Rozdzielczości i klatkaże

Zanim przejdziemy do omówienia oferowanych przez testowaną kamerę trybów nagrywania, potrzebny jest krótki wstęp i wyjaśnienie, czym zazwyczaj różnią się tryby nagrywania w urządzeniach filmujących tylko (lub przede wszystkim) w surowych formatach od trybów, które znamy z aparatów i kamer korzystających głównie z kodeków takich jak H.264, H.265 czy ProRes.

W przypadku kamer i aparatów z tej drugiej grupy pomiędzy odczytem matrycy a zapisem filmu możliwe jest przeskalowanie obrazu — na przykład urządzenie z matrycą liczącą na szerokość 6 czy 7 tys. pikseli może filmować w 4K, a nie musi koniecznie w 6K czy 7K. Podobnie jest z trybami Full HD, gdzie sposobów na zmniejszenie rozdzielczości z kilkudziestu megapikseli do dwóch (tyle mniej więcej ma klatka Full HD) jest wiele i obejmują one nadpróbkowanie, grupowanie pikseli czy też pomijanie linii. Wybór określonego sposobu ma zauważalny wpływ na czas odczytu czy jakość obrazu, który to wpływ dość wnikliwie badamy w naszych testach.

----- R E K L A M A -----

W przypadku kamer filmujących w surowych formatach marek takich jak Arri, RED czy Blackmagic Design zazwyczaj nie stosuje się skalowania. Czyli jeśli matryca ma na szerokość 6 tys. pikseli, to jedynym trybem korzystającym z jej całej szerokości będzie tryb 6K. A jeśli będziemy chcieli zejść do 4K, to spowoduje to automatyczne przycięcie obrazu i korzystanie przez kamerę jedynie ze środkowego wycinka sensora właśnie o rozdzielczości 4K. Podobnie w przypadku Full HD, gdzie crop zwiększy się jeszcze bardziej.

Na szczęście testowana kamera wyłamuje się z tego schematu i dzięki nietypowemu układowi filtrów barwnych na matrycy (który omówimy w następnym rozdziale) może oferować filmowanie nie tylko w 12K, ale też w 8K i 4K z wykorzystaniem całej szerokości, czy nawet powierzchni sensora. Całość uzupełnia realizowany już klasycznie, z użyciem środkowego wycinka matrycy tryb 9K. Pełną listę trybów wraz z maksymalnymi klatkażami nagrywania zawarliśmy poniżej. Nie wymieniamy wszystkich dostępnych wartości kl/s, ponieważ Pyxis 12K pozwala bardzo dokładnie regulować klatkaż i lista ta byłaby niepotrzebnie długa i często zawierała po prostu kolejne liczby naturalne.

Tak zatem prezentuje się lista oferowanych przez testowaną kamerę trybów nagrywania:

• 12288 x 8040 (12K 3:2 Open Gate) – do 40 kl/s,
• 12288 x 6912 (12K 16:9) – do 45 kl/s,
• 12288 x 6480 (12K 17:9) – do 50 kl/s,
• 12288 x 5112 (12K 2.4:1) – do 60 kl/s,
• 9648 x 8040 (12K 6:5) – do 40 kl/s,
• 9408 x 6264 (9K 3:2, crop 1.28x) – do 50 kl/s,
• 8688 x 4896 (9K 16:9, crop 1.41x) – do 65 kl/s,
• 9312 x 4896 (9K 17:9, crop 1.32x) – do 65 kl/s,
• 9312 x 3864 (9K 2.4:1, crop 1.32x) – do 80 kl/s,
• 7680 x 6408 (9K 6:5, crop 1.26x) – do 50 kl/s,
• 8192 x 5360 (8K 3:2 Open Gate) – do 72 kl/s,
• 8192 x 4608 (8K 16:9) – do 84 kl/s,
• 8192 x 4320 (8K 17:9) – do 90 kl/s,
• 8192 x 3408 (8K 2.4:1) – do 112 kl/s,
• 6432 x 5360 (8K 6:5) – do 72 kl/s,
• 4096 x 2680 (4K 3:2 Open Gate) – do 72 kl/s,
• 4096 x 2304 (4K 16:9) – do 84 kl/s,
• 4096 x 2160 (4K 17:9) – do 90 kl/s,
• 4096 x 1704 (4K 2.4:1) – do 112 kl/s,
• 3216 x 2680 (4K 6:5) – do 72 kl/s.

