Pentax K200D - test aparatu
7. Szumy i prąd ciemny
Zdjęcia tablicy Kodak Q-14 wykonaliśmy przy redukcji szumów ustawionej na OFF i zapisywaliśmy je jednocześnie w formacie DNG (RAW) oraz w najlepszej jakości JPEG-ach. Użyliśmy ich do wyznaczenia poziomu szumów za pomocą programu Imatest.
Na początek przedstawiamy wykres pokazujący poziom szumu na zdjęciach zapisanych w formacie JPEG.
Poziom szumów na zdjęciach zapisanych w formacie JPEG jest niski. Z przebiegu wykresu można wnioskować, że niezależnie od woli użytkowników aparat włącza programowe odszumianie przy czułości ISO 800 i powyżej.
Przy czułościach ISO 100, 200 i 400 wykresy poziomu szumów K200D i K10D pokrywają się. Oprogramowanie tego drugiego nie włącza dodatkowego odszumiania zdjęć dla wyższych czułości i na wykresie szumu nie widać "kolanek".
Poniżej przedstawiamy wykres zależności poziomu szumów od czułości ISO dla zdjęć zapisanych w formacie DNG i przekonwertowanych do formatu TIFF za pomocą programu dcraw z głębokością 48 bitów/piksel.
Tym razem poziom szumów przy małych wartościach ISO pozostaje na niskim poziomie, ale wraz ze wzrostem czułości rośnie szybciej niż w JPEG-ach. Oznacza to, że JPEGi są zawsze odszumiane, nawet przy wyłączonej "redukcji ziarna". Niestety również dla zdjęć zapisanych w formacie RAW widać załamanie wykresu przy ISO 800 oznaczające niefizyczne zachowanie. Ponadto porównanie z analogicznym wykresem z K10D (posiadającego tą samą matrycę) dla wszystkich czułości pokazuje wyższy poziom szumu na zdjęciach wykonanych za jego pomocą. Utwierdza nas to w przekonaniu o ingerencji oprogramowania aparatu w zdjęcia RAW i odszumianiu ich.
O ile jeszcze wymuszenie odszumiania zdjęć zapisywanych jako JPEGi nie jest godne pochwały, ale wybaczalne w aparatach dla amatorów, to ingerencji tego typu w RAW-y nie można wybaczyć w żadnemu aparatowi.
W tabeli poniżej pokazaliśmy wycinki ze zdjęć scenki zapisanych w formacie RAW, a następnie przekonwertowanych do formatu PNG za pomocą programu dcraw.
ISO 100 | |||
K200D | |||
K10D | |||
A200 | |||
ISO 200 | |||
K200D | |||
K10D | |||
A200 | |||
ISO 400 | |||
K200D | |||
K10D | |||
|
|
||
ISO 800 | |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ISO 1600 | |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pewnym zaskoczeniem jest znacznie wyraźniejszy wpływ szumu na zdjęcia wykonane aparatem Sony A200 niż Pentaxami przy czułościach ISO 800 i ISO 1600.
Prąd ciemny
Dla sprawdzenia poziomu szumów generowanych przez elektronikę aparatu wykonaliśmy serię zdjęć bez dopływu światła, dla różnych czułości ISO. Kolejne zdjęcia wykonywaliśmy z czasem integracji 180 sekund. Test przeprowadzaliśmy w pomieszczeniu o temperaturze około 20 stopni Celsjusza.
Poniższa tabela pokazuje średni poziom zliczeń wraz z odchyleniem standardowym dla uzyskanych obrazów prądu ciemnego. Dla ułatwienia jej interpretacji dodajmy, że pliki RAW mają 12-bitową głębię obrazu, czyli maksymalny poziom sygnału w pojedynczym pikselu wynosi 4095. Odchylenie standardowe daje informację o rozrzucie wartości zmierzonych w różnych pikselach.
