Test skuteczności odwzorowania kolorów wykonaliśmy przy różnych kombinacjach światła i odpowiednich ustawień balansu bieli. W takich warunkach była fotografowana wzorcowa tablica kolorów GretagMacbeth będąca źródłem pomiarów programem Imatest. W wyniku otrzymaliśmy wykresy z naniesionymi przesunięciami rzeczywistych wartości koloru i plansze, na których widać porównanie kolorów rzeczywistych z zarejestrowanymi przez aparat. Można zobaczyć, że największe błędy koloru, przy naturalnym (nie żarówkowym) oświetleniu występują w zakresie czerwieni. Ten wylewający się kolor jest zmorą matryc Foveon, choć w DP1 jest już ujarzmiony do dobrego poziomu i nie rzuca się mocno w oczy.

Światło Balans bieli	Tablica kolorów	Przestrzeń kolorów Lab
Światło: żarówka (3000K) Balans bieli: Auto
Światło: żarówka (3000K) Balans bieli: Żarówka
Światło: błysk Balans bieli: Auto
Światło: błysk Balans bieli: Błysk
Światło: dzień pochmurny Balans bieli: Auto
Światło: dzień pochmurny Balans bieli: Chmurka
Światło: dzień słoneczny Balans bieli: Auto
Światło: dzień słoneczny Balans bieli: Słońce

Wartości nasycenia i średniego błędu koloru, dla przejrzystości, zestawiliśmy w tabeli. Widać, że rezultaty nie są idealne, ale utrzymują się na dobrym lub średnim poziomie. Automatyczny balans bieli gwarantuje dobre nasycenie kolorów i błędy o wartościach od około 5 do 10 w zależności od rodzaju światła. Jedynie światło żarówki, jak zwykle i w przypadku każdego aparatu, sprawia największe problemy. W wielu sytuacjach używanie zdefiniowanych ustawień balansu nie jest w zasadzie konieczne. Tryb Auto radzi sobie równie dobrze albo nawet lepiej od odpowiedniej nastawy. Jednak w przypadku oświetlenia żarowego lub jarzeniowego należy przestawić się na odpowiedni balans, bo tryb automatyczny nie zawsze zagwarantuje poprawne wyniki.

Kilkukrotnie, przy wykonywaniu serii takich samych zdjęć, zdarzyła nam się sytuacja, w której DP1 jedno z nich wykonała jakby z innym odcieniem. Nie była to przypadłość ani częsta, ani mocna, lecz zdarzała się od czasu do czasu.

Szumy

Dokładną wielkość szumu dla całego zakresu czułości mierzymy programem Imatest na zdjęciach tablicy szarości Kodak Q-14. Sigma DP1 jest aparatem kompaktowym, który pretenduje do miana profesjonalnego. Ma dać użytkownikowi naturalne zdjęcie najlepszej jakości, a zapewnić to ma nie tylko unikatowa technologia produkcji matryc ale sam rozmiar matrycy. W DP1 znajduje się przecież detektor formatu APS-C, czyli taki jak w większości cyfrowych lustrzanek. Mniejsza gęstość pikseli skutkuje z reguły mniejszą ilością szumu i większym zakresem tonalnym. Zobaczmy zatem jak to przekłada się na osiągi DP1.

Sigmę DP1 stworzono dla wymagających użytkowników, więc nic dziwnego że daje możliwość zapisywania zdjęć w formacie RAW. Spójrzmy jednak na razie na wykres szumów na zdjęciach JPEG. Zakres czułości wynosi ISO 100-800. Producent, jak widać, nie wystartował w konkursie na jak najwyższą czułość w aparacie kompaktowym, choć mógł. Chwała za to, że zdrowy rozsądek zwyciężył i zaoferowano nam wyłącznie użyteczny zakres ISO. Szumy są bowiem względnie małe. Po przekroczeniu poziomu 1%, czyli pomiędzy czułościami ISO 200 a 400, zakłócenia zaczynają być dostrzegalne. Szum jest jednak na poziomie tego co pokazują zdjęcia z amatorskich, czy nawet półprofesjonalnych lustrzanek.

