Confronto rumore: reflex, mirrorless, bridge e compatte

Una delle caratteristiche delle fotocamere digitali più spesso fonte di discussioni è il rapporto segnale/rumore dei sensori. Questa caratteristica può essere più o meno importante a secondo del tipo di fotografia che si pratica. Per chi fa paesaggi in esterni in buona luce ha in realtà poca importanza perchè scatterà alla senibilità minima possibile per avere la migliore qualità. Anche chi scatta con la macchina su treppiede, sia di giorno, ma più spesso di notte, è poco interessato a questa caratteristica.
La maggior parte dei fotografi però ama scattare in tutte le condizioni e si trova spesso nella necessità di scattare con poca luce, senza avere la possibilità di usare un treppiede, oppure a soggetti non statici per i quali non è possibile usare tempi di posa lunghi. In questo caso per prima cosa si cerca di usare obiettivi luminosi, se la macchina ne è dotata o se si possiedono. Poi però non resta che aumentare la sensibilità Iso ed allora il rapporto segnale/rumore assume grande importanza.
Molti nelle loro domande e richieste di consigli mi esprimono il desiderio di avere una macchina che faccia buone foto in condizioni di luce scarsa. Questo confronto può aiutare ad orientarsi per la scelta.
Come ho scritto più volte il rapporto segnale rumore dipende da due fattori fondamentali: la tecnologia del sensore e le sue dimensioni fisiche. Il numero di pixel non è influente, al contrario di quanto pensano molti, infatti il rumore per singolo pixel non è determinante. Questo perchè quello che conta è la quantità di luce totale che arriva sul sensore: a parità di valore di diaframma (non di diametro del diaframma, che è diverso per sensori di diversa dimensione) e di tempo di esposizione la quantità di luce totale che arriva sul sensore è proporzionale alle sue dimensioni. Quindi ad un sensore più grande arriva una quantità di luce maggiore che ad uno più piccolo ed il rapporto segnale/rumore sarà migliore.
Anche a parità di dimensioni del sensore il numero di pixel non è determinante. Infatti le foto sono visualizzate, su schermo di pc, tv o su stampa a parità di dimensioni, indipendentemente dal loro numero di pixel. Quelle con più pixel in queste condizioni avranno un maggiore dettaglio. Inoltre potranno essere stampate a dimensioni più grandi.
Solo chi osserva le foto sullo schermo del pc al 100 % può accorgersi che in alcuni casi una foto con più pixel, a parità di sensore e tecnologia, ha più rumore. Questo però avviene perchè in realtà sta guardando le foto a differenti dimensioni, cioè con un diverso ingrandimento. A parità di schermo infatti, ipotizzando uno schermo a standard medio con 40 punti per cm (con i Retina il calcolo porta a dimensioni diverse, più piccole, ma il ragionamento vale ugualmente) una foto da 12 Mpx in rapporto 3:2 vista al 100 % ha le dimensioni, se potesse essere vista per intero, di 106×71 cm, una da 24 Mpx 150×100 cm ed una da 36 Mpx 184×122 cm.
Per potere fare un confronto omogeneo è necessario quindi riportare le foto tutte alle stesse dimensioni. Non è opportuno però ingrandire le foto con meno pixel perchè con questo non si aggiungerebbe nessuna informazione in più. La strada corretta è quella di ridurre le foto alle stesse dimensioni, o stampandole sullo stesso formato di carta, oppure ridimensionandole allo stesso numero di pixel, per poterle vedere sullo schermo del pc alle stesse dimensioni.
Questa è la procedura seguita dalle più autorevoli riviste e siti internet ed è quello che ho fatto anche io.
La scelta della dimensione deve tenere conto del formato più piccolo disponibile e di quale uso si può fare con questo formato. Considerando che per una stampa di qualità in formato A4 (210×297 mm) sono necessari 8,7 Mpx, ma che sia col formato di sensore 4:3 che col 3:2 si ha una parte dei pixel che non si riesce a sfruttare è necessario avere almeno 10 Mpx. Questo è anche il valore minimo dei sensori delle attuali fotocamere. La stampa in formato A4 (o 20×30 se su carta fotografica) è inoltre molto diffusa in quanto la maggior parte delle stampanti di cui dispongono i fotografi a casa supportano al massimo questo formato. E’ quindi una buona scelta. Non considero un problema invece la visualizzazione su tv in quanto quelli Full HD richiedono in realtà solo 2 Mpx.

