 2,4–3,8 durağı hiç dolmuyor.

Pratik karşılığı: F-Log2'yi sensörün baş edemeyeceği bir sahnede kullanmak var olmayan bilgiyi kurtarmaz — yalnızca var olan bilgiyi daha az kod değerine dağıtır. Gölgesi ağır, parlak alanı sıkışık bir sahnede F-Log2, F-Log'a göre orta tonları daha alçak koda bastırdığı için daha az kod çözünürlüğü verir. Bu iki belgenin hiçbirinde tek başına yok; ancak yan yana konunca görülüyor.

GAMUT VE F-LOG2 C

Her iki eğrinin de gamut'u F-Gamut'tur ve birincilleri ITU-R BT.2020 ile birebir aynıdır: R (0,708/0,292), G (0,170/0,797), B (0,131/0,046), beyaz D65. Fujifilm daha geniş bir gamut seçilmemesini açıkça gerekçelendiriyor: geniş gamut'tan dara geçerken oluşan ton sıçramasını önlemek. F-Log2 C daha fazla dinamik aralık değildir. F-Log2 ile aynı gamma ve aynı kod yerleşimini kullanır; farkı daha geniş F-Gamut C birincilleridir. Doğru IDT ve renk yönetimi olmadan geniş gamut bir avantaj değil, yanlış renk dönüşümü riskidir.

Yedi ayar, zincirdeki yerleri

Ayarlar bağımsız kutucuklar değildir. Belirleyici soru her seferinde aynı: bu ayar sensörün foton yakalamasını mı değiştiriyor, yoksa yakalanmış veriyi mi yorumluyor?

ETKİ MATRİSİ

Tablonun tamamında ilk sütun hayır. Bu tesadüf değil: bu yedi ayarın hiçbiri sensörün topladığı ışığı değiştirmez. Işığı değiştiren yalnızca üç şey vardır — diyafram, enstantane ve sahnedeki ışık.

DR modları: pozlama kararı

DR200 ve DR400 bir "dinamik aralık genişletme" hilesi değildir. Kamera bilerek az pozlar, sonra işlemede yalnızca alt tonları yükseltir. Kritik ayrıntı, ISO şartının nereden geldiğidir: normalde yüksek ISO'da sensör sinyali yükseltilir; DR açıkken bu yükseltme atlanır ve bir–iki duraklık aydınlatma işlemciye taşınır. Sensörün dinamik aralığından kayıp olmamasının sebebi budur.

GÖVDEYE GÖRE DEĞİŞİR

Eşikler evrensel değildir. X-T5 videoda DR200 en az ISO 250, DR400 en az ISO 500 gerektirir ve yalnız işlenmiş film simülasyonu yolu seçiliyken kullanılabilir. X-H2S'te eşikler 320/640'tır. Reçeteler gövdeler arasında kopyalanmamalıdır.

Ayrıca "DR400 + F-Log2" iki ayrı dinamik aralık artırımı gibi toplanmaz. Log kayıtta DR menüsü yerine log eğrisi ve doğru pozlama araçları kullanılır.

Keskinlik ile gürültü: zıt yönlerden aynı bilgi

Keskinleştirme yüksek uzamsal frekansları yükseltir; gürültü de yüksek frekanslıdır. Gürültü azaltma yüksek frekansları bastırır; ince doku da yüksek frekanslıdır. İkisi birlikte açıldığında biri diğerini kısmen geri alır ve arada dokusuz yüzeyler oluşur. Sharpness ayrıntı üretmez, kenar kontrastı üretir; NR sinyal ile gürültüyü kusursuz ayıramaz. Videoda bu daha ağırdır çünkü ardından sıkıştırma gelir. Gürültü kodlayıcı için sıkıştırılamaz bir sinyaldir ve bit bütçesini tüketir. Fotoğrafta detay uğruna gürültüye katlanılabilir; videoda gürültü sıkıştırmayı bozarak dolaylı olarak detayı da götürür.

KODEK TARAFI

8-bit kanal başına 256, 10-bit 1024 kod seviyesi sunar. Bu sayılar "görülebilir renk sayısı" ya da ADC hassasiyeti değildir. 10-bit, log görüntünün geniş aralığını daha küçük kuantizasyon adımlarıyla taşır ve degradelerde banding riskini düşürür. 4:2:2'de kroma yatayda yarım, düşeyde tam; 4:2:0'da her iki eksende yarım örneklenir — ince renk sınırları ve ağır renk düzeltmesinde 4:2:2 daha dayanıklıdır.