Kiedy jednak wywołamy zdjęcia RAW ich jakość mile nas zaskoczy. Ponieważ dcraw nie poradził sobie z surowymi zdjęciami z DP1 użyliśmy do wywołania oprogramowania oryginalnego dodawanego do aparatu. Na zapisanych 24-bitowych TIFF-ach zmierzyliśmy szumy i wyniki przedstawiliśmy na wykresie, który pokazujemy poniżej.

Wartości szumu nawet przy ISO 800 są bardzo niskie. W żadnym z dotychczasowych aparatów nie uzyskaliśmy tak rewelacyjnych wyników. Jeśli jednak zaczniemy wyostrzać zdjęcie, co widać po wykresie dla wyostrzonych JPEG-ów, to szum wzrośnie. Przy najwyższych czułościach jego wartość może podskoczyć o 1.0-1.5%, jeśli skalę wyostrzenia w ''wywoływarce'' z -2 ustawimy na 0. Trzeba jednak zauważyć, że nawet wtedy ilość szumu jest i tak na względnie bardzo małym poziomie.

JPEG
ISO 100	ISO 200	ISO 400	ISO 800

RAW
ISO 100	ISO 200	ISO 400	ISO 800

Technologia Foveon, jak widać, zdaje egzamin. Realna wartość informacji z jednego piksela w połączeniu z niskimi szumami jest źródłem zdjęć o bardzo dobrej jakości. Czy cała zasługa leży jednak w konstrukcji Foveona? Wydaje nam się, że nie. Szum na zdjęciach zależy przecież także od prędkości czytania matrycy. Nie bez przyczyny profesjonalne kamery CCD stosowane w przemyśle i nauce są sczytywane nawet przez kilka minut, a czasy sięgające kilkunastu czy kilkudziesięciu sekund należą do typowych. Sigma postawiła więc na jakość obrazu, odsuwając na bok wszystko inne. Nie poszła na wyścig na megapiksele, nie poszła na wyścig na krotność zooma i nie poszła na wyścig na szybkość. Aparat zamiera na chwilę po wykonaniu zdjęcia, ale teraz mamy raczej pewność, że ten czas nie idzie na marne i dostajemy coś w zamian.

Na dowód wysokiej jakości zdjęć z DP1, poniżej pokazujemy ujęcia naszej scenki zapisane przez aparat w formacie JPEG. Zauważalna utrata jakości pojawia się dopiero przy ISO 800. Źródłem tego jest oczywiście wzrost szumu, choć i tak jest on tu minimalny.

ISO 100
DP1
ISO 200
DP1
ISO 400
DP1
ISO 800
DP1

Pierwszy rzut oka na zdjęcia wywołane z plików RAW może dać wrażenie, że są one fatalnej jakości. Nic bardziej mylnego. Pozornie kiepski obraz jest spowodowany minimalnym wyostrzeniem ustawionym na -2, które w tym przypadku faktycznie odpowiada brakowi wyostrzania (więcej na ten temat w dalszej części tekstu). Wystarczy ten parametr zwiększyć do -1 lub 0, aby uzyskać zdjęcie lepiej wyglądające niż zapisane bezpośrednio jako JPEG.

Poniżej zestawiliśmy ze sobą zdjęcia z trzech aparatów: omawianej tutaj DP1, Sigmy SD14 - profesjonalnej lustrzanki z matrycą podobną jak u DP1, ale starszym procesorem obrazu i Pentaxa K100D Super - 6-megapikselowej amatorskiej lustrzanki z matrycą CCD.

