Szczegółowość obrazu

W przypadku testowanej kamery liczba trybów nagrywania jest tak niewielka, że zawarliśmy je wszystkie w jednym filmie.

Ponieważ nawet przy nastawie 0 dB bazowa czułość kamery jest dość wysoka (poświęcimy temu za moment osobny akapit), szum zjada sporo szczegółów na wyższych częstotliwościach przestrzennych. Pomimo ustawienia wyostrzania na zero, w obrazie widać też spory wpływ tego procesu, objawiający się ciemniejszymi obwódkami czarnych obszarów tablicy testowej.

Na szczęście, pomimo tego, na ukośnych liniach praktycznie nie widać schodkowania, a ogólna jakość obrazu jest, jak na Full HD, całkiem niezła. Nie zależy też w żaden sposób od klatkażu, co w przypadku kamery nie powinno dziwić.

Wyostrzanie

Canon MS-500 oferuje dwie nastawy związane z wyostrzaniem. Pierwsza, opisana jako „sharpness” ma skalę od −10 do +50 z krokiem jednostkowym. Drugi parametr, który użytkownik może modyfkować, nazywa się „coring level”. Jego zakres możliwych wartości rozciąga się od −30 do +50, także z krokiem jednostkowym.

Cały niniejszy test wykonaliśmy na zerowym poziomie wyostrzania obrazu dostępnym w kamerze. Spójrzmy teraz, jak zmiana poziomu związanych z nim parametrów wpływa na obraz:

Zacznijmy od obserwacji, że przy ustawieniu wyostrzania na −10 znikają czarne obwódki, które da się zaobserwować przy zerowym poziomie tego parametru. Obraz wydaje się też jednak nieco rozmyty, trudno zatem znaleźć optymalną wartość tego parametru, jeśli zależałoby nam na neutralnym obrazie. Przy technicznym obrazowaniu neutralny charakter obrazu nie jest jednak decydującym kryterium, stąd spory zapas wyższych wartości parametru „sharpness”, które wprawdzie nie czynią obrazu piękniejszym, ale mogą pomóc w nocnej identyfikacji odległego celu.

Bardzo ciekawie działa natomiast parametr „coring level” – efekty jego zmian przypominają nieco matematyczne operacje erozji i dylacji na obrazach. Przy ujemnej wartości tego parametru wokół każdego ziarenka szumu tworzy się większy placek o zmienionej jasności. Z kolei przy wysokiej wartości „coring level” te same ziarenka szumu są likwidowane, niestety kosztem użytecznego obrazu pod nimi, który także staje się zerodowany.

Czułość bazowa matrycy

Zanim przejdziemy do oceny szumu, spróbujmy oszacować, jaka jest bazowa czułość matrycy w testowanej kamerze. Oficjalna specyfikacja nigdzie jej nie podaje, a materiały prasowe mówią jedynie o maksymalnej czułości sięgającej „powyżej 4 mln ISO”. Wiadomo też, że zakres wzmocnienia to od 0 do 72 dB, oraz że każde 6 dB wzmocnienia to podwojenie czułości kamery.

Wychodząc od założeń, że nastawa 72 dB odpowiada czułości 4000000 ISO możemy wyliczyć, że bazowa czułość sensora to okolice ISO 1000. Doświadczalnie natomiast, przy tych samych wartościach przysłony i migawki, obraz na 0 dB w kamerze miał taką samą ekspozycję, jak obraz zarejestrowany na ISO 2500 w aparacie Sony A9 III użytym w charakterze referencji.

Różnicę tę możemy wyjaśnić tym, że o ile w aparatach czułości rzeczywiste są zazwyczaj poniżej nominalnych, o tyle w kamerach raczej podawane są wartości rzeczywiste. Przykładowo, bazujące na tym samym sensorze aparat Panasonic GH4 i kamera Panasonic DVX200 różniły się ekspozycją przy tych samych nastawach o około 1 i 1/3 EV (obraz z kamery był jaśniejszy). W przypadku Sony A9 III nasze testy pokazały, że rzeczywiste średnie czułości senseli są ok. 1 EV poniżej normalnych, co sadowiłoby bazową czułość MS-500 w okolicach ISO 1250, czyli całkiem blisko wyliczenia teoretycznego.

Jest tylko jedno „ale”. Te wartości to nie jest bazowa czułość matrycy, tylko układu matryca + układ optyczny rozciągający pole obrazowe obiektywów. Jak już wspomnieliśmy, układ ten musi mieć mnożnik minimum 1.5x, aby rozciągnąć koło obrazowe obiektywów projektowanych na sensory 2/3" na całą matrycę o wielkości 1". Idealny telekonwerter 1.5x zabierałby 1.17 EV światła. Jeśli do tego dodamy straty związane z niedoskonałą transmisją szkła i powłokami przeciwodblaskowymi, możemy uznać, że realnie układ optyczny przed matrycą zabiera ok. 1 i 1/3 EV światła. Czyli z naszego teoretycznego ISO 1000 i praktycznego ISO 1250 robią się wartości w okolicy odpowiednio ISO 2000 i ISO 3200. A to tylko przy założeniu, że rzeczywiste czułości w referencyjnym Sony A9 III faktycznie są 1 EV poniżej nominalnych i że te w kamerze nie są. Gdyby podważyć któreś z tych założeń, moglibyśmy oszacować zmierzoną bazową czułość samej matrycy (bez układu optycznego) na ISO 6400.

