Badanie to ma na celu pokazanie zachowania fotodiod matrycy, a nie jej realnej czułości w stopniach ISO, której zgodność producenci aparatów utrzymują dla formatu JPEG. Przestrzegamy zatem przed pochopnymi osądami. Jakiekolwiek odchyłki odnotowane w tym teście nie są powodem do zmartwień, gdyż zwykle są one korygowane do wartości nominalnej przy wywoływaniu pliku RAW (w korpusie aparatu przy wytwarzaniu bezpośrednio pliku JPEG lub też przy obróbce surowego pliku w komputerze). Realne problemy dotykają jedynie tego oprogramowania zewnętrznego, które nie posiada profili dedykowanych dla różnych aparatów. Czułość wyznaczyliśmy zgodnie z normą ISO 12232, wykorzystując metodę pomiaru ilości światła niezbędnej do saturacji poszczególnych grup fotodiod sensora. Do pomiarów wykorzystaliśmy światłomierz Sekonic.

Warto na początek nadmienić, że mimo iż X-A3 posiada czułości w zakresie ISO 100–25600, to format RAW można wybrać jedynie dla tych pomiędzy ISO 200–6400. Analizując powyższy wykres możemy zauważyć, że dla wszystkich nastaw ISO czułości jako średnie wartości ze wszystkich grup senseli są o około 1 EV poniżej wartości nominalnych. Takie zachowanie jest typowe i umożliwia manipulację danymi w jasnych partiach obrazu.

Szum przetwarzania

Szum przetwarzania (ang. readout noise) to całościowe zakłócenia generowane przez elektroniczny tor przetwarzania danych. Ilość tego szumu nie zależy od ilości padającego światła ani czasu ekspozycji. Szum przetwarzania wyznaczyliśmy w oparciu o serię zdjęć bez dostępu światła przy najkrótszej możliwej do ustawienia migawce. Pomiarów dokonaliśmy na surowych plikach przekonwertowanych uprzednio do 48-bitowych TIFF-ów bez demozaikowania. Dane na wykresie zostały zaprezentowane w punktach odpowiadających realnym czułościom matrycy, a wyniki odwzorowują średnią wartość z wszystkich grup senseli.

----- R E K L A M A -----

Wyrażenie wyniku w elektronach pozwala śledzić jakość przetwarzania toru analogowo-cyfrowego. Przebieg testowanego aparatu zawiera się pomiędzy wartościami 2 a 4 elektronów. Nie jest to wynik wysoki, co dobrze świadczy o elektronice aparatu. Idealna krzywa ma kształt prostej równoległej do osi OX. W przypadku X-A3, przy pierwszych trzech czułościach zauważymy niewielkie fluktuacje, a następnie wykres jest stały.

Współczynnik konwersji i wzmocnienie jednostkowe

Poniżej przedstawiamy współczynnik konwersji (ang. conversion gain) matrycy wyznaczony dla różnych nastaw ISO. Parametr ten definiuje liczbę elektronów przypadających na jednostkę kwantyzacji przetwornika ADC (tzw. ADU, ang. ADC unit). Analiza tych danych pozwala określić tzw. wzmocnienie jednostkowe, czyli cechę charakterystyczną każdej matrycy definiującą czułość, dla której współczynnik konwersji jest równy 1 – to znaczy wartość z przetwornika ADC pokazuje wprost liczbę przetworzonych elektronów. Współczynnik konwersji wyznaczyliśmy w oparciu o serię zdjęć tablicy Kodak Q-14. Pomiarów dokonaliśmy na surowych plikach przekonwertowanych uprzednio do 48-bitowych TIFF-ów bez demozaikowania. Dane na wykresie zostały zaprezentowane w punktach odpowiadających realnym czułościom matrycy, a wyniki odwzorowują średnią wartość z wszystkich grup senseli.

Dla najniższej czułości na jedną jednostkę kwantyzacji przetwornika ADC przypadają niecałe 2 elektrony. W X-A3 zastosowano 14-bitowy przetwornik, co jest tożsame ze studnią potencjału o pojemności 33 ke^–. Nie jest to wynik na najwyższym poziomie. Punkt wzmocnienia jednostkowego jest bardzo niski, bo wypada już dla wartości 308, czyli trochę poniżej nastawy aparatu ISO 800. Przekroczenie tego progu powoduje, że za jakość obrazu odpowiadają już tylko i wyłącznie algorytmy cyfrowej obróbki sygnału, a nie tor analogowy matrycy. W związku z czym nie ma żadnego zysku ze stosowania takiej obróbki w aparacie i dokładnie te same efekty uzyskamy niedoświetlając zdjęcie, a następnie korygując ekspozycję w komputerze.

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.

Dla dwóch najwyższych czułości otrzymamy ponad 200 przejść tonalnych. Najwyższa wartość wypada dla ISO 100 i jest to około 275 tonów, co jest tożsame z 8.1-bitowym zapisem danych. Jak na aparat tej klasy jest to niezły wynik, który powinien zapewnić gładkie przejścia tonalne, jednak konkurencja radzi sobie lepiej. Dla porównania, Panasonic GX80 osiągnął tutaj 8-bitowy wynik (260 tonów), ale Olympus E-PL8 350 tonów (8.5 bita). Warto też podkreślić, że oba wymienione aparaty stosują 12-bitowy przetwornik. Wraz ze zwiększaniem ISO liczba rejestrowanych tonów maleje. Dla najwyższej czułości osiągamy 50 tonów, co jest równe 5.7-bitowemu zapisowi danych.

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 0.3 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 najniższej natywnej czułości ISO 200 otrzymujemy dynamikę tonalną na poziomie 8 EV. Jest to rezultat odrobinę gorszy, niż zanotował Olympus E-PL8 (8.2 EV) i znacznie lepszy, niż GX80 (7.4 EV). Warto również zaznaczyć, że poprzednik testowanego aparatu, X-A2, zanotował wyższy wynik (8.2 EV). Wszystkie te aparaty stosują 12-bitowe przetwarzanie danych.

Biorąc pod uwagę kryterium najniższej jakości, X-A3 osiąga dynamikę tonalną równą 13.2 EV. Oznacza to, że bezlusterkowiec Fujifilm nie wykorzystuje pełnego potencjału 14-bitowego przetwornika. 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 3200 dynamika wynosi 7 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy tradycyjnie, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy rozjaśniamy je lub przyciemniamy. Czasy otwarcia migawki wynosiły odpowiednio 30 s dla niskiej i 2 s dla wysokiej czułości. Pliki wywołaliśmy następnie jako 48-bitowe TIFF-y dcrawem i w Lightroomie rozjaśniamy o +4 EV oraz przyciemniamy o −4 EV, po czym zapisaliśmy jako zdjęcia 24-bitowe.

	0 EV	+4 EV
200 ISO
X-A3
E-M5 II
1600 ISO
X-A3
E-M5 II

Rozjaśnienie niedoświetlonych partii zdjęcia w przypadku obu aparatów daje podobny efekt. Część szczegółów udaje się odzyskać, jednakże bardzo wyraźne zaszumienie ma destruktywny wpływ na obraz.

W przypadku przyciemniania w programie prześwietlonych partii, dla ISO 200 i w X-A3, i w aparacie Olympusa możemy odzyskać część detali. Wydaje się jednak, że lepiej na tym polu radzi sobie E-M5 Mark II. Dla ISO 1600 niewielką ilość szczegółów odzyskaliśmy tylko dla bezlusterkowca marki Olympus.

	0 EV	−4 EV
200 ISO
X-A3
E-M5 II
1600 ISO
X-A3
E-M5 II