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 natywnej czułości liczba tonów sięga ponad 641, czyli otrzymujemy 9.3-bitowy zapis danych. Jest to świetny wynik gwarantujący wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Widać, że zwiększanie czułości powoduje spadek zakresu tonalnego do wartości 5.2 bita dla najwyższej natywnej czułości, czyli ISO 102400. Daje to nam około 36 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 15, co daje zaledwie 3.9 bita.

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
50
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600
51200
102400
204800
409600

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 (a także 200) A7S notuje wartość dynamiki tonalnej na poziomie 8.5 EV, co można uznać za niezły wynik. Alpha A7 uzyskała dla analogicznych kryteriów 8.2 EV, natomiast A7R - 8.3 V. Warto również zauważyć, że dynamika nie spada poniżej 8 EV, aż do czułości ISO 800. Ciekawie wyglądają wyniki dla SNR=1 (niska jakość). Nawet przy czułości ISO 6400 mamy do dyspozycji dynamikę na poziomie 11.4 EV, a w zakresie ISO 50-3200 wykres jest praktycznie płaski. Z kolei od ISO 102400 włącznie obserwujemy załamania świadczące najprawdopodobniej o modyfikacji danych w RAW-ach.

Niestety, 12-bitowe przetwarzanie skutecznie ogranicza sygnał. Pozostaje żałować, że producent nie zdecydował się zastosować 14-bitowego zapisu danych w RAW-ach, co prawdopodobnie umożliwiłoby uzyskanie jeszcze większych wartości dynamiki.

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 6400 dynamika przekracza nieco wartość 8.5 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy tradycyjnie, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy to 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
A7S
5D MkIII
1600 ISO
A7S
5D MkIII

Nie mamy wątpliwości, że A7S jest zwycięzcą tego pojedynku. Zarówno przy ISO 100, jak i 1600, poziom szumu na zdjęciach z tego aparatu jest znacznie niższy niż w 5D MkIII, przez co szczegóły rozjaśnionego obrazu są dobrze widoczne.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobny efekt w przypadku obu zaprezentowanych aparatów i nie sposób wyłonić faworyta tego zestawienia.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
A7S
5D MkIII
1600 ISO
A7S
5D MkIII