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.

Z powyższego wykresu możemy odczytać, że dla nastaw natywnych, czułości jako średnie wartości ze wszystkich grup senseli są poniżej nominalnych. Różnica wynosi zwykle lekko ponad 1 EV. Takie zachowanie jest typowe i umożliwia manipulację danymi w jasnych partiach obrazu.

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. W idealnie pracującej matrycy wykres powinien być linią prostą, ze wszystkimi wartościami dla różnych czułości ISO na tym samym poziomie. Tutaj można zauważyć, że dla trzech najniższych nastaw szum przetwarzania jest wyższy niż dla kolejnych. Jest to zapewne związane z architekturą dual-gain, dzięki której można uzyskać lepsze wyniki dynamiki tonalnej dla wyższych nastaw ISO. W każdym razie w pierwszej grupie szum przyjmuje wartość 8-9 elektronów, a dla drugiej 2-3. Jego wartość nie jest wysoka, ponadto widać tylko niewielkie fluktuacje w obrębie danego poziomu. Innymi słowy, jakość zaprojektowanej elektroniki stoi na bardzo dobrym poziomie.

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 przypada ok. 12 elektronów. Przy 14-bitowym przetworniku daje to pojemność studni potencjałów (ang. full well capacity) przekraczającą 190 ke^–. Taki wynik można uznać za bardzo wysoki, podobny zresztą jak w modelu A7 IV. Punkt wzmocnienia jednostkowego wypada dla czułości 594, czyli z grubsza dla nastawy ISO 1250. Przekroczenie tego progu powoduje, że za jakość obrazu wynikającą ze wpływu szumu śrutowego odpowiadają już tylko i wyłącznie algorytmy cyfrowej obróbki sygnału, a nie tor analogowy matrycy. Punkt wzmocnienia w testowanym aparacie ustawiony jest niezbyt wysoko.

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 431. Otrzymujemy zatem 8.8-bitowy zapis danych, trochę niższy jak w A7 IV (9.1 bita). Taki wynik gwarantuje oczywiście wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Dla analogicznych kryteriów bardzo podobny wynik zanotowaliśmy w Lumiksie S5 II oraz EOS-ie R6 Mark II, a wyniosły one odpowiednio 8.7 i 8.9 bita. Nieco wyższy rezultat został zmierzony w tescie Nikona Z6 II – 9.2 bita.

Wraz ze zwiększaniem czułości zakres tonalny w A7C II oczywiście maleje. Przy ISO 1600 otrzymujemy wartości 7.3 bita (co daje około 155 przejść tonalnych), a dla ISO 6400 – 6.3 bita (77 przejść). Przy maksymalnym dostępnym ISO (204800) przejść tonalnych mamy już tylko 14.

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
51200
102400
204800

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 10 EV. To świetny wynik, stojący zresztą na bardzo podobnym poziomie jak u dwóch konkurentów - Canon EOS R6 Mark II uzyskał bowiem 9.9 EV, a Nikon Z6 II 10 EV. Nieco mniej zanotowaliśmy w teście Lumiksa S5 II – 9.5 EV.

Dla kryterium SNR=1 dynamika osiąga 13.9 EV dla bazowego ISO, co oznacza, że bardzo niewiele brakuje, by wykorzystywany był cały zakres pracy przetwornika ADC. Przy tej jakości widać zysk wynikający z architektury dual-gain, przekładający się na lepsze osiągi dynamiki po przejściu z czułości ISO 800 na 1600.

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 9 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 A7C II i Nikonem Z7 w takich samych warunkach oświetleniowych i przy tych samych parametrach ekspozycji okazało się, że różnią się one zauważalnie jasnością. Różnica wyniosła ok. 2/3 EV, przy czym jaśniejsze były zdjęcia z Nikona. Aby zatem porównanie rezultatów rozjaśniania i przyciemniania było bardziej miarodajne, zdecydowaliśmy się użyć zdjęć z Z7 z ekspozycją o 2/3 EV mniejszą (odpowiednio przymykając przysłonę).

100 ISO
	0 EV	+4 EV
A7C II
Z7
1600 ISO
A7C II
Z7

Dla obu nastaw czułości, naszym zdaniem lepiej się prezentują zdjęcia z aparatu Sony. Poziom szumu w przypadku Nikona jest zauważalnie wyższy, szczególnie przy ISO 1600. Dla tej nastawy, zakłócenia w A7C II nie zdominowały aż tak obrazu jak miało to miejsce w Z7.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu wygląda porówywalnie w obu aparatach. Trudno mówić o odzyskaniu jakichkolwiek szczegółów z przepalonych obszarów. Ewentualne różnice mogą także wynikać z różnic w ekspozycji między zdjęciami z tych aparatów.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
A7C II
Z7
1600 ISO
A7C II
Z7