Czułość matrycy

Czułość wyznaczyliśmy zgodnie z normą ISO 12232, wykorzystując metodę pomiaru ilości światła niezbędnej do saturacji poszczególnych grup fotodiod sensora. Do pomiarów wykorzystaliśmy światłomierz Sekonic.

W zakresie nastaw ISO 100–6400, czułości jako średnie wartości ze wszystkich grup senseli są ok. 1 i 1/3 EV poniżej nominalnych. Takie zachowanie jest typowe i umożliwia manipulację danymi w jasnych partiach obrazu. Nieco inną charakterystykę mają wyższe nastawy, gdzie odstępstwo nie przekracza 1 EV.

Szum przetwarzania

Szum przetwarzania wyznaczyliśmy w oparciu o serię zdjęć bez dostępu światła przy najkrótszej możliwej do ustawienia migawce. Pomiarów dokonaliśmy na surowych plikach przekonwertowanych uprzednio do 48-bitowych TIFF-ów bez demozaikowania. Dane na wykresie zostały zaprezentowane w punktach odpowiadających realnym czułościom matrycy, a wyniki odwzorowują średnią wartość z wszystkich grup senseli.

Wyrażenie wyniku w elektronach pozwala śledzić jakość przetwarzania toru analogowo-cyfrowego. Przebieg pokrywa zakres od 1 do 8 elektronów, co znaczy, że jakość zaprojektowanej elektroniki stoi na dobrym poziomie. W idealnie pracującej matrycy wykres powinien być linią prostą, ze wszystkimi wartościami dla różnych czułości ISO na tym samym poziomie. Dla dwóch najniżsych nastaw szum przetwarzania jest wyższy niż dla kolejnych, co może sugerować użycie architektury dual-gain.

Współczynnik konwersji i wzmocnienie jednostkowe

Współczynnik konwersji wyznaczyliśmy w oparciu o serię zdjęć tablicy Kodak Q-14. Pomiarów dokonaliśmy na surowych plikach przekonwertowanych uprzednio do 48-bitowych TIFF-ów bez demozaikowania. Dane na wykresie zostały zaprezentowane w punktach odpowiadających realnym czułościom matrycy, a wyniki odwzorowują średnią wartość z wszystkich grup senseli.

Dla najniższej natywnej czułości, na jedną jednostkę kwantyzacji przetwornika ADC przypadają 24 elektrony. Daje to pojemność studni potencjałów (ang. full well capacity) na poziomie przekraczającym aż 104 ke^–. Taki wynik można uznać za wysoki. Punkt wzmocnienia jednostkowego wypada całkiem wysoko – bowiem dla czułości 1130 (czyli nieco poniżej nastawy ISO 3200). Przekroczenie tego progu powoduje, że za jakość obrazu odpowiadają już tylko i wyłącznie algorytmy cyfrowej obróbki sygnału, a nie tor analogowy matrycy. W związku z czym nie ma żadnego zysku ze stosowania takiej obróbki w aparacie i dokładnie te same efekty uzyskamy niedoświetlając zdjęcie, a następnie korygując ekspozycję w komputerze.

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 395, czyli otrzymujemy 8.6-bitowy zapis danych. To bardzo dobry rezultat, choć poprzednik spisał się nieco lepiej. W Fujifilm X-T20 zanotowaliśmy 8.5 bita (dla ISO 200), natomiast dla Nikona D7500 – 8.8 bita (czyli tyle samo co w A6300). Przy ISO 1600 otrzymujemy wartości 6.9 bita (nieco słabiej jak u konkurencji), co daje około 119 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 16, co daje 4 bity.

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
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600
51200
102400

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 8.3 EV. Konkurencja wypada w tej kategorii znacznie korzystniej, bowiem X-T20 zanotował 9.1 EV (dla ISO 200), a D7500 9.5 EV, także poprzednik, A6300 może się pochwalić lepszym wynikiem (9.6 EV). Okazuje się jednak, że RAW-y z A6400 są kompresowane, a informacja o obrazie zapisana jest w 12-bitach. Na podstawie powyższego wykresu widać, że taki zapis ogranicza osiągi sensora. Nie do końca rozumiemy takie podejście producenta. Warto by chociaż udostępnić możliwość wyboru RAW-ów skompresowanych lub nieskompresowanych w menu aparatu.

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 wynosi ok. 8.5 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy tradycyjnie, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy 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. Do porównania użyliśmy redakcyjnego aparatu Fujifilm X-T2. W jego przypadku ze względu na brak natywnego ISO 100, zdjęcie wykonaliśmy przy ISO 200, zachowując czas ekspozycji 30s i odpowiednio zmieniając przysłonę. Poza tym, ze względu na wyraźną różnicę ekspozycji, do porównania zdjęcia z X-T2 naświetliliśmy o 1/3 mniej niż te z A6400.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
A6400
200 ISO
X-T2
1600 ISO
A6400
X-T2

Naszym zdaniem, po rozjaśnieniu zdjęć na bazowych czułościach nieco lepszy efekt obserwujemy w przypadku aparatu Sony. W przypadku A6400 szum uwidocznił się w mniejszym stopniu. Z kolei dla ISO 1600 jest odwrotnie – pewną przewagę ma X-T2.

W kategorii przyciemniania trudno wyłonić zwycięzcę. Efekt końcowy wygląda porównywalnie, choć kolorystyka zdjęć zauważalnie się różni.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
A6400
200 ISO
X-T2
1600 ISO
A6400
X-T2