Jak przystało na kamerę, Pyxis 12K nie ma oczywiście żadnych ograniczeń czasu nagrywania.

Kodeki

Testowana kamera oferuje jeden kodek i jest to Blackmagic RAW, czyli skompresowany częściowo surowy format oferujący 12-bitową głębię koloru. Jest on dostępny z różnym natężeniem kompresji, które opisywane jest albo jako sztywna wartość stopnia kompresji (3:1, 5:1, 8:1, 12:1, 18:1) albo z użyciem oznaczenia jakości Q (Q0, Q1, Q3, Q5), gdzie stopień kompresji może się wahać zależnie od zawartości kadru. Równolegle do plików BRAW mogą być zapisywane pliki proxy w rozdzielczości Full HD (1920 × 1080) z użyciem kodeka H.264 (4:2:0, 8-bit).

Przepływności strumienia danych zależą od wybranej rozdzielczości, klatkażu oraz stopnia kompresji. Poniżej zamieszczamy udostępnione przez producenta ich zestawienie dla proporcji obrazu 3:2 i prędkości 24 kl/s:

12K - 12288 × 8040

• Blackmagic RAW 3:1 - 1,194 MB/s
• Blackmagic RAW 8:1 - 448 MB/s
• Blackmagic RAW 12:1 - 299 MB/s
• Blackmagic RAW 18:1 - 199 MB/s
• Blackmagic RAW Q0 - 398 do 1,433 MB/s
• Blackmagic RAW Q1 - 326 do 796 MB/s
• Blackmagic RAW Q3 - 179 do 448 MB/s
• Blackmagic RAW Q5 - 120 do 358 MB/s

9K - 9408 × 6264

• Blackmagic RAW 3:1 - 714 MB/s
• Blackmagic RAW 8:1 - 268 MB/s
• Blackmagic RAW 12:1 - 179 MB/s
• Blackmagic RAW 18:1 - 119 MB/s
• Blackmagic RAW Q0 - 238 do 857 MB/s
• Blackmagic RAW Q1 - 195 do 476 MB/s
• Blackmagic RAW Q3 - 107 do 268 MB/s
• Blackmagic RAW Q5 - 72 do 214 MB/s

8K - 8192 × 5360

• Blackmagic RAW 3:1 - 533 MB/s
• Blackmagic RAW 5:1 - 320 MB/s
• Blackmagic RAW 8:1 - 200 MB/s
• Blackmagic RAW 12:1 - 133 MB/s
• Blackmagic RAW Q0 - 320 do 639 MB/s
• Blackmagic RAW Q1 - 228 do 533 MB/s
• Blackmagic RAW Q3 - 133 do 400 MB/s
• Blackmagic RAW Q5 - 100 do 266 MB/s

4K - 4096 × 2680

• Blackmagic RAW 3:1 - 135 MB/s
• Blackmagic RAW 4:1 - 101 MB/s
• Blackmagic RAW 5:1 - 81 MB/s
• Blackmagic RAW 6:1 - 68 MB/s
• Blackmagic RAW Q0 - 202 do 336 MB/s
• Blackmagic RAW Q1 - 135 do 311 MB/s
• Blackmagic RAW Q3 - 101 do 238 MB/s
• Blackmagic RAW Q5 - 81 do 202 MB/s

Profile obrazu

Ponieważ testowana kamera zapisuje pliki w surowym formacie, gdzie profil obrazu możemy dowolnie zmieniać na etapie postprodukcji, sama lista dostępnych profili nie ma zbyt dużego znaczenia. Obejmuje ona trzy pozycje opisane jako:

• wideo,
• rozszerzone wideo („extended video”),
• film.

Tryb „film” to w zasadzie odpowiednik logarytmicznego profilu obrazu, a pozostałe dwa to profile typu standardowego w wariancie podstawowym oraz z rozszerzonym zakresem tonalnym. Co ciekawe, podczas „wywoływania” plików BRAW w programie DaVinci Resolve, opcji do wyboru mamy znacznie więcej i obejmują one m.in. kompatybilny z emisją profil Rec.709 czy też znany z aparatów Panasonic profil V-Log. Niezależnie od wybranego ustawienia jest ono jednak tylko punktem wyjścia do obróbki surowych danych.

