ВСТУПЛЕНИЕ

Скажу сразу, разрешение и уровень шума практически не имеют отношения к реальному качеству изображения, если, конечно, вы не будете рассматривать фотографию в метр шириной с расстояния десяти сантиметров. Настоящий тест имеет своим объектом рассматривание мельчайших деталей, не сосредотачиваясь на более важных цвете и общем виде фотографий.

В строю высококонкурентных товаров всегда следует ожидать сходных результатов с точки зрения качества получаемого изображения - так оказалось и в моём случае. Однако более ощутимые различия начинаются с момента, когда всматриваешься в механизм работы с изображением и в то, насколько легко с помощью фотоаппарата получить качественное изображение в условиях реальной жизни.

Если вступление кажется вам знакомым, можете смело перепрыгивать к примерам - Тесты уровня шума в бытовых условиях (Natural Image Noise Tests) и  Тесты уровня шума по тестовой таблице (Resolution Target Noise Tests) , либо же к содержанию.

На тесты у меня ушла неделя, т.к. мне интересно было подтвердить или опровергнуть существующие глупые стереотипы.

В итоге оказалось, что реальной разницы между фотоаппаратами разных производителей, но одного класса, разницы и нет. Canon 20D и 30D показали такие же результаты, как Nikon D80 или D200.

Хотите подтверждения, что эти стереотипы просто тупизм? Наведите мышь на фото ниже, и увидите разницу между ISO 3,200 и ISO 100 на кадрах, снятых D80.

Контрольное изображение, тестовые таблицы разрешения видны над плитой. Наведите мышь, чтобы сравнить ISO 3,200 с ISO 100.

Ну что, видите разницу? Если думаете, что код кривой, посмотрите на секундную стрелку на часах и подписи внизу фотографий. Лично я увидел мало шума на ISO 3,200. С остальными цифрозеркалками то же самое. Здесь я привожу всю фотографию - в остальных случаях будут приведены только небольшие фрагменты тестовых таблиц в середине изображения.

Ну а раз так легко сравнивать микроскопические детали, многие начинающие фотографы тратят слишком много времени на тесты, озабоченные разрешением и шумом. Волноваться не надо - большая часть тестов, приведенных ниже, не имеет смысла при печати на бумаге. При большом размере кадра (увеличении) на экране видно гораздо больше, чем в напечатанном кадре, т.к. экран отображает изображение, как оно есть, без потери четкости, чем грешат системы фотопечати. А ваш LCD монитор, возможно, обладает 100% MTF (MTF - пропускная способность объектива, которая стремится к идеалу - 100%), а машина фотопечати - нет.

Если взять любой из кропов ниже и добавить полную картинку при том же увеличении, в ширину при печати они составят более 1 метра в ширину!

Перейти к Тестам уровня шума в бытовых условиях (Natural Image Noise Tests) и  Тестам уровня шума по тестовой таблице (Resolution Target Noise Tests).

ТЕСТ

Для теста я одолжил Canon 30D и 20D и взял свои Nikon D80, D200 и D70. Т.к. на странице появилась дырка для шестого фотоаппарата, я заодно вставил еще и мой Canon Digital IXUS 700, чтобы еще показать и огромную разницу между компактными фотоаппаратами и зеркалками.

Источник света

Все начиналось как тестирование работы фотоаппаратов при слабом освещении и на больших значениях чувствительности. Тестовые таблицы были освещены слабой оранжевой лампой, которая требовала еще и сильной подкрутки ББ для компенсации цветовой температуры. При такой настройке начинает сильно выпирать синий канал, который обычно считается самым шумным. К счастью, никаких проблем в синем канале я не отметил. Предустановленная цветовая температура составила 2,300 K (градусов по шкале Кельвина), что ниже нижнего порога шкалы настройки цветовой температуры, и гораздо ниже предустановленной температуры 3,200 K для съёмки в помещении.

