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.

Na powyższym wykresie możemy zauważyć, że dla najniższej natywnej czułości liczba tonów sięga około 375, czyli otrzymujemy 8.6-bitowy zapis danych. Jest to niewątpliwie bardzo dobry wynik (nieco wyższy niż zanotował model A7), który gwarantuje wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Wraz ze zwiększaniem czułości zakres tonalny oczywiście maleje. Przy ISO 6400 otrzymujemy wartości 6.1 bita, co daje około 69 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 39, co daje około 5.3 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

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 osiąga wartość dynamiki tonalnej na poziomie 8.4 EV, co można uznać za całkiem niezły wynik. Warto dodać, że testowany model wypada pod tym względem porównywalnie z poprzednikiem. Powodów do szczególnych zachwytów jednak nie ma. Nikon D750 zanotował dla tego kryterium wartość powyżej 10 EV. Problem jednak polega na tym, że w A7 II mamy 12-bitowy zapis RAW-ów, podczas gdy w lustrzance Nikona, surowe pliki są 14-bitowe. Bezpośrednie porównywanie zatem nie jest do końca miarodajne.

Maksymalne osiągi dla innych kryteriów również można określić jako niezłe. Przy SNR=1, A7 II dla ISO 100 osiąga 12 EV, zatem w pełni wykorzystuje 12-bitowy zapis danych. Jednak i w tym przypadku wspomniany Nikon D750 wypada wyraźnie lepiej notując niemal 14 EV.

Na podstawie przebiegu wykresu, który jest wyraźnie wypłaszczony na niskich czułościach, można stwierdzić, że w zastosowanej matrycy tkwi potencjał, którego nie wykorzystano. Można przypuszczać, że zastosowanie 14-bitowego zapisu surowych plików umożliwiłoby osiągnięcie zauważalnie lepszych wyników w kategorii dynamiki tonalnej. Niewykluczone, że A7 II mógłby wówczas dorównać Nikonowi D750.

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 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.

Przy zdjęciach wykonanych aparatem Sony A7 II i Canonem 5D Mark III w takich samych warunkach oświetleniowych i przy tych samych parametrach ekspozycji okazało się, że różnią się one zauważalnie jasnością. Różnica wyniosła mniej więcej 1/3 EV, przy czym jaśniejsze były zdjęcia z lustrzanki Canona. Aby zatem porównanie rezultatów rozjaśniania i przyciemniania było bardziej miarodajne, zdecydowaliśmy się użyć zdjęć z A7 II z ekspozycją o 1/3 EV większą.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
A7 II
5D MkIII
1600 ISO
A7 II
5D MkIII

Efekt rozjaśniania ciemnych partii obrazu przy ISO 100 wygląda w przypadku A7 II całkiem dobrze. Sporo szczegółów udało się uwidocznić, a jednocześnie szum nie wzrósł na tyle by zepsuć końcowy rezultat. Tego samego nie da się jednak powiedzieć o wyniku 5D Mark III. W jego przypadku mimo odzyskania sporej ilości detali, szum po rozjaśnieniu dość mocno się uwidocznił, negatywnie wpływając na końcowy efekt. Dla ISO 1600 sytuacja wygląda podobnie dla obu aparatów. Mimo tego, że zarysy elementów obrazu są zauważalne, szum dość wyraźnie zdominował uzyskany obraz.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobny efekt w obu aparatach, a widoczne różnice są raczej spowodowane różną jasnością oryginalnych zdjęć.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
A7 II
5D MkIII
1600 ISO
A7 II
5D MkIII