ISO 100
DP1
SD14
ISO 200
DP1
SD14
K100D
ISO 400
DP1
SD14
K100D
ISO 800
DP1
K100D
ISO 1600
K100D

Tutaj nasuwa się mała dygresja nie związana z testem DP1. Patrząc na zdjęcia wykonane Pentaxem K100 Super, nawet te na wysokich czułościach, zastanawiamy się kto wpadł na genialny pomysł zastępowania go czymś nowym. To naprawdę udany aparat, który zadowoli prawie każdego amatora. A to, że ma 6 MPix jest raczej zaletą niż wadą.

Zakres tonalny

Producenci DP1 wspominają też o dużym zakresie tonalnym, jaki ma charakteryzować ten aparat i w ogólności technologię Foveon. Oczywiście nie omieszkaliśmy sprawdzić tych zapewnień. Zdjęcia tablicy szarości Stouffer 4410, zapisane jako RAW, wywołaliśmy oprogramowaniem producenta i zapisaliśmy jako 48-bitowe TIFF-y z wyostrzeniem -2. Na nich, za pomocą programu Imatest, zmierzyliśmy wartość zakresu tonalnego jak zwykle na dwa sposoby. Pierwszy, czyli całkowity zakres tonalny, który można traktować jako liczbę rozróżnialnych pól szarości od granicy czerni do przepalonej bieli, a drugi uzależniony od szumu. Standardowo podajemy go dla najlepszej jakości zdjęcia (stosunek szumu do sygnału SNR=0.1) i dla dobrej jakości (stosunek szumu do sygnału SNR=0.25). Dla przejrzystości wszystko pokazujemy na wykresie w zależności od czułości ISO.

To co zobaczyliśmy po obliczeniach przerosło nasze oczekiwania. Mieliśmy nadzieję, że Foveon może w przypadku zakresu tonalnego pokazać sporo, ale nie sądziliśmy, że aż tak dużo. Całkowity zakres tonalny mierzony na 48-bitowych zdjęciach (nie na JPEG-ach) sięga do wartości 9.6+/-0.3 EV przy czułości ISO 100. Nawet przy czułości ISO 800 jego wartość utrzymuje się w okolicach 8.5 EV. To bardzo dużo! W związku z małymi szumami, wartości zakresu tonalnego uzależnionego od szumu, dla najlepszej jakości zdjęcia, są bardzo bliskie wartościom całkowitego zakresu tonalnego. Do tej pory w żadnej lustrzance, nawet profesjonalnej, nie otrzymaliśmy tak dużych wartości. O DP1 dobrze świadczy fakt, że przy zerowym wyostrzaniu całkowity zakres tonalny jest na tak wysokim poziomie. Jego wartość nie jest zafałszowana przez wprowadzenie sztucznych krawędzi pojawiających się przy podciąganiu kontrastu krawędziowego. Dzięki temu wiemy, że ten zakres jest faktem, a nie sztucznie wygenerowanym artefaktem.

Poniżej przedstawiamy natomiast wycinki tablicy szarości ze ze zdjęć zapisanych jako JPEG.

ISO	Granica bieli
100
200
400
800
ISO	Granica czerni
100
200
400
800

Postanowiliśmy też sprawdzić jakie możliwości doświetlania lub wyciągania szczegółów z prześwietlonych obszarów oferują nam zdjęcia z DP1. Dwa nocne ujęcia, wykonane przy skrajnych czułościach ISO 100 i 800, na przysłonie f/11 oraz czasach odpowiednio 15 sekund i 2 sekundy, wywołaliśmy i zapisaliśmy jako 48-bitowe TIFF-y. Następnie w programie Adobe Lightroom każde z nich zostało rozjaśnione o +4 EV i przyciemnione o -4 EV.

