Szumy

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

Szum narasta równomiernie wraz ze wzrostem czułości ISO. Gdy przyjrzymy się bliżej punktom czarnym, czyli reprezentującym luminancję, zauważymy, że krzywa ulega lekkiemu załamaniu po przekroczeniu ISO 800. Powyżej tej wartości szum rośnie szybciej – zmiana taka nie jest naturalnym zachowaniem. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę skalę osi OY. Aparat G15 osiąga poziom szumu równy 3% dla czułości około ISO 1250. Ten sam poziom szumu testowany niedawno Nikon P7700 uzyskał dla ISO 3200. Ciekawe porównanie otrzymamy zestawiając powyższy wykres z odpowiednim z testu aparatu G12. Okaże się, że obserwujemy zupełnie różne charakterystyki. W przypadku G12 szum składowych czerwonej i zielonej jest redukowany, będąc tym samym nienaturalnym zachowaniem. Z drugiej strony jednak poziom szumu do ISO 3200 jest bardzo podobny. Zatem jedyny zysk ze zmiany technologii wykonania sensora to możliwość użycia czułości ISO 6400 oraz 12800.

Spójrzmy na porównanie aparatu G15 z modelami posiadającymi matrycę tych samych rozmiarów oraz wykonaną w tej samej technologii (matryca zastosowana w Nikonie P7700 dodatkowo jako BSI):

Aby ukazać, jak wartości wyznaczonego szumu przekładają się na obraz, prócz wykresów prezentujemy tabelkę z fragmentami zdjęć (w skali 1:1) pól nr 3 oraz nr 11 tablicy Kodak Q-14. W pierwszej tabelce znajdują się fotografie w formacie JPEG, w drugiej natomiast – w formacie RAW.

Aby porównać uzyskane próbki z innymi aparatami, należy wybrać z rozwijanych list odpowiednie modele oraz zaznaczyć czułość, dla której mają być podane wyniki. W efekcie poniższa tabelka zostanie zaktualizowana nowymi wycinkami scenki testowej.

Dynamika tonalna

Dynamikę tonalną wyznaczyliśmy w oparciu o serię 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.

Patrząc na powyższy wykres, możemy łatwo zauważyć, że czułość 80 jest obsługiwana odmiennie od reszty. Uwagę zwraca także regres jakości po przekroczeniu ISO 800 oraz nierównomierny spadek wartości dynamiki w całym zakresie czułości. Widzimy też, że od ISO 6400 najwyższa możliwa do uzyskania jakość to poziom SNR = 4 dający jedynie około 2 EV zakresu tonalnego. Dla najwyższego kryterium jakości, czyli SNR = 10, Canon G15 osiąga wartości dynamiki tonalnej bliskie 7 EV przy najniższej czułości. Jest to wynik porównywalny z innymi, ostatnio testowanymi kompaktami klasy premium. Gdy akceptujemy niższe progi jakości, okazuje się, że przy wykorzystaniu najniższej dostępnej czułości dysponujemy zakresem 11 EV. Trzeba przyznać, że to przyzwoity wynik.

Poniżej przedstawiamy pełne wykresy SNR wygenerowanie na podstawie wykonanych pomiarów dla wszystkich czułości aparatu.

0 na osi OX oznacza maksymalną wartość, którą aparat może zapisać w pliku RAW. Na prawej osi OY oznaczyliśmy miejsca dla kryteriów SNR= 10, 4, 2 i 1. Przy pomocy tego wykresu każdy może oszacować dostępną dynamikę dla wybranej przez siebie minimalnej użytecznej jakości. Wystarczy poprowadzić poziomą linię wzdłuż wybranego kryterium i odczytać wartość na osi OX, dla której linia ta przecina się z wykresem dla odpowiedniej czułości. Gdy np. uznamy za kryterium minimalnej użytecznej jakości 12 dB dla ISO 1600, widzimy, że dynamika sięga wartości 5 EV.

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 80
ISO 1600

	0 EV	−4 EV
ISO 80
ISO 1600

Prąd ciemny i szum termiczny (darki)

RAW
ISO	Dark Frame	Crop	Histogram
80
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800

Słowo wyjaśnienia należy się czułości ISO 12800 – otóż w tym wypadku średnia wartość sygnału jest 4 razy większa, co spowodowało, że przy wcześniej zdefiniowanych wartościach osi OX histogram jest po prostu niewidoczny. By możliwe było poprawne wygenerowanie obrazów zamiast zakresu wartości 0–255 został użyty zakres 384–640.

W tabelce poniżej prezentujemy statystykę dla tych obszarów.

Darki nie wykazują cech silnego bandingu, a szum jest jednorodny. Pod tym względem nie można mieć do G15 żadnych zastrzeżeń, choć uważny czytelnik dostrzeże delikatne pasma na miniaturach. Niewidoczne są też zakłócenia będące efektem miejscowego nagrzewania się matrycy. Trzeba jednak pamiętać, że przy czasie ekspozycji ograniczonym do 1 s takie efekty mogą się nie pojawiać. W konstrukcji przetwornika ADC producent wykorzystał stały sygnał dodawany w celu lepszego odseparowania szumu przetwarzania od użytecznego sygnału. To ukłon w kierunku zaawansowanych programów odszumiających pracujących na plikach RAW. Dzięki temu dla wszystkich czułości charakterystyka wizualnie przypomina gaussowski dzwon – nie widać zakłóceń.

Szum termiczny w plikach JPEG

JPG
ISO	Dark Frame	Crop
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800