Профессиональная видеокамера Canon XF705: тестируем характеристики новой флагманской модели
Осенью прошлого года линейка профессиональных видеокамер Canon пополнилась флагманской моделью — XF705. Это первая профессиональная камера Canon, имеющая возможность съемки в ставшей в последнее время актуальной гамме HDR. При использовании нового кодека XF-HEVC стала возможна запись на SD-карту файлов 4К (UHD) 10 бит с семплированием цвета 4:2:2. Камера имеет моноблочную компоновку, с традиционным для профессиональных видеокамер расположением органов управления.
Canon XF705 имеет все необходимые характеристики для работы в области профессионального телевещания и видеопроизводства. Основная сфера применения этой камеры — документальное кино, где необходима компактность, удобство управления и высокое качество изображения. Проверка этих характеристик и стала объектом нашего исследования.
В тесте мы рассмотрели важнейшие для оператора характеристики камеры: влияние настроек изображения (выбор гаммы) на динамический диапазон, зависимость уровня шумов от уровня усиления (ISO) и проверили оптические характеристики встроенного объектива. Также проиллюстрировали возможности камеры при съемке в инфракрасном спектре и гамме HDR.
Параметры изображения
В меню камеры Canon XF705 доступны следующие предустановки.
Normal
«Normal 1»: гамма BT.709 / цветовое пространство BT.709/BT.2020. Выбор этой настройки позволяет при съемке получить изображение, подходящее для воспроизведения на телевизорах. Настройка имеет четыре фиксированных варианта, незначительно изменяющих контрастность в средних тонах и вносящих изменения в проработку высоких яркостей и теней.
Normal 3: гамма-кривая соответствует стандарту BT.Rec709.
Normal 1 и Normal 2 имеют меньший относительно стандарта уровень яркости в темных участках изображения, а Normal 4, наоборот, делает тени светлее. Аналогичный эффект достигается применением инструмента «BlackGamma». При выборе настроек Normal 1 — Normal 4 увеличивается яркость в светлых участках кадра.
Более тонкое управление изображением достигается при использовании ручных настроек. Камера Canon XF705 имеет стандартный для видеокамер набор инструментов: BlackLevel, BlackGamma, Knee и т. д. Эти настройки и их влияние на изображение всем хорошо известны, поэтому специально их тестировать не имеет смысла.
Тестовый кадр был снят с настойками гаммы «Normal 3», которые соответствуют стандарту BT.Rec709. Полный динамический диапазон составил 9 ступеней экспозиции. При этом, в соответствии со стандартом, в светах появляется клиппинг при экспозиции, на три ступени превышающей яркость серой карты.
Wide DR
«Wide DR»: гамма Wide DR / цветовое пространство BT.709/BT.2020. Гамма Wide DR передает контрастность изображения в средних яркостях и тенях в соответствии со стандартом BT.Rec709. При этом снижается контрастность в светлых участках, лежащих выше яркости серой карты, и расширяется диапазон проработки светов на три ступени (+800%). Таким образом, при съемке используется весь динамический диапазон сенсора (12 ступеней) и остается возможность воспроизведения снятого изображения на телевизоре без дополнительной обработки.
HDR
«PQ»: гамма PQ / цветовое пространство BT.2020. Технология, лежащая в основе большинства видеоформатов HDR, воплощена в PerceptualQuantizer (PQ) и формализована стандартом STP-2084 (SMPTE).
«HLG»: гамма HLG / цветовое пространство BT.2020. Технология HDR, основанная на HybridLog-Gamma, описывается стандартом BT.2100. HLG не содержит метаданных о яркости снимаемой сцены, обратно совместима со стандартными дисплеями и может быть пересчитана из PQ.