Karar sırası ve kalan boşluklar

Bütün belgelerin ortaklaştığı tek operasyonel sonuç var ve sıralaması önemli:

1. Işık, lens, filtre. 2. Pozlama ve beyaz dengesi. 3. Sensör okuma modu. 4. Gamma ve gamut — kayıt eğrisi. 5. Kamera içi ton, renk, NR ve keskinlik — "look" katmanı.

Post yapılacak işlerde en sağlam strateji: doğru pozlanmış F-Log2, ölçülmüş ve kilitlenmiş WB, 10-bit 4:2:2 ve doğru renk yönetimi. Hızlı teslimde ise film simülasyonu + ölçülü Highlight/Shadow, ve kamera içi ayarların geri alınamaz olduğunun kabulü.

Kalan araştırma boşlukları

Üç belgenin de dolduramadığı yerler:

ISP blok sırası. Fujifilm; beyaz dengesi, demozaikleme, renk matrisi, ton eğrisi, keskinlik ve NR'ın hangi sırayla uygulandığını yayımlamıyor. Ayarların sayısal eğrileri ve çekirdekleri de kapalı. En yakın yol X-Processor patentleri ve JPEG çıktılarının tersine mühendisliği.

CFA tayfsal duyarlılıkları. X-Trans süzgeçlerinin gerçek geçirgenlik eğrileri yayımlanmıyor; renk matrisinin neyi telafi ettiğini bilmek için gerekli.

Lens tayfsal geçirgenliği. Ölçülmüş eğriler sınırlı; Fujinon sinema objektiflerinin Japonca teknik dokümanları taranmadı.

Tarihsel bölüm. Osmanlı ve Rönesans pigment sözlüğü — çivid, lâciverd, zırnık, jengâr ile biacca, cinabrese, azzurro della Magna karşılıkları — birincil metinlerden çalışılmadı.

Dinamik aralık sayıları için ayrı bir uyarı: değerler SNR eşiğine, çözünürlüğe, kare hızına, sıkıştırmaya ve ölçüm yöntemine bağlıdır. Üreticinin "14+" iddiası ile laboratuvarın 12,2 değeri farklı tanımlardır; ölçüm koşulu belirtilmeden karşılaştırılmamalıdır.

Kaynaklar

Birleşik kaynakça. Fujifilm teknik dokümanları doğrudan indirilip ayrıştırıldı; 5. bölümdeki hesaplar bu dosyalardaki sabitlerden yapıldı. Renk, ton ve optik zincir belgesinin kaynakçası CIE, EMVA, ARRI ve Apple'ın kurumsal dokümanlarını da içerir.

• 1. Schulze 1727, gümüş nitratın kararmasında ısı değil ışık — Johann Heinrich Schulze; Science History Institute, Silver and Sunlight
• 2. National Science and Media Museum — A short history of colour photography
• 3. Autochrome Lumière
• 4. How it works: Kodachrome; Kodak K-14 işlem dokümanı
• 5. Luther–Ives koşulu — arXiv
• 6. Fujifilm renk bilimi açıklaması
• 7. Chromatic adaptation — von Kries, Ives
• 8. Why cinema lenses are measured with T-stops
• 9. US 5,251,068 — Objective lens having a filter
• 10. Fujifilm X-Trans sensor; X-Trans vs Bayer: fantastic claims and how to test them
• 11. DXOMARK — Test protokolü; APS-C referans ölçümü
• 12. Fujifilm X-H2S duyurusu, 31 Mayıs 2022 — Renk, ton ve optik zincir üzerinden
• 13. CineD / Gunther Machu — FUJIFILM X-H2S Lab Test, 20 Temmuz 2022
• 14. Fujifilm — F-Log2 Data Sheet v1.1 (doğrudan ayrıştırıldı)
• 15. Fujifilm — F-Log Data Sheet v1.0 (doğrudan ayrıştırıldı)
• 16. CIE 015:2018 Colorimetry; ISO/CIE 11664-1:2019; EMVA 1288 v4.0; ITU-T H.274; ITU-R BT.2100 — Renk, ton ve optik zincir kaynakçasından

Where measurement parted from interpretation

The history of colour recording is one idea applied over and over: measure the scene in three bands, rebuild colour from the three measurements. Maxwell demonstrated it in 1861 with three separate filters and three projection lanterns. Your screen today, and the colour filter array in front of your sensor, apply the same principle.

