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. Dla ISO 200 (czyli najniższej natywnej wartości) liczba tonów sięga 362, a to daje 8.5-bitowy zapis danych. Jest to dobry wynik gwarantujący wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Dla ISO 100 otrzymujemy 315 tonów, aczkolwiek trzeba mieć świadomość, że czułość ta generowana jest programowo. Oczywiście wraz ze wzrostem czułości zakres tonalny maleje, aż do wartości 4.9 bita dla najwyższej czułości. Daje to nam około 30 przejść tonalnych.

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 8.2 EV, a zatem odrobinę więcej niż w E-M10 i tyle samo co w Sony A6000 (dla ISO 100). Osiągów poprzednika, czyli E-M5, nie możemy niestety porównać, gdyż testowany był inną metodą wyznaczania dynamiki. E-M5 Mark II wypada także nieco lepiej od Panasonika GH4 (8 EV). Z kolei Fujifilm X-T1 radzi sobie wyraźnie lepiej (9.2 EV), aczkolwiek w jego przypadku zastosowano 14-bitowe przetwarzanie danych.

Dla kryterium SNR=1 osiągi bezlusterkowca Olympusa także wyglądają optymistycznie. Dla ISO 100, 200 i 400 uzyskujemy dynamikę minimalnie mniejszą od 12 EV. To oznacza, że do dyspozycji mamy praktycznie cały zakres pracy przetwornika ADC.

Poniżej przedstawiamy pełne wykresy SNR wygenerowane na podstawie pomiarów wykonanych 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 niecałe 8.5 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
OM-D E-M5 Mark II
OM-D E-M10
1600 ISO
OM-D E-M5 Mark II
OM-D E-M10

Zarówno dla czułości ISO 200 jak i 1600, porównanie nie uwidoczniło istotnych różnic pomiędzy aparatami. Poziom szumu i rozpoznawalność detali i jest w obu przypadkach praktycznie taka sama.

W teście przyciemniania jasnych partii obrazu widzimy natomiast, że pomimo zastosowania tego samego obiektywu i parametrów ekspozycji, dla ISO 200 występują niewielkie różnice w naświetleniu obrazu. Najprawdopodobniej zatem, ta wartość czułości jest inaczej skalibrowana w obydwu aparatach.

200 ISO
	0 EV	−4 EV
OM-D E-M5 Mark II
OM-D E-M10
1600 ISO
OM-D E-M5 Mark II
OM-D E-M10