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 zdecydowaliśmy się podzielić niniejszy film na dwie części – jedną poświęconą filmowaniu w 4K, a drugą trybowi Full HD. Na początek – 4K.

Póki trzymamy się 25/30 kl/s, jakość obrazu 4K jest całkiem przyzwoita. Co prawda w trybie pełnoklatkowym szczegółowość mogłaby być ciut lepsza, a w trybie APS-C/DX dla określonych częstotliwości przestrzennych pojawiają się nieprzyjemne przebarwienia, ale ogólnie jakość obrazu jest całkiem dobra i w praktyce (np. na ujęciach przykładowych w ostatnim rozdziale) wystarczająca.

Problem pojawia się, gdy sięgniemy po 4K w 50/60 kl/s. Nie owijając w bawełnę, jest to najgorzej wyglądające 4K, z jakim kiedykolwiek mieliśmy do czynienia w historii testów trybu filmowego na Optyczne.pl. O ile jeszcze jego szczegółowość jest jedynie „przeciętna” i porównywalna z tym, co na przykład prezentuje Canon EOS R5 w trybie „pełnoklatkowym zwykłym” (nie HQ), o tyle ilość interferencji i kolorowych przebarwień przebija wszystko, co do tej pory widzieliśmy. Trzeba jednak Nikonowi oddać, że na przykładowych ujęciach nie udało nam się tych interferencji złapać, widać jedynie gorszą szczegółowość i lekkie rozpikselowanie detali.

Spójrzmy teraz na jakość obrazu Full HD.

W trybie pełnoklatkowym jest całkiem nieźle. O ile detali mogłoby być ciut więcej, o tyle interferencji czy kolorowych przebarwień jest bardzo mało, po lekkim wyostrzeniu w postprodukcji powinniśmy zatem być w stanie uzyskać rozsądnie wyglądający materiał.

Gorzej wygląda obraz Full HD w trybie APS-C/DX. Szczegółów jest tam jeszcze mniej, a do tego dochodzi więcej interferencji. Polecamy zatem, w miarę możliwości, korzystać z całej szerokości matrycy.

Na koniec warto dodać, że wszystkie powyższe obserwacje są całkowicie niezależne od klatkażu, co oceniamy pozytywnie.

Wyostrzanie

Testowany aparat oferuje cały szereg parametrów odpowiedzialnych za wyostrzanie, takich jak: „wyostrzanie”, „wyostrzanie środkowego zakresu” czy „przejrzystość”. Jest też nastawa „szybkie wyostrzanie”, która oferuje coś w rodzaju gotowych presetów wartości pozostałych suwaków. W tym przypadku skupimy się na „wyostrzaniu”, które może przyjąć wartość od −3 do +9.

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

Zacznijmy od obserwacji, że ujemne nastawy wyostrzania rozmywają obraz i wydają się go degradować. Korzystanie z wartości poniżej zera nie ma zatem zbytniego sensu. Podobnie jest zresztą z wartościami powyżej zera – wyostrzanie w testowanym aparacie bardzo szybko zwiększa intensywność aliasingu („schodkowanie” widoczne na ukośnych liniach), więc najlepiej pozostawić ten parametr wyzerowany, ewentualnie ustawić wartość minimalnie powyżej zera. A gdy potrzebujemy dodatkowo podostrzyć ujęcie, lepiej zrobić to w postprodukcji.

Jeśli chodzi o pozostałe parametry, tj. „wyostrzanie środkowego zakresu” i „przejrzystość”, to efekty ich działania zostały dość dobrze zaprezentowane i omówione w naszym filmowym teście Nikona Z6 II.

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 liczbę trybów nagrywania postanowiliśmy rozdzielić materiał na 4K i Full HD. Zaczniemy od 4K.

W 4K, niezależnie od wybranego trybu nagrywania, szum zaczyna dominować w obrazie w okolicach ISO 12800. Ma on jednak taki charakter, że powinien w miarę dobrze poddać się programowej redukcji szumu. Można zatem sięgnąć także i po tę czułość w awaryjnych sytuacjach.

Są to wyniki dość typowe dla pełnoklatkowych korpusów wyposażonych w bardziej upakowane matryce. Te, których sensory mają 24 lub mniej megapikseli i korzystają z nadpróbkowania, wypadają z reguły 1–2 EV lepiej.

Spójrzmy teraz na szumy w Full HD.

W trybie pełnoklatkowym, podobnie jak w 4K, załamanie następuje przy przejściu z ISO 6400 na 12800. W trybie APS-C/DX szumu robi się zbyt dużo już w okolicach ISO 6400, aczkolwiek trudno to dokładnie ocenić, bo ze względu na niską szczegółowość obrazu w tym trybie trudniej jest ocenić wpływ szumu na jej spadek.

