Wynikowa rozdzielczość danego zdjęcia cyfrowego to zawsze sumaryczny efekt działania obiektywu i detektora aparatu fotograficznego. Testując optykę, chcemy maksymalnie uniezależnić się od matrycy i wpływu korpusu, wiedząc o tym, że dany obiektyw możemy przecież podłączyć do różnych "body" i rejestrować interesujące nas obrazy na różnych materiałach światłoczułych. Stąd przy testach optyki zawsze pracujemy na plikach typu RAW, przy czułości ISO 100, przy użyciu wstępnego podnoszenia lustra oraz wyzwalając migawkę poprzez wężyk spustowy.

Odwrotna sytuacja panuje przy testach cyfrowych lustrzanek. W tym przypadku chcemy maksymalnie uniezależnić się od obiektywu, bo przecież szkła możemy zmieniać, a interesuje nas jak na jakość obrazu wpływa korpus i zawarty w nim detektor. Stąd praca zarówno w RAW i JPGach, sprawdzanie zachowania przy różnych czułościach i ustawieniach. Problem w tym, że bez obiektywu zdjęć nie da się robić. Wyjścia z sytuacji są dwa: zakupić odpowiednie przejściówki i testować korpusy na jednym i tym samym szkle np. na gwincie M42 lub przymknąć mocno przysłonę obiektywu tak aby o wynikowej rozdzielczości decydowała tylko dyfrakcja i własności matrycy.

Pierwszy sposób jest bardzo kuszący, ale też problematyczny. Przede wszystkim, w przypadku niektórych korpusów proste przejściówki nie wystarczą, bowiem obiektyw nie będzie chciał łapać ostrości. Wykorzystanie zaś przejściówek z dodatkowymi elementami optycznymi zaprzecza całej istocie takiego testu. Po drugie, dostępne na rynku przejściówki z różnych bagnetów na M42, to głównie chałupnicza robota, która sama w sobie stwarza niebezpieczeństwo zafałszowania wyników. Mieliśmy już bowiem do czynienia z przejściówkami EOS/M42, które nachylały oś optyczną obiektywu pod niewłaściwym kątem do matrycy. Po trzecie, niezoptymalizowane do pracy z lustrzankami cyfrowymi obiektywy na gwincie M42, mogą powodować różny, w zależności od użytego korpusu, spadek kontrastu obrazu, a przez to wpływać na mierzone wartości funkcji MTF.

W naszych testach zdecydowaliśmy się więc na drugi sposób, polegający na przymknięciu obiektywu w trakcie testu do przysłony f/16. Zastosowanie tak małego otworu względnego, pozwala ufać, że obiektyw pracuje już w limicie dyfrakcyjnym i jego wady optyczne nie wpływają znacząco na wyniki.

Przejdźmy więc do konkretów. W trakcie naszych testów, dla czułości ISO 100 i wspomnianej wcześniej przysłony f/16 najlepsze odnotowane przez nas rozdzielczości przy pracy w plikach RAW sięgnęły poziomu 32 +\- 1 lpmm. Dla porównania, posiadający bardzo podobnej wielkości matrycę Nikon D200 popisał się wynikiem 31.7 +/- 0.6 lpmm. Oba wyniki są doskonale ze sobą zgodne, co świadczy o tym, że na poziomie wyjściowym obie matryce się od siebie nie różnią.

Gdy zaczynamy pracować w JPGach zaczyna uwidaczniać się lekka przewaga Sony. Jak wspominaliśmy w teście Nikona D200, ma on lekkie problemy z odbywającą się wewnątrz aparatu konwersją informacji z matrycy do formatu JPG. Najwyższe odnotowane w jego przypadku rozdzielczości ledwo przekraczają poziom 2000 LW/PH. Sony Alfa 100 nie ma zaś problemów ze zbliżaniem się do poprzeczki zawieszonej na wysokości 2100 LW/PH. W jej przypadku konwersję do JPGów należy więc ocenić bardzo pozytywnie, jako w pełni wykorzystująca możliwości 10 megapikselowej matrycy. Warto jednak podkreślić, że wszystko to co tutaj napisaliśmy dotyczy czułości ISO 100. Jak sprawa zmienia się wraz ze wzrostem ISO, przekonamy się później.

