Test zakresu tonalnego był ostatnim punktem, który pokazuje różnice między Nikonami D5100, a D7000 opartymi o tę samą 16-megapikselową matrycę. Dla najlepszej jakości obrazu w D5100 dynamika tonalna sięga poziomu 7.8 EV dla ISO 100. Jest to niemal 1 EV więcej niż u Nikona D7000 i jednocześnie w granicach błędów pomiarowych dokładnie tyle samo co u Pentaksa K-5. Różnica pomiędzy dwoma Nikonami utrzymuje się w całym zakresie czułości i wynika prawdopodobnie z dużo mniejszych szumów na zdjęciach z D5100.

Warto podkreślić także bardzo wysoką jakość dynamiki (11.5 EV) dla najniższej jakości zdjęć, co przekłada się na duży potencjał detektora w wyciąganiu informacji z ciemnych partii obrazu. Choć dla równowagi można dodać, że Pentax K-5 notował tutaj jeszcze lepsze osiągi (okolice 12 EV). Oba wymienione aparaty i tak wypadają tutaj lepiej od tego co możemy uzyskać z 18 MPix detektora CMOS stosowanego w najnowszych lustrzankach Canona.

Wynik dynamiki tonalnej dla najlepszej jakości obrazu z D5100 jest o około 1.5 EV lepszy od Canona 600D, a także o 1.7 EV większy w porównaniu D3100.

Całkowity zakres tonalny zmierzony za pomocą programu Imatest na JPEG-ach to około około 9 EV. Poniżej prezentujemy wycinki ze zdjęć JPEG z tablicy testowej. Można samodzielnie ocenić rozpiętość tonalną od bieli do głębokiej czerni, pamiętając, że różnica jasności sąsiednich pól wynosi 1/3 EV.

ISO	Granica bieli
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600
ISO	Granica czerni
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600

Zdjęcia scenki zostały wykonane z czasem 30 s i 2 s przy czułościach odpowiednio ISO 100 i ISO 1600. Zdjęcia zostały wywołane programem dcraw do 48-bitowych TIFF-ów, a następnie skorygowane o +4 EV i −4 EV w programie Adobe Lightroom i ostatecznie zapisane do postaci 24-bitowej.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
D5100
D7000
K-5
1600 ISO
D5100
D7000
K-5

Porównanie po skorygowaniu o +4 EV pokazuje, że najlepiej radzi sobie z tym Pentax K-5, potem Nikon D5100 i Nikon D7000. Różnice w poziomie szumu widać już wyraźnie na ISO 100, a na ISO 1600 są jeszcze wyraźniejsze. Na zdjęciach po korekcji o −4 EV nie widać już takich różnic w jakości obrazu, a ilość odzyskanych szczegółów jest podobna. Można dopatrywać się przewagi D5100, ale z drugiej strony wyjściowy obraz w jego przypadku może być minimalnie mniej naświetlony i z tego powodu odzyskanych szczegółów jest więcej.

100 ISO
	0 EV	–4 EV
D5100
D7000
K-5
1600 ISO
D5100
D7000
K-5