InfoDR(基于信息的动态范围)第三部分:结果

Imatest InfoDR (基于信息的动态范围)是指Imatest模块和一套测试图表,旨在测量C4在各种光照条件下的信息容量。
尤其适用于光线较暗的环境。

这篇名为“InfoDR 结果”的帖子展示了多款摄像机的C4汇总结果。

相关页面

使用 InfoDR,第 1 部分——介绍 InfoDR 图表以及如何拍摄它们。

使用 InfoDR(第二部分) ——介绍如何在 Imatest Rescharts 和 Color/Tone 中分析 InfoDR 图表。

InfoDR 第 3 部分 — 结果— 显示了多台摄像机的 C4 汇总结果。

图像信息指标—— 信息容量及相关指标的介绍和概述,并附链接。

使用 Rescharts —Rescharts 简介 — Rescharts是一个用于分辨率相关图表的交互式界面,所有这些图表也可以在固定批处理版本中运行。

本文展示了我们测试的各种相机的 InfoDR 测试结果。所有测试中,RAW 文件均使用LibRaw转换为 48 位 Adobe RGB 色彩空间文件,并尽可能减少后期处理——未进行锐化或降噪。最大曝光量略低于饱和度(log 10单位约为 -0.05 至 -0.1,即DN/ DNmax )。测试结果对曝光的敏感度较低(但并不高)。饱和或接近饱和的区域已从计算中排除。我们尽可能使用高品质镜头,并采用最佳光圈(F 值):f/5.6 或 f/8。

许多相机都相当老旧,没有计算成像或人工智能技术,因此不会扭曲结果。

我们使用的是第一版双层LVT胶片InfoDR测试图。最终版本在下方(log(像素值) vs. log(曝光量))图中的“锯齿状”图案可能略有减少,这可能是由较亮区域的杂散光造成的。

汇总表

缩写:FF = 全画幅(24×36mm 传感器)。

不同相机拍摄结果汇总
相机像素大小
微米
全部的
百万像素
光圈值,
快门速度
动态范围(分贝)
高,低
C 4 Δ 
b/p,MB 总计
描述
松下 Lumix LX7 2.14 10.1 5.6,1/50 21.3,39.7 2.74,27.6配备徕卡品牌变焦镜头的紧凑型相机
Lumix G3 3.77 16 8,1/40 20.3,35.1 2.45,39.1微型4/3无反可换镜头相机
索尼 A6000 3.90 24 8,1/20 35.8,47.4 5.16,125APS-C画幅无反可换镜头相机
松下 Lumix FZ1000 2.41 20 8,1/30 19,38.8 2.38,47.81英寸传感器,配备超长变焦镜头
索尼 A7Rii 4.51 42 8,1/20 38.1,49.8 5.78,245无反相机,全画幅背照式传感器
索尼 A1 4.16 50 8,1/20 37.9,53.1 5.6,281FF堆叠式传感器[A]
索尼 A9 5.93 24 8,1/20 40.4,53.9 6.19,150FF堆叠式传感器[A]
宾得 K-1 4.88 36 8,1/30 38.6,51.2 5.7,207FF [B]
宾得 645Z 5.30 51 8,1/25 42.5,57.2 6.58,337中画幅[B]
徕卡 M9M 6.92 18 ?,1/60 28.8,44.5 3.87,70全画幅黑白旁轴相机。是否存在对焦不准或镜头错位的情况? [B]
Pixel 8 Pro 12.5 MP (2.4) 12.5 1.7,1/114 42.7,79.1 6.89,86.3同一台手机,不同的设置。4 个(2×2)像素平均后得到 12.5 MP。
Pixel 8 Pro 5000万像素1.2 50 1.7,1/88 39.8,46.2 4.95,248
iPhone 15 Pro Max 1.22 48.8 1.8,1/122 53.5,73.9 5.4,263整体表现令人印象深刻。

尽管结果很有趣,但我们并没有发现任何重大意外(尽管在拍照手机方面有一些小小的惊喜)。高品质(昂贵)的相机似乎确实不负众望。

感谢Bruce Henderson [A]和Shel Gottlieb [B]带来相机进行测试。

详细结果

每张图片的顶行文件名包含相机型号名称、焦距、光圈(f 值)、ISO 感光度和曝光时间,其中“/”被“-”替换(例如,1/30 秒为“s1-30”)。

为了比较结果,请注意不同图表的 x 轴和 y 轴刻度不同,也就是说,您需要查看(自动)刻度或C4Δ = ∑C4ΔD ,这是一个结合了C4和动态范围的初步启发式汇总指标。C4Δ是下图中C4曲线下的面积。对于双层胶片图表, ΔD = 0.2 表示数据点之间的密度增量,与Log10 (曝光H )的增量相同。

完整测试结果
松下 Lumix LX7 徕卡变焦镜头,不可更换松下 Lumix G3
索尼 A6000 佳能 60mm f/2.8 微距镜头,具备全手动控制功能,可设置放大倍率。我们用它来测试测试图表。杂散光极低。松下 Lumix FZ1000

徕卡品牌超长变焦镜头。1英寸传感器。不可更换。等效焦距25-400mm。

索尼 A7Rii 三款索尼全画幅相机(A7Rii、A1 和 A9)均使用同一镜头:优秀的索尼 90mm f/2.8 微距镜头,光圈为 f/8。杂散光低。索尼 A1感谢Bruce Henderson
索尼A9感谢布鲁斯·亨德森感谢Shel Gottlieb提供Pentax K-1
感谢Shel Gottlieb提供Pentax 645Z 徕卡 M9M感谢Shel Gottlieb C4凸起的原因不明。似乎是对焦不准,也可能是镜头未对准。这支镜头是徕卡35mm f/2.8 Summaron,生产于1958年至1974年。
Pixel 8 Pro 1200万像素 Pixel 8 Pro 5000万像素
Pixel 8 Pro(5000万像素)的MTF 50随光照强度的变化曲线

谷歌 Pixel 8 Pro(手机)的摄像头与以往所有摄像头都不同。虽然它具有“RAW”模式,但它大量运用了计算成像技术,因此每次曝光都由多次短曝光组成,然后进行对齐和平均以提高信噪比。默认的 1250 万像素设置(左图)是通过对 4 个像素(2×2)一组进行平均得到的。右图显示的是 5000 万像素的全分辨率结果。C4Δ值非常高,但这并不实际,因为MTF50值在远离中心的位置会急剧下降。(这是一个实验性指标,可能会有所变化。)

(上图) C4曲线上的凸起可能是由反射、图像合成方式(HDR图像会出现这种情况)或MTF从中心快速衰减造成的。MTF的周期性变化(5000万像素版本在右侧)是一个线索。但仔细观察(右下图)可以明显看出,其原因是MTF从边缘快速衰减。


在这种情况下,假设图表有效区域始终位于图像中心部分时,MTF 值会保持一致的假设并不成立。MTF 值从峰值迅速下降。

Pixel 8 Pro 的最小 log( DN/DN max ) 值约为 -1.2,高于其他机型,这可能是由于杂散光(眩光)造成的,在过曝图像上“非常”明显可见。

iPhone 15 4880万像素

iPhone 15 的性能非常出色,在宽动态范围内具有很高的C4值, C4Δ = 5.4 位/像素。

它的 MTF 衰减似乎比 Pixel 8P 少,但是——这是我们在其他原始文件中没有看到的——“原始”文件显示出明显的降噪迹象,表现为空间相关噪声响应的峰值。

它的杂散光比 Pixel 8 Pro 少。

它显然运用了大量的计算机成像技术,很可能是结合了多次曝光。

整体表现令人印象深刻。