Ponieważ Alfa 100 jest sprzedawana też w zestawie z kitowym obiektywem 18-70 mm, możemy pokusić się o pewien pouczający eksperyment. Osobny test tego, jak radzi sobie szkło samo w sobie został już w naszym serwisie opublikowany. Teraz jednak możemy potraktować obiektyw oraz korpus jak jedną całość (tak jak to jest w cyfrowych kompaktach) i sprawdzić jak ten tandem radzi sobie w praktyce, co pozwoli porównać uzyskane wyniki do zaawansowanych kompaktów.

Poniżej mamy więc zaprezentowane przebiegi funkcji MTF50 w zależności od przysłony, uzyskane dla centrum i dla brzegu kadru dla pracy w JPGach (standardowy stopień wyostrzania R=2).

Widać z nich wyraźnie, że nawet przy użyciu niezbyt ciekawego szkła jakim jest model DT 18-70 mm, uzyskane wyniki są znacznie lepsze niż u zaawansowanych kompaktów, które w najlepszych przypadkach osiągają poziom lekko ponad 1800 LW/PH. Zysk z używania 10 megapikselowej lustrzanki jest więc oczywisty. Tym bardziej, że po podpięciu lepszego szkła, przegieg MTF50 nie powinien pokazywać tego dziwnego minimum wtórnego, które jest wynikiem działania nie korpusu lecz optyki i o którym szczegółowo pisaliśmy w teście Sony DT 18-70 mm.

Choć znów wszystko co napisaliśmy powyżej dotyczy sytuacji panującej dla ISO 100. W tym przypadku możemy być jednak pewni, że szumy w kompaktach degradują obraz znacznie mocniej niż w lustrzankach, więc zwiększenie ISO tylko zwiększy przewagę Alfy w tej kategorii.

Ponieważ optyka użyta w danym systemie oraz praca autofokusa w zestawie obiektyw plus korpus ma zasadniczą wpływ na jakość uzyskiwanych zdjęć, poruszymy tu jeszcze jedną kwestię. Często słyszy się o przypadkach złej współpracy mechanizmów ogniskujących obiektywów producentów niezależnych z korpusami znanych firm. Rzadziej słyszy się o złej współpracy obiektywów i korpusu jednego i tego samego producenta. W takich przypadkach problemy dotyczą najczęściej tendencji do ustawiania ostrości przed lub za właściwym obiektem (tzw. front i back-focus). Z jednej strony można oczekiwać pewnej standaryzacji problemu. Ot w fabryce wszystkie mechanizmy autofokusa w korpusach ustawiamy zawsze tak samo i dokładnie tak, aby dobrze współdziałały z pewnym obiektywem referencyjnym. Potem inne obiektywy ustawiamy tak samo jak wybrany obiektyw referencyjny. Z drugiej strony, zagadnienie nie jest trywialne, bo przecież w przypadku na przykład takiego Canona, dany obiektyw ma pracować z milionami korpusów rozsianych po całym świecie od "skrzynek" zupełnie amatorskich po zawodowe "jedynki".

Gdy jednak kupujemy tzw. kit, czyli zestaw obiektyw plus korpus, problemu teoretycznie nie powinno być żadnego. Wiemy przecież, że ten obiektyw ma pracować z tym konkretnie korpusem, do którego jest dołączony i jeśli coś działa nie tak, to mamy prawo zrobić producentowi solidną awanturę.

Ponieważ w nasze testowe ręce wpadł tzw. superkit czyli zestaw Alfa 100 plus obiektywy Sony 18-70 i 75-300 mm, mieliśmy doskonałą okazję sprawdzić jak sprawa wygląda w tym przypadku. O ile praca autofokusa w tandemie korpus i Sony 18-70 mm była zadowalająca, to model 75-300 mm zawiódł na całej linii. Przede wszystkim, ogniskowanie odbywało się długo i głośno. Nie to jednak najgorsze. Obiektyw charakteryzował się tak dużym "front-focusem", że wszelkie testy rozdzielczości przeprowadzane przy maksymalnym otworze względnym spaliły na panewce. Zestaw bowiem nigdy nie trafił w tablicę testową tak, aby głębia ostrości objęła w całości interesujący nas obiekt! Wstyd! Kontrola jakości w firmie leży na całej linii...