Podobnie jak w przypadku szczegółowości obrazu, także i tutaj dla danego trybu nagrywania (pełnoklatkowego lub APS-C/DX) nie obserwujemy różnic między poszczególnymi klatkażami, co oceniamy pozytywnie.

Odszumianie

Odszumianie w Nikonie Z7 II może być: wyłączone, zmniejszone, normalne lub zwiększone. Standardowo w testach wszystkie ujęcia nagrywamy z wyłączoną redukcją szumu. Spójrzmy teraz, jak wygląda materiał, gdy zaczniemy zwiększać wartość tego parametru:

W testowanym aparacie redukcja szumu jak najbardziej ma zauważalny wpływ na obraz. Niestety działa tak, jak zazwyczaj działa fotograficzna redukcja szumu, czyli w obrębie każdej klatki osobno usuwa szum, a razem z nim detale z obrazu. Kompromis między jednym a drugim każdy musi znaleźć samodzielnie. Naszym zdaniem jest on gdzieś w okolicach nastawy „zmniejszone” aparatu lub pomiędzy poziomem „zmniejszonym” a „normalnym” – trochę szkoda, że nie ma tam dodatkowego, pośredniego poziomu.

Najlepiej, jak zwykle, wypada odszumianie w 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 Nikon Z7 II, przedstawiają się następująco:

Zacznijmy od najprostszego, czyli stwierdzenia, że w Full HD przy wszystkich klatkażach w danym trybie nagrywania, czasy odczytu są identyczne, co potwierdza, że nie zachodzą tam żadne zmiany w sposobie generowania obrazu filmowego. Wszystkie wyniki w tej rozdzielczości formalnie są w granicach poziomu „świetnego”, rolling shutter nie powinien nam zatem doskwierać.

Z „rozpracowaniem” 4K będzie nieco trudniej. Nikon Z7 II w trybie fotograficznym osiąga maksymalnie 10 kl/s. Oznacza to, że odczyt całej matrycy zajmuje mu maksymalnie 100 ms. Realnie pewnie jest to sporo mniej, bo potrzebny jest jeszcze na przykład czas na powrót migawki mechanicznej na pozycję początkową. Na potrzeby dyskusji załóżmy, że odczyt całej matrycy zajmuje ok. 70 ms. Gdy przytniemy ją do 16:9, czas spada w okolice 60 ms. Oznacza to, że przy odczycie z użyciem grupowania pikseli 2:1 lub przeskakiwania połowy linii, jesteśmy w stanie zejść do okolic 30 ms. 26.9 ms uzyskane w trybie pełnoklatkowym to w miarę zbliżona wartość, możemy więc domniemywać, że tak właśnie uzyskiwane jest 4K w tym trybie, tj. przez pominięcie lub zgrupowanie połowy linii / pikseli i przeskalowanie tego, co wyjdzie, do 3840×2160.

Wróćmy do naszych 60 ms. Jeśli zamiast pełnej klatki odczytamy wycinek APS-C/DX, w przypadku tego aparatu wiążący się z przycięciem o czynnik 1.54x, musimy tę wartość podzielić przez 2.37 (1.54 do kwadratu). Gdy to zrobimy, wyjdzie nam około 25 ms. Jest to akceptowalna wartość, oznaczająca, że w trybie APS-C dałoby się spokojnie filmować w 4K z użyciem nadpróbkowania. Czy tak jest faktycznie? To możliwe, zmierzony czas 17.7 ms jest co prawda nieco lepszy, ale nie na tyle, żeby sugerować inną metodę odczytu. Możliwe że aparat po prostu nieco przyspiesza albo nasze wyjściowe założenie odnośnie 70 ms było nie do końca trafione.

Skąd w takim razie 13.3 ms w 4K w 50 kl/s? Tego nie wiemy. Jeśli nasze teoretyczne 60 ms na odczyt pełnej klatki przytniemy o cropa 1.1x, z jakim mamy do czynienia w 4K w 50 kl/s, zostaje nam około 50 ms. By z tego zrobić coś około 13 ms, należy „wyciąć” 3/4 informacji, czyli grupować lub przeskakiwać piksele zarówno w pionie jak i w poziomie. Lub zrobić to w jeszcze inny, nieznany nam sposób. Trudno określić, co faktycznie się dzieje i co dokładnie powoduje, że 4K w 50 kl/s wygląda tak niekorzystnie. Być może kiedyś uda się o to spytać jakiegoś inżyniera firmy Nikon.

Na koniec dodajmy, że wynik w 4K w 25 kl/s w trybie pełnoklatkowym nominalnie według naszej skali jest „zły”, wynik w 4K w trybie APS-C „dobry”, a w 4K w 50 kl/s „bardzo dobry”. Ilość sztuczek, jaką trzeba było zastosować, żeby tak to wyglądało, jest jednak spora i następcy Nikona Z7 II przydałaby się po prostu szybsza matryca.