Szczegółowość obrazu

Szczegółowość obrazu oraz obecność artefaktów takich jak mora i aliasing badamy nagrywając testowanym aparatem tablicę ISO 12233, tak by wypełniła ona kadr w pionie przy danych proporcjach obrazu. Analiza ma charakter jakościowy, jej wynikiem nie są wartości liczbowe.

W przypadku testowanego aparatu, ze względu na dużą liczbę trybów nagrywania, zdecydowaliśmy się podzielić niniejszy film na dwie części – jedną poświęconą filmowaniu w 4K, a drugą trybowi Full HD. Na początek – 4K.

Zacznijmy od odrobiny matematyki i policzmy, jaką szerokość sumarycznego cropa i rozdzielczość mają wycinki matrycy w poszczególnych trybach:

• dla pracy z całej szerokości matrycy wykorzystywany jest obszar o szerokości 23.5 mm, łącznym cropie 1.53x i rozdzielczości 6260 pikseli,
• przy nagrywaniu w 50 kl/s z wymuszonym przez aparat cropem 1.18x wykorzystywany jest obszar o szerokości 19.9 mm, łącznym cropie 1.81x i rozdzielczości 5305 pikseli,
• przy nagrywaniu z włączanym przez użytkownika cropem 1.29x wykorzystywany jest obszar o szerokości 18.2 mm, łącznym cropie 1.97x i rozdzielczości 4853 pikseli,

Jak widać, niezależnie od trybu, obraz jest nadpróbkowany, choć oczywiście im większy crop, tym nadwyżki pikseli jest mniej, co w łatwo zauważalny sposób przekłada się na nieco większą miękkość ujęć z większym przycięciem obrazu. Nadal jednak nie ma żadnych powodów do zaniepokojenia – obraz pozostaje szczegółowy, linie zbiegają się we w miarę naturalny sposób, a aliasingu i kolorowych przebarwień jest relatywnie niewiele. Nie ma też śladów jaśniejszych lub ciemniejszych obwódek sugerujących nadmierne wyostrzanie.

Sumarycznie pozostaje zatem ocenić jakość obrazu 4K bardzo dobrze – niezależnie od trybu nagrywania obraz jest szczegółowy, a natężenie artefaktów bardzo małe. W tym kontekście należy też pochwalić producenta za tryb z dodatkowym cropem 1.29x, który w razie potrzeby pozwoli praktycznie bezstratnie zwiększyć zasięg posiadanych obiektywów.

Spójrzmy teraz na obraz w Full HD.

Ilość zakłóceń, interferencji i kolorowych przebarwień jest zauważalnie większa niż w 4K, ale nie jest też tragicznie. Przy pracy z wykorzystaniem całej szerokości matrycy schodkowanie nie jest intensywne, a ilość kolorowych przebarwień możemy uznać za akceptowalną. Jak w przypadku większości aparatów, także i tutaj nie ma wizualnych różnic między materiałem nagranym w 25 i 50 kl/s, co należy ocenić pozytywnie.

Gdy dodamy cropa 1.29x (w 25 i 50 kl/s może on być włączony przez użytkownika, w slow motion jest wymuszony przez aparat) jakość obrazu nieco się pogarsza – widać to zwłaszcza po odwzorowaniu krzywizn cyfr na tablicy testowej. W tym przypadku w 25, 50 i 100 kl/s obraz wygląda identycznie. Jego jakość można uznać za granicznie akceptowalną, ale jeśli komuś zależy na poprawie „zasięgu” obiektywu, to znacznie lepiej zrobi filmując w 4K z cropem 1.29x i dokadrowując dodatkowo na postprodukcji. Jedyny przypadek, kiedy jest sens sięgać po ten tryb odczytu matrycy, to potrzeba nagrania ujęcia w slow motion.

W 200 i 240 kl/s zachodzi kolejna zmiana trybu odczytu matrycy (mimo zachowania tego samego cropa 1.29x) i jakość obrazu staje się, krótko mówiąc, tragiczna. Nie polecamy zatem przekraczania 100–120 kl/s. Zresztą, przy coraz lepszych algorytmach do interpolacji ruchu i generowania slow motion w programach do postprodukcji, wyścig na liczbę klatek na sekundę powoli traci sens. Ważniejsze od ich ilości staje się, by gdzieś w okolicach tych 100–120 kl/s obraz był dobrej jakości. O ile tylko nie filmujemy pocisków w locie, to wyższe wartości łatwo stworzymy z tych 100–120 odpowiednim oprogramowaniem. A do filmowania pocisków w locie i tak trzeba wynająć kamerę marki Phantom lub coś tej klasy.

