
La D300S cuenta con 12,3 megapíxeles efectivos y una relación señal-ruido sumamente alta gracias al reconocido sensor CMOS de formato DX de Nikon. Los datos iniciales de cada imagen se pueden transferir rápidamente y con precisión mediante la conversión A/D integrada de 14 bits. Seguidamente, todo el procesamiento interno posterior se gestiona a 16 bits. Las imágenes resultantes ofrecen unos detalles asombrosos y unas gradaciones tonales de la piel extraordinariamente suaves.
Con su énfasis en una excepcional calidad de imagen, el sensor de imagenes de formato DX de tamaño eficiente ha permitido a Nikon desarrollar una celebrada gama de cámaras D-SLR potentes e inteligentes.
En las cámaras D-SLR de formato DX de Nikon, el ángulo de imagen efectivo equivale a aproximadamente 1,5x la distancia focal del objetivo, por tanto, se puede usar un teleobjetivo más pequeño y más ligero, lo que permite el uso de un equipo más ligero y más fácil de transportar. Los fotógrafos que trabajan en exteriores y necesitan gran cantidad de equipo, y los que optan por disparar con teleobjetivo, encontrarán numerosas ventajas importantes en el sensor de imagen de formato DX.

El revolucionario procesamiento de imágenes EXPEED de Nikon fusiona velocidad y belleza para dar respuesta a la creatividad y agilidad de los fotógrafos profesionales en situaciones de trabajo del mundo real. Esto, combinado con el diseño de bajo consumo de energía del motor de procesamiento de imágenes de la D300S, ofrece una ventaja decisiva que no se puede ignorar.
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Los fotógrafos se enfrentan a una enorme y diversa variedad de sujetos, temas y situaciones de disparo. Los colores difieren. Las condiciones de iluminación cambian. Pero hay un factor constante y decisivo que puede suponer una diferencia fundamental en cualquier imagen, se trata de las gradaciones tonales ricas. Para garantizar estas extraordinarias gradaciones tonales, la D300S utiliza el procesamiento de imágenes de 16 bits que gestiona de forma global cada una de las imágenes. Lo que se consigue son unos detalles de sombras más precisos y unas transiciones continuadas, incluso en los puntos de luz. Los colores se reproducen con exactitud incluso en la transición, lo que contribuye a que la profundidad de una imagen sea digna de una cámara D-SLR insignia de Nikon. Esta tecnología se aplica no sólo a los archivos NEF (RAW) de Nikon, sino también a los archivos JPEG, que con frecuencia no precisan de post-procesamiento alguno y están listos para su impresión inmediata.

Otra importante ventaja de la D300S en la que puede confiar es la tecnología de reducción de la aberración cromática lateral de Nikon. Esta función corrige las bandas de color o la aberración cromática que, de otra manera, aparecerían en los bordes de un encuadre, mejorando en consecuencia la calidad de la imagen en todo el encuadre. Como toda aberración se corrige independientemente del tipo de objetivo (ya sea telefoto, gran angular, ojo de pez, objetivos sin CPU y otros tipos de objetivos NIKKOR), esta función contribuye de manera importante a lograr las imágenes más nítidas que exigen los profesionales.

El enfoque global en cuanto a calidad de imagen de Nikon también se refleja en el control del ruido. Con una relación señal-ruido significativamente alta, la D300S minimiza el ruido en todas las distintas fases del procesamiento de imagen, produciendo unos resultados siempre más limpios e imágenes que se pueden usar perfectamente en toda la gama hasta ISO 3200. En circunstancias especiales, el ajuste se puede ampliar a Lo 1 (equivalente a ISO 100) y Hi 1 (equivalente a ISO 6400).