Zakładamy, że firma Canon w oficjalnych informacjach posługuje się czułością układu matryca + układ optyczny, bo to z nim ostatecznie pracuje użytkownik urządzenia. My też posłużymy się w poniższych materiałach tego rodzaju notacją, zostawiając pewne przybliżone widełki czułości jako margines na błędy powyższych, siłą rzeczy niedoskonałych obliczeń. Warto jednak pamiętać, że „wypruta” z kamery matryca wypadłaby we wszystkich kategoriach o ponad 1 EV lepiej.

Szum

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

W przypadku filmu ocena, tak jak przy szczegółowości obrazu, nie ma charakteru liczbowego. Procentowe wyniki mogłyby być mylące, gdyż urządzenia różnych producentów w różnym stopniu pozwalają na wyłączenie redukcji szumu przy filmowaniu. A odszumiona papka, która procentowo wykazałaby niewielkie zaszumienie, w praktyce wcale nie musi wyglądać ładnie.

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, zdecydowaliśmy się tym razem zawrzeć wszystko w jednym filmie. Zamiast różnych klatkaży, które niczym się od siebie nie różnią, prezentujemy jednak dwa podstawowe tryby nagrywania kamery, czyli dzienny i nocny.

Oprócz tego prezentujemy także kilka praktycznych ujęć pokazujących szum na różnych poziomach wzmocnienia:

Gdyby Canona MS-500 oceniać jak kamerę filmową, czy filmujący aparat, to w zasadzie już przy wzmocnieniu 6 dB szum zaczyna dosyć mocno dominować w obrazie. Patrząc jednak z perspektywy obrazowania bardziej technicznego, możemy uznać, że szczegóły niepowiększonego obrazu pozostają czytelne do 24 dB włącznie.

O ile w przypadku normalnej kamery już w tym miejscu pojawiłyby się konkluzje, o tyle w przypadku MS-500 wnioski jest sens wyciągać dopiero po obejrzeniu, co jeszcze kamera potrafi z obrazem zrobić w zakresie jego przetwarzania i redukcji szumu. Przejdźmy zatem do następnego rozdziału.

Odszumianie

Standardowo w testach wszystkie ujęcia nagrywamy z wyłączoną redukcją szumu. Spójrzmy teraz, jak wygląda materiał, gdy zaczniemy zwiększać wartość tego parametru. Poza typowym testem studyjnym zamieszczamy poniżej także przykłady praktyczne.

Odszumianie przestrzenne, czy też wewnątrzklatkowe, działa tak sobie, co nie powinno dziwić nikogo regularnie czytającego testy trybu filmowego na naszym portalu. Natomiast międzyklatkowa redukcja szumu, jaką oferuje Canon MS-500, jest absolutnie najlepszym tego rodzaju algorytmem, z jakim kiedykolwiek mieliśmy styczność. Co ciekawe, prawdopodobnie ze względu na inny charakter szumu z matrycy typu SPAD niż w przypadku CMOS-ów, analogiczne algorytmy w DaVinci Resolve wypadły w tym konkretnym przypadku znacznie gorzej niż to, co oferuje sama kamera.

Algorytmy te powodują, że obraz nagrany ze wzmocnieniem rzędu 24–30 dB wygląda naprawdę dobrze jak na tak wysoką czułość, a z technicznego punktu widzenia użyteczny jest nawet obraz na jeszcze wyższych wzmocnieniach, np. 42 dB widoczne w jednym z przykładów praktycznych. To okolice czułości ISO 200 tys.

Tego rodzaju bazująca na porównywaniu klatek redukcja szumu ma jednak swoją cenę. Jest nią wynikające z działania algorytmu rozmycie ruchu – zarówno poruszającej się kamery (czy też wskutek zoomowania), jak i ruchu obiektów w kadrze. Prezentujemy to w poniższym filmie:

Jak widać, rozmycie to może być mniej lub bardziej problematyczne, zależnie od tego, co filmujemy. Jego intensywność jest jednak zależna od wartości parametru związanego z redukcją szumu, można zatem dobrać kompromis między zaszumieniem a rozmyciem ruchu do konkretnej praktycznej sytuacji.

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).

W przypadku testowanej kamery nie mamy oczywiście do czynienia z matrycą typu CMOS, niemniej jednak testy pokazały, że nie jest ona odczytywana w sposób jednoczesny, a podobnie jak większość CMOS-ów, czyli właśnie z góry do dołu.

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.

Wynik, jaki uzyskał Canon MS-500 prezentuje się następująco:

Według naszych standardowych kryteriów, uzyskany czas odczytu jest świetny i nie powinien sprawiać problemów. Tyle tylko, że skala ta opracowywana była dla bardziej standardowych ogniskowych, niż ekwiwalent 2 czy 4 tysięcy milimetrów. Przy najdłuższych oniskowych nawet tak krótki czas odczytu matrycy może się przełożyć na pochylanie obrazu przy szybszych panoramach. Biorąc jednak pod uwagę masę zestawu kamera + obiektyw oferujący tego rodzaju ogniskowe, trzeba faktycznie się postarać i włożyć nieco siły w panoramowanie, żeby zaobserwować efekty niejednoczesnego odczytu matrycy. Przy spokojniejszej pracy rolling shutter nie powinien nam doskwierać.