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 dwóch najniższych czułości, dla których aparat zarejestruje ponad 200 przejść tonalnych. Dla ISO 200 (czyli najniższej natywnej wartości) liczba tonów sięga 235, a to daje 7.9-bitowy zapis danych. Jest to dość dobry wyniki gwarantujący wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Co prawda dla ISO 100 otrzymujemy 356 tonów, aczkolwiek trzeba mieć świadomość, że czułość ta generowana jest programowo. Oczywiście wraz ze wzrostem czułości zakres tonalny maleje, aż do wartości 4.5 bita dla najwyższej czułości. Daje to nam około 23 przejścia tonalne.

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

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 200 testowany aparat notuje wartość 7.5 EV, a zatem nieco więcej niż u poprzednika. Fujifilm X-E2 zanotował 9 EV, aczkolwiek w tym aparacie zastosowano 14-bitowe przetwarzanie danych. W E-PL7 i A5100 natomiast, mamy do czynienia z 12-bitowym zapisem i obydwa bezlusterkowce radzą sobie lepiej niż Panasonic (odpowiednio 8.1 i 8.3 EV).

Dla pozostałych kryteriów obrazu konkurencja także wypada korzystniej. W GM5 nawet dla bazowej czułości nie możemy dysponować całym zakresem pracy przetwornika ADC. Wraz ze wzrostem ISO, dynamika w Lumiksie opada wyraźnie szybciej niż w pozostałych bezlusterkowcach.

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 osiąga wartość około 7.5 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy rozjaśniamy je lub przyciemniamy. Testowanym aparatem zdjęcia wykonaliśmy przy najniższej natywnej czułości ISO 200 oraz tradycyjnie przy ISO 1600. Odpowiednio wartość przysłony wyniosła f/16 oraz f/11. Dodatkowo, scenkę sfotografowaliśmy aparatem Olympus OM-D E-M10 przy tych samych parametrach. Czasy otwarcia migawki wynosiły odpowiednio 30 s dla niskiej i 2 s dla wysokiej czułości. Następnie zdjęcia wywołaliśmy jako 48-bitowe TIFF-y dcrawem i w Lightroomie rozjaśniliśmy o +4 EV oraz przyciemniliśmy o −4 EV, po czym zapisaliśmy jako zdjęcia 24-bitowe.

200 ISO
	0 EV	+4 EV
GM5
OM-D E-M10
1600 ISO
GM5
OM-D E-M10

Rozjaśnienie obrazu w GM5 nie wyłoniło zbyt wielu szczegółów. Fakt, że poziom szumu dla ISO 200 jest wyższy niż dla ISO 1600 świadczy o sporych problemach z odprowadzaniem ciepła z matrycy w tym aparacie. O dziwo przy ISO 1600 zaszumienie obrazu (w szczególności niebieska składowa) mocniej daje się we znaki w przypadku Olympusa niż Panasonika, tyle, że widoczność detali scenki jest nieco lepsza.

W kategorii przyciemniania jasnych partii obrazu nie sposób wyłonić zwycięzcę porównania, bowiem ilość odzyskanych szczegółów jest w zasadzie minimalna i podobna w obydwu aparatach.

200 ISO
	0 EV	−4 EV
GM5
OM-D E-M10
1600 ISO
GM5
OM-D E-M10