Снижение шума

Современные (выпуска после 2004 года) цифровые фотоаппараты подавляют цифровой шум на высокой чувствительности с помощью бортового ПО фотоаппарата, которое может отличаться на порядок у различных производителей. Эту функцию называют Системой снижения шума (NR). Обычные системы снижения шума снижают четкость изображения (размывают) для скрытия шума. Более продвинутые при этом оставляют основные черты объекта и мелкие детали для сохранения четкости. К сожалению, они так же удаляют текстуру и самые мелкие детали изображения в целях сглаживания шума, хотя и оставляют самые крупные детали. Проблема в том, что шум является неотъемлемой частью изображения, и система должна быть очень умной, чтобы уметь определять, что есть шум, а что нет. Нажать чуть посильнее - и фотография станет выглядеть мультяшкой.

Учитывая то, что современные системы работают над изображением отдельными участками, а не целиком, цифровой шум нельзя оценивать по всей площади изображения, как в случае с пленкой. В случае с цифровыми фотоаппаратами нужно смотреть на результирующую картинку - зерно на пленке распределено равномерно по всей площади, в то время как современные системы снижения шума применяют сове воздействие дифференцированно, в зависимости от количества деталей в каждой точке. Читайте подробнее в Мифах о системах снижения шума (Fallacies of Noise Measurement).

Создать фотоаппарат с системой шумопонижения, которая размывает изображение по всей поверхности кадра, может даже идиот, потому это не в счёт. Я ввел тест на  большой круговой таблице для определения того, не падает ли разрешение на больших ISO. Дело всегда в результате, т.е. оценке того, какие детали и текстуры остаются после того, как снижается шум.

Для теста я также добавил в кадр фотографию своей жены. Для определения потерь на высоких ISO это самый лучший тест.

Я снимал кадр на фоне гранитной стены, которая, по идее, должна остаться и на картинке. Посмотрим как справится встроенный шумодав фотоаппарата при поиске отличий между шумом и гранитом.

Установки системы снижения шума 

Мои D80 и D200 позволяют выбирать несколько уровней работы шумодава. У других таких настроек нет.

Я установил уровень NORMAL, чтобы закончить тесты хотя бы за неделю.

Можно было поставить слабже, чтобы было больше деталей  и шума, или сильнее, чтобы размыть и то, и другое.

У меня есть целая страница по настройкам шумодава для D200 .

Фокусное расстояние (можно не читать, если вам это не важно, по сути, так и есть)

На Никоны я ставил фикс 28mm f/2.8 AI-s  с ручным фокусом, так что проблем с зумом и фокусировкой не возникало.

Другие фотоаппараты настраивал под эту картинку. У 20D и 30D сенсор немногим меньше, потому данные зума указывали 27mm после подгонки.

Мой Canon IXUS 700 показывает данные о фокусном расстоянии в 8.6mm.

Соотношение исходника и результата (пропустите, если неважно)

Я снимал с расстояния 5.6m, т.е. получается увеличение 1:200 для цифрозеркалок и 650:1 для IXUS 700.

Внутреннее кольцо моей тестовой таблицы имеет разрешение 1 лин/мм, а внешнее - 0.2 лин/мм.

Для цифрозеркалок внешнее кольцо имеет разрешение 40 лин/мм на сенсоре (200 x 0.2). Заметьте, что 40 лин/мм - обычно самое высокое разрешение, которое приводится на кривых тестов пропускной способности (MTF). Следующее кольцо имеет разрешение 60 лин/мм, а третье 80 лин/мм. Для цифрозеркалок внутреннее кольцо имеет разрешение 200 лин/мм.

Кеноновские цифрозеркалки показывают разрешение 52 лин/мм на уровне сенсора, после чего начинают выдавать диагональные искажения (объяснение позже). По вертикали или горизонтали разрешение составляет 60 лин/мм.

Мои D80 и D200 попадают в 60 лин/мм по диагонали и около 70 лин/мм вертикально-горизонтаного.

У IXUS 700 сенсор гораздо меньше, поэтому необходимо большее разрешение самого сенсора, чтобы получить такой же кадр. Ввиду того, что объектив и матрица у него меньше, мы используем внешний круг разрешением 130 лин/мм (650 x 0.2) и опускаемся, пока не начинают появляться артефакты по диагонали. Вертикально-горизонтально я вижу 182 лин/мм. Теперь-то понимаете, почему у компактов самая большая установка диафрагмы f/8? Такое сумасшедшее разрешение им просто необходимо для получения изображений с помощью их миниатюрных сенсоров. Дифракция накладывает ограничения на разрешение, и даже на f/5.6 на некоторых цифрозеркалках я вижу её негативные эффекты.

