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 czułości ISO 100 liczba tonów wynosi 344, czyli otrzymujemy 8.5-bitowy zapis danych. To świetny wynik gwarantujący bardzo dobre oddanie przejść tonalnych. Dalsze zwiększanie czułości ISO powoduje degradację zakresu tonalnego aż do wartości 5.4 bita dla ISO 25600. Daje to nam około 39 przejść tonalnych. Widoczne na wykresie załamanie pomiędzy czułościami 400 a 800 ISO może sugerować manipulację danymi z matrycy. Niższy wynik dla ISO 50 w porównaniu do wartości 100 jest związany z faktem, iż jest to czułość rozszerzona.

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 testowany aparat osiągnął 8.4 EV, co można uznać za niezły wynik. Daleko mu jednak do Nikona D610, w którym wartość dynamiki wyniosła niemal 10 EV dla analogicznych kryteriów. Nawet niektóre aparaty z matrycami APS-C wypadły nieco lepiej, np. Pentax K-3 uzyskał 8.9 EV, a Nikon D5300 9.2 EV. Trzeba mieć jednak świadomość, że w tych lustrzankach producenci zdecydowali się na zastosowanie 14-bitowego przetwarzania, zatem ich porównywanie nie jest do końca miarodajne. Biorąc pod uwagę SNR=1 (czyli niską jakość), maksymalne wyniki w A7 dochodzą do 12 EV. Warto również wspomnieć, że dla tego kryterium wspomniane wyżej modele także wypadły zauważalnie lepiej: Nikon D610 osiągnął 13.8 EV, D5300 13.6 EV, a Pentax K-3 13.4 EV.

Podsumowując, patrząc na powyższy wykres widzimy wyraźnie, że jakość wykonania matrycy stoi na wysokim poziomie i wąskim gardłem dla pomiaru dynamiki jest przetwarzanie 12-bitowe. Gdyby producent zdecydował się na użycie 14 bitów, wyniki mogłyby być wprost porównywalne do tych uzyskanych w testach aparatów Nikon D610, D5300 czy Pentax K-3.

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 1600 dynamika sięga ok. 8.5 EV.

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 0.3 EV.

ISO	Granica czerni i bieli
50
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy tradycyjnie, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy 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
A7
D3x
1600 ISO
A7
D3x

W tej konfrontacji bezlusterkowiec Sony wypadł nieco lepiej niż D3x. W Nikonie nieco mocniej daje o sobie znać niebieska składowa szumu, zarówno przy czułości ISO 100, jak i 1600.

Zmniejszenie ekspozycji o 4 EV daje bardzo porównywalne wyniki w przypadku obydwu aparatów. Drobne różnice mogą wynikać z faktu różnej jasności oryginalnych zdjęć.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
A7
D3x
1600 ISO
A7
D3x