The only thing that has changed is how those three measurements are taken on the same surface at the same moment. The Autochrome, patented by the Lumière brothers in 1903, solved it with dyed potato-starch grains scattered over a glass plate — an additive mosaic screen. In 1935 Kodachrome coated three colour-sensitive emulsions onto the same base: the first commercial integral tripack.

The backbone of this argument

All three layers of Kodachrome are black and white. The colour is not in the film; it is created during processing by colour couplers added to the developers — which is why the long, multi-step K-14 process was necessary.

So in 1935 measurement and interpretation were separated. On a Fujifilm body, the relationship between raw data and a film simulation is a direct continuation of the relationship between the exposed film and the K-14 bath. Every practical conclusion in this piece is a derivative of a single question: does this setting touch the measurement, or the interpretation?

The Autochrome and a sensor's colour filter array solve the same problem: each point measures only one band, and the two missing bands are estimated from the neighbours. In the Autochrome the eye and viewing distance do that; in digital, demosaicing does. The X-Trans versus Bayer argument is the continuation of an argument that began in 1903.

Why no camera is “correct”

Colour is not a property of light. The property of light is its spectral power distribution; colour is the response that distribution produces in the human visual system. The visible spectrum is continuous, that is, infinite-dimensional; three cone types reduce it to three numbers. The unavoidable consequence is metamerism: two physically different spectra can look like the same colour because the three cone responses come out the same.

The condition a camera must satisfy to be considered colorimetrically correct is well defined: the sensor's spectral sensitivity curves must be expressible as a linear transform of the colour-matching functions of the CIE 1931 2° observer — the Luther–Ives condition.

The consequence

Real colour filters are made from dyes and interference layers, and manufacturable curves cannot be an exact linear transform of the human cones. No commercial camera fully satisfies the Luther condition. The 3×3 transform known as the colour matrix is the compromise that minimises the error of that approximation for a given illuminant and a given set of colours.

That makes Fujifilm's approach legible: since “reproducing it as measured” is unreachable in the first place, what remains is choosing which compromise to make. Fujifilm describes that choice openly as an aesthetic decision.

White balance is not a correction, it is an interpretation

The human visual system sees white as white across a wide range of illuminant colours; this is colour constancy, and its mechanism is chromatic adaptation. The classic model is the von Kries transform: a separate gain is applied to each cone type's response so that the appearance of the reference white stays constant. The camera implementation is direct — gains are applied to the R, G and B channels so that a neutral surface comes out R=G=B.

The Kelvin scale only approximates the blue–amber axis; a green–magenta deviation needs tint or a WB shift as well. Under mixed LED, tungsten and daylight, a single white balance cannot correct every object — metamerism remains.

A critical distinction

Fujifilm's internal F-Log recording is not raw. ISO and white balance are baked into the recording. The HDMI raw output is a separate path; there, in-camera development is not applied and white balance can be part of the interpretation in post.

What that means in practice: when shooting internal log, “I'll fix it completely in post” does not hold. If a sensor channel has clipped, that information does not come back; lifting a weak channel heavily raises colour noise.

Colour processing before the sensor

A lens is not a neutral pipe. Every glass surface, coating and air-glass transition is spectrally selective; the colour distribution of the light leaving the lens differs from what entered it.

The f-stop is a geometric ratio — focal length divided by entrance pupil diameter — and does not account for light lost inside. The T in T-stop stands for transmission, that is, the light actually passed. Every cinema lens is measured individually and its T value is marked for that specific lens. Two lenses both set to f/1.4 can send different amounts of light to the sensor; that is one reason exposure does not match across cameras in a multi-camera shoot.

Anti-reflective coatings do not work equally at all wavelengths. The patent literature describes coatings designed to transmit the red region at a higher rate, with the reflection minimum typically placed around 610 nm. Part of what a manufacturer calls “colour character” is decided not in the glass but in a few hundred nanometres of layers on top of it.

To that add the filter stack in front of the sensor — infrared cut, birefringent layers and cover glass. The thickness and spectral behaviour of that stack affect the edge behaviour and colour shift of wide-angle lenses, particularly on short-flange bodies.

The sensor: array, format, generation

X-Trans versus Bayer

Bayer is a 2×2 pattern: two green, one red, one blue. X-Trans uses a 6×6 pattern — fixed and repeating — containing a ratio of 5 green, 2 red and 2 blue.