ISO | średni poziom sygnału | odchylenie standardowe |
100 | 1.6 | 13.6 |
200 | 2.6 | 20.3 |
400 | 4.8 | 40.1 |
800 | 7.9 | 52.9 |
1600 | 15.3 | 68.6 |
W tabeli poniżej umieściliśmy uzyskane w teście zdjęcia prądu ciemnego. Dla każdej czułości w pierwszym wierszu umieściliśmy dane ze zdjęć zapisanych w formacie RAW (DNG), a w drugim dane ze zdjęć zapisanych przez aparat w formacie JPEG. Zdjęcia w formacie RAW przedstawione zostały w taki sposób, że widać zakres sygnału od 0 do 127. Wszystkie piksele z sygnałem powyżej górnej granicy są więc białe. Takie skalowanie pozwala ocenić jednorodność rozkładu sygnału pochodzącego od prądu ciemnego na powierzchni detektora. W drugiej kolumnie pokazaliśmy wycinki z centrum uzyskanych zdjęć. Obrazują one gęstość występowania tzw. gorących pikseli, czyli punktów z wyraźnie wyższym poziomem sygnału od poziomu średniego. W trzeciej kolumnie pokazany jest histogram sygnału w skali liniowej dla zakresu od 0 do 127. Histogramy zdjęć zapisanych w formacie JPEG sporządzone zostały w skali logarytmicznej dla zakresu od 0 do 255.
ISO | Obraz ciemny | Centrum (1:1) | Histogram |
100 RAW |
|||
100 JPEG |
|||
200 RAW |
|||
200 JPEG |
|||
400 RAW |
|||
400 JPEG |
|||
800 RAW |
|||
800 JPEG |
|||
1600 RAW |
|||
1600 JPEG |
Pierwsze wrażenia z oglądania zdjęć prądu ciemnego wskazują, że jego poziom w Pentaxie K200D jest niski. Niestety nie można tego powiedzieć o całej powierzchni detektora. W jego górnej części widać wyraźnie trzy obszary o znacznie podwyższonym poziomie sygnału. Nie jest to jakiś szczególny przypadek, a raczej reguła wśród lustrzanek wyposażonych w matryce CCD. Takie zachowanie wynika wprost z ogrzewania matrycy przez znajdującą się nad nią elektronikę aparatu. Zwracamy jeszcze uwagę, że wspomniane obszary o podwyższonym poziomie prądu ciemnego w testowanym wcześniej Pentaxie K10D są nieco mniejsze. Najprawdopodobniej nieco większa obudowa w aparacie skierowanym do bardziej wymagających użytkowników trochę lepiej odprowadza ciepło, przez co matryca wolniej się nagrzewa. Poniższa tabela pokazuje porównanie obrazów prądu ciemnego z obydwu aparatów dla czułości ISO 1600.
Pentax K200D | Pentax K10D |
Dokładniejsza analiza prądu ciemnego w Pentaxie K200D wskazuje na to, że pewien stały sygnał odejmowany jest od każdego zdjęcia jeszcze przed przetwarzaniem go do postaci RAW. Świadczy o tym wygląd histogramów sygnału. Okazuje się, że nie mają one kształtu dzwonu, a tylko jego polowy. Do tego liczba pikseli z zerowym poziomem zliczeń jest wielokrotnie wyższa niż z poziomem 1 czy jakimkolwiek innym. Ten pik nie mieści się na histogramach pokazanych w tabeli, bo inaczej zniknęła by informacja o rozkładzie w pozostałych pikselach. Dlatego też liczby podane w pierwszej tabeli tego podrozdziału, mające opisywać rozrzut zliczeń, nie dają pełnej informacji o jego prawdziwym wkładzie do szumu na zwykłych zdjęciach, a mogą jedynie służyć do porównania dla różnych czułości. Prawdziwy szum jest znacznie większy. Część sygnału (formalnie ujemnego) po prostu chowa się i daje o sobie znać dopiero po dodaniu sygnału od padającego światła.