Zakres tonalny

Zakres tonalny, będący miarą liczby rozróżnianych przejść tonalnych pomiędzy skrajnymi wartościami czerni i bieli, mówi nam, jak bardzo szum redukuje jakość zdjęcia, powodując posteryzację.

Zakres tonalny wyznaczyliśmy w oparciu o serię zdjęć tablicy Kodak Q-14. Pomiarów dokonaliśmy na surowych plikach przekonwertowanych uprzednio do 48-bitowych TIFF-ów bez demozaikowania.

Na wykresie powyżej możemy zauważyć, że dla najniższej natywnej czułości liczba tonów sięga niemal 200, a to daje 7.6-bitowy zapis danych. Jest to dość dobry wyniki gwarantujący wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Co prawda dla ISO 125 otrzymujemy jeszcze wyższą wartość, aczkolwiek trzeba mieć świadomość, że czułość ta generowana jest programowo. Wraz ze wzrostem czułości zakres tonalny maleje, aż do wartości 5.3 bita dla najwyższej natywnej czułości, czyli ISO 6400. Daje to nam około 40 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 20, co daje około 4.3 bita.

Dynamika tonalna

Dynamikę tonalną wyznaczyliśmy w oparciu o serię 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.

Dla najlepszej jakości obrazu przy ISO 200 testowany aparat notuje wartość 7.2 EV, co można uznać za niezły wynik. Co prawda jest to wartość wyraźnie wyższa niż otrzymaliśmy w teście GX7, jednak ze względu na zastosowanie odmiennej metody wyznaczania, wyników tych nie da się bezpośrednio porównać. Na wykresie można także zauważyć, że wynik dla programowego ISO 125 jest nieznacznie wyższy, ale nie oddaje on poprawnie możliwości matrycy.

Dla kryterium SNR=10 GM1 przegrywa z testowanym niedawno aparatem Sony A3000, dla którego maksymalna wartość dynamiki wyniosła 8.1 EV. Z drugiej jednak strony, widać dość wyraźną przewagę testowanego aparatu nad Samsungiem NX2000, którego najwyższy wynik to 5.8 EV.

Panasonic całkiem nieźle radzi sobie w wypadku pozostałych kryteriów i dla SNR=1 notuje maksymalny wynik 11 EV. Z drugiej jednak strony wartość ta jest o 0.7 EV gorsza niż ta, którą dla tego kryterium zanotował A3000. Dla wysokich czułości osiągi tych aparatów stają się jednak porównywalne.

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

Wartość 0 na osi OX oznacza maksymalną wartość, którą aparat może zapisać w pliku RAW. Na prawej osi OY oznaczyliśmy miejsca dla kryteriów SNR=10 (wysoka), 4 (dobra), 2 (średnia) i 1 (niska). Przy pomocy tego wykresu każdy może oszacować dostępną dynamikę dla wybranej przez siebie minimalnej użytecznej jakości obrazu. 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, widzimy, że dla ISO 1600 dynamika osiąga wartość około 7.5 EV.

Zakres tonalny na plikach zapisanych w formacie JPEG możemy ocenić wizualnie na wycinkach zdjęć tablicy Stouffer T4110. Kliknięcie na zdjęcie poniżej otworzy wycinek w pełnej rozdzielczości. Odległość pomiędzy sąsiednimi polami szarości wynosi 1/3 EV.

ISO	Granica czerni i bieli
125
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy rozjaśniamy je lub przyciemniamy. Testowanym aparatem zdjęcia wykonaliśmy przy najniższej natywnej czułości ISO 200 oraz tradycyjnie przy ISO 1600. Odpowiednio wartość przysłony wyniosła f/16 oraz f/11. Dodatkowo, scenkę sfotografowaliśmy aparatem Fujifilm X-E1 przy tych samych parametrach. Czasy otwarcia migawki wynosiły odpowiednio 30 s dla niskiej i 2 s dla wysokiej czułości. Następnie zdjęcia wywołaliśmy jako 48-bitowe TIFF-y dcrawem i w Lightroomie rozjaśniliśmy o +4 EV oraz przyciemniliśmy o −4 EV, po czym zapisaliśmy jako zdjęcia 24-bitowe.

200 ISO
	0 EV	+4 EV
GM1
X-E1
1600 ISO
GM1
X-E1

Widać wyraźnie, że przy rozjaśnianiu ciemnych partii obrazu testowany aparat zupełnie sobie nie poradził. Dla obu czułości wyciągnięcie jakichkolwiek szczegółów obrazu okazało się niemożliwe, bowiem szum skutecznie zdominował sygnał. Jak widać przy ISO 200 GM1 wyraźnie przegrywa w tej kategorii z X-E1. Przy ISO 1600 przewaga bezlusterkowca Fujifilm nie jest już tak dobitna, ale i tak w jego wypadku mimo sporego szumu daje się dostrzec pewne szczegóły obrazu.

W kategorii przyciemniania jasnych partii obrazu nie widać już tak wyraźnych różnic. Oba aparaty wypadają podobnie, chociaż przyglądając się bardziej dokładnie, można zauważyć, że mimo różnic wynikających z minimalnie różnych jasności wyjściowych obrazów, nieco lepiej wypada X-E1.

200 ISO
	0 EV	−4 EV
GM1
X-E1
1600 ISO
GM1
X-E1