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ソニーα9 III ラボテスト

ソニーα9 III ラボテスト

新しいソニーa9 IIIがCineD本社に到着し、我々はラボテストを実施することを心待ちにしていた。これまで、グローバルシャッターセンサーはダイナミックレンジが狭いことで有名だった。しかし、時代は変わりつつある。

グローバルシャッターセンサーが登場してしばらく経つが、これまでのところ、ダイナミックレンジがCMOSセンサーに比べて著しく低いことがネックとなっていた。REDは、RED KOMODO 6Kグローバルシャッターカメラ(ラボテストはこちら)でこのパラダイムを打ち破った最初の企業であり、ダイナミックレンジのテストでは非常に良い結果を残した。

現在、ソニーは最近のa9 IIIでフルフレーム6Kグローバルシャッターセンサーを導入した。スペックやボディやエルゴノミクスの新機能についてはこちらの記事を参照されたい。要するに、フルフレームまたはスーパー35モードで6Kからオーバーサンプリングされた4Kビデオをクロップなしで24~120フレーム/秒のフレームレートで提供する。

The new Sony a9 III in our CineD lab
The new Sony a9 III in our CineD lab. Image credit: CineD

それでは早速、結果をご覧いただこう。今回も、私の親愛なる同僚であるフローリアン・ミルツがこのテストの撮影に協力し、IMATEST分析も提供してくれた。

グローバルシャッターカメラにはローリングシャッターのセクションがないので、Xyla21チャートを使ったダイナミックレンジ測定からはじめる(ダイナミックレンジのテスト方法についてはこちらの記事を参照)。

ISO2000でのソニーa9 IIIのダイナミックレンジ

Sony a9 IIIを起動して最初に気づくのは、S-Log3のベースまたは「ネイティブ」ISOが、他の多くのソニーカメラのように800ではなく2000になっていることだ。それでは、Xyla21チャートをS-Gamut3.Cine / S-Log3でフルフレーム4K XAVC S-IをISO2000で撮影した波形を以下に示す:

Waveform plot of the Xyla21 chart in full frame 4K, ISO2000
Waveform plot of the Xyla21 chart in full frame 4K, ISO2000. Image credit: CineD

ノイズフロアの上にしっかりと12ストップが見える。IMATESTは、SN比2で11.4段、SN比1で12.7段と計算している。一見したところ、以前テストしたソニーa7 IVなどよりも1段以上少ないように見える。

MATEST result for full frame 4K SLOG3 at ISO2000
IMATEST result for full frame 4K S-Log3 at ISO2000. Image credit: CineD

しかし、中央のグラフの青い「12.7」の線の上に興味深いものが見える。ノイズフロアの内側にさらに3ストップが表示されており、ポストでノイズリダクションを使用して「掘り起こす」ことができる可能性がある。我々がこれまでにテストした他のソニーαカメラは、(オフにすることができない)内部ノイズリダクションがすでに画像に焼き付けられており、それゆえIMATESTの結果は一見良くなったように見えるが、ノイズフロアからさらに1段分を明らかにする可能性を示すことはできなかった。

ソニーa9 IIIはここが違うようだ。よりノイズが多いように見えるが、ノイズは細かく分散しているように見えるため、コーデックを含む画像パイプラインがこの微細な画像粒子をエンコードできるのであれば、ポストノイズリダクションを使ってシャドー部からストップ値を引き出すことができるだろう。

また、ダイナミックレンジは60fpsでも120fpsでも変わらない。驚くべきことだ。

4K Super 35モードでは、6Kからのオーバーサンプリングがないため、画像は少しノイズが多く、以下の波形とIMATESTの結果に反映されている:

Waveform plot of the Xyla21 chart in S35 4K, ISO2000
Waveform plot of the Xyla21 chart in S35 4K, ISO2000. Image credit: CineD
IMATEST result for S35 4K S-Log3 at ISO2000. Image credit: CineD

The dynamic range drops to 10.8 stops at SNR = 2 and 12 stops at SNR = 1.

ソニーa9 IIIの露出ラチチュード

以前の記事で述べたように、ラティテュードとは、露出オーバーまたは露出アンダーでベース露出に戻したときに、ディテールや色を保持するカメラの能力のことである。このテストは、あらゆるカメラの完全なイメージパイプラインを絶対的な限界まで押し上げるので、非常に分かりやすい。

スタジオのベース露出は(任意に)、波形モニター上の被写体(この場合は同僚のニノ)の額のルーマ値が約60%になるように選択される:

Base exposure of the standard CineD studio scene with the Sony a9 III
Base exposure of the standard CineD studio scene with the Sony a9 III. Image credit: CineD

今回もS-Gamut3.Cine / S-Log3でフルフレーム4K XAVC S-IをISO2000で撮影した。LOG画像は、DaVinci Resolve 18.6.4で入力色空間変換(CST)を使用してDaVinci広色域/中間調に現像し、次にベース露出に調整し、最後に別の色空間変換ノードでRec709にした。

