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.

Najwyższą jakość obrazu otrzymamy dla dwóch najniższych czułości, dla których aparat zarejestruje ponad 200 przejść tonalnych. Przy ISO 100 otrzymujemy 7.9-bitowy zapis danych. To dość dobry wynik zapewniający wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Dalsze zwiększanie czułości ISO powoduje degradację zakresu tonalnego aż do wartości 4.5 bita dla ISO 25600. Daje to nam około 23 przejść tonalnych.

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 0.3 EV.

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

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 7.8 EV. Z uwagi na zastosowanie nowej procedury wyznaczania dynamiki tonalnej, nie możemy porównać rezultatów z GX7 i OM-D E-M5. Możemy natomiast sięgnąć do testów bezlusterkowca Sony A3000, czy lustrzanki D3300, obydwa aparaty mają bowiem 12-bitowe przetwarzanie, tak samo jak NX30. Dla ISO 100, A3000 uzyskał nieco lepszy wynik – 8.1 EV, z kolei Nikon tyle samo co Samsung. Biorąc pod uwagę kryterium niskiej jakości obrazu i bazową czułość, do dyspozycji mamy dynamikę na poziomie 11.8 EV, a zatem minimalnie mniej niż w D3300 i A3000.

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. 7.5 EV.

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
NX30
200 ISO
NX30
GH4
1600 ISO
NX30
GH4

Przy ISO 100 wykonaliśmy zdjęcie jedynie za pomocą Samsunga, ponieważ w Panasoniku ta wartość czułości jest jedynie programowa. Z tego względu, wykonaliśmy ekspozycje na ISO 200, odpowiednio domykając przysłonę.

Rozjaśnienie zdjęć z NX30 przy ISO 200 pozwoliło na wydobycie sporej ilości detali, uwidocznił się także szum (szczególnie z niebieskiego kanału). W GH4 sytuacja wygląda podobnie, aczkolwiek szum jest bardziej kolorowy, a zdjęcie nieco jaśniejsze. Warto zauważyć, że w Samsungu zaszumienie obrazu przy ISO 200 jest sporo wyższe niż przy ISO 100. GH4 spisał się nieco lepiej w ekspozycji wykonanej z czułością ISO 1600. Wprawdzie poziom zakłóceń jest wysoki, to jednak w NX30 szum praktycznie zdominował sygnał.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobne efekty w obu aparatach. Drobne różnice mogą wynikać z faktu różnej jasności oryginalnych zdjęć.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
NX30
200 ISO
NX30
GH4
1600 ISO
NX30
GH4