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富士フイルム GFX100 II ラボテスト

富士フイルム GFX100 II ラボテスト

ついに、我々のラボで初の動画対応中判カメラである富士フイルムGFX100 IIをテストすることができた。新しいF-Log2画像プロファイルと堅牢な内蔵コーデック(4:2:2 10bit ProRes HQ)を使用し、理論的には、素晴らしい結果を得るための前提条件はすべて満たされているはずだ。

富士フイルムGFX100 IIは、特にセンサーサイズと解像度の点で実にユニークな製品であり、このカメラはiPhone 15 Pro / MaxとともにCineDの「Camera of the Year 2023」を受賞した(記事はこちら)。また、私の親愛なる同僚であるジョニーは、このカメラで素敵なミニドキュメンタリーを制作しており、彼のレビューはこちらで読むことができる。

同僚のフローリアン(今回もご協力ありがとうございました)と私は、GFX100 IIを標準的なCineDラボテストにかけることに興味津々だった。

GFX100 IIは、ビデオ用に非常に多様なセンサー読み出しモードを提供している。富士フィルムのサイトにはより多くの情報が掲載されているが、便宜上、中判フォーマットのGFオプションを紹介しよう。プレミスタ、35mm(フルサイズ)、アナモフィックオプションもある。

GFX100 II sensor mode options in GF mode. Image credit: FUJIFILM

ご覧の通り、16:9 / 17:9でセンサー幅をフルにカバーするモードは4Kモードのみだ。他のモードは水平または垂直にクロップされる。我々は、Xyla21チャートを使用して、さまざまなモードでローリングシャッターとダイナミックレンジを評価するためにさまざまなテストを行った。対応するグラフはCineDデータベースで見ることができる。

私にとって、センサー幅をフルに使わないモードは、中判カメラをテストする目的に反する。したがって、このラボテストでは、GF 4Kモードに焦点を当てた(Cine 5.8Kは2.35:1のアスペクト比を使用しており、我々の16:9標準スタジオシーンラチチュードテストの要件に準拠していない)。

さらに、”F-Log2 D RANGE PRIORITY “の “ON “または “OFF “機能がある。富士フィルムは、この機能が具体的に何をするのか明言していないが、私は、D RANGE “ON “では、センサーのフル解像度(11648 x 7768)が、より高いローリングシャッターを犠牲にして、それぞれのビデオ解像度にダウンサンプリングされると推測している。したがって、原理的には、4K(3840×2160)のGF F-Log2 D RANGE PRIORITY ON設定は、標準的な16:9の比率でセンサー幅をフルに活用し、最もノイズが少なく、したがって最高のダイナミックレンジの結果をもたらすはずだ。

レンズに関しては、標準のツァイス・コンパクトプライム85mm T1.5が使えなかったので、代わりにフジノンGF 80mm F1.7 R WRを借りた。開放からシャープな素晴らしいレンズだ。

富士フイルムGFX100 IIのローリングシャッター

それではテストに入ろう!300Hzのストロボを使った最初のテストは、25p、DレンジONのフルセンサー幅、フルダウンサンプリング4Kモードだ。結果は26.5ms(少ない方が良い):

Full sensor width 4k mode rolling shutter D RANGE ON: 26.5ms. Image credit: CineD

他の中判センサーとの比較はないが、動画撮影では、これは(非常に)高い方だ。

同じモードでD RANGE PRIORITY OFFを見てみよう:

Full sensor width 4k mode rolling shutter D RANGE OFF: 15ms. Image credit: CineD

上記でわかるように、フルセンサー解像度のダウンサンプリングはローリングシャッターに負担をかけている。D RANGE PRIORITY OFFでは、ある種のラインスキップが行われ、より高速なセンサー読み出しが可能になるようだが、これはダイナミックレンジと露出ラティテュードを犠牲にする可能性がある。これについては、次のセクションで説明する。

参考までに、ソニーA1、キヤノンEOS R5 C、ニコンZ 9のような最近の民生用フルフレームカメラの読み出し速度はすべて15ms前後だ。キヤノンEOS R3は9.5msで、民生用フルサイズカメラの王者ソニーA7S IIIは8.7msしかない(グローバルシャッターのイメージセンサーを搭載したソニーA9 IIIを除く)。

フルセンサー幅のGF 5.8Kモードでは、25.9msのローリングシャッターとなる。ピクチャーハイトが少ない(2.35:1)ので、もっと速い読み出しを期待していた。もう1つ結果がある:クロップされたGF 8Kモードでは、ローリングシャッターは31.7msだ。