Полный обзор особенностей съемки в HDR и алгоритмов постобработки потребует отдельной статьи. Поэтому мы ограничились стандартным тестом динамического диапазона и иллюстративными кадрами. Смотреть эти кадры имеет смысл только на телевизоре или мониторе с поддержкой HDR. Разница заключается в проработке источника света. Фактуры при всех настройках гаммы выглядят одинаково, различия проявляются в том, как выглядят высокие яркости. При гамме BT.Rec709 детали на абажуре источника света оказались клиппированы и лишены деталей. При использовании Wide DR фактуры проработались, но скомпрессировались в малоконтрастные, разбеленные детали. Выглядит гораздо лучше и привычнее. При гамме HDR абажур источника света в кадре кажется реально горящим, поскольку имеет на экране гораздо бо́льшую яркость и контраст.
Canon Log 3
«Canon Log 3»: гамма Canon Log 3 / цветовое пространство BT.709/BT.2020. При съемке в Canon Log 3 используется весь динамический диапазон камеры, который, по измерениям, составил 12 ступеней экспозиции. Применение этой гамма-кривой подразумевает последующую постобработку снятого материала. В камере Canon XF705 при съемке в логарифмической гамме есть возможность применять коррекцию LUT к изображению, выводимому на монитор или разъемы SDI/HDMI.
*****
Таким образом, можно сказать, что камера Canon XF705 имеет оптимальный набор фиксированных настроек гаммы изображения, необходимый для профессионального использования. Для большинства съемок подойдет гамма Wide DR, которая, создавая готовое для показа изображения, имеет полный динамический диапазон сигнала, а съемка в 10 бит оставляет возможность последующей цветокоррекции. При необходимости коррекции изображения при съемке лучше пользоваться исходной гаммой Normal 3 и ручными настройками. Два варианта настроек для съемки HDR позволяют работать с любыми современными стандартами высокого динамического диапазона. Для съемки, рассчитанной на постпродакшн, например в документальном кино, лучше подойдет логарифмическая гамма.
Светочувствительность
Камера Canon XF705 не имеет привычных для фотографов обозначений светочувствительности в значениях ISO. Традиционно для видеоиндустрии, светочувствительность в меню задается в значениях усиления сигнала (в децибелах). Причем в инструкции не указанно значение номинальной чувствительности. Знание нативной чувствительности сенсора камеры при отсутствии электронной или софтовой обработки сигнала достаточно важно для оператора. Инструкция приводит разные значения диапазонов усиления для разных гамм:
- Normal (BT.Rec709): от −6 до +33 дБ
- Wide DR: от 3 до 33 дБ
- PQ: от −2 до +33 дБ
- HLG: от −2,5 до +33 дБ
- Canon Log 3: от 2,5 до 33 дБ
Тестовый кадр, снятый с гаммой Wide DR на диафрагме F8 с выдержкой 1/50 с и усилением 3 дБ, потребовал уровня освещенности в 1500 люкс. Это соответствует значению индекса экспозиции ISO 500. Увеличение или уменьшение усиления на 6 дБ равноценно изменению значения чувствительности на одну ступень.
В инструкции к камере указаны возможности съемки при освещенности 2,5 люкса с максимальным уровнем усиления 33 дБ. Для проверки этого параметра в качестве источника света была использована обычная свеча, а тестовая шкала и лицо модели были расположены на расстоянии, обеспечивающем требуемый уровень освещенности.
Изображение содержит большое количество шумов, в которых теряются темные фактуры. Но сложно ожидать от маленького сенсора чистой работы на чувствительности, эквивалентной ISO 16000. В репортажной съемке часто бывают случаи, когда необходимость снять уникальный кадр при недостатке освещенности гораздо важнее качества изображения. Более подробный тест кадра в темной тональности, снятого с разным уровнем усиления, позволит оператору самостоятельно выбрать допустимые уровни повышения светочувствительности.
