Uit onze enquete bleek dat CameraStuffReview lezers dynamisch bereik de belangrijkste eigenschap van een camera vinden. In ieder geval belangrijker dan resolutie, kleurweergave of signaal/ruis verhouding.
We hebben het dynamisch bereik van 60 camera’s getest en de trend die wij in onze metingen zien, vergeleken met de dynamisch bereik metingen op DxO Mark. De meetmethoden van DxO en CameraStuffReview – en dus ook de absolute meetwaarden – verschillen, maar de trends komen overeen.
Wat blijkt? Grote pixels en grote sensoren leveren niet altijd een groot dynamisch bereik. Cameraleeftijd en technologische verschillen tussen de cameramerken, zoals het ontbreken van een anti-alias filter, zijn mogelijk belangrijker dan de sensorgrootte en de pixelgrootte.

Waarom is dynamisch bereik zo belangrijk?

Dynamisch bereik van een camera is de verhouding van het felste licht (‘witste wit’) tot de donkerste schaduwpartij (‘zwartste zwart’) in een opname.

We drukken het dynamisch bereik van een camera uit in stops, waarbij elke stop een verdubbeling van de lichthoeveelheid is. Hoe meer stops een camera weet te overbruggen zonder clipping, des te groter het dynamisch bereik en dus: des te beter de camera. Het dynamisch bereik is niet alleen belangrijk als je een onderwerp fotografeert met een groot contrast. Ook in veel andere situaties, zoals bijvoorbeeld wanneer je de helderheid van de schaduwpartijen of hooglichten bewerkt , zelfs al is het dynamisch bereik in die opname niet heel hoog.

De belichtingsmeter van een camera geeft niet altijd het gewenste resultaat als een klein, fel verlicht onderwerp wordt gefotografeerd tegen een donkere achtergrond. Het verschil in licht dat gereflecteerd werd door de zwarte aarde op de achtergrond en de witte bloem op de voorgrond is in dit geval meer dan 14 stops: daardoor treedt er gelijktijdig onderbelichting van de schaduwpartijen en overbelichting van de hooglichten op.

Overbelichting wordt soms ten onrechte verward met onvoldoende dynamisch bereik.

Meestal is er geen sprake van een onderwerp met een te hoog contrast, maar heeft de belichtingsmeter een te lange sluitertijd gekozen waardoor een deel van de hooglichten in de opname overbelicht zijn. Vaak volstaat het maken van een tweede opname met een kortere sluitertijd. Maar niet als het contrast werkelijk te hoog is voor je camera en de cliping tegelijkertijd plaatsvind aan beide zijden van het histogram. Verder onderbelichten van een scene met een te groot dynamisch bereik, levert een foto op met nog meer dichtgelopen schaduwpartijen: in bovenstaand voorbeeld een paar bloemen tegen een vrijwel volledig zwarte achtergrond.

Klik op de afbeedling voor een grotere versie.Als het dynamisch bereik van een opname te laag is, kan er posterisatie ontstaan tijdens de nabewerking. De opname rechtsboven is een donker deel uit een opname, die in de nabewerking fors lichter is gemaakt. Het 8-bits jpg bestand (linksboven) dat tegelijkertijd met het RAW bestand in de camera is opgeslagen, doorstaat dezelfde bewerking niet: er blijven te weinig kleuren over en de posterisatie is niet te missen.

Bruikbaar dynamisch bereik

Aan een opname zonder clipping, maar met veel ruis in de donkere partijen, schiet je  – ondanks het hoge dynamische bereik – niet veel op. Uiteindelijk wil je dat zowel de schaduwpartijen als de hooglichten goed doortekend zijn, zonder dat er lelijke ruis tevoorschijn komt tijdens het bewerken van een opname. Daarom maken we onderscheid tussen het totale dynamische bereik van een camera (‘de afstand tussen wit en zwart’) en het bruikbare dynamische bereik, waarbij je zelfs geen last hebt van zichtbare ruis als je de schaduwpartijen lichter zou maken tijdens de nabewerking. Het bruikbare dynamische bereik is (soms veel) kleiner dan het totale dynamische bereik. Een camera met een hoog dynamisch bereik levert je vrijwel altijd opnames zonder uitgebleekte hooglichten en/of dichtgelopen schaduwpartijen. Heeft je camera bovendien een hoog bruikbaar dynamisch bereik, dan komt er ook bij de nabewerking geen ruis tevoorschijn als je de schaduwpartijen lichter maakt. Die camera willen we allemaal.Twee opnames gemaakt van een scene zonder een hoog contrast. De linkeropname is gemaakt met een camera met een hoger bruikbaar dynamisch bereik dan de camera die gebruikt is voor de rechteropname (beweeg je muis over de afbeelding). Bij het lichter maken van deze twee opnames krijgt de rechteropname uitgebleekte hooglichten en blijft er geen zwart meer over in de opname. De linkeropname heeft nog steeds zwart en de hooglichten zijn beter doortekend, ondanks de ingrijpende nabewerking. Maar het meest in het oog springend is waarschijnlijk de veel grotere hoeveelheid ruis in de opname met het laagste bruikbare dynamische bereik.

