Test methode: Hoe we dynamisch bereik meten

Door

29 juli 2012

Het dynamisch bereik van een camera is één van de belangrijkste eigenschappen van de camera. Het dynamisch bereik beschrijft de verhouding van de maximale en minimale lichtintensiteit: wit en zwart. Zodra een onderwerp een groter dynamisch bereik heeft dan je camera, worden de hooglichten uitgebleekt wit en de schaduwpartijen gestoken zwart. Een camera met een groot dynamisch bereik is in staat om tegelijkertijd alle detaillering in de schaduw en in de hooglichten nauwkeurig te registreren.

Dynamisch bereik meten
We meten het dynamisch bereik door een doorzichtige grijstrap te fotograferen die bestaat uit 28 grijsvlakken met een totaal dynamisch bereik van 14 stops, cq een D_max van 4.2. Deze grijstrap wordt van achteren belicht met een daglicht lamp. De grijstrap wordt in 1 opname zodanig belicht dat het lichtste vlak nèt is overbelicht en het donkerste vlak is onderbelicht. Bij de meeste camera’s vindt er dus clipping plaats van zowel de hooglichten als de schaduwpartijen van de grijstrap. Imatest berekent uit deze opname verschillende vormen van dynamisch bereik, gebaseerd op verschillende grenzen van de hoeveelheid ruis. Deze ruis-grenswaarden worden uitgedrukt in f-stops.
Totaal Dynamisch bereik
Het totale dynamische bereik wordt beperkt door het aantal bits (“de bit-diepte”) die de de sensor registreert en de ruis van de camera. In theorie zou een 14-bits sensor een dynamisch bereik van 14 f-stops kunnen bereiken. Maar in de praktijk wordt het totale dynamische bereik beperkt door ruis. Veel lezers geloven dat het totale dynamische bereik een belangrijke eigenschap is; hoe hoger, hoe beter! Maar het totale dynamische bereik heeft weinig te maken met fotografie, omdat een groot deel van het totale dynamische bereik onbruikbaar is voor een foto door de ruis die aanwezig is.	Klik op de afbeelding om de sterren in de lucht te bekijken.
Bruikbaar dynamisch bereik
Voor een fotograaf is het van belang, hoe veel detail je uit de schaduwpartijen naar voren kan halen, zonder dat de ruis de opname bederft. Tegelijkertijd wil je dat de details in de hooglichten bewaard blijven. Daarom besten we in onze testen meer aandacht aan het bruikbare dynamische bereik, We rapporteren het met Imatest gemeten dynamische bereik met een drempel van 0.1 f-stop als het bruikbare dynamische bereik.
JPG dynamisch bereik
We testen het dynamisch bereik van RAW bestanden zonder ruisonderdrukking toe te passen, terwijl we bij de jpg bestanden de standaard ruisonderdrukking van de camera gebruiken. Op deze manier geeft het dynamisch bereik van de RAW bestanden een indicatie van de sensor prestaties. Het bruikbare dynamische bereik van jpg bestanden is een goede indicatie van de effectiviteit van de ruisonderdrukking in de camera. In het algemeen geldt: hoe lager de ISO instelling, hoe hoger het dynamische bereik.
Sommige camera’s beschikken over extended ISO instelling, meestal aangeduid met Hi en Lo. De lage ISO instellingen produceren een lagere ruis, maar dit gaat soms gepaard met een lager dynamisch bereik bij de laagste extended ISO instelling. In zo’n geval wordt de opname 1 f-stop overbelicht, waardoor de hoeveelheid ruis relatief lager wordt. In het bovenstaande plaatje kan je zien dat het dynamisch bereik bij 50 ISO lager is dan bij 100 ISO.
RAW dynamisch bereik
Het bruikbare dynamische bereik van RAW bestanden zonder ruisonderdrukking is een goede indicator van de sensor performance. Het bruikbare dynamische bereik van RAW bestanden is vaak hoger voor camera’s met een volformaat sensor. Dat komt omdat een grote sensor vaak grotere pixels heeft. De jpg bestanden presteren, door in-camera ruisonderdrukking, bij alle ISO instellingen schijnbaar beter dan de RAW bestanden. Toch is dat niet zo. We testen RAW bestanden zonder ruisonderdrukking te gebruiken. Daardoor behoud je de hoogst mogelijke detaillering in de opnames, terwijl de ruis weliswaar meetbaar, maar niet zichtbaar is in een print. Als je zorgvuldig contrast, verscherping en ruisonderdrukking van RAW bestanden optimaliseert, is het mogelijk om voor RAW bestanden een bruikbaar dynamisch bereik te realiseren, dat beter of gelijk is aan dat van de jpg bestanden.

Dynamisch bereik van andere websites
Er zijn een paar websites die het dynamisch bereik van camera’s rapporteren, zoals Dpreview, DxO-mark, Imaging resource & Colorfoto. In het algemeen geldt dat er verschillende testprocedures, testmethodes en software worden gebruikt bij het meten van het dynamisch bereik. Hierdoor zijn de meetresultaten van verschillende websites niet rechtstreeks met elkaar te vergelijken. Camerastuffreview en Imaging Resource passen een soortgelijke testmethode toe en gebruiken allebei Imatest software voor het analyseren van het dynamische bereik van camera’s. Imaging Resource rapporteert het dynamisch bereik van 100 ISO jpg bestanden met standaard ruisonderdrukking. Die resultaten zijn vergelijkbaar met de resultaten die Camerastuffreview behaalt bij het analyseren van het dynamisch bereik van jpg bestanden. We rapporteren echter het gemiddelde dynamische bereik van jpg bestanden over het bereik van 100 – 6400 ISO. Het dynamische bereik van RAW bestande dat Camerastuffreview en Imaging Resource rapporteren zijn minder vergelijkbaar, omdat Imaging Resource ruisonderdrukking toepast op de RAW bestanden en Camerastuffreview niet. Het dynamisch bereik van RAW bestanden van Camerstuffreview is daardoor lager.