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 wykresie powyżej możemy zauważyć, że dla najniższej natywnej czułości liczba tonów sięga 240, a to daje 7.9-bitowy zapis danych. Jest to całkiem dobry wyniki zapewniający na zdjęciach wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Co prawda dla ISO 100 otrzymujemy jeszcze wyższą wartość, ale trzeba mieć świadomość, że czułość ta generowana jest programowo. Wraz ze wzrostem czułości zakres tonalny oczywiście maleje. Przy ISO 6400 mamy jeszcze 50 przejść tonalnych, czyli odpowiednio 5.6 bita. Przy maksymalnym dostępnym ISO zakres tonalny sięga jedynie 4.8 bita, co daje tylko 28 przejść tonalnych.

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

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.

Z tych samych przyczyn nie można dokonać bezpośredniego porównania GH4 i E-M1. Możemy jednak spojrzeć na wyniki ostatniego modelu z rodziny OM-D. Zauważymy wówczas, że E-M10, dla SNR=10, przy ISO 200 zanotował 8.1 EV, zatem porównywalny wynik z GH4. Podobnie wypada testowany Panasonic w porównaniu do NX30. Samsung bowiem osiągnął zarówno przy ISO 100 i 200 wartość na poziomie 7.8 EV.

Dla pozostałych kryteriów wyniki GH4 są również na wysokim poziomie. Bez względu na to, jakie SNR weźmiemy pod uwagę, wypada on zauważalnie lepiej od modelu GM1. Na niższych czułościach GH4 notuje porównywalne wyniki, z tymi jakie osiągnął E-M10. Na wyższych czułościach jednak można dostrzec nieznaczną przewagę bezlusterkowca Olympusa.

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. Dla przykładu, jeśli uznamy za kryterium minimalnej użytecznej jakości 12 dB, widzimy, że dla ISO 3200 dynamika osiąga wartość około 7 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy rozjaśniamy je lub przyciemniamy. Testowanym aparatem zdjęcia wykonaliśmy przy czułościach ISO 200 (najniższa natywna) oraz 1600 i przysłonach odpowiednio f/16 oraz f/11. W tym samym czasie scenkę sfotografowaliśmy również aparatem Samsung NX30 przy identycznych parametrach ekspozycji. Dodatkowo wykonaliśmy zdjęcie przy ISO 100 i f/11. W obu aparatach czasy otwarcia migawki wynosiły odpowiednio 30 s dla niskich i 2 s dla wysokiej czułości. Następnie zdjęcia wywołaliśmy jako 48-bitowe TIFF-y dcrawem i w Lightroomie rozjaśniliśmy o +4 EV oraz przyciemniliśmy o −4 EV, po czym zapisaliśmy jako zdjęcia 24-bitowe.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
NX30
200 ISO
GH4
NX30
1600 ISO
GH4
NX30

Przy rozjaśnianiu ciemnych partii obrazu na niskich czułościach sytuacja jest podobna w obu aparatach. Można jednak zauważyć, że rezultat dla NX30 przy ISO 100 wygląda nieco lepiej niż w GH4 przy ISO 200. Z drugiej jednak strony przy tej czułości w Samsungu szum dość wyraźnie się uwidocznił, przez co wynik prezentuje się jednak gorzej niż ten z testowanego Panasonika.

Przy ISO 1600 efekt rozjaśniania wydaje się być równie beznadziejny w obu aparatach. Szum zdecydowanie zdominował obraz, a szczegóły są niemal niewidoczne. Można się jednak dopatrzyć, że w GH4 zarysy elementów właściwego obrazu są nieco lepiej widoczne.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje bardzo podobne rezultaty w obu aparatach. Przy ISO 1600 daje się jednak zauważyć, że szum w przypadku NX30 jest nieznacznie wyższy niż w GH4.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
NX30
200 ISO
GH4
NX30
1600 ISO
GH4
NX30