A o to wyniki takiego manewru. Zaznaczyć należy, że w przypadku długich ekspozycji, a nasze do takich się zaliczają, w aparacie włącza się automatyczna redukcja szumów. Po skończeniu ekspozycji aparat wykonuje własną o takim samym czasie, ale nie otwiera przy tym migawki i rejestruje sygnał termiczny. Następnie odejmuje obie ekspozycje od siebie. W tym przypadku nasz nocny test nie jest bardzo miarodajny.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
DP1
800 ISO
	0 EV	+4 EV
DP1

Aparat daje spore możliwości do regulacji wcześniej naświetlonych zdjęć. Trudno jednoznacznie zobaczyć na co stać matrycę i jak bardzo wzrasta szum w takich przypadkach, bo nie sposób wyłączyć redukcji szumów na długich czasach. To co widzimy, to dużo szczegółów przy ISO 100, zarówno w jasnych jak i ciemnych obszarach. Podobnie jest na ISO 800, przy wyciąganiu szczegółów z przepaleń, a zdecydowanie gorzej (najwyraźniej z powodu odszumiania) w obszarach ciemnych, które rozjaśniamy.

100 ISO
	0 EV	-4 EV
DP1
800 ISO
	0 EV	-4 EV
DP1

Wyostrzanie

Wyostrzanie to bardzo ciekawe zagadnienie i warte w zasadzie osobnego artykułu. W teście aparatu z matrycą Foveon nie możemy jednak oprzeć się pokusie zajęcia się nim bardzo szczegółowo, bo zapis plików z realną informacją w każdym pikselu, to nie lada gratka dla testerów i możliwość sięgnięcia głębiej niż zwykle. Popatrzmy więc co w tej kwestii daje nam Sigma.

W samym aparacie skala wyostrzania sięga od -1 do +1 dając krok 0.2. Poniższa tabelka pokazuje wycinki JPEG-ów prosto z aparatu uzyskanych dla ustawień wyostrzania na -1, 0 i +1.

Sharpness -1

Sharpness 0

Sharpness +1

Choć już to co widzimy dla ustawienia -1 wydaje nam się "mięciutkie", to nie wszystko co możemy zrobić. Otóż gdy zajrzymy do oryginalnego oprogramowania Sigmy, zauważymy że zakres od -1 do +1 jest tylko wycinkiem skali od -2 do +2, którą oferuje nam oprogramowanie. Rzućmy więc okiem na odpowiednie wycinki, tym razem uzyskane dla ustawień -2 i +2.

Sharpness -2

Sharpness +2

Patrząc na obrazek uzyskany przy -2 aż chce się zakrzyknąć "co za mydło!". A tak naprawdę, to nie mydło, tylko surówka surówek.

Bardzo interesujące jest też bliższe spojrzenie na przebiegi funkcji MTF oraz profile na granicy ukośnych obszarów czerni i bieli dla poszczególnych stopni wyostrzania. Zacznijmy więc od przebiegu dla wartości -2, który jest zaprezentowany poniżej.

Jak interpretować rysunki? Wykres z lewej strony pokazuje przebieg ostrości zdjęcia mierzonej różna wartością MTF. W naszym przypadku MTF50 znajdziemy na pionowej osi pod wartością 0.5. Na osi poziomej odczytamy rozdzielczość wyrażoną w szerokościach linii na wysokość obrazu (LWPH). Odcięcie oznaczone częstotliwością Nyquista pokazuje nam fizyczną granicę ostrości obrazu wyrażoną ilością pikseli. Zatem idealny wykres to traki, który nie pokaże ostrości poza tą częstotliwością posuwając się w prawo wzdłuż osi LWPH, a pokaże wartości bliskie 1.0 dla częstości mniejszych. Odpowiedź powyżej częstości Nyquista oznacza, że została ona zwiększona programowo ponad fizyczną granicę matrycy.

Wykres z prawej strony pokazuje profil kontrastu pomiędzy czernią a bielą. Idealny wykres to pionowa linia wzdłuż odciętej 0. Przebieg w kształcie łagodnego i monotonicznego wzrostu to wynik fizycznych właściwości matrycy. Stosowanie programowego wyostrzania poprzez kontrastowanie obwódek powoduje natomiast, że przebieg staje się bardziej pionowy, a w górze wykresu powstaje garb.

