Przetwarzanie danych osobowych

Nasza witryna korzysta z plików cookies

Wykorzystujemy pliki cookie do spersonalizowania treści i reklam, aby oferować funkcje społecznościowe i analizować ruch w naszej witrynie, a także do prawidłowego działania i wygodniejszej obsługi. Informacje o tym, jak korzystasz z naszej witryny, udostępniamy partnerom społecznościowym, reklamowym i analitycznym. Partnerzy mogą połączyć te informacje z innymi danymi otrzymanymi od Ciebie lub uzyskanymi podczas korzystania z ich usług i innych witryn.

Masz możliwość zmiany preferencji dotyczących ciasteczek w swojej przeglądarce internetowej. Jeśli więc nie wyrażasz zgody na zapisywanie przez nas plików cookies w twoim urządzeniu zmień ustawienia swojej przeglądarki, lub opuść naszą witrynę.

Jeżeli nie zmienisz tych ustawień i będziesz nadal korzystał z naszej witryny, będziemy przetwarzać Twoje dane zgodnie z naszą Polityką Prywatności. W dokumencie tym znajdziesz też więcej informacji na temat ustawień przeglądarki i sposobu przetwarzania twoich danych przez naszych partnerów społecznościowych, reklamowych i analitycznych.

Zgodę na wykorzystywanie przez nas plików cookies możesz cofnąć w dowolnym momencie.

Optyczne.pl

Test aparatu

Canon EOS RP - test aparatu

17 czerwca 2019
Maciej Latałło Komentarze: 156

8. Zakres i dynamika tonalna

Czułość matrycy

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.

Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna


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

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Czułości jako średnie wartości ze wszystkich grup senseli są od 1 do 1 i 1/3 EV poniżej nominalnych. Takie zachowanie jest typowe i umożliwia manipulację danymi w jasnych partiach obrazu. Poza tym widać, że nastawa ISO 50 i 100 to de facto ta sama wartość czułości.

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.

Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

Wyrażenie wyniku w elektronach pozwala śledzić jakość przetwarzania toru analogowo-cyfrowego. Przebieg pokrywa zakres wartości od 4 do 36 elektronów (dla nastawy ISO 100), co oznacza, że dla niskich nastaw ISO – w których mamy niższy bias – elektronika generuje spory szum przetwarzania. W idealnie pracującej matrycy wykres powinien być linią prostą, ze wszystkimi wartościami dla różnych czułości ISO na tym samym poziomie. Być może jest to efekt zastosowania nietypowych przetworników ADC.

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.

Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

Dla najniższej natywnej czułości, na jedną jednostkę kwantyzacji przetwornika ADC przypada prawie 9 elektronów. Przy 14-bitowym przetworniku daje to pojemność studni potencjałów (ang. full well capacity) na poziomie przekraczającym aż 140 ke. Taki wynik można uznać za bardzo wysoki. Punkt wzmocnienia jednostkowego wypada dla czułości 672, czyli prawie dla nastawy ISO 1600. 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.

Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

Na powyższym wykresie możemy zauważyć, że dla najniższej natywnej czułości liczba tonów sięga około 423, czyli otrzymujemy 8.7-bitowy zapis danych. To dość dobry rezultat, ustępujący jednak konkurencji. Przykładowo, Nikon Z6 uzyskał 9.1 bita, a A7 III – 9.3 EV. Dopiero porównanie ze starszą generacją Alphy A7 pokazuje przewagę EOS-a RP. Warto jednak przypomnieć, że RAW-y w A7 II (w momencie przeprowadzania testu) były 12-bitowe.

W EOS-ie przy ISO 1600 otrzymujemy wartości 7.3 bita, co daje około 160 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 24, co daje 4.6 bita.

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
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
100
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
200
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
400
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
800
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
1600
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
3200
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
6400
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
12800
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
25600
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
51200
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
102400
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

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.

Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

Dla najlepszej jakości obrazu przy ISO 100 testowany aparat osiąga wartość dynamiki tonalnej na poziomie 8.4 EV, a zatem znów mniej niż aktualna konkurencja. Bezlusterkowce Nikona i Sony (A7 III) uzyskały odpowiednio 9.9 i 10.2 EV. Wynik EOS-a RP nie robi zatem pozytywnego wrażenia, zwłaszcza gdy weźmiemy pod uwagę dostępność 14-bitowych RAW-ów. Znów A7 II wypada podobnie jak EOS, choć zapis RAW (w momencie przeprowadzania testu) był 12-bitowy.

Maksymalne osiągi dla innych kryteriów można określić co najwyżej jako niezłe. Przy SNR=1, EOS RP ISO 100 osiąga 11.9 EV, zatem do wykorzystania 14-bitowego zapisu dużo brakuje.

W EOS-ie RP mamy zasadniczo identyczną sytuację jak w lustrzance 6D Mark II. Dla niskich czułości (do ISO 200) zastosowano obniżony bias, o wartości 512 (zamiast 2048 jak dla pozostałych). Zrobiono to w celu osiągnięcia lepszych wyników dynamiki tonalnej. Mamy tu jednak do czynienia z wysokim szumem przetwarzania, który skutecznie ogranicza osiągi w tej kategorii. Nie ma jednak dowodów na to, że modyfikowane są dane w RAW, być może jest to kwestia zastosowania nietypowych przetworników ADC.

Poniżej przedstawiamy pełne wykresy SNR wygenerowane na podstawie wykonanych pomiarów dla wszystkich czułości aparatu.

Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

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 przekracza wartość 8.5 EV.

Przy omawianiu zakresu tonalnego pokazujemy tradycyjnie, jak zachowują się zdjęcia przy obróbce komputerowej, kiedy to 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.

Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

Przy zdjęciach wykonanych obydwoma aparatami Sony w takich samych warunkach oświetleniowych i przy tych samych parametrach ekspozycji okazało się, że różnią się one zauważalnie jasnością. Różnica wyniosła mniej więcej 2/3 EV, przy czym jaśniejsze były zdjęcia z EOS RP. Aby zatem porównanie rezultatów rozjaśniania i przyciemniania było bardziej miarodajne, zdecydowaliśmy się użyć zdjęć z A7R II z ekspozycją o 2/3 EV większą.

100 ISO
0 EV
+4 EV
EOS RP
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
A7R II
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
1600 ISO
EOS RP
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
A7R II
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna

Dla obu czułości, na zdjęciach z Canona poziom szumu jest wyższy niż w Sony. Wprawdzie różnica na korzyść Alphy jest mniej wyraźna przy ISO 1600, to nadal łatwo dostrzegalna.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu nie pozwala oczywiście zniwelować przepaleń. Bardziej rzuca się w oczy różnica jasności wycinków pomiędzy czułościami 100 i 1600 w przypadku EOS-a, choć zastosowaliśmy równoważną ekspozycję.

100 ISO
0 EV
−4 EV
EOS RP
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
A7R II
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
1600 ISO
EOS RP
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna
A7R II
Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna Canon EOS RP - Zakres i dynamika tonalna