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 588, czyli otrzymujemy 9.2-bitowy zapis danych. Jest to nieco niższy wynik niż w D4s, aczkolwiek wciąż można go uznać za bardzo dobry. Gwarantuje on wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Zwiększanie czułości powoduje spadek zakresu tonalnego do wartości 5.4 bita dla najwyższej natywnej czułości, czyli ISO 12800. Daje to nam około 41 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 18, co daje wartość 4.2 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
32
64
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600
51200

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 64 (najniższej natywnej) D810 notuje wartość dynamiki tonalnej na poziomie 10.2 EV, co można zdecydowanie uznać za bardzo dobry wynik. Nie możemy niestety przeprowadzić bezpośredniego porównania z poprzednikiem, bowiem do wyznaczenia dynamiki wykorzystywaliśmy wcześniej inną metodę. Nowym sposobem testowaliśmy natomiast dwie inne zaprezentowane stosunkowo niedawno lustrzanki Nikona: D610 i D4s. Pierwsza z nich przy ISO 100 uzyskała 10 EV, a druga 9.9 EV, co daje niewielką przewagę D810 nad nimi. W przypadku Sony A7R zanotowaliśmy wartość 8.3 EV, jednak ze względu na 12-bitowe przetwarzanie w tym aparacie, bezpośrednie porównywanie tych wartości nie jest do końca miarodajne.

Biorąc pod uwagę kryterium niskiej jakości obrazu i najniższą natywną czułość, D810 uzyskał 13.9 EV, a zatem porównywalnie jak D610 i nieco lepiej niż D4s. Gdy spojrzymy na wyższe czułości, najnowszy model musi niestety uznać wyższość swoich systemowych braci. Przykładowo, przy ISO 3200 do dyspozycji mamy dynamikę na poziomie 10 EV, podczas gdy w D610 jest to 10.2 EV, a w D4s – 11 EV.

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 przekracza nieco 8 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
D810
5D MkIII
1600 ISO
D810
5D MkIII

W przypadku aparatu Nikona, niebieska składowa szumu praktycznie zdominowała obraz po jego rozjaśnieniu. Przy obydwu wartościach czułości, efekt prezentuje się mało zachęcająco. W EOS-ie 5D MkIII rozjaśnienie dało nieco lepsze rezultaty, choć poziom szumu jest również wysoki.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobny efekt w przypadku obu zaprezentowanych aparatów. Drobne różnice mogą wynikać z różnej jasności obrazów wyjściowych.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
D810
5D MkIII
1600 ISO
D810
5D MkIII