富士フイルムGFX100 IIのダイナミックレンジ

いつものように、ダイナミックレンジとラチチュードのテストでは、ノイズリダクションを完全にオフにすることができないため、最小限のノイズリダクションが可能なカメラ設定を使用した。

まず、センサー幅いっぱいの4K D RANGE PRIORITY ONの波形を見てみよう。ダイナミックレンジのテスト方法をご存じない方は、こちらをご覧いただきたい。

ネイティブISO800で10bit 4:2:2 ProRes HQを使用した4K F-Log2 DレンジON波形は、ノイズフロアを13ストップ上回る。このノイズフロアは、おそらく、巨大なネイティブセンサー解像度(11648 x 7768)を4Kにダウンサンプリングした結果であろう:

4K D RANGE ON Xyla21 waveform. Image credit: CineD

対応するIMATESTの結果は、ダイナミックレンジの高い値を示している: SNR=2で12.4ストップ、SNR=1で13.7ストップとなっている:

IMATEST result for 4K F-Log 2 D RANGE ON, ISO 800. Image credit: CineD

では、D RANGE PRIORITYをOFFにするとどうなるだろうか?波形は少しノイズが多くなり、IMATESTの結果はSNR = 2で11.7ストップ、SNR = 1で13ストップとなった。0.7段分悪いことになる:

IMATEST result for 4K F-Log 2 D RANGE OFF, ISO 800. Image credit: CineD

おそらくセンサーのネイティブ解像度に最も近い(クロップされた)8Kモードに切り替えると、IMATESTはSNR = 2で11.3ストップ、SNR = 1で12.8ストップを計算する。これは、ダウンサンプリングの影響を除いた、センサーの「ネイティブ」ダイナミックレンジとみなすことができる。

5.4Kプレミスタ(SNR = 2 / 1で12.8 / 13.9ストップ)および4.8K 35mmモード(12.4 / 13.9ストップ)の追加のIMATEST結果については、CineDカメラのデータベースを参照されたい。

富士フイルムGFX100 IIの露出ラチチュード

前述したように、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だ。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、ハイライトだけでなくシャドー部も含めて絶対的な限界まで追い込むため、非常にわかりやすい。

スタジオのベース露出は、波形モニター上の被写体の額(この場合は同僚のジョニー)のルーマ値が60%になるように(任意に)選択される。富士フイルムのホームページで入手できる公式のGFX100II_FLog2_FGamut_to_WDR_BT.709_33grid_V.1.00 LUTを使用して、ProResHQファイルを作成した:

Image credit: CineD

ここでも、10ビット4:2:2 ProResHQモードを使用して、4K F-Log2 D RANGE PRIORITY ONモードを使用した。

では、ジョニーの額のどこで赤チャンネルがクリップし始めるか見てみよう。下図のように、基本露光の3ストップ上から始まっている。下の未グレードクリップのRGB波形を見ると、ジョニーの額の赤チャンネルは無傷に見える。しかし、現像済みバージョンでは、3段押し戻された画像は少し露出オーバーに見え始める。

これは、GFX100 IIで露出を調整する際に考慮すべき点だ:F-Log2はハイライトに向かってかなり滑らかに変化するため、正確なクリッピングポイントを評価するのが少し難しくなる:

RGB waveform of the ungraded 3 stops over clip. Image credit: CineD

では、どこまで露出をアンダーにして画像を戻すことができるか見てみよう。ベース露出から4ストップアンダーまではあまり変化はないが、3ストップアンダー(露出ラチチュード6ストップ)になるとセンサースミアが明らかになる。4ストップアンダーではより簡単に見ることができるので、そこに移動しよう:

4 stops under, pushed back to base (graded). Image credit: CineD

今度はノイズが入り始める。露出ラチチュードが7ストップになった。シャドー部では、画像は劣化し始めるが、ジョニーの顔のシャドー部(私の最も重要な基準)は、さらなるノイズリダクションを適用しなくても、まだ問題なく見える。

しかし、私の目にはセンサーの汚れのように見えるものが見えてくる。左側の白い紙片のせいで、画像全体に特徴的な水平帯が右側まで伸びており、そこでは画像が緑っぽく、それ以外はすべてピンクっぽくなっている(白い紙片の2つの水平境界線の範囲内で、2本の水平線ではっきりとわかる)。良くない。しかし、ルーマノイズは非常に細かく分布している。

5ストップアンダーに移動し、ベースまで戻そう:

Image credit: CineD

より多くのノイズが現れているが、ジョニーの顔のシャドウ側は、ノイズリダクションなしでもまだほとんどそのままだ。全体的に、ラチチュード8段では良い結果だろう。しかし、センサースミアはさらに顕著で、動画ではピンクがかったクロマノイズの大きなしみが見られる。カラーバンディングの兆候も現れている。カラーチェッカーの背景の左側の影を見てほしい。

