Jak testujemy cyfrowe aparaty kompaktowe?
4. Ocena właściwości matrycy

W ten sposób otrzymujemy porównanie kolorów jakie odwzorowuje
aparat przy danym balansie bieli i oświetleniu z naturalnymi
kolorami tablicy. Rezultaty przedstawione są w postaci
tablicy na której można bezpośrednio porównać kolor wzorcowy
z wynikową barwą zarejestrowaną przez aparat, oraz tablicy
przestrzeni kolorów Lab z zaznaczonymi błędami jakie popełnił aparat
przy odwzorowaniu danej barwy.
SZUMY
- Pomiaru szumów w zależności od czułości ISO aparatu dokonujemy na
fotografowanej tablicy szarości Kodak Q-13.
Zdjęcia redukowane są procedurą Stepchart programu Imatest.

Wyniki podawane są jako zależność szumu dla kanałów
czerwonego R, zielonego G i niebieskiego B, oraz luminancji Y od
czułości ISO. Przy czym szum tutaj zdefiniowany jest jako
procent różniących się pikseli odpowiadających zakresowi gęstości 1.5.
Dodatkowo pokazujemy wycinki tablicy szarości (numery obszarów 3 i 11), a także fragment zdjęcia scenki wykonany z różną czułością ISO.
PARAMETRY MATRYCY - By określić charakterystykę matrycy wykonujemy pomiary pozwalające określić następujące parametry:
- czułość,
- szum przetwarzania,
- współczynnik konwersji i wzmocnienie jednostkowe
Pomiar rzeczywistej czułości fotodiod matrycy wykonujemy w zgodzie z normą ISO 12232 (wykorzystując metodę pomiaru ilości światła niezbędnej do saturacji poszczególnych grup fotodiod sensora). Wyniki tego testu prezentujemy niezależnie dla każdej z grup filtrów kolorów podstawowych oraz dodatkowo jako wartość średnią. 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.
Kolejnym pomiarem jest tzw. szum przetwarzania (ang. readout noise), czyli całościowe zakłócenia generowane przez elektroniczny tor przetwarzania danych. Ilość tego szumu nie zależy od ilości padającego światła ani czasu ekspozycji. Szum przetwarzania wyznaczyamy w oparciu o serię zdjęć bez dostępu światła przy najkrótszej możliwej do ustawienia migawce. Pomiarów dokonujemy 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.
Współczynnik konwersji (ang. conversion gain) matrycy wyznaczamy 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. Pomiarów dokonujemy 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.
ZAKRES I DYNAMIKA TONALNA - Te wielkości, podobnie jak szum, mierzone są
przy pomocy tablicy Q-14, której surowe zdjęcia analizowane są bez
wywoływania specjalną metodologią pozwalającą określić takie parametry
matrycy jak szum przetwarzania i współczynnik wzmocnienia jednostkowego.
Analizie podlegają niezależnie każda z grup senseli reprezentujących dany
kolor a finalnie w postaci wykresów prezentujemy wartości uśrednione. W
wypadku dynamiki tonalnej
wyznaczamy wielkości SNR - stosunku maksymalnego użytecznego sygnału do
poziomu szumu - dla progów 1 (niska jakość), 2 (średnia jakość), 4 (dobra
jakość) oraz 10 (bardzo dobra jakość). Wartość SNR jako bezwymiarowa zwykło
się przedstawiać w decybelach (20 * log10) jednak w przypadku naszych
testów postanowiliśmy używać bliższej fotografom prezentacji: EV (log2).
Zakres tonalny natomiast przedstawiany jest, używając wartości oznaczających
ilość dostępnych przejść tonalnych, która to może po zlogarytmowaniu być
zaprezentowana jako ilość bitów danych.