Naročite se na enovice

http://www.e-fotografija.si/tecaji-delavnice-predavanja,1228.html
 http://www.cyberstudio.si/
http://www.facebook.com/pages/e-Fotografija/201306676587

Medsebojna primerjava resolucije oziroma ločljivosti fotografske opreme različnih generacij

02.06.2017 18:20

Črnogorski pregovor pravi, da v roki pravega junaka vsaka puška ubija. Če pregovor posplošimo na delovna sredstva, bi to pomenilo, da je kakovost izdelka odvisna le od tistega, ki z opremo rokuje. To po mnenju mnogih velja tudi za področje fotografije. Namreč, vse je odvisno od fotografa. V ta namen je bilo izdanih na mnogo priročnikov v tiskani ali elektronski obliki. Pa vendar! Ko na svojih fotografijah pričnemo opažati, da obrvi naših portretirancev na posnetkih niso tako ostro izrisane, kot so na primer na naslovnicah znanih revij, ko detajli na krajinskih posnetkih niso ostro začrtani, tako kot so v publikacijah, kjer objavljajo svoje prispevke profesionalci, tedaj je čas, da pričnemo razmišljati o svoji fotografski opremi, zlasti o njenih lastnostih, oziroma karakteristikah kot sta njena ostrina z ločljivostjo ter resolucija s kontrastom in šumom. Poleg omenjenega so prav tako pomembne lastnosti tudi dinamično območje, popačenje, vinjetiranje, kromatska aberacija, izguba v kvaliteti slike zaradi artefaktov, občutljivost, »flare« ali reflekcije pri prehodu svetlobe skozi objektiv ter barvni »moire«. S pojmom fotografska oprema je tu mišljen sistem, ki ga sestavljata fotokamera s svojimi tehničnimi specifikacijami kot tudi objektiv, ki je pritrjen na kamero.

Kaj sploh je ločljivost sistema? Ločljivost sistema je zmožnost ločevanja med podrobnostmi, v našem primeru med pari različno debelih belih in črnih črt (slika 2 spodaj). Ločljivost sistema določimo tako, da opazujemo, kdaj se pari črt zlijejo v homogeno površino. Hkrati lahko rečemo, da sta kontrast in ločljivost povezani lastnosti. Pri kontrastu opazujemo motnost robov opazovanih parov belih in črnih črt, ki se z upadanjem kontrasta zlivajo v homogeno površino. Kontrasten objektiv riše pare linij z ostrimi in izrazitimi robovi. Če opazujemo sliko 2, vidimo, da je ločljivost subjektivna vrednota, saj nekdo vidi, da se črte zlijejo v sivino prej kot drugemu. Zato lastnosti sistema prikazujemo v izmerjenih MTF (Modulation Transfer Function) diagramih, ki sicer ne prikažejo vseh v začetku opisanih lastnosti sistema, nam pa dajejo dobro informacijo o ločljivosti in kontrastu objektiva, astigmatizmu in tudi o »bokehu«.

 

Namen prispevka

Namen tega članka je izvesti primerjavo dveh fotokamer, različnih generacij v enakih pogojih z istim objektivom pri enaki goriščni razdalji in zaslonki. Med sabo smo primerjali kameri Pentax K5II, ki je bila predstavljena trgu septembra 2012 in Pentax K3II, ki je bila predstavljena aprila 2015. Primerjavo obeh fotokamer lahko najdete na spletni strani... (več)    

Med sabo smo primerjali le ločljivost obeh kamer. Zgolj spotoma smo opazovali tudi razliko v šumu. Testiranje nam je omogočila trgovina Foto Beseničar d.o.o., ki nam je odstopila prostor in posodila del fotografske opreme, za kar se jim na tem mestu iskreno zahvaljujemo. Še enkrat naj poudarim, da naš namen niso bile absolutne meritve opreme, vendar le primerjava med obema aparatoma v enakih pogojih.

Zakaj smo se osredotočili le na ločljivost in delno tudi na šum sistema? Hoteli smo ugotoviti, kaj v praksi pomenijo komercialni podatki pri fotokamerah, ki sta bili predstavljeni na trgu v časovnem obdobju 3,5 let.

 

Opis meritve

Pri testiranju smo uporabili dve testni sliki, ki ju prikazujeta sliki 1 in slika 2.

Slika 1:      Testna slika na osnovi katere smo ocenjevali razliko sistema v šumu. Karta je primerna za kalibriranje zaslonov, primerjava datoteke emd zaslonom in tiskom... (na voljo je na e-Fotografija.si)

Slika 2:      Testna slika na osnovi katere smo ocenjevali razliko v ločljivosti sistema.

