• Herzlich willkommen im "neuen" DSLR-Forum!

    Wir hoffen, dass Euch das neue Design und die neuen Features gefallen und Ihr Euch schnell zurechtfindet.
    Wir werden wohl alle etwas Zeit brauchen, um uns in die neue Umgebung einzuleben. Auch für uns ist das alles neu.

    Euer DSLR-Forum-Team

  • In eigener Sache!

    Liebe Mitglieder, liebe Besucher und Gäste
    ich weiß, es ist ein leidiges Thema, aber ich muss es ansprechen: Werbung, Werbeblocker und Finanzierung des Forums.
    Bitte hier weiterlesen ...

  • DSLR-Forum Fotowettbewerb neu erfunden!
    Nach wochenlanger intensiver Arbeit an der Erneuerung des Formates unseres internen Fotowettbewerbes ist es Frosty als Moderator
    und au lait als Programmierer gelungen, unseren Wettbewerb auf ein völlig neues Level zu heben!
    Lest hier alle Infos zum DSLR-Forum Fotowettbewerb 2.0
    Einen voll funktionsfähigen Demowettbewerb kannst du dir hier ansehen.
  • Neuer Partner: AkkuShop.de
    Akkus, Ladegeräte und mehr (nicht nur) für Digitalkameras und Drohnen
  • Neuer Gutscheincode unseres Partners Schutzfolien24:
    DSLR-Forum2024
    Dauerhaft 10% Rabatt auf alle Displayschutzfolien der Eigenmarken "Upscreen", "Brotec", "Savvies".
    Der Code ist für alle Geräteklassen gültig.
  • Stimmt ab über die Sieger des DSLR-Forum Fotowettbewerbs März 2024.
    Thema: "Arbeitsmittel"

    Nur noch bis zum 31.03.2024 23:59!
    Jeder darf abstimmen!
    Zur Abstimmung und Bewertung hier lang
  • Frohe Ostern!

    Wir wünschen allen DSLR-Forum Nutzern, ihren Familien und Freunden sowie unseren Sponsoren und Partnern und deren Familien und Freunden ein frohes Osterfest.

    Euer DSLR-Forum Team!
WERBUNG

RAW Daten und Dynamik Umfang

c_joerg

Themenersteller
Hallo,

ich habe mal in einem Fotokurs folgendes gelernt:

Nimmt man eine z.B. eine Farbtiefe von 14 Bit an, dann teilen sich die möglichen 16384 Graustufen wie folgt auf: 8192 Graustufen, also die Hälfte aller möglichen Graustufen, fallen in den hellsten Bereich. Davon die Hälfte, also 4096 Graustufen, fallen in den nächst dunkleren Belichtungswert usw. Im dunkelsten Belichtungswert steht dann nur noch 1 Graustufe zur Verfügung.

Die Gamma-Korrektur (Umsetzung der linearen „Sehweise" des Sensors an die logarithmische Wahrnehmung unserer Augen) bleibt nicht ohne Folgen. Bei einer Farbtiefe von 14 Bit und einem angenommenen Dynamikumfang von 10 Blendenstufen fallen 8192 Graustufen, also 50% der gesamten vom Sensor erfassten Helligkeitswerte, im Bereich der hellsten Lichtwerte. Dagegen finden sich im Bereich der dunkelsten Lichtwerte
nur 16 Graustufen. Bei der Gamma-Korrektur müssen daher wenige Graustufen im dunklen Bereich gespreizt werden, während sehr viele Graustufen im hellen Bereich gestaucht werden

Letztendlich finde ich das auch in meinen Canon RAW Daten wieder. Halbiere ich die Belichtungszeit, dann halbieren sich die RAW Daten. Allerdings findet die Halbierung nicht gegenüber 0 sondern gegenüber einem Black Level statt. Dieser Black Level ist z.B. 2048 bei der EOS M3 und 512 bei der G1x.

Ich stelle mir dabei folgende Fragen:

1) Mal abgesehen vom Black Level. Verhalten sich alle Sensoren so?

2) Was bringt es mir jetzt, ob die Kamera 12 oder 14EV Dynamik Umfang hat?
Letztendlich habe ich doch nur eine Handvoll Graustufen mehr oder?

3) Wie ist das bei ISO losen Kameras. Wenn ich dort nur digital verstärke, dann bleiben dann doch bei ISO3200 kaum noch Graustufen übrig oder?