ベース露光より4段上では、ニノの額の赤チャンネルがクリップし始める寸前だが、ベース露光に戻した画像はまったく問題なく見える:

4 stops of overexposure, brought back to base
4 stops of overexposure, brought back to base. Image credit: CineD

今度は、1ストップ刻みで露出をアンダーにし、ポストでベースまで戻すと面白くなる。3ストップ下げたところでは、画像に細かく分散した粒子が現れ始め、私の目には非常によく見える。

4ストップの露出アンダーでは、ノイズが目立つようになる:

4 stops of underexposure, pushed back to base
4 stops of underexposure, pushed back to base. Image credit: CineD

ノイズリダクションは、非常に使いやすい結果を提供できる:

4 stops of underexposure, pushed back to base using noise reduction
4 stops of underexposure, pushed back to base using noise reduction. Image credit: CineD

画像は実に良好で、水平線もなく、バンディングのアーチファクトも見られない。すでに8ストップの露出ラチチュードになっており、これはソニーa7S IIIやソニーa7 IVよりも1ストップ優れている!これまでのところ、ソニーA1だけが8ストップの露出ラティテュードを提供できている。

では、さらに1段、つまり9段のラチチュードを実現できるか見てみよう:

5 stops of underexposure, pushed back to base
5 stops of underexposure, pushed back to base. Image credit: CineD

ルマノイズとクロマノイズは至る所にあるが、それでも細かく分散している。他のソニーαカメラでは、クロマノイズが大きくなり、ノイズリダクションでは簡単に除去できない。

ノイズリダクションは、画像をきれいにすることに成功している:

5 stops of underexposure, pushed back to base using noise reduction
5 stops of underexposure, pushed back to base using noise reduction. Image credit: CineD

これはまだ使える。露出のラチチュードが9ストップに達している。これまでのところ、これを実現できたカメラは、RED V-Raptor 8K VV(9ストップのラチチュード)、ARRI Alexa Mini LF(10ストップのラチチュード)、Alexa 35(12ストップのラチチュード)だけだ。私の基準は常に顔のシャドウ側で、このエリアがどのようにまだ問題なくきれいになっているかを見てほしい。

かすかではあるが、ピンククロマノイズの大きなしみが見えるので、もう限界に達していると思う。しかし、これらはまだ目にはあまり気にならない程度だ。

では、露出ラチチュードを10段に上げて、もう1段露出アンダーにしてみよう:

6 stops of underexposure, pushed back to base
6 stops of underexposure, pushed back to base. Image credit: CineD

悪質なノイズがあちこちに散見されるようになった。ノイズリダクションの効果を見てみよう:

6 stops of underexposure, pushed back to base using noise reduction
6 stops of underexposure, pushed back to base using noise reduction. Image credit: CineD
DaVinci Resolve noise reduction settings for 6 stops under, pushed back
DaVinci Resolve noise reduction settings for 6 stops under, pushed back. Image credit: CineD

さて、これでゲームオーバーだ。ニノの顔のシャドウ側はもう回復できず、これをクリーンアップするために必要な激しいノイズリダクションは、すでに動画では許容できないゴーストにつながる。それでも、バンディングや水平/垂直線のアーティファクトはなく、驚くほどきれいに見える!

まとめると、9ストップの露出ラティテュードと10ストップの余裕という素晴らしい結果が得られた。これは民生用フルフレームカメラとしてはこれまでで最高の結果である(前述の通り、ARRI Alexa Mini LFは10ストップ、Alexa 35は12ストップの露出ラティテュードを示した)。

まとめ

ソニーα9 IIIはラボテストで素晴らしい結果を示した。グローバルシャッター設計の性質上、ローリングシャッターは存在しない(事実上0ms)。これ以上良くなることはないだろう。

Xyla21チャートとIMATEST分析によるダイナミックレンジは、他のコンシューマー向けフルフレームカメラと比較すると平均的だ。しかし、よくあることだが、IMATESTの結果はカメラのダイナミックレンジを見るパズルの1ピースに過ぎない。基本的には、様々なキシラストップ(パッチ)で画像がどの程度ノイズが多いかを知ることができる。そしてここでは、グローバルシャッターセンサーが、他の民生用フルフレームカメラに見られるCMOSフルフレームセンサーよりもノイジーであることがはっきりと分かる。

しかし、ソニーはコーデックを含む画像パイプラインにいくつかのマジックを適用しており、センサーの微細なノイズは最終画像に保存され、醜い大きなノイズのブロッチなしに、ポストポストでシャドウを大幅にプッシュすることができる。この結果、露出のラチチュードは9ストップとなり、10ストップの余裕もあり、ダイナミックレンジの点で、ビデオモードではこれまでで最高のソニーαカメラとなった!この点では、民生用フルフレームカメラとしても最高だ。

グローバルシャッターセンサーでこの性能とは驚きだ!さて、冒頭で述べたように、時代は変わりつつある。

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