Porównywanie jakości obrazu pomiędzy modelami przeprowadzone na plikach JPEG trudno uznać za wiarygodne, jako że nie znamy sposobu tworzenia tychże plików przez aparaty. Dlatego by porównać charakterystykę matrycy EX2F dla różnych czułości ze sprzętem innych producentów, musimy przyjrzeć się wynikom uzyskanym z analizy plików RAW.

Szumy

Pomiar szumów matrycy wykonujemy na zdjęciach tablicy Kodak Q-14, korzystając z programu Imatest. Poniżej prezentujemy uzyskane przez nas wyniki.

Wyniki pomiarów wskazują na bardzo silne odszumianie plików RAW realizowane przez aparat powyżej czułości ISO 400. To nie wszystko - poziom szumu sprowadzony do wartości poniżej 4% mógłby wydawać się rewelacyjnym wynikiem, gdyby nie fakt, że opłacono go utratą detalu.

Aby ukazać, jak wartości wyznaczonego szumu przekładają się na obraz, prócz wykresów prezentujemy tabelkę z fragmentami zdjęć (w skali 1:1) scenki testowej oraz pól nr 3 i 11 tablicy Kodak Q-14.

Trudno komentować jakość obrazu po tak zaawansowanej obróbce. Rzeczywiście - szum ledwo widać nawet na najwyższej czułości, a jego struktura jest plackowata. Jednak od razu nasuwa się stwierdzenie, że format RAW nie służy do rejestrowania “lepszych” JPEG-ów, ale danych wprost z matrycy.

Na zakończenie przyjrzyjmy się porównaniu wartości szumu liczonego dla 24-bitowych plików TIFF dla aparatów Samsung EX2F, Samsung EX1, Panasonic LX7 oraz Sony RX100.

Widać wyraźnie, że w aparacie EX2F dodatkowe odszumianie powoduje, iż wartości mierzonego szumu dla czułości powyżej ISO 400 są dwukrotnie niższe od wyników otrzymanych dla pozostałych aparatów. Bez tego procesu szum w naturalny sposób zwiększałby się i potencjalnie byłby podobny do generowanego przez LX7.

Co ciekawe, w EX1 zastosowano matrycę CCD, czyli postrzeganą jako gorzej sprawdzającą się przy wyższych czułościach niż CMOS. Wniosek - matryca w EX1 wcale nie jest taka zła i do dziś może cieszyć użytkowników. Co zatem daje nam zastosowania matrycy CMOS BSI? Niestety, nie znaleźliśmy odpowiedzi na to pytanie.

Dynamika tonalna

Dynamikę tonalną wyznaczyliśmy w oparciu o serie zdjęć tablicy Kodak Q-13. Pomiary wykonaliśmy na surowych plikach przekonwertowanych uprzednio do 48-bitowych TIFF-ów bez demozaikowania. Na wykresie przedstawiamy wartości zakresu tonalnego dla wysokiej, dobrej, średniej i niskiej jakości obrazu. Odpowiada to stosunkom sygnału do szumu na poziomie 10, 4, 2 i 1.

Dla najlepszej jakości obrazu (SNR=10) aparat EX2 uzyskał wynik 5,8 EV, czyli o ⅓ EV lepszy od EX1. W przeciwieństwie do swojego poprzednika nie notuje spadku dynamiki tonalnej poniżej umownej granicy 4 EV dla całego spektrum czułości. Jednak z wcześniejszej lektury wiemy już, że to efekt bardzo silnego odszumiania. Widać to też i na powyższym wykresie - dla czułości powyżej ISO 400 matryca jakby bierze “drugi oddech”.

Aby zobaczyć, jak model EX2F wypada na tle konkurecyjnych konstrukcji, przyjrzyjmy się załączonemu wykresowi.

Jak widać, nawet na najniższej czułości matryca Samsunga traci prawie 2 EV w stosunku do konstrukcji Panasonica i Sony. Do czułości ISO 400 matryca EX2F zachowuje się podobnie do tej zastosowanej w aparacie LX7 - gdyby jednak nie redukowanie szumu, okazałoby się, że powyżej ISO 800 bylibyśmy skazani na niską jakość obrazu.

