InfoDR(基於資訊的動態範圍)第三部分:結果

Imatest InfoDR (基於資訊的動態範圍)是指Imatest模組和一套測試圖表,旨在測量C4在各種光照條件下的資訊容量。
尤其適用於光線較暗的環境。

這篇名為「InfoDR 結果」的文章展示了多款攝影機的C4總結結果。

相關頁面

使用 InfoDR,第 1 部分——介紹 InfoDR 圖表以及如何拍攝它們。

使用 InfoDR(第二部分) ——介紹如何在 Imatest Rescharts 和 Color/Tone 中分析 InfoDR 圖表。

InfoDR 第 3 部分 — 結果— 顯示了多台攝影機的 C4 總結結果。

圖像資訊指標- 資訊容量及相關指標的介紹和概述,並附有連結。

使用 Rescharts —Rescharts 簡介 — Rescharts是一個用於解析度相關圖表的互動式介面,所有這些圖表也可以在固定批次版本中運作。

本文展示了我們測試的各種相機的 InfoDR 測試結果。在所有測試中,RAW 檔案均使用LibRaw轉換為 48 位元 Adobe RGB 色彩空間文件,並儘可能減少後期處理——未進行銳利化或降噪。最大曝光量略低於飽和度(log 10單位約為 -0.05 至 -0.1,即DN/ DNmax )。測試結果對曝光的敏感度較低(但不高)。飽和或接近飽和的區域已從計算中排除。我們盡可能使用高品質鏡頭,並採用最佳光圈(F 值):f/5.6 或 f/8。

許多相機都相當老舊,沒有計算成像或人工智慧技術,因此不會扭曲結果。

我們使用的是第一版雙層LVT膠片InfoDR測試圖。最終版本在下方(log(像素值) vs. log(曝光量))圖中的「鋸齒狀」圖案可能略有減少,這可能是由較亮區域的雜散光造成的。

總計表

縮寫:FF = 全片幅(24×36mm 感光元件)。

不同相機拍攝結果總合
相機像素大小
微米
全部的
百萬畫素
光圈值,
快門速度
動態範圍(分貝)
高,低
C 4 Δ 
b/p,MB 總計
描述
松下 Lumix LX7 2.14 10.1 5.6,1/50 21.3,39.7 2.74,27.6配備徠卡品牌變焦鏡頭的輕便相機
Lumix G3 3.77 16 8,1/40 20.3,35.1 2.45,39.1微型4/3無反可換鏡頭相機
索尼 A6000 3.90 24 8,1/20 35.8,47.4 5.16,125APS-C片幅無反光可換鏡頭相機
松下 Lumix FZ1000 2.41 20 8,1/30 19,38.8 2.38,47.81吋感光元件,配備超長變焦鏡頭
索尼 A7Rii 4.51 42 8,1/20 38.1,49.8 5.78,245無反光鏡相機,全片幅背照式感光元件
索尼 A1 4.16 50 8,1/20 37.9,53.1 5.6,281FF堆疊式感測器[A]
索尼 A9 5.93 24 8,1/20 40.4,53.9 6.19,150FF堆疊式感測器[A]
賓得 K-1 4.88 36 8,1/30 38.6,51.2 5.7,207FF [B]
賓得 645Z 5.30 51 8,1/25 42.5,57.2 6.58,337中片幅[B]
徠卡 M9M 6.92 18 ? ,1/60 28.8,44.5 3.87,70全片幅黑白旁軸相機。是否有對焦不準或鏡頭錯置的情況? [B]
Pixel 8 Pro 12.5 MP (2.4) 12.5 1.7,1/114 42.7,79.1 6.89,86.3同一台手機,不同的設定。 4 個(2×2)像素平均後得到 12.5 MP。
Pixel 8 Pro 5000萬像素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整體表現令人印象深刻。