Na wykresie dla ostrości -2 wszystko wygląda jak najbardziej naturalnie. Oba przebiegi są bardzo gładkie, bez żadnych znaczących różnic pomiędzy poszczególnymi kolorami. Profil czerni i bieli nie jest nienaturalnie stromy, a odpowiedź powyżej częstości Nyquista jest praktycznie zerowa. Co więcej, jest ona na tyle mała, że chyba po raz pierwszy w naszych testach możemy pokusić się o wyciągnięcie jakiejś wartościowej informacji z parametru MTF10, który mniej więcej odpowiada tradycyjnej definicji rozdzielczości uzyskiwanej na testach na ultradrobnoziarnistych filmach poprzez określanie miejsca zlewania się poszczególnych linii. Wynik sięgający ponad 1220 LWPH nie wydaje się tutaj niczym nienaturalnym przy uwzględnieniu wysokości kadru sięgającej 1760 pikseli.

Zobaczmy teraz jak zmienia się sytuacja, gdy dojdziemy do poziomu wyostrzania -1, czyli najniższego dostępnego z poziomu aparatu.

Z jednej strony wiele rzeczy wygląda nadal naturalnie. Po pierwsze, przebiegi są znów gładkie, profil przejścia czerni i bieli nie ma żadnych lokalnych minimów i maksimów, jak to się dzieje w momencie, gdy wyostrzanie wkłada czarne i białe kontury wokół kontrastowych krawędzi. Sam przebieg MTF też nie pokazuje wyskoku wartości poza poziom 1.0. Z drugiej strony rzut okiem na to, co wyprawia się powyżej częstotliwości Nyquista i na wartość MTF10 sięgającą 2900 LWPH pokazuje, że na 100% mamy do czynienia z procesem wyostrzającym. Tutaj wciąż jednak działa on subtelnie, nie wkłada obwódek, lecz sztucznie zwiększa gradienty ingerując w obraz na najwyższych częstościach przestrzennych, co odbija się na wysokiej odpowiedzi w okolicach częstości Nyquista.

Gdy przejdziemy do wyostrzania 0, czyli standardowego oferowanego przez aparat sytuacja zaczyna przypominać to co widzimy najczęściej w kompaktach i wielu lustrzankach.

Tu już nic nie wygląda naturalnie. Wprowadzone przez wyostrzanie obwódki są widoczne w pełnej krasie i na wykresach objawiają się poprzez lokalne minima i maksima w profilu na granicy czerni i bieli, MTFy większe od 1.0 i wartość MTF50 większą od częstości Nyquista...

A to jeszcze nie wszystko, bo przecież doszliśmy dopiero do zera. Zobaczmy co oferuje nam najwyższy stopień wyostrzania dostępny z poziomu aparatu czyli +1.

Poziomu +2 nawet nie będziemy pokazywać, bo jeśli komuś zależy na rzeczywistych szczegółach a nie obwódkach, to zdecydowanie nie powinien go używać.

Na zakończenie jeszcze jedna tabelka dedykowana wszystkim tym, którzy albo lubią testy na plikach wyostrzonych, albo tym, którzy lubują się w wypatrywaniu szczegółów na zdjęciach, robią to na oko i twierdzą, że są w stanie wyciągnąć lepsze wnioski niż w oparciu o analizę MTF.

RAW	JPG

Widzimy tutaj porównanie dokładnie tego samego ujęcia tylko, że raz zapisanego jako RAW o prawdziwie zerowym wyostrzaniu, a drugi raz jako JPEG wyostrzony przez standardowe ustawienia w aparacie. Innymi słowy, to po lewej to surówka, którą rejestruje układ matryca plus obiektyw, a drugie, to co można wyciągnąć z tej surówki oprogramowaniem, tak aby dla naszych zmysłów wyglądało po prostu ładnie. Co więcej, uświadamia to nam dodatkowo, że w znaczniej większości, jeśli nie we wszystkich aparatach z matrycą filtrów RGB, "grzebactwo" i poprawianie RAW-ów jest na porządku dziennym. Ale to znów materiał na kolejny i osobny artykuł.