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.

Na wykresie możemy zauważyć, że dla najniższej natywnej czułości (ISO 160) liczba tonów sięga około 215, co daje nam 7.8-bitowy zapis danych. Nie jest to co prawda wysoki wynik, ale można go uznać za zadowalający. Przy takiej wartości wciąż otrzymujemy wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. W miarę wzrostu czułości zakres tonalny dość szybko opada. Przy ISO 1600 aparat osiąga już tylko 80 tonów, co daje 6.3-bitowy zapis. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 24, co odpowiada około 4.6 bita.

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
160
200
400
800
1600
3200
6400
12800

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 160 testowany aparat notuje wartość dynamiki na poziomie 7.1 EV. Nie jest to niestety zachwycający wynik. Sony RX100 II, mający matrycę o tej samej wielkości, zanotował wynik o około 0.6 EV lepszy. Przedstawiciel systemu Mikro Cztery Trzecie, Olympus E-M10, okazał się lepszy o 1 EV notując wartość na poziomie 8.1 EV. Z drugiej jednak strony Samsung NX Mini dla SNR=10 uzyskał maksymalny wynik na podobnym poziomie jak V3, czyli 7.2 EV.

Dla pozostałych kryteriów testowany Nikon również nie zachwyca rezultatami. Przy najsłabszym kryterium SNR=1 dla ISO 160 V3 osiąga wartość 10.8 EV. Olympus OM-D E-M10 zanotował dla tego kryterium maksymalny wynik na poziomie 11.9 EV. Również Samsung NX Mini wypadł lepiej, notując 11.8 EV. Trzeba jednak wspomnieć, że w jego przypadku oprogramowanie ingeruje w RAW-y, więc są one słabym odzwierciedleniem realnych osiągów matrycy.

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. 7 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy tradycyjnie, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy rozjaśniamy je lub przyciemniamy. Standardowo 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.

W teście Nikona 1 V3 musieliśmy nieco zmodyfikować parametry ekspozycji. Pierwsza przyczyna to oczywiście brak ISO 100. Druga natomiast, to problem z dopasowaniem jasności zdjęć z V3 i użytego do porównania Fujifilm X-E1 już na etapie analizowania zdjęć w Lightroomie. Ostatecznie parametry ekspozycji wybranych zdjęć dla obu aparatów przedstawiają się następująco:

• Nikon 1 V3:
  • ISO 160, f/11
  • ISO 200, f/13
  • ISO 1600, f/9
• Fujifilm X-E1
  • ISO 200, f/14
  • ISO 1600, f/10

160 ISO
	0 EV	+4 EV
V3
200 ISO
V3
X-E1
1600 ISO
V3
X-E1

Na niższych czułościach, rozjaśnianie ciemnych partii obrazu daje dość słabe efekty w V3. Co prawda pewne elementy obrazu stały się widoczne, jednak szum mocno się uwydatnił i wyraźnie zdegradował jakość obrazu. W tym przypadku efekt z X-E1 jest zdecydowanie lepszy. Przy ISO 1600 w obu aparatach szum mocno ogranicza możliwości wydobycia detali obrazu, ale i tym razem aparat Fujifilm wypada lepiej.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobne efekty w przypadku obu aparatów. Widać jednak, że mimo naszych starań nie udało się idealnie dopasować zdjęć pod względem jasności. A różnice w naświetleniu oryginalnych zdjęć przekładają się niestety na wyraźne różnice w efekcie końcowym.

160 ISO
	0 EV	−4 EV
V3
200 ISO
V3
X-E1
1600 ISO
V3
X-E1