儘管結果很有趣,但我們並沒有發現任何重大意外(儘管在拍照手機方面有一些小小的驚喜)。高品質(昂貴)的相機似乎確實不負眾望。

感謝Bruce Henderson [A]和Shel Gottlieb [B]帶來相機進行測試。

詳細結果

每張圖片的頂行檔案名稱包含相機型號名稱、焦距、光圈(f 值)、ISO 感光度和曝光時間,其中「/」被「-」取代(例如,1/30 秒為「s1-30」)。

為了比較結果,請注意不同圖表的 x 軸和 y 軸刻度不同,也就是說,您需要查看(自動)刻度或C4Δ = ∑C4ΔD ,這是一個結合了C4和動態範圍的初步啟發式總和指標。 C4Δ是下圖C4曲線下的面積。對於雙層膠片圖表, ΔD = 0.2 表示資料點之間的密度增量,與Log10 (曝光H )的增量相同。

完整測試結果
松下 Lumix LX7 徠卡變焦鏡頭,不可更換松下 Lumix G3
索尼 A6000 佳能 60mm f/2.8 微距鏡頭,具備全手動控制功能,可設定放大倍率。我們用它來測試測試圖表。雜散光極低。松下 Lumix FZ1000

徠卡品牌超長變焦鏡頭。 1吋感光元件。不可更換。等效焦距25-400mm。

索尼 A7Rii 三款索尼全片幅相機(A7Rii、A1 和 A9)皆使用相同鏡頭:優秀的Sony 90mm f/2.8 微距鏡頭,光圈為 f/8。雜散光低。索尼 A1感謝Bruce Henderson
索尼A9感謝布魯斯·亨德森感謝Shel Gottlieb提供Pentax K-1
感謝Shel Gottlieb提供Pentax 645Z 徠卡 M9M感謝Shel Gottlieb C4凸起的原因不明。似乎是對焦不準,也可能是鏡頭未對準。這支鏡頭是徠卡35mm f/2.8 Summaron,生產於1958年至1974年。
Pixel 8 Pro 1200萬像素 Pixel 8 Pro 5000萬像素
Pixel 8 Pro(5000萬像素)的MTF 50隨光照強度的變化曲線

Google Pixel 8 Pro(手機)的相機與以往所有相機都不同。雖然它具有“RAW”模式,但它大量運用了計算成像技術,因此每次曝光都由多次短曝光組成,然後進行對齊和平均以提高信噪比。預設的 1,250 萬像素設定(左圖)是透過對 4 個像素(2×2)一組進行平均得到的。右圖顯示的是 5 千萬像素的全解析度結果。 C4Δ值非常高,但這並不實際,因為MTF50值在遠離中心區域時會急劇下降。 (這是一個實驗性指標,可能會有所變化。)

(上圖) C4曲線上的凸起可能是由反射、影像合成方式(HDR影像會出現這種情況)或MTF從中心快速衰減造成的。 MTF的周期性變化(5000萬像素版本在右側)是一個線索。但仔細觀察(右下圖)可以明顯看出,原因是MTF從邊緣快速衰減。


在這種情況下,假設圖表有效區域始終位於影像中心部分時,MTF 值會保持一致的假設並不成立。 MTF 值從峰值迅速下降。

Pixel 8 Pro 的最小 log( DN/DN max ) 值約為 -1.2,高於其他機型,這可能是由於雜散光(眩光)造成的,在過曝影像上「非常」明顯可見。

iPhone 15 4880萬像素

iPhone 15 的效能非常出色,在寬動態範圍內具有很高的C4值, C4Δ = 5.4 位元/像素。

它的 MTF 衰減似乎比 Pixel 8P 少,但是——這是我們在其他原始文件中沒有看到的——“原始”文件顯示出明顯的降噪跡象,表現為空間相關噪聲響應的峰值。

它的雜散光比 Pixel 8 Pro 少。

它顯然運用了大量的電腦成像技術,很可能是結合了多次曝光。

整體表現令人印象深刻。