Wyostrzanie

Testowany aparat oferuje wyostrzanie regulowane w 9-stopniowej skali – od −4 do +4 z krokiem co 1. Typową oznaką tego procesu w surowym materiale filmowym jest schodkowanie widoczne na ukośnych krawędziach.

Cały test do tej pory, podobnie jak testy fotograficzne, wykonaliśmy na minimalnym poziomie wyostrzania obrazu dostępnym w aparacie. Spójrzmy teraz, jak zwiększenie poziomu tego parametru wpływa na obraz:

Ponieważ obraz 4K z testowanego aparatu już sam z siebie jest bardzo szczegółowy, wyostrzanie w aparacie tylko niepotrzebnie dodaje artefakty i powoduje jego nieestetyczny wygląd. Jeśli już koniecznie chcemy wyostrzać, lepiej zrobić to w programie do montażu.

Szum

Szum w filmach, podobnie jak na zdjęciach, oceniamy w oparciu o scenkę testową, zarejestrowaną na różnych czułościach przy wyłączonej redukcji szumu w aparacie.

W przypadku filmu ocena, tak jak przy szczegółowości obrazu, nie ma charakteru liczbowego. Prezentowane poniżej opinie na temat maksymalnych czułości oferujących użyteczny obraz są oczywiście subiektywne – każdy użytkownik ma inną tolerancję dla szumu w obrazie filmowym.

Podobnie jak w przypadku szczegółowości obrazu, ze względu na dużą liczbę trybów nagrywania, postanowiliśmy rozdzielić materiał na 4K i Full HD. Zaczniemy od 4K.

Póki filmujemy w 24/25/30 kl/s z wykorzystaniem całej szerokości matrycy, spokojnie możemy korzystać z czułości do ISO 6400, a jeśli mamy nieco większą tolerancję na szum – 12800. Powyżej tej wartości, na nieskalibrowanej czułości ISO 25600 obraz wygląda już kiepsko.

Po przejściu do 50/60 kl/s odczytywany obszar matrycy nieco się zmniejsza i ma to przełożenie na stosunek sygnału do szumu w filmie. W tym przypadku za ostatnią akceptowalną czułość uznajemy ISO 6400. Podobnie jest w przypadku nagrywania z wymuszonym przez użytkownika cropem 1.29x. Widać więc, że korzystanie z tej funkcji „cyfrowego telekonwertera” jest okupione niewielkim wzrostem poziomu szumów. Nie jest to jednak znaczny wzrost i nie wpływa on na pozytywną ocenę tego trybu nagrywania.

Przejdźmy teraz do obrazu Full HD.

W Full HD przy korzystaniu z całej szerokości matrycy sytuacja wygląda nieco gorzej niż w przypadku 4K – szum zaczyna nadmiernie degenerować obraz już powyżej ISO 3200. Dotyczy to zarówno 25, jak i 50 kl/s – w tej kwestii, tak jak w pozostałych, nie ma różnic między tymi trybami nagrywania.

Również w 100–120 kl/s (nagrywane z wymuszonym przez aparat cropem 1.29x) można uznać ISO 3200 za granicznie akceptowalne, choć osoby preferujące czystszy obraz nie powinny przekraczać ISO 1600. Wartości tej zdecydowanie nie należy też przekraczać w 200–240 kl/s, jeśli już ktoś zdecyduje się z tego trybu korzystać, mimo widocznej także w praktycznej sytuacji kiepskiej jakości obrazu.

Gdy wymusimy nagrywanie w Full HD w 25 lub 50 kl/s z cropem 1.29x, jakość obrazu jest identyczna jak w przypadku filmowania w 100–120 kl/s i ponownie granica akceptowalnej jakości znajduje się w okolicach czułości ISO 1600–3200.