Modyfikowanie danych RAW uniemożliwiło wyliczenia parametrów przetwornika ADC, a tym samym poznanie dokładnej charakterystyki przetwarzania matrycy. Musieliśmy zmodyfikować procedurę pomiarową, w związku z czym nie możemy zaprezentować wykresu ukazującego pełne przebiegi SNR dla wszystkich czułości.

Aby zobrazować praktyczny aspekt dynamiki tonalnej, jaki oferuje aparat, wykonaliśmy zdjęcia scenki testowej z czasem 30 s i 2 s przy czułości odpowiednio ISO 100 i ISO 1600. Fotografie zostały zrobione w formacie RAW i skorygowane o +4 EV i −4 EV w programie Adobe Lightroom 4 na domyślnych ustawieniach (wyłączone wszystkie panele modułu Develop za wyjątkiem “Camera Calibration”).

	0 EV	+4 EV
ISO 100
ISO 1600

	0 EV	-4 EV
ISO 100
ISO 1600

Prąd ciemny i szum termiczny (darki)

RAW
ISO	Dark Frame	Crop	Histogram
80
100
200
400
800
1600
3200

Spójrzmy na analizę statystyczną przedstawionych powyżej darków.

Centrum kadru

Aparat wymusza odejmowanie ciemnej klatki przy długich ekspozycjach. W związku z tym darki nie wykazują cech nie tylko nagrzewania matrycy, ale też innych źródeł szumu, którego charakterystyka jest powtarzalna (np. nierównomierność matrycy). Tak spreparowane pliki RAW nie wykazują na zdjęciach cech bandingu, a szum jest jednorodny. Fakt, że banding jest widoczny na prezentowanych próbkach wynika tylko i wyłącznie ze sposobu ich przygotowania. Dlaczego jednak widać szum na prezentowanych wycinkach? Otóż pliki zostały wygenerowane w ten sposób, by obrazowały zakres danych od 0 do 63, czyli 6 najmniej znaczących bitów.

Podsumowując: plik RAW nie obrazuje danych pozyskanych wprost z układów ADC matrycy, a jest efektem pracy programistów.

Skoro aparat wymusza tak silne odszumianie, postanowiliśmy sprawdzić, czy matryca posiada obszar tzw. “overscan” - czyli miejsce, które nie jest wykorzystywane przez aparat do rejestracji zdjęcia, a bywa pomocne przy analizie szumu przetwarzania. Jak się okazało, pliki RAW zawierają dane tego obszaru, czego przykładem jest poniższy wycinek. Dane zostały zobrazowane tak, by najlepiej uwidocznić zakres od 0 do 255, czyli młodsze 8 bitów sygnału darka dla ISO 3200.

Prawy-górny róg pliku RAW z widocznym po prawej stronie obszarem "Overscan"

Korzystając z tego obszaru, możemy spróbować wyznaczyć szum przetwarzania - wielce prawdopodobne, że uzyskany wynik będzie bardziej rzeczywisty niż poprzednie pomiary. W tabelce poniżej prezentujemy statystykę dla tych obszarów.

Obszar "overscan"

Tak duża rozbieżność między wynikami dla centrum kadru oraz obszaru “overscan” zachęciła nas do dodatkowego przeliczenia ich i wyznaczenia dynamiki tonalnej (przy najniższej jakości, czyli SNR=0).

Jak łatwo zauważyć, średnia odległość między tymi dwoma wykresami wynosi 4 EV! Pamiętajmy, że to wyniki dla najniższej jakości - w związku z tym potencjalny rezultat dynamiki, jaki oferuje matryca zastosowana w EX2F, jest bardzo niski i nie dziwi, że producent zdecydował się na tak drastyczny krok, by dotrzymać kroku konkurencji.

Po przyjrzeniu się zaprezentowanym danym wyciągnąć możemy następujące wnioski:

• redukcja szumu powyżej ISO 400 następuje dla całej matrycy, łącznie z obszarem “overscan”,
• w drugim kroku, korzystając z danych z obszaru “overscan”, zostaje zredukowany szum w głównej części kadru,
• trzeci krok to właściwe odszumianie pliku w celu pozyskania obrazu JPEG.