Czułość matrycy

Czułość wyznaczyliśmy zgodnie z normą ISO 12232, wykorzystując metodę pomiaru ilości światła niezbędnej do saturacji poszczególnych grup fotodiod sensora. Do pomiarów wykorzystaliśmy światłomierz Sekonic.

Z powyższego wykresu możemy odczytać, że z wyjątkiem ISO 50, dla wszystkich nastaw czułości jako średnie wartości ze wszystkich grup senseli są poniżej nominalnych. Różnice wahają się od ok. 1/3 do 1 EV. Takie zachowanie umożliwia manipulację danymi w jasnych partiach obrazu. Widać też, że nastawa ISO 50 i 100 to de facto ta sama wartość czułości.

Szum przetwarzania

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.

Wyrażenie wyniku w elektronach pozwala śledzić jakość przetwarzania toru analogowo-cyfrowego. Dla nastaw ISO 50–200 szum wynosi ok. 7–9 elektronów, po czym od 400 spada do ok. 2 elektronów. Widać zatem, że mamy dwa poziomy wzmocnień. Niemniej, wygląda na to, że jakość zaprojektowanej elektroniki stoi na dobrym poziomie. W idealnie pracującej matrycy wykres powinien być linią prostą, ze wszystkimi wartościami dla różnych czułości ISO na tym samym poziomie.

Współczynnik konwersji i wzmocnienie jednostkowe

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 natywnej czułości, na jedną jednostkę kwantyzacji przetwornika ADC przypada 9 elektronów. Przy 14-bitowym przetworniku daje to pojemność studni potencjałów (ang. full well capacity) na poziomie 146 ke^–. To wysoki wynik. Punkt wzmocnienia jednostkowego wypada dla czułości 862 (realnej), czyli praktycznie dla nastawy nastawy aparatu ISO 1600. Przekroczenie tego progu powoduje, że za jakość obrazu wynikającą ze wpływu szumu śrutowego odpowiadają już tylko i wyłącznie algorytmy cyfrowej obróbki sygnału, a nie tor analogowy matrycy. Punkt wzmocnienia w testowanym aparacie ustawiony jest niezbyt wysoko.

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.

Na powyższym wykresie możemy zauważyć, że dla najniższej natywnej czułości liczba tonów sięga około 470, czyli otrzymujemy 8.9-bitowy zapis danych. To zaledwie 0.1 bita mniej jak w pierwszym R6. Dla tych samych kryteriów R6 Mark II wypadł nieco słabiej niż Nikon Z6 II (9.2 bita) i Sony A7 IV (9.1 bita).

Zwiększanie czułości powoduje oczywiście degradację zakresu tonalnego i przy ISO 1600 w EOS-ie otrzymujemy wartości 7.4 bita, co daje około 172 przejść tonalnych. Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 18, co daje 4.2 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
100
200
400
800
1600
3200
6400
12800
25600
51200
102400
204800

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 aparat osiąga wartość dynamiki tonalnej na poziomie 9.9 EV. To bardzo dobry wynik, niższy tylko o 0.3 EV od poprzednika. Bezlusterkowce Z6 II i A7 IV uzyskały odrobinę wyższe wyniki, tj odpowiednio 10 i 10.1 EV.

Przy SNR=1, EOS R6 Mark II dla ISO 100 osiąga 13.9 EV, zatem do wykorzystania 14-bitowego zapisu brakuje bardzo niewiele.

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 ok. 9.5 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. Ze względu na sporą różnicę w naświetleniu zdjęć zdecydowaliśmy się otworzyć przysłonę o 2/3 EV mocniej w A7 III. 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.

100 ISO
	0 EV	+4 EV
EOS R6 Mark II
A7 III
1600 ISO
EOS R6 Mark II
A7 III

Trzeba przyznać, że kilkuletni A7 III, także wyposażony w 24-megapikselowy sensor, lepiej poradził sobie w tej części testu. Po rozjaśnieniu obrazów, dla obu czułości, na wycinkach z Canona zauważymy wyższy szum. Widoczność detali jest słabsza, warto odnotowania jest także spadek kontrastu.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu nie pozwoliło w tym wypadku zniwelować przepaleń. Drobne różnice pomiędzy wycinkami mogą wynikać z różnej jasności oryginalnych zdjęć.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
EOS R6 Mark II
A7 III
1600 ISO
EOS R6 Mark II
A7 III