Odszumianie

Podobnie jak w trybie fotograficznym oraz w przypadku wyostrzania, testowany aparat oferuje 9 stopni redukcji szumu dla materiału filmowego – od −4 do +4 z krokiem co 1. Oprócz tego dostępna jest międzyklatkowa redukcja szumu uruchamiana w osobnej pozycji w menu. W praktyce przedstawia się to następująco:

Jeśli chodzi o standardowe odszumianie, to rozsądną wartością, dającą kompromis między redukcją szumu, a utratą szczegółowości, wydaje się nastawa −2. Bardzo dobrze także, przynajmniej na nieruchomej scence, sprawdza się międzyklatkowa redukcja szumu.

Najlepiej, jak zwykle, wypada odszumianie na postprodukcji, które w przeciwieństwie do tego w aparacie nie musi działać w czasie rzeczywistym i ma dostęp do większej mocy obliczeniowej. Należy jednak pamiętać, że skuteczność redukcji szumu, zwłaszcza tej międzyklatkowej (a takiej użyliśmy do ujęcia naszej scenki) zależy od charakteru i dynamiki danego ujęcia – w sytuacjach z dużą ilością ruchu utrata szczegółów wywołana przez odszumianie w aparacie zostanie zamaskowana rozmyciem ruchu, a z kolei międzyklatkowa redukcja szumu da kiepskie efekty.

Rolling shutter

Zjawisko nazywane potocznie rolling shutter wynika z faktu, że zdecydowana większość współczesnych matryc CMOS nie jest odczytywana z całej powierzchni jednocześnie, tylko „z góry do dołu”, wierszami. Stąd też o sile i uciążliwości tego zjawiska decyduje czas odczytu matrycy w danym trybie nagrywania. Rośnie on wraz z rozdzielczością oraz zależy od innych aspektów nagrywania – przykładowo czas odczytu będzie większy, gdy materiał filmowy jest nadpróbkowany (tzw. oversampling), a mniejszy, gdy np. matryca jest odczytywana z przeskakiwaniem linii (tzw. line skipping).

Przedstawmy jeszcze skalę odniesienia. Czasy odczytu poniżej 10 ms uznajemy za świetne – przy tak szybkich matrycach trzeba naprawdę „postarać się”, by zjawisko rolling shutter było zauważalne. Czasy między 10 a 15 ms to wyniki bardzo dobre. Czasy między 15 a 20 ms uznajemy za dobre, a między 20 a 25 ms za przeciętne. Wszystko powyżej 25 ms to wyniki złe, a powyżej 30 ms – bardzo złe.

Wyniki jakie uzyskał Fujifilm X-T4 przedstawiają się następująco:

Jeśli chodzi o same czasy, to w przypadku materiału 4K w 24/25/30 kl/s nagranego z wykorzystaniem całej szerokości matrycy możemy mówić o wyniku dobrym, a w pozostałych trybach nagrywania wyniki są bardzo dobre lub wręcz świetne. Biorąc pod uwagę, że obraz 4K z X-T4 jest wyjątkowo wysokiej jakości, wydaje się to rozsądnym kompromisem. Także tryb Full HD z wykorzystaniem całej szerokości matrycy możemy uznać za rozsądny kompromis pomiędzy czasem odczytu, a jakością obrazu, choć do tej ostatniej mieliśmy ciut więcej zastrzeżeń, niż do 4K.

W pozostałych trybach Full HD czasy schodzą poniżej 10 ms, ale jest to okupione pogarszającą się jakością obrazu. Należy jednak pamiętać, że w tych kwestiach ograniczeniem jest po prostu fizyka i fakt, że „czas nie jest z gumy”. Jeśli, przykładowo, chcemy zarejestrować 120 klatek w ciągu sekundy, to na zarejestrowanie jednej mamy maksymalnie 1/120 s czyli około 8.3 ms. Wartość ta nie uwzględnia zresztą ewentualnych przerw na zresetowanie sensora po odczycie i innych technologicznych ograniczeń. Podobnie dla 240 kl/s maksymalny możliwy czas to niecałe 4.2 ms. W takim czasie trudno oczytać wystarczająco dużo pikseli, by jakość obrazu była dobra, zakładając, że prędkość matrycy jest wartością stałą.