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.

Z wykresu przedstawionego powyżej możemy odczytać, że dla najniższej natywnej czułości liczba tonów sięga ponad 670, czyli otrzymujemy 9.4-bitowy zapis danych. Jest to bardzo dobry wyniki gwarantujący wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Widać, że zwiększanie czułości powoduje spadek zakresu tonalnego do wartości 5.7 bita dla najwyższej natywnej czułości, czyli ISO 25600. Daje to nam około 51 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 15, co daje zaledwie 3.6 bita.

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
51200
102400
204800
409600

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 D4s notuje wartość dynamiki tonalnej na poziomie 9.9 EV, co można zdecydowanie uznać za bardzo dobry wynik. Bezpośredniego porównania z wynikiem poprzedniego modelu nie możemy zrobić, bowiem w jego przypadku dynamikę wyznaczaliśmy inną metodą. Nową metodę obliczeń wykorzystaliśmy jednak przy pełnoklatkowych lustrzankach Nikona: Df i D610. W tej kategorii oba te aparaty zanotowały porównywalne wartości. W miarę wzrostu czułości można również zauważyć, że w D4s spadek wartości dynamiki dla SNR=10 jest wolniejszy niż miało to miejsce w modelu Df.

Maksymalne osiągi dla pozostałych kryteriów w D4s są również na wysokim poziomie i porównywalne z tymi, jakie zanotował model Df. W tym przypadku jednak wraz ze wzrostem czułości przebiegi wartości są podobne w obu tych aparatach, choć drobne różnice można zauważyć. Najwyższa wartość, jaką D4s notuje dla kryterium SNR=1, wynosi 13.5 EV, co można uznać za dobry wynik, oznaczający duże możliwości uzyskania informacji z ciemnych partii obrazu. O tym jednak przekonamy się w dalszej części tego rozdziału.

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 6400 dynamika osiąga wartość niecałych 8 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.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
D4s
5D MkIII
1600 ISO
D4s
5D MkIII

Przy rozjaśnianiu ciemnych partii obrazu efekt końcowy dla ISO 100 wygląda lepiej w przypadku D4s. Choć widać, że szum się uwidocznił, to jednak obraz z 5D Mark III jest bardziej zaszumiony. Na zdjęciu z testowanego Nikona widać również więcej odzyskanych szczegółów. Dla ISO 1600 rezultat pojedynku jest taki sam. W tym przypadku również D4s wypada lepiej.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobny efekt w przypadku obu zaprezentowanych aparatów. Różnice co prawda są widoczne, jednak wynikają one głównie z różnej jasności obrazów wyjściowych.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
D4s
5D MkIII
1600 ISO
D4s
5D MkIII