ノイズリダクションはここで役立ち、画像をきれいにクリーンアップしている – しかし、センサースミアはさらに明白で、画像全体で起こっている(水平線として見える):

DaVinci Resolve 18.6.4 noise reduction settings for 5 stops under. Image credit: CineD

今度は6ストップアンダーだ:

6 stops under, pushed back to base exposure. Image credit: CineD

ノイズリダクションはこの画像を救出できない:

6 stops under, pushed back to base exposure using noise reduction. Image credit: CineD

さて、すでに4段アンダー(露出ラチチュード7段)になっている先のラボテスト評価と一貫性を保つために、画像のノイズはまだ十分にコントロールされているものの、センサースミアは完全に回復できない形で画像に影響を与えている。つまり、合計6ストップの露出ラティテュードがある。

センサースミアは、センサーの画素密度が非常に高く、電荷が隣接する画素に影響を与える場合に発生することがある(この場合、グレーの背景から白い紙片への厳しい水平方向の変化によるもので、したがって水平線がある)。

我々は同様の現象をBlackmagic URSA Mini Pro 12Kカメラで見ている(ラボテストはこちら – Alister ChapmanとJohn Brawleyのコメントも参照) – 明らかに、センサースミアはピクセル密度が高いほど制御が難しくなる。

この点を証明するために、D RANGE PRIORITYの “OFF “設定もテストした。D RANGE “OFF “では、センサーはラインをスキップするため、スミアは隣接ピクセルに影響しないはずだ。

D RANGE “OFF “で4ストップアンダー、ベースまで戻したところを見てみよう:

4 stops under, pushed back to base (graded) DR OFF. Image credit: CineD

ノイズは多いが、センサースミアは見られない。ノイズリダクションでほぼ修復可能だが、シャドー部では色にバンディング(段階的なルーム/クロマ遷移)が生じている。5アンダーを見てみよう:

5 stops under, pushed back to base (graded) DR OFF. Image credit: CineD

明らかに、5段アンダーでのD RANGE ON画像(上記を参照)よりもノイズが多いが、センサースミアはない。左側のカラーバンディング(カラーチェッカーの影とジョニーの背後)が非常に目立つ。

これがノイズリダクションで救えるか見てみよう:

5 stops under, pushed back to base (graded) DR OFF, noise reduction. Image credit: CineD

全体的にノイズはまだ非常に細かく分散しているため、画像はきれいになっている。残念なことに、シャドー部では、画像は大規模なカラーバンディングを示し、再構成できない。

まとめると、D RANGE ONは、(ローリングシャッターが高くなる代償として)シャドウを引き出せば、よりクリーンで、より使いやすい画像になることがわかる。残念なことに、このモードはセンサースミアによって妨げられ、使用可能なラチチュードは6ストップに留まる。センサースミアを除去するために、4Kラインスキッピングモードを有効にすると、ローリングシャッターは良くなるが、ノイズが多くなり、シャドーへの段階的な遷移(バンディング)が発生する。

もしセンサーにスミアが出ていなければ、8ストップの露出ラティテュードは簡単に可能である。これを考慮すると、8ストップのラティテュードは、現在、フルフレームのコンシューマー用カメラではほぼ標準的な結果である。しかし、我々のベンチマークカメラである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持っている。

まとめ

富士フイルムGFX100 IIは、ラボで非常に複雑な結果を示した:ローリングシャッター値は一般的に非常に高く、1億200万画素の中判センサーとしては予想通りである。ラインスキッピングモード(D RANGE OFF)は、ローリングシャッター(4Kで15ms)の点では良いが、ダイナミックレンジとラチチュードの部分で妨げられている。

フル解像度のダウンスケーリング(F-Log 2 D RANGE PRIORITY ON)に切り替えると、ローリングシャッターの値は高い側になるが、ダイナミックレンジは改善する。また、ハイライトへの移行も非常にスムーズだ。とはいえ、これらのモードでは、センサースミアがシャドー部に影響する。個人的には、画像が単純に良くなるので、やはりダウンスケールモードしか使わないだろう。

したがって、巨大な中判センサーだからといって、ダイナミックレンジ部門で驚異を期待してはいけない。GFX100 IIは、中判の “ルック “で本格的なビデオ撮影を可能にする、メーカー初の堅実な製品だ。比較のため、同社のAPS-C機であるX-H2Sはラボテストにおいてより良い結果を示し、9.7msのローリングシャッターで9段近い露出ラティテュードを示した。

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