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. Pomiary wykonaliśmy na surowych plikach przekonwertowanych uprzednio do 48-bitowych TIFF-ów bez demozaikowania.

Na wykresie powyżej możemy zauważyć, że dla ISO 100 liczba tonów sięga 310, co przekłada się na 8.3-bitowy zapis danych. Można to uznać za dobry rezultat, który zapewni nam wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez zauważalnej posteryzacji. Oczywiście wraz ze wzrostem czułości zakres tonalny spada. Co więcej widać, że na najwyższych ISO przebieg jest nieco nierówny. Pamiętając jednak, że na wysokich czułościach RAW-y są odszumiane, przestajemy tak naprawdę operować na surowych danych. A w takim przypadku wszelkie nieprawidłowości przestają w zasadzie dziwić. Powracając jednak do wyników widać, że przy ISO 6400 liczba tonów spada do 48, co daje 5.6 bita. Przy maksymalnym dostępnym ISO natomiast mamy 4.7 bita, co odpowiada zaledwie 27 przejściom tonalnym.

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 1/3 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-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 osiąga 7.9 EV. W świetle tego, że mamy do czynienia z 12-bitowym zapisem RAW-ów, wynik ten można uznać za całkiem dobry. Nikon D3300, w którym również mamy 12-bitowe RAW-y, zanotował w tej kategorii wartość 7.8 EV. Pod tym względem K-S1 przewyższa Canona 1200D, który mimo 14-bitowych RAW-ów osiągnął maksymalny wynik zaledwie 7.7 EV. Dla pozostałych kryteriów jakości obrazu rezultaty K-S1 również utrzymują się na dobrym poziomie. Przy SNR=1, dla ISO 100 i 200 aparat osiąga niemal 12 EV, wykorzystując tym samym prawie całkowicie 12-bitowy zapis danych.

Widać ponownie, że przebieg wykresu na wysokich czułościach jest nierówny. Szczególnie wyraźnie wygląda to przy przejściu od ISO 6400 do ISO 12800. Ale o odszumianiu surowych zdjęć na najwyższych czułościach mówiliśmy już kilkakrotnie, a dziwne zachowanie powyższych wyników w tym zakresie ISO jest tego kolejnym skutkiem.

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. Dla przykładu, jeśli uznamy za kryterium minimalnej użytecznej jakości 12 dB, widzimy, że dla ISO 1600 dynamika osiąga wartość niemal 7 EV.

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.

Podczas testu K-S1 zdjęcia do porównania wykonywaliśmy Nikonem D7000. Okazało się jednak, że przy tym samym oświetleniu i parametrach ekspozycji, zdjęcia z lustrzanki Pentaksa wyszły zauważalnie ciemniejsze od tych z Nikona. Trzeba było zatem zwiększyć ekspozycję w K-S1 o 1/3 EV. Zachowując jednak te same czasy otwarcia migawki, otwarliśmy po prostu bardziej przysłonę.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
K-S1
D7000
1600 ISO
K-S1
D7000

Przy czułości ISO 100 rozjaśnienie ciemnego fragmentu zdjęcia dało w przypadku K-S1 całkiem dobry rezultat. Szum co prawda się uwydatnił, jednak sporo szczegółów obrazu udało się odzyskać. W tym przypadku testowany aparat poradził sobie podobnie jak Nikon D7000. Przy ISO 1600 sytuacja oczywiście nie wygląda już tak dobrze. Detale obrazu są już ledwie zauważalne, a szum zdominował praktycznie niemal cały sygnał. Co ciekawe jednak, w tym przypadku D7000 wydaje się wypadać nieznacznie lepiej.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobne efekty dla obu aparatów. Pewne różnice widać przy ISO 1600, chociaż w tym przypadku można zauważyć, że mimo korekty o 1/3 EV zdjęcie z Pentaksa wciąż pozostaje nieznacznie słabiej doświetlone niż to z D7000.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
K-S1
D7000
1600 ISO
K-S1
D7000