Оптика
Камера Canon XF705 оснащена несъемным объективом с диапазоном фокусных расстояний 8,3—124,5 мм. В инструкции указан размер диагонали сенсора: 1 дюйм. Надо сказать, что в видеоиндустрии размер дюйма отличается от общепринятого, и равен он не 2,54 см, а намного меньше — около 17 мм. В интернете встречается информация, что у производителей камер дюймовым сенсором сегодня считается размер 13,2×8,8 мм. Соотношение сторон такого сенсора равно 3:2, что не соответствует формату снимаемого камерой кадра 16:9. К тому же, в инструкции приведены значения эквивалентного фокусного расстояния в пересчете на полноформатный фотоаппарат: 28,3—424,6 мм. Противоречивые сведения побудили провести тест и самостоятельно выяснить угол зрения объектива.
Тестовый кадр был сделан на фокусном расстоянии 8,3 мм. Затем на тот же штатив был установлен фотоаппарат и с помощью зума найдены аналогичные горизонтальные границы кадра. В результате совпадающий по углу зрения кадр был сделан при фокусном расстоянии 26 мм. С учетом погрешности, это близко к заявленному в инструкции эквивалентному фокусному расстоянию. Следует упомянуть, что в режиме динамической стабилизации (Dynamic IS) кроп-фактор немного увеличивается.
Таким образом, кроп-фактор у камеры Canon XF705 составляет 3,1, а эффективный размер сенсора равен 10,6×6 мм.
Объектив камеры имеет отличительное красное кольцо и в описании указан как принадлежащий к топовой L-серии объективов Canon. Поскольку объектив имеет 15-кратный зум, не удивительно, что он имеет переменную при зуммировании светосилу. Светосила при трансфокации меняется в диапазоне F2,8—F4,5. С учетом кроп-фактора глубина резко изображаемого пространства будет эквивалентна использованию на Full Frame-камере объектива 25,5—382,5 мм с диафрагмой F8,6—F14. Конечно, размыть в расфокусе задний план, отделить резкостью объект от фона так, как привыкли это делать на камерах с большим сенсором, здесь не получится. Но в документальном кино гораздо важнее быть уверенным в том, что все участники снимаемого события получатся в фокусе. Поэтому большая глубина резкости при максимальной светосиле объектива у камеры, предназначенной для репортажной съемки, является несомненным достоинством.
Диапазон зуммирования 15-кратного объектива, конечно, впечатляет. Дополнительно к камере можно приобрести широкоугольную насадку и телеконвертер. Тем самым можно расширить диапазон зуммирования объектива до 6,6 мм на широком угле и до 637 мм в длиннофокусном положении.
Для видеосъемки важной характеристикой объектива является сохранение резкости при трансфокации. В первом кадре резкость наводилась по автофокусу при максимальном фокусном расстоянии, затем автофокус отключался и осуществлялся «отъезд». Визуально резкость на изображении сохранилась, индикатор фокуса так же горел зеленым. Однако при включении автофокуса изображение становилось резче, хотя заметить улучшение резкости можно только при лабораторных испытаниях и на тестовой мире.
При фокусировке камеры в широкоугольном положении и последующем наезде недержание резкости объектива при трансфокации стало очевидным. Следовательно, при съемке необходимо всегда наводиться на резкость на узком угле объектива или не отключать автофокус.
Управление зумом возможно двумя способами: поворотом кольца на объективе или кнопкой-«качелькой». На тестируемой камере был выявлен дефект: изменение фокусного расстояния кольцом объектива, которое механически не связано с линзами, а является, по сути, такой же электронной кнопкой, некорректно управляло трансфокацией. Не было синхронности между поворотом кольца и реакцией объектива. Самое странное, что в этом случае объектив не раскрывался на максимально возможный широкий угол. Осталось невыясненным, был ли это дефект конкретной камеры или ошибка прошивки.
Разрешающая способность объектива измерялась по радиальной мире. Мы оцениваем итоговое фотографическое разрешение на изображении с учетом как характеристик оптики, так и факторов, связанных с особенностями сенсора (OLPF, байеровский фильтр) и постобработкой изображения. Реальное разрешение на изображении у любой камеры всегда будет меньше количества пикселей, поэтому фотографическое разрешение удобно оценивать в процентах от разрешения камеры.