Per confronatre la qualità in termini di rapporto segnale/rumore delle fotocamere che ho fino ad adesso provato ho quindi ridimensionato tutte le foto a 10 Mpx. Ho scelto le foto notturne di prova che scatto per tutte le fotocamere per valutare visivamente il loro comportamento.
Le fotocamere provate sono:

– Canon EOS 650D APS-C 18 Mpx
– Canon EOS M APS-C 18 Mpx
– Fujifilm HS30EXR 1/2″ 16 Mpx
– Fujifilm XF1 2/3″ 12 Mpx
– Fujifilm X-Pro1 APS 16 Mpx
– Fujifilm X-S1 2/3″ 12 Mpx
– Nikon D800 Fframe 36 Mpx
– Nikon D3200 APS 24 Mpx
– Nikon D7000 APS 16 Mpx
– Olympus OM-D E-M5 M4/3 16 Mpx
– Olympus PEN E-PL5 M4/3 16 Mpx
– Panasonic DMC-GH2 M4/3 16 Mpx
– Panasonic DMC-GX1 M4/3 16 Mpx
– Panasonic DMC-LX5 1/1,6″ 10 Mpx
– Panasonic DMC-TZ25 1/2,3″ 12 Mpx
– Pentax K-01 APS 16 Mpx
– Sony DSC-RX100 1″ 20 Mpx
– Sony NEX-7 APS 24 Mpx

Le sensibilità scelte per il confronto sono 200 e 3200 Iso, presenti su tutte le fotocamere provate. Le foto sono state convertite da raw e ridimensionste durante la conversione con il software dei rispettivi produttori, tranne ovviamente quelle della Panasonic TZ25 che non supporta il formato raw e quelle delle Olympus, convertite con Lightroom 4.4 perchè il software Olympus Viewer 2 non consente di annullare completamente la riduzione di rumore. Inoltre le foto delle Sony sono state ridimensionate dopo la conversione in quanto il software di Sony, Image Data Converter, non consente il ridimensionamento. Per tutte il bilanciamento del bianco è stato impostato su luce a incandescenza o tungsteno. Le foto fatte con le Fujifilm sono state sotto esposte, in fase di ripresa, di 1 o 1,33 stop perchè hanno la tendenza a sovraesporre in quest situazioni, escluso quelle della X-S1.
La messa a fuoco è sulla facciata della chiesa che si vede alla destra del ponte. Alcune foto, Nikon D3200 e Olympus E-PL5 a 3200 Iso, non sono perfettamente a fuoco in quanto non è stato sempre possibile ottenere una messa a fuoco perfetta da queste macchine. Ciò non influisce però sul rapporto segnale rumore. Le foto sono state scattate in tempi diversi e con obiettivi diversi, quindi le inquadrature non sono perfettamente uguali, ma il confronto è comunque possibile.

Dall’osservazione di quelle a 200 Iso si vede come la Nikon D800 svetti su tutte per nitidezza e dettaglio. Fra le APS la migliore è la Sony NEX-7, ma è ottima anche la Nikon D3200 forse un po’ penalizzata dalla’impostazione di base un po’ morbida della conversione di Capture NX2 (non ho assolutamente modificato i parametri di nitidezza standard per nessuna foto). Molto bene anche le Canon, la Nikon D7000 che non sfigura a confronto con le 24 Mpx, e eccellente la Fujifilm X-Pro1 con un dettaglio vicino a quello della D800. Bene anche la Pentax K-01. Le Micro 4/3 forniscono pure ottimi risultati, leggermente inferiori però alle APS, in particolare alla NEX-7. Le Olympus si equivalgono e la Panasonic GH2 è allo stesso livello. La GX1 invece è leggermente inferiore anche per il fatto che per questa è stato usato lo zoom 14-42 X mentre per la GH2 il Leica 25/1,4. Fra le compatte spicca la Sony RX100 con un’immagine molto nitida e ricca di dettaglio, paragonabile a quella delle mirrorless M4/3 ed anche a quella delle APS. Molto bene anche la Fujifilm XF1 anche se i suoi 12 Mpx non le consentono di avere lo stesso dettaglio della RX100. E’ sullo stesso livello la bridge X-S1, mentre la HS30EXR, pur con 16 Mpx invece di 12, non mostra maggiori dettagli e già a 200 Iso manifesta rumore nel cielo nero. La Panasonic LX5 è inferiore alla Fuji XF1 a causa del suo sensore più piccolo e da 10 Mpx (le sue foto infatti sono le uniche non ridimensionate), mentre è molto buono il risultato della Panasonic TZ25.