Тесты - еще подробнее

Результаты теста не имеют смысла, если не публикуется методика и настройки тестируемых объектов. В научных работах они всегда публикуются вместе с результатами.

Подробнее о проведении теста можно прочитать в статье о Методике проведения теста. Как правило, на эти подробности большинству наплевать, но тем, кому данная мысль не даёт спать, смысл прочитать есть.

Далее: ТЕСТЫ В БЫТОВЫХ УСЛОВИЯХ (отдельная страница с примерами)

ТЕСТЫ РАЗРЕШЕНИЯ И УРОВНЯ ШУМА (отдельная страница с примерами)

Содержание

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТА

Объективы

На Никоны я ставил мой 28mm f/2.8 AI-s  с ручной фокусировкой, т.к. при использовании зума мне пришлось бы следить за тем, чтобы установки зума на объективах соответствовали друг другу, чего моя голова бы не выдержала.

На Кенонах я использовал зум 17-85mm IS. У него разрешение гораздо больше ограничений самих фотоаппаратов, как 20D, так и 30D.

На Canon IXUS 700 использовался встроенный.

Фокусировка

Фокусировка каждого фотоаппарата осуществлялась вручную, я сверялся по ЖК-дисплею.

При зуммировании мои D80 и D200 выдавали превосходную картинку по детализации картинки на 100% увеличении.

Я обнаружил одну странность у Canon 20D и 30D - при отображении и зуммировании фотографии на ЖК-дисплея оба фотоаппарата выдавали артефакты. Посмотрите на результаты тестов от Canon 20D и 30D на тестовой таблице, и увидите отличную картинку от той, что вы видите на компьютере при чуть меньшем разрешении.

У моего D70 увеличение изображения в фотоаппарате не дотягивает до 100%.

Мой IXUS 700 воспролизводил и увеличивал свои собственные фото без проблем, однако добавлял лишние артефакты к изображениям, сделанным 20D, 30D, равно как и D80, D200 и D70.

Диафрагма

Четкость моего 28mm f/2.8 AI-s настолько велика, что начиная с f/8 и даже местами с f/5.6 он показывал сильную дифракцию. Для оптимальных результатов я снимал на f/4. На 27мм Canon 17-85 IS не мог использовать диафрагму f/4, поэтому я снимал на f/5.6. Как видите, четкости у него более чем достаточно даже для избежания искажений, при разрешении большем, чем у матриц 20D и 30D.

Мой IXUS 700 снимал на f/3.2.

Экспозиция и ручной ББ

На всех фотоаппаратах использована одни и те же ручные настройки экспозиции. Баланс белого устанавливался вручную по серому листу. Мне повезло - все аппараты попали в оранжевый спектр шкалы Кельвина с идентичной температурой (нижние показатели шкалы).

Мой IXUS 700 не дал мне вручную установить экспозицию, поэтому я снимал в Авто. Однако ручная установка ББ была, поэтому её я настраивал так же, как с другими.

Размер изображения

Для сопоставления я увеличивал кадры, полученные с фотоаппаратов с меньшим разрешением матрицы, в Фотошопе до 3,872 пикселей по длинной стороне. Вроде как в процессе увеличения ничего не добавилось и не потерялось, и я смог сопоставить результаты при одном размере кадра - 1 м по диагонали. (Фотошоп с увеличением разрешения посредством байеровской интерполяции справился легко).

В случае с IXUS 700, как и с любым карманным фотоаппаратом, зум работает только установленными шагами - поэтому я на глаз растянул картинку до 3,250, чего оказалось достаточно для точного сходства.

Файлы

Все кропы сохранялись в Adobe ImageReady со сжатием 80%. Даже при 40% сжатии кадры выглядят почти идентичными оригиналу. На 51 - 65% лично я различий не замечаю, а на 80% их и нет. Поэтому вы смотрите на те же кадры, на которые смотрел и я - за медленную загрузку извините!