 

Osnovne karakteristike objektiva, merodajne pri meritvi

Iz spodnjih slik vidimo, pri katerih vrednosti objektiv na kameri Pentak K5II najlepše riše. Slika 3 prikazuje MTF graf v dveh izvedbah, naveden v dveh različnih virih. Sliki 4 in 5 pa primerjavo istega objektiva na dveh kamerah. Vidimo, da karakteristike sistema, kljub istemu objektivu niso povsem enake in so odvisne od kamere na katerero je pritrjen objektiv.


Slika 3:      MTF graf objektiva Pentax DA* 16-50mm f/2.8ED AL [IF] S.

Slika 4:      DXO vrednosti objektiva Pentax DA* 16-50mm f/2.8ED AL [IF] - Pentax K5II.

Slika 5:      DXO vrednosti objektiva Pentax DA* 16-50mm f/2.8ED AL [IF] - Pentax K3.

Iz slike 4 in slike 5 vidimo, da se isti objektiv odziva drugače na eni kot na drugi kameri. Vrednost »Perceptual MPix« je pri istem objektivu pri Pentax K3 boljši za 40 %. Objektiv riše na Pentax K3 najlepše pri zaslonski vrednosti: f = 2,8 in goriščnici F = 16 mm, medtem ko Pentax K5II najlepše riše pri vrednostih f = 5,6 in goriščnici F = 35 mm. DXO podaja vrednosti le za Pentax K3, mi smo sicer izvajali meritve s Pentax K3II. DXO graf navajamo, ob predpostavki, da na tem področju ni bistvene razlike med Pentax K3 in Pentax K3II.

 

Osnovne karakteristike fotoaparatov, merodajne pri meritvi

V spodnjih tabelah so prikazane bistvene razlike med kamerama, ki so pomembne pri meritvi. Vidimo, da ima novejša kamera za 52 % boljšo resolucijo, kar bi pomenilo, da je 1,5 krat boljši. Vendar je verodostojnejši podatek ločljivost aparata, ki je pri novei kameri boljša le za 24 %. Obenem ima starejši Pentax K5II za 45 % večjo površino foto detektorja. To pomeni, da nanj pade tudi več fotonov in naj bi bil zato boljši pri meritvah šuma.

Na spodnji sliki je primerjava med kamerama glede občutljivosti. Iz grafa vidimo, da sta kameri med sabo glede občutljivosti zelo podobni (točke meritev se prekrivajo), vendar je namerjena vrednost občutljivosti v povprečju od 10 % do 15 % slabša od proizvajalčevih podatkov.

Slika 6:      DXO grafikon primerjave občutljivosti med kamerama.

Na spodnji sliki je primerjava med kamerama glede na razmerje signal/šum (S/N). Iz grafa vidimo, da ima novejši (Pentax K3II) približno 2 dB boljše razmerje S/N.

Slika 7:      DXO grafikon primerjave razmerja S/N.

Slika 8:      DXO grafikon primerjave dinamičnega območja.

Slika 9:      DXO grafikon primerjave zaloge tonskih vrednosti.

Slika 10:      DXO grafikon primerjave barvne občutljivosti.

Iz zgornjih slik vidimo, da bi bil morda Pentax K3II boljši kot dve generaciji starejši brat Pentax K5II. Poglejmo, kaj pravijo meritve.

 

Potek meritve in njeni rezultati

Testiranje je potekalo v trgovini pod neonsko osvetlitvijo. Osvetlitve prostora nismo merili. Na obeh kamerah smo imeli pritrjen isti objektiv, in sicer Pentax DA* 16-50mm f/2.8ED AL [IF] SDM. Testiranje smo izvajali pri goriščnici 35 mm in zaslonki 6,3. Z bolj odprto zaslonko se povečuje kromatska aberacija, medtem ko se z bolj zaprto zaslonko povečuje neostrina zaradi uklona svetlobe (refrakcija). Globinska ostrina pri meritvi ni bila vprašljiva, saj smo opazovali ploskev. Ostrino smo nastavljali ročno v »live view« načinu, s tem smo se izognili problemu tako imenovanega »back and front focusa«.

Razdalja, pri kateri smo merili ločljivost, in sicer med testno sliko na sliki  1 in sliki 2 ter kamero, je pomembna. Avtor: testne slike Norman Koren, je na svoji spletni strani izpeljal enačbo, na osnovi katere se določi testna razdalja, ki je odvisna od goriščnice in velikosti testne slike. Mi smo upoštevali to enačbo in izvajali testiranje na razdalji  1,8 m.

