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.

W Canonie 5Ds R, dla ISO 100 liczba tonów sięga 356, co daje 8.5-bitowy zapis danych. Szczególnych powodów do zachwytu nie ma, ale można ten wynik uznać za całkiem niezły. Z pewnością daje on gwarancję wizualnie gładkich przejść tonalnych, bez widocznej posteryzacji. Warto jednak zauważyć, że dla ISO 100 D810 zanotował 8.8 bita (około 450 tonów), a przy ISO 64 doszedł nawet do 9.2 bita. Zwiększanie czułości w 5Ds R powoduje oczywiście degradację zakresu tonalnego i przy ISO 12800 mamy już tylko 5.7 bita, co odpowiada 50 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
50
100
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.

Przy najniższej natywnej czułości (ISO 100) i najlepszej jakości obrazu, 5Ds R notuje dynamikę tonalną na poziomie 8.5 EV. Wynik ten można traktować jako całkiem dobry, jednak w starciu z bezpośrednią konkurencją testowany Canon wyraźnie przegrywa. Nikon D810, bo o nim mowa, dla tego kryterium przy ISO 100 zanotował 9.6 EV, a przy najniższej natywnej czułości, czyli ISO 64, nawet 10.2 EV. Trzeba zatem przyznać, że przy takim wyniku testowany Canon wypada raczej blado. Porównując 5Ds R do A7R zauważymy, że w tym przypadku oba aparaty wypadają podobnie, jednak w bezlusterkowcu Sony mamy do czynienia z 12-bitowym zapisem danych. Bezpośrednie porównanie w takiej sytuacji jest zatem niemiarodajne.

Dla pozostałych kryteriów maksymalne osiągi 5Ds R również można uznać jedynie za niezłe. W starciu z D810 ponownie pozostaje wyraźnie w tyle, notując wartości o niemal 2 EV gorsze (jeśli porównamy najniższe natywne czułości). Można jedynie zauważyć, że w Canonie spadek wartości wraz ze wzrostem ISO jest wolniejszy niż w Nikonie, dlatego w pewnym momencie ich wyniki się zrównują. Warto też zwrócić uwagę na to, jak przebieg powyższego wykresu się wypłaszcza na niższych czułościach i dla kryterium SNR=1 dochodzi do poziomu minimalnie wyższego od 12 EV. Potencjał 14-bitowego zapisu nie jest zatem wykorzystany w pełni. Na ten stan rzeczy na pewno mają wpływ dwa czynniki. Po pierwsze, piksel w Canonie jest wyraźnie mniejszy niż u D810. Po drugie, Canon znów traci przez wysoko ustawiony poziom BIAS-u. W poprzednim rozdziale przekonaliśmy się, że wynosi on 2048 zliczeń, podczas gdy u Nikona sięga on 600 zliczeń.

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 około 8 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.

Dla porównania, zdjęcia w tych samych warunkach wykonaliśmy również aparatami: Canon 5D MkIII oraz Nikon D3x. Należy jednak zaznaczyć, że z tych lustrzanek do porównania musieliśmy wziąć zdjęcia z ekspozycją o 1/3 mniejszą w stosunku do 5Ds R. Przy tych samych parametrach bowiem zdjęcia z 5D MkIII i D3x były zauważalnie jaśniejsze.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
5Ds R
5D MkIII
D3x
1600 ISO
5Ds R
5D MkIII
D3x

Przy rozjaśnianiu ciemnych partii obrazu efekt końcowy dla ISO 100 wygląda nieźle. Widać jednak, że w 5Ds R szum stał się dość wyraźnie widoczny i przewagi nad jego starszym bratem w zasadzie nie zauważamy. Można nawet pokusić się o stwierdzenie, że składowa niebieska szumu uwydatniła się bardziej w testowanym modelu niż w 5D MkIII. Ponadto trzeba dodać, że obraz z leciwego już Nikona D3x wygląda najlepiej. Przy IS0 1600 sytuacja wygląda w zasadzie równie słabo dla wszystkich trzech aparatów. Pewne zarysy obrazu stały się co prawda widoczne, ale wysoki szum wyraźnie psuje efekt końcowy.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje podobne efekty w porównywanych aparatach. Zauważalne różnice wynikają raczej z nieco różnej jasności oryginalnych zdjęć. Warto jednak zwrócić uwagę na to, że w 5Ds R poziom nasycenia jest niższy dla ISO 100 niż dla ISO 1600. Dla tej pierwszej czułości przepalone obszary mają większy rozmiar, a tymczasem dla ISO 1600 w tych samych miejscach można dostrzec jeszcze pewne szczegóły obrazu.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
5Ds R
5D MkIII
D3x
1600 ISO
5Ds R
5D MkIII
D3x