Szumy

Szumy aparatu Sony A100 zmierzono za pomocą programu Imatest, przy użyciu procedury Stepchart. Tablice testową fotografowano w warunkach studyjnych, przy użyciu lamp o temperaturze barwowej 5000K, przy jednakowym czasie ekspozycji, zmieniając jedynie nastawę czułości. Osiągane wyniki zbliżone są do tych uzyskanych przez Nikona D200. Oba aparaty posiadają prawdopodobnie tą samą lub bardzo zbliżoną do siebie matrycę CCD (produkowaną przez Sony). Niestety szumy w Alfie są nieznacznie wyższe niż w Nikonie.

Poniżej prezentujemy wykres prezentujący zmianę natężenia szumów w składowych RGB oraz w luminancji dla różnych czułości:

Do ISO 400 poziom szumów jest akceptowalny. Gdy przechodzimy do ISO 800, następuje gwałtowny skok i ilość kolorowych kropeczek obecnych na zdjęciach znacząco się zwiększa. Dla maksymalnej czułości ISO 1600 szumy są na tyle duże, że "kolorowa kaszka" pokrywająca zdjęcie bardziej przyciąga uwagę niż sfotografowana scena.

Sony A100 ofieruje nam również czułości oznaczone jako Lo80 i Hi200. Są to ekwiwalenty faktycznych czułości ISO 80 i ISO 200, ale podczas ich używania automatyka aparatu zabezpiecza zdjęcie przez niedoświetleniem (Lo80) lub prześwietleniem (Hi200). Gdy porównamy ISO 200 do ISO Hi200 okazuje się, że ta druga czułość charakteryzuje się nieco większymi szumami. Wynika to prawdopodobnie z tego, iż przy ISO Hi200 "podbijany" jest kontrast, jasność obrazu i (prawdopodobnie) zmieniane jest nieznacznie odwzorowanie kolorów.

Poniżej przedstawione są fragmenty planszy, na której wyraźnie widać poziom szumów dla różnych wartości ISO:

Lo80 ISO	100 ISO	200 ISO	Hi200 ISO	400 ISO	800 ISO	1600 ISO

Dla każdej czułości ISO wykonaliśmy także zdjęcia scenki zapisując je w najlepszej, na jaki pozwala aparat, jakości JPEG-u. Obrazki poniżej są wycinkami w skali 1:1, aby można było ocenić jakość zdjęć wraz ze zmianą czułości matrycy. Pierwszy obrazek przedstawia fragment z brzegu kadru, drugi zaś z centrum. Zdjęcia wykonane zostały z preselekcją czasu przy f/8.0 i ogniskowej 50 mm. Dodatkowo zamieściliśmy wycinek z pliku RAW przekonwertowanego do JPEG'a w komputerze, a nie w aparacie.

ISO	Brzeg kadru	Centrum kadru
Lo80 ISO
100 ISO
RAW, 100 ISO
200 ISO
Hi200 ISO
400 ISO
800 ISO
1600 ISO

Aby przekonać się o możliwościach matrycy przy długich czasach naświetlania wykonaliśmy serię 3 minutowych ekspozycji przy zakrytym obiektywie i wizjerze aparatu (czyli tak zwane darki lub dark frame’y). Dlaczego aż trzyminutowych? Po pierwsze, tak długi czas naświetlania bezlitośnie obnaża wszelkie wady matrycy takie jak np. hotpiksele, pozwala też ocenić czy matryca nie jest zbyt mocno nagrzewana przez jakiś element elektroniki aparatu. Co więcej, tak długie czasy bywają wykorzystywane w zdjęciach nocnych i astrofotografii. Nie jest to więc sztuka dla sztuki - własności matrycy przy takich egzotycznych parametrach, dla niektórych odbiorców, mają pierwszoplanowe znaczenie. Jest jeszcze trzeci czynnik, o którym mało się mówi. Gdy opcja redukcji szumów w aparacie jest włączona, aparat robi darka o takim samym czasie ekspozycji jak wykonane wcześniej zdjęcie i odejmuje go od niego. Oczywiste jest, że im mniejszy sygnał w darku, tym mniej do odejmowania, tym mniejsza ingerencja w zdjęcie i tym lepsza jego jakość.