Canon XF705 на широком угле при диафрагме F4 показывает разрешение 69%. Это значит, что при съемке в 4К UHD на экране будет различимо 1490 линий по вертикали и 2650 по горизонтали. На длинном фокусе при диафрагме F5,6 были получены значения резкости в 60%. Если итоговое изображение на постпродакшне будет пересчитано в формат HD, то фотографическое разрешение возрастет до 93%-95%. Такая картина характерна для профессиональных камер, у которых изображение не подвергается внутри камеры обязательному программному увеличению резкости. Например, у любительских фотоаппаратов показатель резкости обычно составляет 80%-90% от разрешения матрицы, что вовсе не говорит о качестве оптики. Следует также сказать, что полученные показатели разрешения очень высокие для столь малого размера сенсора у камеры Canon XF705. Ведь размер светочувствительной ячейки в этом случае составляет менее трех микрон, и влияние дифракции и аберраций должно быть очень сильным.
Съемка в инфракрасном режиме
Камера Canon XF705 имеет возможность съемки в инфракрасном свете. Поворотом рычажка с сенсора убирается OLPF-фильтр, который в обычных условиях не допускает до матрицы длинноволновое излучение. В меню камеры можно включить подсветку инфракрасными светодиодами, а в настройках можно выбрать цвет получаемого изображения: белый или зеленый. Полноценно испытать этот режим не получилось, поскольку для съемки желательно было дождаться, когда распустится зелень. Но предварительный тест позволил сделать несколько наблюдений. Во-первых, при активации ИК-режима на сенсор попадает не только инфракрасный свет, но и видимый диапазон света. Сделано это для того, чтобы повысить чувствительность камеры в ИК-режиме. Если у оператора будет желание получить честное ИК-изображение, то несложно будет установить на объектив светофильтр, блокирующий видимый свет. Во-вторых, при активации инфракрасной съемки камера переходит в полностью автоматический режим, не позволяя регулировать экспозицию. И надо помнить, что при переходе в ИК-режим необходимо перефокусировать объектив, автофокус при этом очень выручает.
Настройки экспозиции
Для контроля экспозиции камера Canon XF705 имеет необходимый набор инструментов: Waveform и два настраиваемых режима зебры. Поскольку я предпочитаю контролировать экспозицию по серой карте, то для съемки в гамме Normal Rec.709 или Wide DR я использую две зебры. Одну настраиваю на уровень 40%, что соответствует правильной яркости серой карты, вторую на уровень 100% для контроля пересветов. При использовании гаммы Canon Log 3 и съемки по алгоритму ETTR уровень зебры для контроля клиппинга в белом на камере Canon XF705 составил 90%. Особенно интересным оказался режим съемки в HDR. В этом случае вначале лучше включить автомат экспозиции — камера сама оценит уровень максимальной яркости источников света в кадре. Затем, переключившись в ручной режим, можно визуально оценить воспроизведение яркостей фактур, внести коррекцию. Во многом эту задачу облегчает качественный HDR-монитор камеры. Качество изображения на нем, конечно, отличается от референсного монитора или телевизора, но позволяет оценить во время съемки раскладку яркостей в режиме HDR.
Заключение
По итогам теста Canon XF705 подходящей для большинства съемочных ситуаций гамма-характеристикой является Wide DR. Она обеспечивает максимальный динамической диапазон в светах и оптимальную для показа на телеэкране контрастность средних тонов. Для последующий цветокоррекции, конечно, следует при съемке применять логарифмическую гамму. Уровень усиления каждый оператор выбирает самостоятельно, в зависимости от собственной оценки уровня шума. На мой взгляд, артефакты становятся заметны при усилении на две ступени, а при усилении более 20 дБ изображение выглядит браком. Оптические характеристики вполне достойны для зум-объектива с таким большим диапазоном трансфокации. Нарекания вызвали алгоритмы управления, но этот недостаток должен быть исправлен прошивкой.
В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор видеокамеры Canon XF705:
Наш видеообзор видеокамеры Canon XF705 можно также посмотреть на iXBT.video
Полный текст статьи читайте на iXBT
