Herkkyysmittaus

Digivideo

Sisällysluettelo

Kameroiden herkkyystestit

Kunzi mittaa valon voimakkuutta luksimittarilla Mäntän kurssilla

Mäntän koulutusviikonloppuna 12-14.4.2002 testasimme osallistujien kameroiden herkkyyttä. Tällä sivulla esitellään testin tuloksia. Mittauksia on tehty myös myöhemmin Outokummun (2002) ja Vaasan (2003) kursseilla ja tulokset on lisätty taulukkoon. Ammattikameroiden herkkyyden testaamiseen käytetään tiettyä testimenetelmää, jolloin tulokset ovat vertailukelpoisia. Harrastajakameroiden mainostuksessa tällä menetelmällä mitattuja tuloksia ei esitetä vaan jokaisella tehtaalla on omat tapansa ja ne saattavat esittää aivan utopistisia herkkyyslukemia. Tällaisen testin toteuttaminen on kuitenkin mahdollista myös harrastajakameroilla, joten toteutimme sellaisen.

Testi tehdään siten, että kameralla kuvataan testitaulua, johon kohdistuvan valaistuksen voimakkuudeksi asetetaan 2000 luksia. Perusteena näinkin kirkkaan valaistuksen käyttämiselle herkkyyden mittaamiseen on kameran sähköisten vahvistusten poissulkeminen. Tämä testaustapa siis mittaa kameran puhdasta suorituskykyä ilman minkäänlaisia sähköisiä vahvistuksia, joita eri merkeillä on erilaisia. Kaikki ne kuitenkin aiheuttavat kuvaan kohinaa ja muita ei-toivottuja sivuvaikutuksia. Jotkut lehtien laboratoriot mittaavat herkkyyden näiden vahvistusten kanssa ja saavat siten hieman erilaisia tuloksia. Vahvistusten aiheuttamien virheiden mittaus olisi myös ostoa harkitsevan hyvä tietää, mutta ainakaan meillä ei ole siihen mittalaitteita. Hyvää kuvanlaatua tavoittelevalle ohje on: kuvaa ilman vahvistuksia, jos se suinkin on mahdollista tai käytä ainakin mahdollisimman vähäistä desibelimäärää. Nettiin tai DVD:lle koodatessa vahvistusten ongelmat kärjistyvät.

Valonvoimakkuusmittarin (Gossen luksi / värilämpötilamittari) avulla etsimme sopivan etäisyyden 300W valaisimelle testitaulusta. Testitauluna oli valkoinen A4-arkki kaksinkertaisena. Kameran tuottama kuva siirrettiin firewire liitännän avulla kannettavaan tietokoneen FinalCut Pro-ohjelman (FCP) tarkasteltavaksi. Kuvasignaalin valkoisen tasoa tarkasteltiin FCP-ohjelman skoopeilla. Valkobalanssi asetettiin kunkin kameran kiinteälle keinovaloasetukselle. Signaalin taso asetettiin käsisäätönä aukkoa muuttamalla 90% tasolle aaltomuotoikkunassa kameran sähköiset vahvistukset poiskytkettynä. Lopullinen aukkoarvo kamerassa ilmoittaa suhteellisen herkkyyden. Se ilmoitetaan esim. f11 tai f8.

Ammattilaitteiden herkkyys mitataan tarkasti määriteltyä testitaulua ja mittausmenettelyä käyttäen. Testitaulu on mm. hieman tummempi ja sen heijastuskerroin on tarkkaan määritelty. Tämä osaltaan selittää, miksi Sony DSR-500 kameran herkkyyden arvoksi saatiin f16, vaikka se teknisten tietojen mukaan pitäisi olla f11 eli nykyisille ammattilaiskameroille tyypillinen herkkyys. Käyttämämme testimenetelmä tuotti hieman liian hyviä arvoja, mutta keskenään ne ovat täysin vertailukelpoisia. Älkää lähtekö kuitenkaan tämän perusteella lyömään ammattilaisten kanssa vetoja tai väittämään kameraanne yhtä herkäksi.

Lisää teoriaa

Pöydällä taulu valoissa, etualalla tason mittaus tietokoneella. Ripustetut vaatteet ehkäisivät päivänvaloa pääsemästä mittausta häiritsemään.

Luksi on valaistusvoimakkuuden mittayksikkö. Luksimäärän kaksinkertaistuessa kameran himmennintä voidaan pienentää yhden aukon verran. Kaksinkertaiseen luksilukemaan tarvitaan kaksinkertainen määrä valoa. Hyvin valaistussa toimistohuoneessa valaistusvoimakkuus on n. 500 luksia, himmeässä kotivalaistuksessa se voi olla alle 100, nurkissa vain muutama kymmenen luksia. Kameralla, jonka herkkyys on luokkaa f11, saadaan siistiä ja vahvistamatonta kuvaa vielä hieman alle 100 luksin valaistuksessa. Kameravalmistajat voivat ilmoittaa tällaisille kameroille minimivalontarpeeksi 3-5 luksia, jolloin kamera käyttää jo erittäin voimakasta sähköistä vahvistusta.

Yksi aukko alaspäin herkkyydessä tarkoittaa siis kaksinkertaista valontarvetta. Valokuvaajille tutut aukkoarvot aukosta f16 alaspäin ovat seuraavat: f11, f8, f5.6, f4, f2.8, f2 ja f1.4. Näistä 16 on siis pienin aukko ja 1.4 suurin. Videokameroissa on jopa tilanteita, että f8 on pienin aukko ja f2.8 tai jopa 4 suurin. Valokuvauksessa aukkojen skaala voi olla suurempi. Herkkyydellä f2,8 varustettu kamera tarvitsee 16 kertaa enemmän valoa kuin kärkikaartin herkkyydellä f11 varustetut kamerat. Hämärässä kuvattaessa epäherkkä kamera joutuu vahvistamaan signaaliaan todella rajusti sähköisesti ja se aiheuttaa kohinaa, "lumisadetta" kuvaan.