Colour filter array

In a Bayer array some horizontal and vertical lines contain no red or blue pixel at all, which can produce false colour. In X-Trans, at least one R, one G and one B falls on every line within every six pixels. There is a cost: demosaicing is roughly a quarter heavier; this may be one reason Fujifilm uses Bayer rather than X-Trans in its medium-format bodies, though the company has not given its reasons. In a raw workflow, the quality of X-Trans demosaicing varies noticeably from one software vendor to another.

What APS-C determines

The definition of dynamic range is physical: DR = log₂(well capacity / noise floor).

Shot noise comes from the statistics of photons and has nothing to do with the sensor. Read noise belongs to the electronics and is most visible in the shadows. Well capacity is limited by pixel volume, that is, directly by surface area. The difference between APS-C and full frame comes not from colour science or the processor but from roughly 2.3× the area. At the same technology generation, APS-C collects about one stop less light; that cannot be closed, only hidden with noise reduction. For reference, the measured APS-C ceiling: 24.5 bits of colour depth, 14.6 EV of landscape dynamic range.

The fifth generation: HS versus HR

X-Trans CMOS 5 family split

On the X-H2S the sensor is read roughly four times faster than the previous generation, and the X-Processor 5 offers around twice the processing speed.

Encoding capacity versus measured range

This section is the real payoff of putting the documents side by side: what neither could say alone becomes visible once the numbers sit together.

The range the curves encode

The two technical documents Fujifilm publishes give the full transform formula and constants for both curves. That makes it possible to compute the difference without relying on marketing language.

out = c · log₁₀(a · in + b) + d, for in ≥ cut1

F-Log: a=0.555556, b=0.009468, c=0.344676, d=0.790453. F-Log2: a=5.555556, b=0.064829, c=0.245281, d=0.384316.

Derived from the official constants

Synthesis finding 1

All three stops that F-Log2 adds are in the highlights. The shadow side is identical on both curves: 7.66 stops. Moving to F-Log2 does not improve your shadow noise.

What the sensor actually delivers

Fujifilm states “14+ stops” for F-Log2 on the X-H2S. On the same body, CineD measured 12.2 stops at an SNR=2 threshold and 13.6 stops at SNR=1, shooting 4K25 ProRes HQ, F-Log2, ISO 1250. These numbers do not contradict each other; they measure different things. “The lowest detectable signal” and “clean, usable shadow” are not the same number.

F-Log encodes 13.00 · F-Log2 encodes 16.00 · Fujifilm's claim 14.00 · measured at SNR=1 13.60 · measured at SNR=2 12.20 (stops).

Encoding capacity is not the range the sensor can fill. In the line above, the first two values are the range the curves can encode (computed from the official constants); the rest are the manufacturer's claim and the values measured in the laboratory. The gap in between is the part of the curve the sensor never fills.

Synthesis finding 2

F-Log2 can encode 16.00 stops, but the usable range measured on the same body is 12.2 to 13.6 stops. Roughly 2.4 to 3.8 stops of the curve are never filled.

In practice: using F-Log2 in a scene the sensor cannot handle does not recover information that does not exist — it only spreads the information that does exist across fewer code values. In a scene with heavy shadows and compressed highlights, F-Log2 gives less code resolution than F-Log because it pushes the midtones into lower code values. Neither document says this on its own; it only appears when they are read together.

Gamut, and F-Log2 C

Both curves use F-Gamut, whose primaries are identical to ITU-R BT.2020: R (0.708/0.292), G (0.170/0.797), B (0.131/0.046), white D65. Fujifilm gives an explicit reason for not choosing a wider gamut: to avoid the tonal jump that occurs when converting from a wide gamut to a narrow one. F-Log2 C is not more dynamic range. It uses the same gamma and the same code placement as F-Log2; the difference is the wider F-Gamut C primaries. Without a correct IDT and colour management, a wide gamut is not an advantage but a risk of wrong colour conversion.

Seven settings and where they sit

Settings are not independent boxes. The decisive question is the same every time: does this setting change how the sensor captures photons, or does it interpret data already captured?

Effect matrix

The first column is “no” all the way down. That is not a coincidence: none of these seven settings changes the light the sensor collects. Only three things change the light — aperture, shutter and the light in the scene.

DR modes: an exposure decision

DR200 and DR400 are not a “dynamic range extension” trick. The camera deliberately underexposes, then lifts only the lower tones in processing. The critical detail is where the ISO requirement comes from: normally at high ISO the sensor signal is amplified; with DR enabled that amplification is skipped and one or two stops of lift are moved to the processor. That is why nothing is lost from the sensor's dynamic range.