 

V nadaljevanju so prikazane testne slike, ločeno za primer ločljivosti sistema in šuma v sliki.

Slika 11:      Primerjava ločljivosti pri ISO 100.

Slika 12:      Primerjava ločljivosti pri ISO 200.

Slika 13:      Primerjava ločljivosti pri ISO 400.

Slika 14:      Primerjava ločljivosti pri ISO 800.

Slika 15:      Primerjava ločljivosti pri ISO 1600.

Slika 16:      Primerjava ločljivosti pri ISO 3200.

Slika 17:      Primerjava ločljivosti pri ISO 6400.

Slika 18:      Primerjava ločljivosti pri ISO 12800.

Slika 19:      Primerjava detajlov v realni sliki pri ISO 100.

Slika 20:  Primerjava detajlov v realni sliki pri ISO 12800.

 

Sklep

Na osnovi izmerjene primerjave med kamerama lahko rečemo, da vsekakor Pentax K3II ni boljša od Pentax K5II za 50 %, ker ima za 50 % več »megapikslov«. Je pa boljša za dobrih 20 %. Če pogledamo sliko 11, vidimo, da se pri Pentax K3II pari linij zlijejo v homogeni odtenek sive barve nekje pri 90 – 100 pl/mm, medtem ko se pri Pentax K5II to zgodi pri 70 – 80 pl/mm. Ocena je seveda subjektivna. Zakaj se nam to ne dogaja pri 129 pl/mm oziroma 104 pl/mm, kot je to razvidno iz tabele, kjer je narejena primerjava. Že v začetku sem uporabil izraz fotografski sistem, torej kombinacijo objektiva in kamere. Na ločljivost sistema vplivata oba, tako kamera kot tudi objektiv. To sklepamo tudi iz slike 4 in slike 5, kjer so prikazane vrednosti objektiva Pentax DA* 16-50mm f/2.8ED AL [IF], ki jih je nameril DXO (vrednost »Perceptual Mpix«) na dveh različnih kamerah. Nekaj ločljivosti se izgubi v objektivu. Glede na sliki 4 in 5 se pri Pentax K3II izgubi v objektivu 14 Mpix, medtem ko se pri Pentax K5II izgubi v objektivu 9 Mpix. Objektiv pač ni najboljši, kar lahko razberemo tudi iz MTF diagrama na sliki 3.

Če primerjamo med sabo slike 7, 8, 9, 10, 18, 19 in 20 vidimo, da je Pentax K3II nekoliko boljši glede šuma (cca. 2 dB). Iz slike 20 bi lahko ocenili (»na oko«), da je morda boljši za eno zaslonko, kar bi pomenilo, da je boljši za 3 dB.

Iz slik, kjer med kamerama opazujemo ločljivost, opazimo, da ima Pentax K5II slab »antialiasing« filter. Pentax K3II ga sploh nima, ima pa simulacijo tega filtra, katere nismo uporabljali. Pri podrobni obravnavi v programu za obdelavo fotografij opažamo na slikah obeh kamer neke barvne artefakte, čeprav je testna slika črnobela (slika 2). Na slikah opažamo barvni »moire«. Le ta pri Pentax K5II zaradi omenjenega filtra ne bi smel biti prisoten.

Šum kamere oziroma CMOS slikovnega elementa upada premosorazmerno s kvadratnim korenom števila fotonov, ki dosežejo fotodetektor. Iz tabele, kjer primerjamo površino fotodetektorja opazimo, da ima starejša kamera za 45 % večjo površino fotodetektorja, in bi moral biti zato boljši glede šuma, je pa seveda obratno. Zakaj matematika tu ne drži. Razlaga problema je v novejši tehnologiji izdelave CMOS slikovnih elementov in programski podpori.

Opazovali smo le majhen del lastnosti obeh kamer. Poleg vsega navedenega ima Pentax K3II še nekaj drugih prednosti, ki močno nagnejo tehtnico na stran novejšega Pentax K3II. Naj omenim le nekaj lastnosti kot so hitrejši procesor, boljšo stabilizacijo slike, hitrejši avtofokus, hitrejši zaklop, boljše snemanje video filma, dvojna reža za pomnilne kartice, vgrajen GPS sprejemnik. Podrobnejše karakteristike lahko najdete na v začetku članka omenjeni spletni strani ali pa na http://us.ricoh-imaging.com/ .

Tekst: Franc Vrtačnik

 

Komentarji

 
  • Deli z drugimi:
  • www.facebook.com