Hoe wordt dynamisch bereik gemeten?

CameraStuffReview hanteert een soortgelijke methode voor het meten van het dynamisch bereik als Dpreview. Het dynamisch bereik wordt gemeten door een grijstrap zeer nauwkeurig te belichten, waarvan het lichtste vlak 14 stops lichter is dan het donkerste vlak. Vervolgens analyseert (in ons geval) Imatest hoeveel vlakken van de grijstrap de camera van elkaar weet te onderscheiden. Hoe meer vlakken de camera weet te onderscheiden, des te hoger is het totale dynamische bereik van een sensor. De resterende vlakken zijn volledig onderbelicht / zwart of volledig overbelicht / wit.

DxO past geen ruisonderdrukking toe en meet alleen het totale dynamische bereik van RAW bestanden.

CameraStuffReview meet, eveneens net als DpReview, zowel het dynamisch bereik van RAW bestanden (bij ons zonder enige ruisonderdrukking) als van jpg bestanden (vanzelfsprekend met ruisonderdrukking) die in de camera zijn opgeslagen. Het dynamisch bereik van een RAW bestand is een betere maat voor de prestaties van de camera sensor. Het dynamisch bereik van een jpg bestand is dankzij ruisonderdrukking meestal hoger, maar sterk afhankelijk van vele parameters (beeldstijl, contrast, al of niet oplichten van schaduwpartijen en andere correcties). Wij meten alleen het dynamisch bereik van jpg bestanden met de standaardinstellingen / beeldstijl van de camera. Hier zijn grote verschillen tussen de instellingen per merk en door tweaken kan je betere resultaten krijgen voor jpg bestanden. Daarom telt het dynamisch bereik van jpg bestnden vrijwel niet mee in de eindscore van camera’s. Als een camera in ons testoverzicht met het RAW bestand hoger scoort dan met het jpg bestand, dan is er ruimte om het dynamisch bereik van het jpg bestand te verbeteren door andere camera-instellingen te kiezen voor de jpg conversie.

In onze testen scoort de beste camera een 9.9 en de slechtste camera een 5.5. Voor het dynamisch bereik berekenen we een gewogen gemiddelde van metingen bij lage ISO en hoge ISO instellingen. De prestaties bij lage ISO waarden wegen zwaarder, omdat daarmee ook de meeste foto’s worden gemaakt. We ronden de testresultaten niet af. De Canon 7D mk2 scoorde in onze test 0.4 stops hoger dan de Canon 70D (0,2 stops bij DxO) voor RAW bestanden zonder ruisonderdrukking. Het is de vraag of je dat verschil ziet en de beeldbewerking speelt ook een belangrijke rol: Het verschil in dynamisch bereik van beide camera’s is bij (in de camera opgeslagen) jpg bestanden duidelijker zichtbaar en ook meetbaar groter.

Naast de metingen worden er praktijkopnames gemaakt onder wisselende omstandigheden in situaties met een hoog contrast. Soms gebruiken we een dergelijke opname als illustratie bij een cameratest. Meestal worden ze alleen gebruikt ter controle van de meting. Het reproduceerbaar beoordelen van het dynamisch bereik gaat mijn ogen slechter af dan Imatest.

Dynamisch bereik: RAW of jpg

Met het blote oog kon ik zowel de bloemen in de vazen op de voorgrond als het landschap op de achtergrond goed zien. Voor de camera was het contrast te groot: Een goede belichting van het interieur leverde een compleet wit raam en een goede belichting van het landschap leverde een compleet zwarte voorgrond. De gekozen belichting is een middenweg. De bovenstaande jpg opname vertoont schaduwpartijen (met blauw gemarkeerd) die volledig zwart zijn geworden en tegelijkertijd heel veel hooglichten. Een bewerkte versie van het jpg bestand (klik op bovenstaande afbeelding) ziet er niet uit; de kleuren zijn door posterisatie onnatuurlijk (als “waterverf”) geworden, de hooglichten zijn flets en er is te veel te veel ruis in het interieur.Het RAW bestand dat tegelijkertijd in de camera werd opgeslagen als bovenstaande jpg opname, vertoont ongeveer evenveel schaduwpartijen die volledig zwart zijn geworden. Maar de hooglichten zijn in de RAW opname minder uitgebleekt dan in de jpg: het RAW bestand heeft een groter dynamisch bereik. Klik op bovenstaande opname. De bewerkte RAW opname laat nog zonder al te veel ruis wat van het interieur zien, terwijl de buitenwereld er ook natuurlijker uit ziet dan de bewerkte jpg opname. Dit praktijkvoorbeeld is gemaakt met een APS-C camera van een paar jaar oud. Moderne systeemcamera’s zijn tot meer in staat. Dit resultaat verbeter je nu waarschijnlijk makkelijk met alle camera’s met een 1 inch sensor die er in ons testoverzicht staan.

