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.

W Canonie 750D, dla ISO 100 liczba tonów sięga 338, a to daje 8.4-bitowy zapis danych. Wynik ten gwarantuje wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Sony A6000 i Panasonic G7 wypadają nieco lepiej (8.6 bita), słabszy rezultat zanotowaliśmy natomiast w Samsungu NX30 (7.9 bita). Zwiększanie czułości powoduje oczywiście degradację zakresu tonalnego i przy najwyższej natywnej czułości ISO 12800 mamy już 5.5 bita, co odpowiada zaledwie 44 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

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 EOS notuje rezultat na poziomie 8.2 EV. Teoretycznie wynik ten nie jest wcale zły, jednak z uwagi na 14-bitowy zapis danych można by oczekiwać wyższej wartości. Tak samo wypadł Sony A6000, słabiej spisały się natomiast Samsung NX30 (7.8 EV) oraz Panasonic G7 (7.9 EV). Warto jednak przypomnieć, że we wszystkich wymienionych wyżej bezlusterkowcach mamy 12-bitowe przetwarzanie. Dla SNR=1, dynamika w EOS-ie 750D nie przekracza 12 EV, podobnie jak u konkurencji. Jak widać, aparat nie wykorzystuje w pełni potencjału 14-bitowych RAW-ów. Na pewno wpływ na to ma wysoko, bo na wartości 2048 zliczeń, ustawiony poziom BIAS. Canon się konsekwentnie go trzyma - naszym zdaniem niesłusznie, bo jego obniżenie do 1024 czy nawet 512 zliczeń polepszyłoby osiągi, a nie zaburzyłoby statystyki szumu.

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 niecałych 8 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy rozjaśniamy je lub przyciemniamy. Testowanym aparatem zdjęcia wykonaliśmy tradycyjnie przy czułości ISO 100 oraz ISO 1600 i przysłonie f/16. Czasy otwarcia migawki wynosiły odpowiednio 30 s dla niskiej i 2 s dla wysokiej czułości. Dodatkowo, scenkę sfotografowaliśmy Nikonem D7000. Okazało się jednak, że przy tych samych parametrach zdjęcia dość wyraźnie różniły się jasność. Aby zachować bardziej zbliżony poziom naświetlenia zdjęć z obu aparatów, te z Nikona zostały wykonane z ekspozycją o 1/3 EV mniejszą (przysłona przymknięta do f/18). Standardowo 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.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
750D
D7000
1600 ISO
750D
D7000

Przy rozjaśnianiu ciemnych partii obrazu dla ISO 100 na zdjęciu z Nikona widoczna jest silna niebieska dominanta, jednak większą degradację szczegółów obserwujemy w przypadku Canona. Przy ISO 1600 jakość obrazu w obu aparatach pozostawia sporo do życzenia, bowiem poziom szumu jest bardzo wysoki.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu daje generalnie podobne rezultaty w obu aparatach. Zauważyć jednak można, że przy ISO 1600 w testowanym EOS-ie szum jest nieco większy.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
750D
D7000
1600 ISO
750D
D7000