Ten sprawdzian okazał się dla Sony A100 bardzo bolesny. Na jaw wyszły wszystkie błędy jego projektantów. Tuż ponad matrycą znajdują się trzy elementy, które rozgrzewają się podczas pracy aparatu, przez co emitują promieniowanie podczerwone (na które sensory zbudowane na bazie krzemu są najbardziej czułe). Promieniowanie to, przenika pod filtrem zabezpeczającym (który wycina ten zakres fali, ale dla światła padającego wprost na matrycę, a nie z boku) i powoduje zaświetlenie sporej części detektora. Stopień tego zaświetlenia oraz szumy własne matrycy dobrze obrazuje histogram. Szum poszczegołnych pikseli widoczny jest zaś na wycinku w skali 1:1 z centrum każdego dark frame'a.

ISO	Dark Frame	Crop	Histogram
100
200
400
800
1600

Rozdzielczość a szumy

Ponieważ wiemy już, że szumy nie są mocną stroną Alfy, spróbujmy przekonać się, jak wpływają one na jakość obrazu i to zarówno przy zastosowanej i wyłączonej ich redukcji. Warto to zrobić, bo często słyszy się opinie, że nie szum jest najważniejszy, że często dodaje on zdjęciom uroku, a samo zdjęcie zawsze można odszumić.

Nasze tablice testowe na rozdzielczość zostały więc sfotografowane znów przy użyciu przysłony f/16, ale tym razem nie tylko dla ISO 100, ale także dla 200, 400, 800 i 1600. Następnie, dla wszystkich czułości zmierzyliśmy rozdzielczość w centrum obrazu (opisaną przez wartość funkcji MTF50). Najwyższa jakość została uzyskana oczywiście dla ISO 100 i ją potraktowaliśmy jako referencyjną i do niej odnieśliśmy rozdzielczości dla pozostałych ISO. Poniższy wykres prezentuje więc wyrażony w procentach spadek jakości obrazu w stosunku do czułości ISO 100, zmierzony dla włączonej i wyłączonej redukcji szumów.

Widać wyraźnie, że dla przedziału ISO 200-800 spadek jakości jest w przybliżeniu liniowy i nie przekracza 10%. Katastrofa następuje dopiero dla ISO 1600, gdzie spadek jakości sięga wyraźnie ponad 20%, co udowadnia małą użyteczność tej czułości w Alfie 100.

Osobnym pytaniem jest fakt czy warto włączać redukcję szumów. Być może warto, ale trzeba się wtedy pogodzić z faktem dodatkowego pogorszenia jakości o około 4-5%.

Zakres tonalny

Zakres tonalny (DR) jest wielkością pozwalającą oceniać zdolność aparatu do oddawania dynamiki obrazu. Parametr dość ważny, gdyż niezbyt dobra dynamika obrazu jest jak na razie piętą achillesową cyfrowej techniki fotograficznej. Zakres ten wyrażamy w EV, co inaczej przełożyć można na stopnie przysłony (f-stop). Jeżeli np. zakres tonalny aparatu wynosi 6 EV to wystarczy zwiększyć przysłonę o 6 wartości aby obiekt będący dokładnie na granicy czerni rozjaśnić do bieli.

Zakres ten definiuje się dla różnych jakości obrazu, inaczej mówiąc dla różnych dopuszczalnych wielkości szumów. My podajemy wartości dla dwóch różnych stosunków sygnału do szumu (SNR - Signal to Noise Ratio): SNR = 10 i SNR=2. Oznacza to, że w pierwszym wypadku sygnał (właściwy obraz) jest dziesieciokrotnie silniejszy niż szum (zakłócenia matrycy). Mamy wtedy zdjęcia o wysokiej jakości. W drugim przypadku proporcje te są znacznie mniejsze i odpowiada to fotografiom o tylko dobrej jakości.