Tulokset eivät ole absoluuttisia, mutta keskenään vertailukelpoisia. Kameratehtaiden virallisella mittaustavalla tulokset ovat yhden aukon huonompia, eli kansainvälisesti vertailukelpoisia näistä tulee yksi aukko vähentämällä. Ero johtuu pääosin testitaulun kirkkauserosta. Me jouduimme valitsemaan sopivan saatavissa olevan eli valkoisen kopiopaperin. Osassa kameroista oli skylight- tai UV-suodin, joka saattaa heikentää valovoimaa kolmasosa-aukon verran.

Tulosten tulkitseminen on helppoa. Kamera on sitä herkempi, mitä pienempi aukko (f) on ( eli aukkoa ilmoittava luku on suurempi, vertailun parhaalla 16 ). Joissakin tuloksissa mainittu vaihteluväli, esim. f9,6 - 11, tarkoittaa, että tulos on mainittujen aukkoarvojen välissä.

Herkkyysmittausten vanhat tulokset taulukon muodossa aakkosjärjestyksessä

Kuva:Mittaustulokset 2002.png


Uudemmat tulokset vuodelta 2007

Vaasan kurssi 2007 mittaukset

Valonvoimakkuusmittarin (Minolta luksi / värilämpötilamittari) avulla asettelimme testitauluun kohdistuvan valaistuksen voimakkuudeksi 2000 luksia säätämällä yhdistyksen 300W polttimolla varustetun Desistin keilan leveyttä. Testitauluna oli valkoinen A4-arkki. Kameran tuottama kuva siirrettiin firewire liitännän avulla kannettavaan tietokoneen Edius 4 editointiohjelman tarkasteltavaksi. Kuvasignaalin valkoisen tasoa tarkasteltiin Edius-ohjelman skoopeilla. Valkobalanssi asetettiin kunkin kameran kiinteälle keinovaloasetukselle. Signaalin taso asetettiin käsisäätönä aukkoa muuttamalla 90% tasolle aaltomuotoikkunassa kameran sähköiset vahvistukset poiskytkettynä, valotusajaksi asetettiin 1/50s. Referenssinä käytettiin samaista XM1:stä kuin mikä mitattiin aikanaan Mäntässä.

Kameran merkki ja tyyppi - tila - Aukko[f] - kennojen määrä, koko ja tyyppi
JVC GY HD101E HDV 720p25 8.0 3 x 1/3" CCD
JVC GY HD101E DV i50 8.0 3 x 1/3" CCD
Sony HDR HC1 HDV 1080i50 4.0 1 x 1/3" CMOS
Sony HDR HC1 DV i50 4.0 1 x 1/3" CMOS
Canon XH A1 HDV 1080i50 8.0 3 x 1/3" CCD
Canon XH A1 DV i50 8.0 3 x 1/3" CCD
Panasonic GS400 DV i50 4.8 3 x 1/4.7" CCD
Canon MVX20i DV i50 4.0 1 x 1/3.4" CCD
Canon MVX30i DV i50 4.0 1 x 1/3.4" CCD
Panasonic HVX200 DV i50 9.6 3 x 1/3" CCD
Canon XM1 DV i50 6.2 3 x 1/4" CCD
Sony HDR FX1 DV i50 7.3 3 x 1/3" CCD
Canon HV20 HDV i50 4 1 x 2.7" CMOS
Canon HV20 25PF 5.6 1 x 2.7" CMOS


Canon XM1 ja siitä eteenpäin olevat tulokset on mitattu samoin menettelyin ja välinein kuin Vaasan kurssiviikonloppuna. Canon HV20 tulokset lisätty toukokuussa 2007


JVC GY HD101E
Suurenna
JVC GY HD101E
Sony HDR HC1
Suurenna
Sony HDR HC1
Canon XH A1
Suurenna
Canon XH A1
Panasonic GS400
Suurenna
Panasonic GS400
Canon MVX20i
Suurenna
Canon MVX20i
Canon MVX30i
Suurenna
Canon MVX30i
Panasonic HVX200
Suurenna
Panasonic HVX200
Canon XM1
Suurenna
Canon XM1
Sony HDR FX1
Suurenna
Sony HDR FX1

Kuva:Herkkyysmittaus Vaasa 2007.jpg

Skooppikuvat vuoden 2007 mittauksista

Mittaukset tehtiin Edius 4 Pro ohjelman avulla. Kamerat kytkettynä firewirellä kiinni kannettavaan tietokoneeseen.

Jos asia kiinnostaa niin paljon, että haluat nähdä myös vuoden 2002 vastaavat kuvat, ne löytyvät vielä Digivideon "Wanhoilta sivuilta", aivan jutun lopusta: http://www.digivideo.org/_wanhatkansiot/tero/Kameroiden_herkkyystestit.php.


JVC GY-HD101E
Suurenna
JVC GY-HD101E
Sony HDR HC1
Suurenna
Sony HDR HC1
Canon XH A1
Suurenna
Canon XH A1
Panasonic GS400
Suurenna
Panasonic GS400
Canon MVX 20i
Suurenna
Canon MVX 20i
Canon MVX 30i
Suurenna
Canon MVX 30i
Panasonic HVX200
Suurenna
Panasonic HVX200
Canon XM1
Suurenna
Canon XM1
Sony HDR FX1
Suurenna
Sony HDR FX1
Henkilökohtaiset työkalut