Camera’s met het allerhoogste dynamisch bereik

De absolute top in dynamisch bereik:
Nikon D810, D800E, D750, D4s, Fujifilm X-E1

De Nikon spiegelreflex camera’s met een grote, volformaat sensor (D810, D750) behoren allemaal tot de beste systeemcamera’s die er momenteel verkrijgbaar zijn als je het indrukwekkende dynamische bereik kijkt dat deze camera’s leveren. De Nikon D4s heeft niet alleen een hoog dynamisch bereik bij de lage ISO waarden, maar maakt extra indruk bij de hoge ISO waarden. Vreemde eend in de bijt is de Fujifilm X-E1; een spiegelloze systeemcamera met een APS-C sensor, die vele camera’s met een volformaat sensor verslaat.

Camera’s met een zeer goed dynamisch bereik

Fabeltastisch goed: Sony A7r, Nikon D7100, D5300, D5200, Canon 1 Dx, Samsung NX1

Vlak onder de absolute top als het over dynamisch bereik gaat, staan de Nikon en Samsung camera’s met een APS-C sensor en de Sony A7r, met 36 megapixels op een volformaat sensor. Ook deze camera’s zijn absolute aanraders wat het dynamisch bereik betreft. Dynamische droomcamera’s. Stuk voor stuk.

Camera’s met een goed dynamisch bereik

Allemaal super (en even goed): Samsung NX30, Canon 5D mk3, Canon 6D, Nikon D3200, D3300, Sony A77, Olympus OM-D E-M5, E-M1, Panasonic GH4, Panasonic GM5

Als het op dynamisch bereik aankomt, steekt deze groep boven de middelmaat uit. Klik hier voor een illustratie waartoe deze groep camera’s in staat is: als je een opname eerst 4 stops onderbelicht en die later in Photoshop weer 4 stops lichter maakt, dan is de bewerkte opname bijna niet te onderscheiden van de originele, goed belichte opname. Dit is een, wat sensorgrootte betreft gemêleerde, groep camera’s die allemaal beter presteren dan de Canon camera’s met een APS-C sensor (Canon 7D, 60D, 650D, etc.) die we hebben getest. Prijs je gelukkig als je een van deze camera’s hebt. Ook al moet je misschien eerder een keer een HDR opname maken dan bij de allerbeste camera’s uit deze test, als je altijd opnames wil hebben met mooi doortekende schaduwpartijen en hooglichten. Het zal niet vaak nodig zijn.

1 inch sensor verrast met dynamisch bereik

De camera’s met een relatief kleine 1 inch sensor (klein is relatief: circa 4 keer zo groot als de sensor van een compact camera en 8 keer zo groot als een smartphone sensor) scoren gemiddeld iets lager dan de overige camera’s die we getest hebben. Maar zeker de meest recente camera’s met een 1 inch sensor blijken verrassend goed te zijn. De sensor van een camera met een volformaat sensor heeft een 8 keer zo groot oppervlak als een camera met een 1 inch sensor (de kleinste sensor in onze test). Als er geen technologische verschillen tussen de pixels op de sensor zouden zijn, dan vangt de grote sensor onder gelijke omstandigheden (zelfde lichtbron, zelfde diafragma en sluitertijd) 3 stops meer licht dan de kleine sensor. Het totale dynamische bereik van een Nikon D810 is in onze metingen zowel bij 100 ISO als bij 6400 ISO, inderdaad ongeveer 3 stops groter dan het totale dynamische bereik van een Nikon J3. Dankzij slimme beeldbewerking (contrast, ruis) zie je dat verschil bij de laagste ISO waarden niet terug in praktijkopnames. Het is verbazingwekkend knap hoe goed het dynamisch bereik van een camera met een 1 inch sensor bij 100 ISO of 200 ISO nog is in vergelijking met het dynamisch bereik van een camera met een volformaat sensor.
Natuurlijk is er een grens aan wat er met beeldbewerking mogelijk is. Bij 6400 ISO zie je het verschil in dynamisch bereik tussen een Nikon D810 en een Nikon V3 onmiddellijk. Ook al is het verschil in dynamisch bereik tussen beide camera’s nog steeds 3 stops, het bruikbare dynamisch bereik van de camera met de kleine sensor is niet meer voldoende om opnames zonder storende ruis te kunnen maken.

En het dynamisch bereik van de rest van de 60 camera’s?

In ons cameratestoverzicht staan de overige resultaten van onze dynamisch bereik metingen. Daar vind je het dynamisch bereik van Canon camera’s met APS-C sensoren, zoals de Canon 7D mk2 en de Canon 70D, en diverse oudere modellen van andere merken.