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. Widzimy też, że stosunkowo silnie reprezentowana jest składowa niebieska – to znak, że szum widoczny na zdjęciach będzie głównie tego zabarwienia. 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. Oznacza to, że z danymi z matrycy dzieje się coś nienaturalnego. Gdy porównamy wprost powyższe wyniki z aparatem P7700, okaże się, że w P330 notujemy podobne wyniki (drobne różnice mogą wynikać z rozbieżności w transmisji zamontowanych obiektywów) – to swoisty dowód na zastosowanie identycznej matrycy w obu modelach.

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.

Obraz z matrycy jest stosunkowo miękki, co zawdzięczamy filtrowi dolnoprzepustowemu. Szum możemy uznać za pomijalny do poziomu ISO 800. Dalsze zwiększanie powoduje jego przyrost, choć nadal nie powinien nadto przeszkadzać, gdy zechcemy zaprezentować nasze zdjęcie w internecie (po zmniejszeniu do wielkości około 2 Mpx). Jakość czułości rozszerzonej (czyli ISO 6400 i 12800) wydaje się mało przydatna w praktyce fotograficznej, bowiem używanie agresywnych algorytmów odszumiających będzie prowadzić do sporej utraty szczegółów.

Widzimy wyraźnie, że aparat nie ustępuje jakością obrazu najlepszym konstrukcjom z sensorem 1/1.7”. Tym samym pozostawia w tyle takie aparaty, jak Canon G15 czy Panasonic LX7, nie wspominając nawet Samsunga EX2F, którego obrazowanie jest jednym z najsłabszych wśród przetestowanych aparatów.

Zakres tonalny

Zakres tonalny wyznaczyliśmy w oparciu o serię zdjęć tablicy Kodak Q-14. Pomiary wykonaliśmy na surowych plikach RAW, analizując wprost dane z przetworników ADC.

Doskonałą jakość obrazu de facto uzyskamy jedynie dla 2 najniższych czułości – dalej będzie ona sukcesywnie degradowana aż do poziomu niewiele ponad 32 odcieni – co jest wynikiem stosunkowo słabym.

Dynamika tonalna

Dynamikę tonalną wyznaczyliśmy w oparciu o serie zdjęć tablicy Kodak Q-14. 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 średniej i niskiej jakości obrazu.

W granicach błędu charakterystyki możemy uznać za liniowe, o wartościach proporcjonalnie zmniejszających się wraz z każdym zwiększeniem czułości ISO. Dla najlepszej jakości obrazu matryca notuje wynik 7.5 EV – co plasuje aparat w kategorii dobrej. Gdy zdecydujemy się na najniższą jakość, do dyspozycji mamy 11.6 EV, co biorąc pod uwagę 12-bitowe przetwarzania danych, musimy uznać za wysoki wynik.

Poniżej przedstawiamy pełne wykresy SNR wygenerowane 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 RMS = 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 określonego 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 6 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 100
ISO 1600

	0 EV	−4 EV
ISO 100
ISO 1600

Prąd ciemny i szum termiczny (darki)

Standardowo zdjęcia w tym teście wykonujemy w formacie RAW z najdłuższym możliwym do uzyskania czasem migawki, jednak nie większym niż 30 s. Testowany aparat wykonując tak długą ekspozycję, automatycznie odejmuje od obrazu drugi, pozyskany na tym samym czasie, lecz bez otwierania migawki.

Zdjęcia wywołujemy programem dcraw do postaci czarno-białej bez interpolacji. Uzyskane w ten sposób pliki TIFF konwertujemy do formatu GIF, dobierając zakres w taki sposób, aby najlepiej zobrazować generujący się na matrycy szum. Przy tworzeniu histogramów oś pozioma pokazuje zakres wartości od 0 do 512. Maksymalna wartość na osi pionowej wynosi 100 tysięcy zliczeń.

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

Spójrzmy na analizę statystyczną przedstawionych powyżej darków.

Darki nie wykazują cech bandingu, a szum jest jednorodny. Pod tym względem nie można mieć do P330 żadnych zastrzeżeń. 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. Warto zwrócić uwagę na kształt rozkładów wartości. Dla czułości wyższej od ISO 400 zaczynają coraz mniej przypominać gaussowski dzwon – to znak, że dokonywana jest dodatkowa korekcja danych na matrycy. Dodatkowa – bowiem przy długich ekspozycjach aparat wymusza odejmowanie ciemnej klatki. Wynikiem tego odejmowania jest usunięcie z sygnału składowej stałej i pozostawienie jedynie sygnału zmiennego – jednak taki proces dałby w wyniku histogram bardzo bliski rozkładowi normalnemu (przypominający dzwon).

Szum termiczny w plikach JPEG

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