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.

Z wykresu przedstawionego powyżej możemy odczytać, że dla najniższej czułości liczba tonów wynosi prawie 240, czyli otrzymujemy 7.9-bitowy zapis danych. To dość dobry wynik zapewniający naprawdę dobre oddanie przejść tonalnych. Dalsze zwiększanie czułości ISO powoduje degradację zakresu tonalnego aż do wartości 4.5 bita dla ISO 25600. Daje to nam około 22 przejścia tonalne. Widoczne na wykresie załamanie pomiędzy czułościami 800 i 1600 ISO może sugerować manipulację danymi z matrycy.

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 100 testowany aparat osiągnął 9.2 EV, co można śmiało uznać za świetny wynik. D5300 wypadł nawet lepiej niż Pentax K-3 (8.9 EV), co jest powodem do pochwały. Biorąc pod uwagę SNR=1 (czyli niską jakość), zarejestrowaliśmy dynamikę na poziomie 13.6 EV (także wyższą niż w K-3), co oznacza potencjalnie niezłe możliwości uzyskania informacji z ciemnych partii obrazu. Czy okaże się to przydatne w praktyce, przekonamy się w dalszej części tego rozdziału.

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 sięga ok. 8 EV.

Zakres tonalny na plikach zapisanych w formacie JPEG możemy ocenić wizualnie na wycinkach zdjęć tablicy Stouffer T4110. Klinięcie na zdjęcie poniżej otworzy wycinek w pełnej rozdzielczości. Odległość pomiędzy sąsiednimi polami szarości wynosi 0.3 EV.

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

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy tradycyjnie, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy rozjaśniamy je lub przyciemniamy. Zdjęcia wykonujemy przy czułości ISO 100 i 1600, przysłonie f/16 i czasach odpowiednio 30 i 2 s. Następnie wywołujemy je jako 48-bitowe TIFF-y dcrawem i w Lightroomie rozjaśniamy o +4 EV oraz przyciemniamy o −4 EV, po czym zapisujemy jako zdjęcia 24-bitowe.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
D5300
D7000
1600 ISO
D5300
D7000

Po rozjaśnieniu zdjęć wykonanych przy czułości ISO 100, widać że D5300 wypadł lepiej niż D7000. W starszym Nikonie silnie dominuje niebieska składowa szumu, co objawia się wyraźnym zafarbem w tym kolorze. Dla ISO 1600 na zdjęciach z obu lustrzanek zakłócenia są bardzo intensywne, lecz da się dostrzec zarys detali scenki.

Zmniejszenie ekspozycji o 4 EV daje bardzo porównywalne wyniki w przypadku obydwu aparatów. Drobne różnice mogą wynikać z faktu różnej jasności oryginalnych zdjęć.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
D5300
D7000
1600 ISO
D5300
D7000