Перелік, характеристика та умови зйомки тестових зображень

У даному розділі наводяться перелік і характеристика тестових зображень у вільному викладі, а також умови їх зйомки.

1. Тестове зображення № 1 ("Міру"). 2 знімки на камеру. Дозволяє оцінити дисторсію, хроматичні аберації, різкість, і в деякій мірі кривизну поля. В основному характеризує оптику. Мета зйомки - отримання двох знімків тестового зображення з мінімумом площинних перекосів при мінімальній та максимальній фокусних відстанях.

Міра являє собою серію чорних ліній різної товщини і різної відстані між ними, надрукованих на білому папері, з максимально можливим дозволом і контрастом (див. рис. 1).

Рис. 1. Міра

У процесі порівняння знімків виявляється ступінь різкості, дисторсії, хроматичної аберації і кривизни поля. В якості критеріїв для оцінки наведених характеристик використані наступні.

Різкість зображення тим вище, чим вище чіткість ліній Міри по всьому полю кадру. Дисторсія зображення тим вище, чим вище ступінь "подушкоподібних" спотворень в довгофокусному режимі і "бочкоподібних" - в ширококутному. Хроматичні аберації тим вище, чим інтенсивніше виявляє себе фарбування контрастних фрагментів зображення. Кривизна поля тим вище, чим нижче різкість зображення від центру до його країв;

2. Тестове зображення № 2 ("Сіра мішень"). 2 шт. Використовується для оцінки відносного цифрового шуму - як різниці зображень послідовно виконаних ідентичних знімків з однаковою експозицією. Характеризує матрицю, і алгоритми обробки інформації. Мета зйомки - отримання двох ідентичних знімків "Сірої мішені" з однаковою експозицією.

Сіра мішень являє собою пофарбований у сірий колір фрагмент оргалита прямокутної форми розміром 21х32 см. Лицьова сторона тесту має шорстку структуру, що нагадує полотно (див. рис. 2). Тестове зображення виготовлено ручним способом шляхом фарбування наведеного матеріалу сірою гуашшю.

Рис. 2. Сіра мішень

Процедура обчислення рівня відносного цифрового шуму відповідає алгоритму, запропонованому Робертом Ганном, і полягає в наступному:

1. Два ідентичних знімка завантажуються в графічний редактор Adobe Photoshop. З гістограми яскравості одного зі знімків визначається точка, сумарна кількість пікселів лівіше і правіше якої на горизонтальній шкалі однакова. Цій точці відповідає значення параметра Median ("Середнє"), яке фактично слід інтерпретувати як рівень сигналу.

2. Обчислюється різниця завантажених знімків: Image - Calculations (Source 1: Layer - Background, Channel - Gray; Source 2: Layer - Background, Channel - Gray; Blending - Subtract; Offset - 128; Result - New Document; Ok). Результуюче зображення являє собою щось, що відрізняє один знімок від іншого.

3. З гістограми яскравості результуючого зображення визначається ступінь розкиду значень яскравостей пікселів. Ступені розкиду відповідає значення Std Dev ("Розкид"), яке фактично слід інтерпретувати як рівень шуму. Використовуючи отримані значення Median і Std Dev, обчислюється коефіцієнт "Сигнал - Шум" (SNR); SNR = Median / Std Dev.

Чим вище значення коефіцієнта SNR, тим менш "галасливою" є різниця досліджуваних зображень, а матриця камери і алгоритми обробки більш якісними в сенсі стабільності функціонування. З кількох цифрових камер, кращою слід вважати ту, яка характеризується більш високим коефіцієнтом "Сигнал - Шум".

3. Тестове зображення № 3 ("Кольорова мішень" "Ф-Центр"). 2 шт. Дозволяє виконати відносну оцінку передачі кольору при різних колірних температурах освітлення. Мета зйомки - отримання двох знімків тестового зображення з мінімумом площинних перекосів при світлі люмінесцентної лампи і при світлі лампи розжарювання.

Кольорова мішень "Ф-Центр" представляє собою тверду копію спеціальним чином розробленого зображення високої якості, що містить широкий спектр жанрових фотознімків, кольорів, відтінків, а також "сіру шкалу" (див. рис. 3).

Рис. 3. Кольорова мішень "Ф-Центр"

У процесі порівняння знімків проводиться оцінка здатності камери реалізовувати адекватну передачу кольору зображення при різних колірних температурах освітлення. Для цього в графічному редакторі знімаються показники рівнів білого і "сірої шкали" (див. рис. 3а) тестованого зображення, після чого обчислюється відсоток відхилення цих показників від аналогічних показників оригіналу.

Рис. 3a. "Сіра шкала"

Чим нижче рівень відхилення білого і "сірої шкали" знімка, тим більше адекватно досліджувана камера реалізує передачу кольору в умовах заданого освітлення (колірної температури).

4. Тестове зображення № 4 ("Об'ємна композиція"). 2 шт. Дозволяє оцінити автоматику механізму спалаху в складних умовах зйомки, а також можливість зйомки з близької відстані, автофокусування й рівень цифрового шуму в умовах слабкої освітленості без використання спалаху. Мета зйомки - отримання двох знімків об'ємної композиції із застосуванням спалаху і без нього, при різних структурах і потужності світла.

Тестове зображення являє собою горизонтально розташовану композицію, зібрану з дрібних деталей, різних за формою, матеріалу і кольору. Деталі розміщені на площі приблизно 18х15 см. Висота композиції в максимальній точці становить приблизно 3 см. Характеристика деталей: дерево, пластик, метал, фрагмент сірого на підкладці, прозорий фрагмент білого на підкладці, червоний, зелений, синій, жовтий, блиск хромованого металу. Об'ємна композиція представлена ​​на рис. 4.

Рис. 4. Об'ємна композиція

У ході зйомки тестового зображення без спалаху встановлюються можливість і реальні значення мінімальної дистанції автофокусування при достатньому освітленні в звичайному режимі і режимі "макро", реальне значення мінімальної дистанції автофокусування при слабкому освітленні, а також рівень цифрового шуму в умовах слабкої освітленості без використання спалаху (візуально). Чим коротше мінімальна дистанція фокусування в різних умовах і режимах, а також чим нижче рівень цифрового шуму, показані досліджуваної камерою, тим вище оцінка камери в балах.

У процесі аналізу знімків, виконаних зі спалахом у складних умовах освітлення, виявляється ступінь реалістичності отриманих фотографій. Чим вище ступінь реалістичності знімка, тим вище оцінка камери в балах.

5. Тестове зображення № 5 ("Чорний кадр"). 1-2 шт. Виконується при закритій кришці об'єктива. Дозволяє оцінити матрицю камери на предмет кількості "заліпшіх" пікселів (як непряма характеристика якості виготовлення камери), а також для "камер-автоматів" визначити мінімальну діафрагма, максимальне значення ISO і максимальну витримку затвора, якщо ці дані не наведені в документації. Чим менше число "заліпшіх" пікселів показала досліджувана камера, тим вище оцінка (у балах).

6. Тестове зображення № 6 ("Білий кадр"). 1-2 шт. Виконується шляхом зйомки яскравого джерела світла з близької відстані. Дозволяє визначити для "камер-автоматів" максимальне діафрагмове число, мінімальне значення ISO і мінімальну витримку затвора, якщо ці дані не наведені в документації.

Всі спостереження, вимірювання, розрахунки заносяться в підсумкову таблицю тестування

№ з/п	Найменування характеристики	Значення характеристики	«Вага»	Оцінка
…
Сума балів
Відсоток від максимально можливого