Inną ważną właściwością plików Blackmagic RAW jest możliwość zmiany czułości ISO na etapie postprodukcji. A że Pyxis 12K posiada tylko jedną bazową czułość, to regulacja ta może się odbywać w całym dostępnym zakresie, czyli od ISO 125 do 3200.

W praktyce oznacza to, że jeśli ujęcie nagramy, ustawiając w kamerze ISO 125, to na etapie postprodukcji będziemy mieli dodatkowe ponad 4 EV zapasu w cieniach wynikające tylko z samej możliwości zmiany czułości. Analogicznie, jeśli nagramy i naświetlimy materiał, mając ustawione ISO 3200, dostaniemy ponad 4 EV zapasu w światłach. W podobny sposób możemy wpłynąć na ilość szumu w cieniach zmieniając w ramach postprodukcji profil obrazu z bardziej kontrastowego na logarytmiczny.

Warto przy tym dodać, że dokładna ilość zapasu w światłach i cieniach zależy też od trybu nagrywania – jest ona nieco inna dla 12K i 9K, a więc trybów niewykorzystujących skalowania matrycy, i nieco inna dla 8K i 4K. Widać to dobrze w naszym standardowym teście zamieszczonym poniżej.

Nagrania pokazują wyraźnie, że w analogicznej sytuacji w trybie 8K mamy ok. 1 EV mniej zapasu w światłach, ale w zamian dostajemy nieco mniej zaszumione cienie.

W ogólności natomiast jesteśmy pod sporym wrażeniem, bowiem Pyxis 12K chyba najbardziej ze wszystkich testowanych tu urządzeń zbliżył się do pełnego odzyskania informacji w światłach przy prześwietleniu o 4 EV (dla ISO 800 i ustawionego przy nagrywaniu profilu „Film”). A jednocześnie przy nastawie ISO 125 i profilu „Wideo” przy nagrywaniu mamy zaskakująco mało szumiące 4 EV zapasu w cieniach. Rozpiętość testowanej kamery jest zatem naprawdę imponująca, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że mamy tu do czynienia z bardzo upakowaną matrycą (98.8 megapiksela na pełnej klatce).

Zakres tonalny

Spójrzmy teraz na liczbowe wartości opisujące zakres tonalny, otrzymane po nagraniu tablicy Stouffer T4110 na poszczególnych profilach obrazu i kombinacjach nastaw. Stopklatki z tak nagranych ujęć zostały przeanalizowane z użyciem programu Imatest, co pozwoliło uzyskać wspomniane liczbowe wartości. Ponieważ Imatest nie zawsze generuje wyniki dla wszystkich możliwych stosunków sygnału do szumu, przedstawiamy wartość dla najostrzejszego kryterium (stosunek sygnału do szumu 10:1 opisany jako „WYSOKA JAKOŚĆ”) oraz dla najniższego (wartość „Total” podawana przez Imatest, zazwyczaj nieco przekraczająca tę dla stosunku sygnału do szumu 1:1, w tabeli wartość ta została podpisana „NAJNIŻSZA JAKOŚĆ”).

Oprócz tego, w prezentującej te wyniki poniższej tabeli, załączamy także wykresy waveform monitor z programu DaVinci Resolve, prezentujące, jakie wartości przyjmują poszczególne pola tablicy zależnie od użytego profilu obrazu. Tablica była nagrywana tak, by prześwietlić pierwsze jedno lub dwa pola.

Oczywiście w przypadku kamery, gdzie czułość ISO i profil obrazu wybiera się na etapie postprodukcji, musieliśmy zdecydować się, jakie kombinacje tych nastaw poddać analizie. Po sprawdzeniu wielu kombinacji najrozsądniejsze wyniki otrzymaliśmy dla naświetlania z bazową czułością ISO 800 i profilu logarytmicznego „film”, osobno dla trybu 12K i 8K ze względu na różnice w sposobie odczytu przekładające się na zakres tonalny. Wyniki prezentujemy poniżej.

