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 dla nastaw natywnych czułości jako średnie wartości ze wszystkich grup senseli są poniżej nominalnych, a różnice nie przekraczają 1 i 1/3 EV. Takie zachowanie jest typowe i umożliwia manipulację danymi w jasnych partiach obrazu.

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. W idealnie pracującej matrycy wykres powinien być linią prostą, ze wszystkimi wartościami dla różnych czułości ISO na tym samym poziomie. W przypadku A7R VI faktycznie występuje taka sytuacja, co jest dość rzadkie w aparatach z ostatnich lat. W każdym razie szum przyjmuje wartość od 2 do 3 elektronów. Jego wartość nie jest wysoka, co pozwala stwierdzić, że jakość zaprojektowanej elektroniki stoi na bardzo dobrym 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 ok. 6 elektronów. Przy 14-bitowym przetworniku daje to pojemność studni potencjałów (ang. full well capacity) na poziomie 93 ke^–. Taki wynik można uznać za bardzo wysoki. Punkt wzmocnienia jednostkowego wypada dla czułości 286, czyli w okolicach nastawy ISO 640. Przekroczenie tego progu powoduje, że za jakość obrazu wynikającą z wpływu szumu śrutowego odpowiadają już tylko i wyłącznie algorytmy cyfrowej obróbki sygnału, a nie tor analogowy matrycy. Punkt wzmocnienia w testowanym aparacie ustawiony jest nisko.

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 344. Otrzymujemy zatem 8.4-bitowy zapis danych, nieco niższy niż u poprzednika (8.6 bita) i taki sam, jak w EOS-ie R5 Mark II oraz Fujifilm GFX100 II. Taki wynik gwarantuje oczywiście wizualnie gładkie przejścia tonalne, bez widocznej posteryzacji. Trochę więcej, bo 8.8 bita, zanotowaliśmy w teście Nikona Z8 (dla ISO 64) oraz Panasonika S1R II (dla ISO 80).

Wraz ze zwiększaniem czułości zakres tonalny oczywiście maleje. Przy ISO 1600 otrzymujemy wartość 6.8 bita (co daje około 113 przejść tonalnych), a dla ISO 6400 – 5.8 bita (56 przejść). Przy maksymalnym dostępnym ISO przejść tonalnych mamy już tylko 15.

Zakres tonalny na plikach zapisanych w formacie JPEG możemy ocenić wizualnie na wycinkach zdjęć tablicy Stouffer T4110. Kliknięcie zdjęcia 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

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 9.5 EV, co jest niewątpliwie bardzo dobrym wynikiem i identycznym jak w Lumiksie S1R II. Ciut więcej uzyskał EOS R5 Mark II (9.6 EV) oraz Z8 (9.7 EV). Najlepiej wypadł średnioformatowy GFX100 II z wynikiem 10 EV.

Dla kryterium SNR=1 dynamika osiąga 13.8 EV dla bazowego ISO, co oznacza, że bardzo niewiele brakuje, by wykorzystywany był cały zakres pracy przetwornika ADC. A7R VI, podobnie jak model A7 V, także korzysta technologii Dual Gain Output, gdzie dla niskich nastaw ISO sygnał z obu obwodów analogowych jest łączony celem poprawy dynamiki. Nie widzimy wprawdzie takiego wypłaszczenia charakterystyki dla SNR=1 w przedziale ISO 50-400, gdzie wartości dynamiki ocierały się o 14 EV, jak w teście A7 V. Wartości opadają natomiast łagodnie i nie ma uskoku w przebiegu widocznego w teście modelu A7R V. Przykładowo, dla ISO 200 A7R VI uzyskał 13.7, natomiast poprzednik – 13 EV. Innymi słowy, w nowej R-ce, dynamika dla kryterium "niskiej" jakości stoi na wyższym poziomie niż w A7R V.

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 zbliża się do wartości 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.

Przy zdjęciach wykonanych aparatem Sony A7R VI i Nikonem Z8 w takich samych warunkach oświetleniowych i przy tych samych parametrach ekspozycji okazało się, że różnią się one zauważalnie jasnością. Różnica wyniosła ok. 2/3 EV, przy czym jaśniejsze były zdjęcia z Nikona. Aby zatem porównanie rezultatów rozjaśniania i przyciemniania było bardziej miarodajne, zdecydowaliśmy się użyć zdjęć z Z8 z ekspozycją o 2/3 EV mniejszą (odpowiednio przymykając przysłonę).

100 ISO
	0 EV	+4 EV
A7R VI
Z8
1600 ISO
A7R IV
Z8

Dla ISO 100 poziom szumu na rozjaśnionych obrazach jest trochę niższy na zdjęciu z A7R VI. Widać to w najciemniejszych partiach, choć w obu przypadkach mamy wyraźnie widoczną niebieską dominantę. Dla nastawy ISO 1600 zakłócenia w zasadzie zdominowały obraz i w Z8, i w A7R VI, co nawet nieco mocniej rzuca się w oczy na wycinku z Sony.

Przyciemnianie jasnych partii obrazu wygląda porównywalnie w obu aparatach. Trudno mówić o odzyskaniu jakichkolwiek szczegółów z przepalonych obszarów.

100 ISO
	0 EV	−4 EV
A7R VI
Z8
1600 ISO
A7R VI
Z8