Настройки фотоаппаратов

D200: четкость (шарпинг) - 0, контраст - 0, цветовой профиль - III, насыщенность +. Large JPG NORM, оптимальное качество.

D80: четкость (шарпинг) - 0, контраст - 0, цветовой профиль - III, насыщенность +. Large JPG NORM.

D70: оптимизация изображения: Normal (попал - в результате насыщенность, которую я обычно выкручиваю, установилась на нормальном уровне, и фото стали более блеклыми), Large JPG NORM.

30D: четкость - 3, контраст - 0, насыщенность +4, тоновая коррекция - 0 (все по умолчанию, кроме насыщенности).

20D: контраст - 0, четкость - 0, насыщенность +2, тоновая коррекция - 0 (все по умолчанию, кроме насыщенности).

SD700: Vivid, Large JPG Super Fine.

ВЫВОД наверх

В целом, все цифрозекралки показали идентичные результаты, вне зависимости от бренда.

Есть какие-то несущественные отличия, их заметно, если очень долго вглядываться. Если вы убиваете время на их разглядывание, значит, вы не занимаетесь фотографией всерьёз.

Уровень шума в итоге оказался идентичным.

У всех зеркалок до ISO 1,600 результат хороший, при ISO 3,200 ухудшается.

Пользуйтесь любой чувствительностью вплоть до ISO 3,200, и будете получать четкие снимки: дополнительный шум несущественен при выигрыше в скорости. Пленке таких результатов не достичь никогда.

Однако между цифрозеркалками и компактами различия огромны.

Проводил я этот тест по причине того, что куча неопытных начинающих фотографов годами меня допрашивала о проблемах шумов и какой бренд лучше с этим справляется, Canon или Nikon (матрицы CMOS или CCD).

Вы, конечно, меня извините, но вы видите какие-то разительные отличия в ряду различных цифрозеркалок? Лично я вижу только чуть больше "лестниц" (алиасинг) в случае Canons при том же уровне шума. Лично у меня закрадывается подозрение, что люди, запускающие такие дурацкие слухи, базируются на информации, прочитанной в пресс-релизе производителя либо в статье, написанной по результатам оного, вместо того, чтобы провести собственные тесты и посмотреть. Лично у меня ушло два часа времени на то, чтобы сделать объект съёмки для этих тестов и еще два часа на саму съёмку (нужно ведь было отслеживать фокусировку и параметры экспозиции, равно как и настройки аппаратов, а потом еще неделю, чтобы "уложить" информацию на страницу вместе с аналитической информацией.

Как я говорил Мифах о системах измерения уровня шума (Fallacies of Noise Measurements), любые цифровые данные, которые можэно найти в сети, обычно не имеют смысла. Для оценки шума цифрового снимка нужно пользоваться только глазами.

Если подходить к процессу не так въедливо, как я, результаты искажаются, и вводятся дополнительные переменные, которые, возможно, в итоге и порождают глупые слухи о том, что у Canon или Nikon на больших ISO шумы ниже. Если у кого-то есть своё субъективное убеждение в чем-то (я не исключение), человек ищет подтверждение своему предположению - элементарная психология.

Все современные зеркалки обладают одним уровнем шума и одинаковым реальным разрешением, даже если прибавить или убавить невидимые 20%. Старый D70 на 6Мп, как и ожидалось, по разрешению немного уступает. Помимо реального разрешения, у Nikon D80 и D200 результат еще и ровнее (просто серый цвет в середине тестовой таблицы разрешения), у Canon немного заметен лестничный эффект. А так как при печати на бумаге детали фотографии теряются, результатом теста можно признать ничью - при этом, естественно, не учитывая результатов IXUS 700.

Если же вам захочется вдаваться в тонкости, то у обоих Canon'ов разрешение меньше, чем у Nikon D80 и D200. Еще меньше разрешение у Nikon D70 - худший результат из исследованных цифрозеркалок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Если вы сочтете, что статья помогла вам как книга, которую вы могли бы купить, или мастер-класс, который вы могли бы посетить, можете помочь мне небольшими  деньгами.

Спасибо за внимание,

Кен