Il confronto più interessante però è quello a 3200 Iso.
La foto della Nikon D800 è pressochè identica a quella fatta a 200 Iso e si fatica a pecepire qualche debole traccia di rumore, mentre il dettaglio è sempre elevatissimo. La Sony NEX7 mantiene un buon livello di dettaglio, anche se è presente del rumore, non tale da danneggiare la foto, mentre la Nikon D3200 si comporta meglio con un livello di rumore appena percepibile. Pure le foto delle Canon sono ottime per dettaglio e rumore contenuto, anche se in questo caso la EOS M sembra migliore della 650D. Notevole anche la Nikon D7000 che a 3200 Iso ha un rumore leggermente inferiore alla Fujifilm X-Pro1, anche se questa ha un dettaglio lievemente superiore. Buona anche la Pentax K-01 che regge il confronto per il rumore, ma ha una dettaglio leggermente inferiore. In complesso le Nikon dimostrano un migliore contenimento del rumore delle altre.
Le due Olympus sono all’altezza delle APS, con solo una leggerissima presenza di rumore, inferiore però alla Sony NEX-7, ed un buon dettaglio (la foto della E-PL5 è purtroppo un po sfuocata). La Panasonic GH2 invece ha un rumore abbastanza elevato che danneggia abbastanza la foto, mentre la GX1 in questo caso si dimostra migliore, con un rumore un po’ più contenuto, anche se presente, ma con una nitidezza e dettaglio inferiore a causa dell’obiettivo.
Ed ora viene la parte più interessante!
Cominciamo dalla Sony RX100 che, a dispetto di essere una compatta con sensore da 1″, dimostra di avere poo rumore anche a 3200 Iso, si percepisce, ma non danneggia l’immagine se non per qualche puntino azzurro nel cielo, e un dettaglio ancora elevatissimo. La Fujifilm XF1 invece dimostra un rumore elevato che rende inutilizzabile la foto senza una sua riduzione (a prezzo di un po’ di dettaglio, ma mantiene ancora un discreto dettaglio. Lo stesso si può dire della X-S1 che ha lo stesso sensore. La Foto della HS30EXR è invece sommersa dal rumore e praticamente inutilizzabile. Anche la foto della Panasonic LX-5 è completamente invasa dal rumore e non utilizzabile. Quella della TZ25, jpeg diretto dalla fotocamera su cui non si può intervenire sulla riduzione di rumore, presenta il solito aspetto acquarelloso delle immagini sottoposte ad una riduzione di rumore aggressiva ed è inutilizzabile.

A questo punto si può capire perchè per fare foto in condizioni di scarsa luce è indispensabile avere fotocamere con il sensore più grande possibile e che il rapporto segnale/rumore non dipende dal numero di pixel, ma dalla grandezza del sensore. I dettagli presenti nelle foto dipendono invece dal numero di pixel ed anche ridimensionando le foto quelle provenienti da fotocamere con un maggiore numero di pixel sono migliori, più nitide e dettagliate, di quelle con meno pixel.
Come conclusione si può dire che da questo confronto emergono due fotocamere, la Nikon D800 e questo era noto, e la Sony RX100, la sorpresa, che si posizionano ai primi posti, almeno per questa particolare prestazione.

Tutte le indicazioni infine possono essere utili per orientare la scelta di chi è in dubbio fra compatte, bridge, mirrorless e reflex.

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11 pensieri su “Confronto rumore: reflex, mirrorless, bridge e compatte”

  1. Un articolo molto interessante, vorrei porti una domanda: possiedo una Nikon 1 V1 e sarei interessato ad una compatta top per avere una ottima fotocamera da portare sempre (o quasi), anche se, attualmente, mi frena il prezzo che per questa categoria ritengo troppo elevato; visto che richiedo una qualità d’immagine anche ad alti ISO non inferiore, se non di poco, alla V1 la fotocamera che m’attrae maggiormente è questa Sony RX 100 (che da ciò che scrivi, o perlomeno ciò che intuisco, ha strappato un giudizio molto lusinghiero ed inaspettato come scrivesti per il breve test della V1 e nel suo successivo confronto con la Samsung NX 200) ed a te chiedo: come sono le foto di questa Sony a confronto con quelle della Nikon 1 V1, specie per nitidezza e contenimento del rumore (a livello di dettaglio credo che RX 100 sia superiore, ha il doppio di pixel) ? Alternative pari o superiori alla RX 100 nel segmento compatte premium?