Profil obrazu	Wykres	Zakres tonalny
12K, Film (ISO 800)		NAJNIŻSZA JAKOŚĆ 13.6 EV KRYTERIUM 2:1 13.3 EV KRYTERIUM 4:1 10.9 EV WYSOKA JAKOŚĆ 5.58 EV
8K, Film (ISO 800)		NAJNIŻSZA JAKOŚĆ 12.3 EV KRYTERIUM 4:1 10.2 EV WYSOKA JAKOŚĆ 5.53 EV

Dla kryterium wysokiej jakości obrazu uzyskane wyniki są słabe, co jest bezpośrednią kombinacją zastosowania bardzo upakowanej matrycy i zapisu w surowym formacie. Dlatego też zdecydowaliśmy się nietypowo dodać także pośrednie wyniki dla stosunku sygnału do szumu 2:1 i 4:1, które Imatest nie zawsze wylicza (w tym przypadku nie wyliczył ich dla 2:1 i trybu 8K).

Pokazują one, że w trybie 12K uzyskiwane wartości szybko rosną i już dla kryterium stosunku sygnału do szumu 4:1 zbliżamy się do 11 EV, a dla 2:1 przekraczamy 13 EV. Maksymalny wynik 13.6 EV prawdopodobnie byłby jeszcze wyższy, ale tu ograniczeniem jest już sam wzornik Stouffer T4110, którego zakres to maksymalnie 14 EV i to przy założeniu absolutnie perfejcyjnie ustawionej ekspozycji, podczas gdy niedoskonałość narzędzi takich jak zebra powoduje, że odchyłki ekspozycji o +/- 1/3 EV są w tym pomiarze nieuniknione.

W połączeniu z tym co obserwowaliśmy w teście z prześwietlonymi i niedoświetlonymi ujęciami pozwala nam to na konkluzję, że Pyxis 12K oferuje imponujący zakres tonalny, ale przy korzystaniu z jego ciemniejszego krańca musimy się liczyć z pewną dozą zaszumienia wynikającego z zastosowania relatywnie niewielkich pikseli. Całość nadal jednak robi spore wrażenie.

Autofokus

Testowana kamera nie oferuje ciągłego autofokusa działającego w trakcie nagrywania. Bazujący na detekcji kontrastu system pozwala jedynie na jednorazowe ustawienie ostrości w trybie pojedynczym, co może być przydatne przed rozpoczęciem nagrywania, ale nie ma żadnego sensu już w jego trakcie, zwłaszcza że układowi zdarza się „pompować” i gubić, nawet w dobrych warunkach oświetleniowych. W warunkach słabszych poddaje się on całkowicie, co ilustruje poniższy film:

Nie kopmy zatem leżącego i uznajmy, że użytkownicy testowanej kamery muszą poradzić sobie z ustawianiem ostrości manualnie. Na szczęście pomaga w tym duży ekran czy też funkcja powiększenia wycinka kadru.

Stabilizacja

Blackmagic Design Pyxis 12K nie oferuje też ani stabilizacji matrycy, ani żadnej formy cyfrowej stabilizacji obrazu dostępnej w trakcie nagrywania. Możliwe jest natomiast wystabilizowanie ujęć w dołączonym do kamery programie DaVinci Resolve w oparciu o metadane z czujnika żyroskopowego kamery, które zapisywane są razem z ujęciami. Podobną technologię oferuje na przykład kamera Sony FX6. Spójrzmy, jak sprawdza się ona w praktyce:

W obu zawartych w teście scenariuszach stabilizacja poradziła sobie całkiem nieźle. Nie jest ona co prawda w stanie usunąć poruszenia poszczególnych klatek wynikającego z zastosowania klasycznych czasów migawki (1/50 s w teście) czy też efektów niejednoczesnego odczytu matrycy (rolling shutter), ale z samym upłynnianiem ruchu radzi sobie całkiem dobrze. Choć oczywiście należy to traktować raczej jako ostatnią deskę ratunku i w pierwszej kolejności polegać na sprzętowych rozwiązaniach, takich jak statywy, steadicamy czy gimbale.

Odnotujmy też, że w obu przypadkach przycięcie w związku ze stabilizacją wyniosło około 10%, co jest rozsądną i akceptowalną wartością.