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.

Najwyższą jakość obrazu otrzymamy dla trzech najniższych czułości, dla których aparat zarejestruje ponad 200 przejść tonalnych. Dalsze zwiększanie wartości ISO będzie skutkowało spadkiem tej wartości, jednak nie tyczy się to dwóch najwyższych czułości – znak, że z danymi z matrycy coś dzieje się na drodze programowej.

Zakres tonalny na plikach zapisanych w formacie JPEG możemy ocenić wizualnie na wycinkach zdjęć tablicy Stouffer T4110. Odległość pomiędzy sąsiednimi polami szarości wynosi 0.3 EV.

ISO	Granica czerni i bieli
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600
51200

Dynamika tonalna

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

W zakresie czułości 200–1600 ISO dynamika spada liniowo w naturalny sposób, to znaczy każde zwiększenie czułości o 1 EV pozbawia nas 1 EV dynamiki. Dla najwyższego kryterium jakości, czyli RMS = 10, Fuji X-T1 osiąga wartość dynamiki tonalnej równą 9.2 EV przy najniższej czułości. To bardzo dobry wynik, pozwalający mu konkurować z pełnoklatkowymi konstrukcjami takimi jak Nikon D610. Wynik ten jest też o 1 EV lepszy od rezultatu, jaki odnotowaliśmy dla aparatu Sony A7. Gdy akceptujemy niższe progi jakości, okazuje się, że przy wykorzystaniu najniższej dostępnej czułości aparat oferuje pełne wykorzystanie danych pochodzących z 14-bitowego przetwarzania. Ponownie dla dwóch najwyższych czułości obserwujemy niefizyczne zachowanie. Z wykresów odczytać można, że lepszą jakość otrzymamy dla ISO 3200 niż 1600! Przypomnijmy, że w aparacie Fuji X100s nie obserwowaliśmy takiego zachowania matrycy. Ta modyfikacja danych może być odpowiedzią na uzyskiwanie na drodze programowej ekwiwalentu czułości ISO 51200. Jakkolwiek szczytny był cel programistów, musimy stanowczo powiedzieć, że modyfikacja danych jest czymś, co ganiliśmy i będziemy dalej ganić.

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

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 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 dla ISO 1600, widzimy, że dynamika sięga wartości 8 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 200 i ISO 1600. Fotografie zostały zrobione w formacie RAW i skorygowane o +4 EV i −4 EV w programie Adobe Lightroom 5.4 RC na domyślnych ustawieniach (wyłączone wszystkie panele modułu Develop za wyjątkiem „Camera Calibration”).

	0 EV	+4 EV
ISO 200
ISO 1600

Trzeba przyznać, że dla ISO 200 otrzymany wyniki rozjaśniania ciemnych obszarów wygląda obiecująco. Udało się odzyskać sporo szczegółów, a mimo to szum nie uwydatnił się szczególnie mocno. To znak, że z jednej strony do czynienia mamy z niskim poziomem szumu przetwarzania, a z drugiej dobre chłodzenie matrycy nie powodujące degradacji jakości obrazu z powodu efektu termicznego.

	0 EV	−4 EV
ISO 200
ISO 1600

Przyciemnienie dla obu czułości daje podobne rezultaty. To znak, że sterowanie progiem bieli matrycy jest zrealizowane tak, by maksymalizować możliwości odzyskania informacji z najjaśniejszych partii.