Przetwarzanie danych osobowych

Nasza witryna korzysta z plików cookies

Wykorzystujemy pliki cookie do spersonalizowania treści i reklam, aby oferować funkcje społecznościowe i analizować ruch w naszej witrynie, a także do prawidłowego działania i wygodniejszej obsługi. Informacje o tym, jak korzystasz z naszej witryny, udostępniamy partnerom społecznościowym, reklamowym i analitycznym. Partnerzy mogą połączyć te informacje z innymi danymi otrzymanymi od Ciebie lub uzyskanymi podczas korzystania z ich usług i innych witryn.

Masz możliwość zmiany preferencji dotyczących ciasteczek w swojej przeglądarce internetowej. Jeśli więc nie wyrażasz zgody na zapisywanie przez nas plików cookies w twoim urządzeniu zmień ustawienia swojej przeglądarki, lub opuść naszą witrynę.

Jeżeli nie zmienisz tych ustawień i będziesz nadal korzystał z naszej witryny, będziemy przetwarzać Twoje dane zgodnie z naszą Polityką Prywatności. W dokumencie tym znajdziesz też więcej informacji na temat ustawień przeglądarki i sposobu przetwarzania twoich danych przez naszych partnerów społecznościowych, reklamowych i analitycznych.

Zgodę na wykorzystywanie przez nas plików cookies możesz cofnąć w dowolnym momencie.

Optyczne.pl

Test aparatu

Canon PowerShot S120 - test aparatu

17 lutego 2014

6. Właściwości matrycy

Szumy

Porównywanie poziomu szumów pomiędzy modelami przeprowadzone na plikach JPEG trudno uznać za wiarygodne, jako że nie znamy sposobu tworzenia tychże plików przez aparaty. Dlatego by zestawić charakterystykę szumów Canona S120 dla różnych czułości ze sprzętem innych producentów, musimy przyjrzeć się wynikom uzyskanym z analizy plików RAW.

Pomiar szumów matrycy wykonujemy na zdjęciach tablicy Kodak Q-14, korzystając z programu Imatest. Poniżej prezentujemy uzyskane przez nas wyniki.

Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy


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

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Do przedstawionego kształtu wykresu nie możemy mieć żadnych zastrzeżeń. Szum narasta proporcjonalnie wraz z podnoszeniem czułości ISO. Dla najwyższej czułości składowa niebieska dochodzi do wartości 30% – to stosunkowo wysoki wynik. Cała charakterystyka jest jednak praktycznie identyczna z zachowaniem aparatu G16.

Aby ukazać, jak wartości wyznaczonego szumu przekładają się na obraz, prócz wykresów prezentujemy tabelkę z fragmentami zdjęć (w skali 1:1) pól nr 3 oraz nr 11 tablicy Kodak Q-14. W pierwszej tabelce znajdują się fotografie w formacie JPEG, w drugiej natomiast – w formacie RAW.

Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

By porównać uzyskane próbki z innymi aparatami, należy wybrać z rozwijanych list odpowiednie modele oraz zaznaczyć czułość, dla której mają być podane wyniki. W efekcie poniższa tabelka zostanie zaktualizowana nowymi wycinkami scenki testowej.

Wycinki potwierdzają to, co widzieliśmy już na wykresach. Dobrą jakość otrzymamy, gdy nie będziemy przekraczać poziomu ISO 800. Struktura szumu też nie jest ciekawa, co może stwarzać problemy przy jej usuwaniu. Doskonale było to widać przy okazji oglądania wycinków z formatu JPEG – zanik detalu jest bardzo szybki. Zestawiając testowany model z Canonem G16, nie dostrzeżemy większych różnic – niezależnie od użytej nastawy czułości. Opisywany aparat przegra jednak z Fuji XQ1. Co prawda ten drugi nie umożliwia użycia wysokich czułości w formacie RAW, jednak te, które są dostępne, dają lepszą jakość.

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.

Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

Z wykresu przedstawionego powyżej możemy odczytać, że jedynie dla najniższej czułości liczba tonów przekracza 200, czyli otrzymujemy 7.6-bitowy zapis danych. Taki wynik należy uznać za stosunkowo dobry, dający gwarancję wizualnie gładkich przejść tonalnych, bez widocznej posteryzacji. Dalsze zwiększanie czułości ISO powoduje powolną degradację zakresu tonalnego do bardzo niskiej wartości 3.5 bita, co stanowi niewiele ponad 11 półtonów.

Dynamika tonalna

Dynamikę tonalną wyznaczyliśmy w oparciu o serię zdjęć tablicy Kodak Q-13. Pomiarów 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.

Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

Przedstawiony wykres pokazuje naturalne zmniejszanie się zakresu dynamiki wraz z każdym zwiększaniem stopnia ISO. To znak, że układy kondycjonowania sygnału są ustawione tak, by przetwornik ADC pracował w optymalnym zakresie jedynie dla najniższej wartości ISO. Dla najwyższego kryterium jakości, czyli RMS = 10, Canon S120 osiąga wartości dynamiki tonalnej dochodzące do 8 EV przy najniższej czułości. Jest to stosunkowo dobry wynik jak na matrycę wielkości 1/1.7". Gdy akceptujemy niższe progi jakości, okazuje się, że przy wykorzystaniu najniższej dostępnej czułości dysponujemy praktycznie całym zakresem pracy 12-bitowego przetwornika.

Poniżej przedstawiamy pełne wykresy SNR wygenerowane na podstawie wykonanych pomiarów dla wszystkich czułości aparatu:

Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

0 na osi OX oznacza maksymalną wartość, którą aparat może zapisać w pliku RAW. Na prawej osi OY oznaczyliśmy miejsca dla kryteriów RMS = 10, 4, 2 i 1. Przy pomocy tego wykresu każdy może oszacować dostępną dynamikę dla wybranej przez siebie minimalnej użytecznej jakości. Wystarczy poprowadzić poziomą linię wzdłuż określonego 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 dla ISO 1600, widzimy, że dynamika ledwo co sięga wartości 6 EV.

Aby zobrazować praktyczny aspekt dynamiki tonalnej, jaki oferuje aparat, wykonaliśmy zdjęcia scenki testowej z czasem 30 s i 2 s przy czułości odpowiednio ISO 100 i ISO 1600. Fotografie zostały zrobione w formacie RAW i skorygowane o +4 EV i −4 EV w programie Adobe Lightroom 4 na domyślnych ustawieniach (wyłączone wszystkie panele modułu Develop za wyjątkiem „Camera Calibration”).

Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

0 EV
+4 EV
ISO 80
Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
ISO 1600
Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

0 EV
−4 EV
ISO 80
Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
ISO 1600
Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

Prąd ciemny i szum termiczny (darki)

Standardowo zdjęcia w tym teście wykonujemy w formacie RAW z najdłuższym możliwym do uzyskania czasem migawki, jednak nie większym niż 30 s. W wypadku S120 maksymalny czas otwarcia migawki determinowany jest nastawioną wartością ISO. Dodatkowo aparat wymusza odejmowanie ciemnej klatki. Czas ekspozycji dla czułości ISO 6400 i 12800 to 1 s.

Zdjęcia wywołujemy programem dcraw do postaci czarno-białej bez interpolacji. Uzyskane w ten sposób pliki TIFF konwertujemy do formatu GIF, dobierając zakres w taki sposób, aby najlepiej zobrazować generujący się na matrycy szum. Przy tworzeniu histogramów oś pozioma pokazuje zakres wartości od 0 do 400. Maksymalna wartość na osi pionowej wynosi 100 tysięcy zliczeń.

RAW
ISO Dark Frame Crop Histogram
80 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
100 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
200 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
400 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
800 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
1600 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
3200 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
6400 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
12800 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

Spójrzmy na analizę statystyczną przedstawionych powyżej darków.

ISO średni poziom sygnału odchylenie standardowe
80 129 2.01
100 130 2.53
200 131 5.13
400 132 9.3
800 131 18.23
1600 131 25.59
3200 129 45.4
6400 124 67.82
12800 133 114.38

Darki nie wykazują cech silnego bandingu. Jedynie przy najwyższych czułościach możemy dopatrzeć się jego śladów. Ważne spostrzeżenie: szum jest jednorodny. W konstrukcji przetwornika ADC producent wykorzystał stały sygnał dodawany w celu lepszego odseparowania szumu przetwarzania od użytecznego sygnału. To ukłon w kierunku zaawansowanych programów odszumiających pracujących na plikach RAW. Należy zwrócić uwagę na brak widocznego kształtu przypominającego gaussowski dzwon – oznacza on, że z danymi dzieje się coś, co trudno uznać za fizyczne zachowanie.

Szum termiczny w plikach JPEG

Na koniec tego rozdziału, dla porządku prezentujemy jeszcze darki dla formatu JPG zapisanego przez aparat razem z plikami RAW użytymi w wyżej zaprezentowanej analizie.

RAW
ISO Dark Frame Crop
80 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
100 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
200 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
400 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
800 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
1600 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
3200 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
6400 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy
12800 Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy Canon PowerShot S120 - Właściwości matrycy

Poniżej przedstawiamy analizę statystyczną przedstawionych darków.

Czułość Kanał R Kanał G Kanał B
Średnia Odchylenie standardowe Średnia Odchylenie standardowe Średnia Odchylenie standardowe
100 1 0.3 1 0.3 1 0.47
200 1 0.56 1 0.39 3 0.7
400 1 0.63 1 0.61 1 0.68
1600 2 1.42 1 1.14 2 1.32
3200 3 1.77 1 1.49 2 1.7
6400 1 1.4 1 1.47 1 1.06
12800 4 3.89 4 3.75 2 2.97