Zmianę zakresu tonalnego w zależności od czułości ISO prezentuje poniższy wykres:

Maksymalna wartość DR wynosi 6.31, co jest typowym wynikiem dla aparatów cyfrowych. Nas jednak bardziej interesuje wartość osiągana dla SNR=10, gdyż jest ona bardziej miarodajna i pokazuje jaki wpływ na jakość zdjęć mają szumy. Widzimy, że w tym przypadku dynamika obrazu osiąga zaledwie DR=5.4 przy ISO 80 i łagodnie spada do DR=3.83 przy ISO=400. Potem następuje wyraźny skok (widać go również na wykresie poziomu szumów i bezpośrednio na zdjęciach) przy ISO 800. Wtedy to zakres tonalny spada aż o jedną działkę przysłony dla SNR=10 (0.5 działki przysłony dla SNR=2). Przy ISO 1600 jest już fatalnie - DR osiąga tragicznie małą wartośc 2.2 działki przysłony (DR=4.4 dla SNR=2). Dla porównania, w Canonie 20D/30D przy ISO 800 zakres tonalny jest na poziomie DR=5 (SNR=10).

Poniżej przedstawione są paski szarości, na których wyraźnie widać jak zmienia się rozpiętość tonalna dla różnych czułości ISO.

ISO	Tablica szarości
Lo80
100
200
Hi200
400
800
1600

Pliki RAW

Sony Alfa, jak na cyfrową lustrzankę przystało, posiada funkcję zapisywania plików w surowej postaci - RAW. W przypadku A100 posiadają one rozszerzenie ARW. Pomimo dzisięciomegapikselowej matrycy, pliki RAW zapisywane przez tą lustrzankę osiągają niewielkie rozmiary - przeważnie ok. 8 MB (w zależności od zdjęcia rozmiar może się jednak zmieniać od 7 do 14 MB) i są przesyłane na kartę pamięci bardzo szybko.

Badanie rozpiętości tonalnej w przypadku plików zapisywanych w formacie JPG (24 bity, 8 bitów na kanał) ma sens, bo może nam powiedzieć coś o wpływie szumów na jakość obrazu i może pozwolić porównać aparat do zaawansowanych kompaktów, które nie zapisują plików RAW. Z drugiej jednak strony JPG nie pozwoli nam oszacować całkowitego zakresu tonalnego, więc badania należy powtórzyć także w przypadku plików RAW (12 bitów na kanał). Całkowita wartość tej wielkości w naszych testach wyniosła 8.04 EV, co jest liczbą wyraźnie niższą od wartości 8.5 EV, którą otrzymaliśmy dla Canona 20D/30D.

W programie Imatest przebadaliśmy także jak zmienia się rozpiętość tonalna dla plików RAW w zależności od czułości ISO (analogicznie jak dla plików JPEG). Okazało się, że surowe pliki sa bardziej czułe na szumy matrycy. Zakres tonalny dla SNR=10 szybko spadł z DR=3.5 (ISO 80) do bardzo niskiego poziomu DR=0.9 (ISO 800 i 1600). Dla porównania, półprofesjonalny EOS 20D ma w analogicznych warunkach wyniki o około 1 EV lepsze. Na poniższym wykresie przedstawiona jest zależność zakresu tonalnego od czułości dla Sony A100 i Canona 20D.

Przykładowy plik w tym formacie można pobrać tutaj.

Dodatkowe artefakty

Badając jak sprawują się obiektywy przy zdjęciach pod ostre światło, zarejestrowaliśmy dziwne zachowanie się matrycy. Otóż w miejscu, w którym miał miejsce silny odblask, w specyficzny sposób oświetlona została matryca CCD Alfy. W wyniku tego, na sporej powierzchni fotografii powstało odbicie struktury siatki filtrów matrycy. Wygląda to jakby na zdjęcie nałożono bardzo drobną kratkę. Trudno powiedzieć czy wina za ten efekt leży po stronie obiektywu (złe warstwy antyodbiciowe, zwłaszcza na tylnej soczewce), czy po stronie aparatu (źle naniesiona siatka filtrów, wielokrotne odbicia promieniowania pomiędzy właściwą matrycą a siatką filtrów lub złe wyczernienie wnętrza korpusu). Nie ważne co jest przyczyną, ważny jest fakt, iż efekt wynikowy jest wysoce niepożądany.