Grüße Jörg
 

Anhänge

unnötiges Vollzitat entfernt, scorpio
Ich finde es etwas missverständlich ausgedrückt, da du zweimal von Gamma-Korrektur sprichst. Ferner finde ich missverständlich, dass du das in den RAW-Daten wiederfindest.
So wie ich es kenne, erfolgt die erste Gammakorrektur im RAW-Konverter und nicht schon beim Schreiben der RAW-Datei.
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
1) Mal abgesehen vom Black Level. Verhalten sich alle Sensoren so?

2) Was bringt es mir jetzt, ob die Kamera 12 oder 14EV Dynamik Umfang hat?
Letztendlich habe ich doch nur eine Handvoll Graustufen mehr oder?

Unten mal der Vergleich einer A7r mit einer E-M5.2. Dabei wurden die 14Bit-Werte der Sony durch vier geteilt, um sie mit den 12Bit der Oly vergleichen zu können. Die Schwarzwerte (253 bei der Oly und 512 bei der Sony) wurden abgezogen.

Zu 1: Prinzipiell ja.

Zu 2: Die Kamera mit der höheren Dynamik rauscht in den Schatten entsprechend weniger.
 

Anhänge

Zuletzt bearbeitet:
Ich finde es etwas missverständlich ausgedrückt, da du zweimal von Gamma-Korrektur sprichst.
Das Zitat kommt ja nicht von mir...

So wie ich es kenne, erfolgt die erste Gammakorrektur im RAW-Konverter und nicht schon beim Schreiben der RAW-Datei.

Genau so ist es. Beim schreiben der RAW Daten passiert auch nichts.
Ich lese das da auch nicht raus.
 
Was bringt es mir jetzt, ob die Kamera 12 oder 14EV Dynamik Umfang hat?


Da die meisten Kameras auf die Erhaltung der Lichter getrimmt sind: Die Kamera mit 14 EV kann gegenüber der mit 12 EV viermal so helle Bereiche aufnehmen, ohne dass dort Bildinformationen verloren gehen aka ausfressen.


Legte man das Histogramm auf einen Mittelbereich, würde die Kamera mit 14 EV noch doppelt so dunkle Stellen und doppelt so helle Stellen ohne Informationsverlust aufzeichnen können.
 
Da die meisten Kameras auf die Erhaltung der Lichter getrimmt sind: Die Kamera mit 14 EV kann gegenüber der mit 12 EV viermal so helle Bereiche aufnehmen, ohne dass dort Bildinformationen verloren gehen aka ausfressen.

Wenn die eine Kamera eine 12Bit RAW hat und die andere ein 14Bit RAW dann mag das sein.

Beschränken wir uns mal auf Kameras mit 14Bit RAW.

Ich habe aber mehrere Kameras mit 14Bit RAW. Die eine hat 11EV und die andere hat 13EV Dynamik.
In den Lichtern unterscheiden sie sich nicht. Beide haben im oberen EV ungefähr 8000 Werte.
 
Da die meisten Kameras auf die Erhaltung der Lichter getrimmt sind: Die Kamera mit 14 EV kann gegenüber der mit 12 EV viermal so helle Bereiche aufnehmen, ohne dass dort Bildinformationen verloren gehen aka ausfressen.

Nein. Wenn du dir mal meine Grafik anschaust, siehst du, dass sich beide Kameras bei Basis-ISO nahezu identisch verhalten - sowohl in den Lichtern als auch in den Schatten. Dabei hat die Sony ohnehin nur virtuelle 14Bit; dank der speziellen verlustbehafteten Kompression zeichnet sie tatsächlich mit max. 13Bit auf und reduziert die Farbtiefe in den Lichtern weiter.

Der einzige Unterschied liegt in den Schattenbereichen. Hier rauscht die Sony noch bei ca. 1,5EV weniger Licht genau so stark wie die Oly. Dabei bietet die höhere Farbtiefe auch prinzipielle Vorteile, weil der kleinstmögliche Messfehler geringer ist. Das verbessert den numerischen Rauschlevel.
 
1) Mal abgesehen vom Black Level. Verhalten sich alle Sensoren so?
Jein. Die Ausleseelektronik der Sensoren verhält sich (von Ausnahmefällen abgesehen) typischerweise so, aber was die Kamera in die RAW-Files hineinschreibt, kann davon bereits mehr oder weniger abweichen. Da finden eine Vielzahl von Korrekturen statt, die man kaum bemerkt (z.B. Korrektur von Zeilen-Inhomogenitäten, Hotpixel-Korrektur), die man bemerkt (Entrauschung, lossy compression, ...) oder die ein gänzlich anderes Verhalten aufweisen (z.B. nichtlineares Speicherformat bei Leica M8).