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  2. Bell’articolo! Il confronto visivo di foto “reali” da parte di un esperto è quello che serve a molti, più di molte altre considerazioni. Grazie!

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  3. Ciao Francesco, mi piacerebbe capire meglio come avviene tecnicamente la riduzione di pixel che si fa per comparare le foto. Immagino che molti pixel vengano eliminati, ma con quale criterio? E se venissero eliminati proprio i pixel che portano rumore, quanto sono attendibili poi i confronti tra foto?.
    Grazie ancora per i servizi e buona giornata.
    renzo

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    1. Renzo,
      è molto semplice: durante la conversione da raw a jpeg si imposta il software per produrre una foto delle dimensioni volute. se invece si parte da una foto jpeg si può usare un programma di fotoritocco, Gimp, Photoshop, o altri (io uso Acdsee) per idimensionare la foto impostando in output la dimensione voluta. Il ridimensionamento può essere fatto con diversi algoritmi, ma tutti eliminano parte dei dettagli e anche parte del rumore. Come si può vedere però le foto fatte con fotocamere con un maggiore numero di pixel mantengono nella foto ridotta più dettagli delle foto con meno pixel.
      Un’altra possibilità per vedere le foto delle stesse dimensioni è impostare un opportuno ingrandimento sul video in modo da uniformarne la visone, ma è più complicato calcolare l’esatto ingrandimento e non tutti i visualizzatori consentono di impostare qualsiasi valor.
      Un terzo modo è stamparle tutte alle stesse dimensioni.
      In conclusione non si possono fare confronti oggettivi fra cose diverse come due foto di differenti dimensioni: sarebbe come stampare quella con meno pixel più piccola, quella con più pixel più grande e poi guardarle entrambe alla stessa distanza a cui si guarda la più piccola, cosa che nella realtà non si fa mai.
      Ciao, Francesco

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  4. Domanda: a parità di ISO una fotocamera produce la stessa quantità e qualità di rumore indipendentemente dall’obiettivo? O il fatto di avere un obiettivo di alta qualità e luminosità comunque aiuta a ridurre il rumore?

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    1. Jarno,
      il rapporto segnale/rumore dipende dal sensore e dall’elettronica analogica e digitale di elaborazione del segnale. L’obiettivo non è assolutamente coinvolto. Però se un obiettivo è più luminoso di un altro consentirà di scattare, a parità di tempo, con una sensibilità più bassa e quindi il rapporto segnale rumore sarà migliore.
      Ciao, Francesco

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  5. Salve Francesco,
    Jarno mi ha preceduto ma avevo un’altra curiosità..per le foto scattate con la Nikon D3200 quale obiettivo ha usato? Anche in considerazione del fatto che non hanno una messa a fuoco perfetta ( ma sono comunque interessanti). Il 18-105 può essere considerato luminoso?Grazie!

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    1. Laura,
      le foto sono scattate con il 18-55 VR del kit standard. Alcune stranamente non hanno una perfetta messa a fuoco, nonostante che la messa a fuoco sia sulla facciata della chiesa al centro. E’ un problema di imprecisione della macchina che ho riscontrato qualche altra volta. Si potrebbe ovviarvi mettendo a fuoco una volta sola all’inizio e poi, dopo essersi accertati che la messa a fuoco è corretta, disabilitare l’autofocus, ma procedendo come ho fatto io si possono viceversa rilevare anche questi piccoli errori ed imperfezioni.
      Il Nikon 18-105 f/3,5-5,6 VR non è assolutamente un obiettivo luminoso. Un obiettivo può essere considerato luminoso solo se ha un’apertura di almeno f/2,0 o maggiore.
      Ciao, Francesco

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  6. hai parlato di sensori e megapixel, ma delle ottiche che montano le varie fotocamere del test?? pur avendo sensore grande se le ottiche non sono all’altezza le foto saranno comunque peggiori, e non è detto che una reflex cono obiettivo poco luminoso faccia foto migliori di una compatta tipo la sony rx100 che monta lenti Zeiss e luminose

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    1. Mirko,
      innanzitutto per la valutazione del rumore la qualità degli obiettivi non ha nessuna influenza.
      Poi sarebbe troppo lungo spiegarlo in una risposta ad un commento, ma la qualità e la risoluzione di una fullframe con un obiettivo medio (non esistono fondi di bottiglia) è comunque sempre superiore a qualla di una compatta con un eccellente obiettivo. Questo per ragioni fisiche, ottiche e fisiologiche.
      Ciao, Francesco

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