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 379, co przekłada się na 8.6-bitowy zapis danych. Można to uznać za bardzo 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, nie mamy zatem do czynienia z faktycznie surowymi danymi. Powracając jednak do wyników widać, że przy ISO 6400 liczba tonów spada do 49, co daje 5.6 bita. Przy maksymalnym dostępnym ISO natomiast mamy 4.6 bita, co odpowiada zaledwie 24 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 8.2 EV, a zatem o 0.3 EV więcej niż K-S1. Jako, że mamy do czynienia z 12-bitowym zapisem RAW-ów, wynik ten można uznać za całkiem dobry. W Nikonie D5500 zastosowano 14-bitowe przetwarzanie, także porównywanie jego rezultatu (8.8 EV) nie będzie w pełni miarodajne. Lustrzanki Canon 700D i Sony A58 testowane były w oparciu o starą procedurę. Możemy natomiast porównać osiągi np. Nikona D3300, czy bezlusterkowca Samsung NX30 - które zanotowały po 7.8 EV. Dla pozostałych kryteriów jakości obrazu rezultaty K-S2 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 również, że przebieg wykresu na wysokich czułościach nie opada równomiernie. Szczególnie wyraźnie wygląda to przy przejściu od ISO 6400 do ISO 12800. To kolejny efekt odszumiania RAW-ów, o czym wspominaliśmy już kilkakrotnie

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 przekracza wartość 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.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
K-S2
D7200
1600 ISO
K-S2
D7200

Trzeba przyznać, że obydwa aparaty dobrze poradziły sobie w tym teście. W obu przypadkach, przy ISO 100 na rozjaśnionych zdjęciach obserwujemy stosunkowo niski poziom szumu, a szczegóły są dobrze widoczne. Niemniej jednak, D7200 wypadł nieco lepiej - zakłócenia mimo wszystko mniej przeszkadzają w odbiorze zdjęć, zarówno przy ISO 100, jak i ISO 1600.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobne efekty dla obu aparatów. Trudno doszukać się przewagi któregoś z nich.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
K-S2
D7200
1600 ISO
K-S2
D7200