It varies by body

The thresholds are not universal. On the X-T5, DR200 requires at least ISO 250 and DR400 at least ISO 500 in video, and they are available only on the processed film-simulation path. On the X-H2S the thresholds are 320/640. Recipes should not be copied between bodies.

Also, “DR400 + F-Log2” do not add up as two separate dynamic-range increases. In log recording you use the log curve and correct exposure tools rather than the DR menu.

Sharpening and noise: the same information from opposite directions

Sharpening raises high spatial frequencies; noise is also high-frequency. Noise reduction suppresses high frequencies; fine texture is also high-frequency. With both enabled, one partially undoes the other and textureless surfaces appear in between. Sharpness does not produce detail, it produces edge contrast; noise reduction cannot separate signal from noise perfectly. In video this weighs more heavily because compression follows. To an encoder, noise is an incompressible signal and consumes the bit budget. In stills you can tolerate noise for the sake of detail; in video, noise degrades compression and so takes detail with it indirectly.

On the codec side

8-bit offers 256 code levels per channel, 10-bit offers 1024. Those numbers are not “the number of visible colours” nor the precision of the ADC. 10-bit carries the wide range of a log image in smaller quantisation steps and lowers the risk of banding in gradients. At 4:2:2 chroma is sampled at half horizontally and full vertically; at 4:2:0 it is halved on both axes — 4:2:2 holds up better on fine colour boundaries and under heavy colour correction.

Decision order and remaining gaps

There is one operational conclusion all the documents share, and its order matters:

1. Light, lens, filter. 2. Exposure and white balance. 3. Sensor readout mode. 4. Gamma and gamut — the recording curve. 5. In-camera tone, colour, noise reduction and sharpening — the “look” layer.

For work that will be graded, the most robust strategy is correctly exposed F-Log2, a measured and locked white balance, 10-bit 4:2:2 and correct colour management. For fast delivery: a film simulation plus measured Highlight/Shadow — and accepting that in-camera settings cannot be undone.

Remaining research gaps

What none of the three documents could fill:

ISP block order. Fujifilm does not publish the order in which white balance, demosaicing, the colour matrix, the tone curve, sharpening and noise reduction are applied. The numerical curves and kernels of the settings are closed as well. The nearest route is the X-Processor patents and reverse engineering of JPEG output.

CFA spectral sensitivities. The real transmission curves of the X-Trans filters are not published; they would be needed to know what the colour matrix is compensating for.

Lens spectral transmission. Measured curves are limited; the Japanese technical documents for Fujinon cinema lenses have not been surveyed.

The historical section. The Ottoman and Renaissance pigment vocabulary — çivid, lâciverd, zırnık, jengâr and their counterparts biacca, cinabrese, azzurro della Magna — has not been worked through from primary texts.

A separate caution on dynamic range figures: the values depend on the SNR threshold, resolution, frame rate, compression and measurement method. The manufacturer's “14+” claim and the laboratory's 12.2 are different definitions and should not be compared without stating the measurement conditions.

Sources

Combined bibliography. The Fujifilm technical documents were downloaded and parsed directly; the calculations in the encoding section were made from the constants in those files. The bibliography of Colour, tone and the optical chain also includes institutional documents from CIE, EMVA, ARRI and Apple.

• 1. Schulze 1727, light rather than heat darkening silver nitrate — Johann Heinrich Schulze; Science History Institute, Silver and Sunlight
• 2. National Science and Media Museum — A short history of colour photography
• 3. Autochrome Lumière
• 4. How it works: Kodachrome; Kodak K-14 process documentation
• 5. The Luther–Ives condition — arXiv
• 6. Fujifilm's statement on its colour science
• 7. Chromatic adaptation — von Kries, Ives
• 8. Why cinema lenses are measured with T-stops
• 9. US 5,251,068 — Objective lens having a filter
• 10. Fujifilm X-Trans sensor; X-Trans vs Bayer: fantastic claims and how to test them
• 11. DXOMARK — test protocol; APS-C reference measurement
• 12. Fujifilm X-H2S announcement, 31 May 2022 — via Colour, tone and the optical chain
• 13. CineD / Gunther Machu — FUJIFILM X-H2S Lab Test, 20 July 2022
• 14. Fujifilm — F-Log2 Data Sheet v1.1 (parsed directly)
• 15. Fujifilm — F-Log Data Sheet v1.0 (parsed directly)
• 16. CIE 015:2018 Colorimetry; ISO/CIE 11664-1:2019; EMVA 1288 v4.0; ITU-T H.274; ITU-R BT.2100 — from the bibliography of Colour, tone and the optical chain