2) Was bringt es mir jetzt, ob die Kamera 12 oder 14EV Dynamik Umfang hat? Letztendlich habe ich doch nur eine Handvoll Graustufen mehr oder?
Die digitale Bittiefe sollte sich danach richten, was die Kamera auf Pixelebene an physikalischem Dynamikumfang liefern kann. Es wäre ein Jammer, wenn eine Kamera mit 30.000 Elektronen full well capacity (FWC) und 3 Elektronen Ausleserauschen (RON) ihre Daten in ein 12-bit-Format abspeichert und so mögliche Zeichnung in den Schatten verwirft. Umgekehrt wäre es unsinnig, bei einer Kamera mit 10.000 Elektronen FWC und 20 Elektronen RON ein 16-bit-Format anzuwenden, welches in 3 bits keine oder nur stochastische Werte stehen hat.

3) Wie ist das bei ISO losen Kameras. Wenn ich dort nur digital verstärke, dann bleiben dann doch bei ISO3200 kaum noch Graustufen übrig oder?
ISO-lose Kameras haben typischerweise mindestens 14-bit-RAWs. Wenn Kamera-intern durch Einstellung von ISO-3200 um 5ev gepusht wird, dann bleiben noch 9 bits zur Kodierung der Bildpartien und die untersten 5 Bits können mit Zufallswerten "befüllt" werden.
Wenn Du während der Entwicklung pushst, dann geschieht dies typischerweise nicht in linearer Weise (Raw->Raw), sondern es ist mit der Farbraum-Zuweisung verknüpft, in der dann ein Gamma zur Anwendung kommt (Raw->(Monitor)Bild).
In beiden Fällen wirst Du - auch angesichts des Rauschens in den untersten Bits - keine einzel-Graustufen ("posterization") erkennen können. Die verbleibenden 9 bits genügen in jedem Fall für die Darstellung der bei derartigem Push noch erzielbaren Ergebnisse.
 
3) Wie ist das bei ISO losen Kameras. Wenn ich dort nur digital verstärke, dann bleiben dann doch bei ISO3200 kaum noch Graustufen übrig oder?

Das Problem haben die Erfinder der Geschichte vom ISO-losem Sensor offensichtlich nicht bedacht; nicht jeder kann Grundrechenarten...

Dabei zeigt schon ein einfaches Beispiel die Schwächen der Theorie. Schalte ich danach einen fiktiven 14Bit-Sensor mit Basis-ISO 100 auf 200, habe ich im Raw nur noch gerade Zahlen und eine 13Bit-Stufung. Bei ISO800 wird dann 8-16-24-32.. gezählt, und mit steigenden ISO würden die Lücken zwischen den Werten immer grösser.

Ein Blick auf die Raw-Histogramme aktueller Kameras zeigt aber, dass die Werte bei höheren Empfindlichkeiten deutlich feiner gestuft sind als nach der ISO-losen Theorie zu erwarten. Das ist nur möglich, wenn zusätzlich analoge Bausteine geschaltet werden. Die sind wohl deutlich geschickter implementiert als in Canons Steinzeit-Lösung und fallen deshalb nicht so störend auf. Das lässt die Sensoren ISO-los erscheinen, obwohl sie es gar nicht sind.
 
Ein Blick auf die Raw-Histogramme aktueller Kameras zeigt aber, dass die Werte bei höheren Empfindlichkeiten deutlich feiner gestuft sind als nach der ISO-losen Theorie zu erwarten. Das ist nur möglich, wenn zusätzlich analoge Bausteine geschaltet werden.

Kann man denn völlig ausschließen, dass die feinere Abstufung durch Entrauschung entsteht?
 
Re: Rohdaten und Dynamikumfang

Kann man denn völlig ausschließen, daß die feinere Abstufung durch Entrauschung entsteht?
Ja.

Entrauschen erzeugt niemals eine feinere Tonwertabstufung oder Detailwiedergabe. Im Gegenteil – hat man ein Bild mit erkennbar groben Abstufungen oder gar zu glatten Flächen, so läßt sich das durch gezieltes Hinzufügen geringen Rauschens bzw. künstlichen Filmkorns ganz gut kaschieren ... in gewissen Grenzen jedenfalls.
 
Kann man denn völlig ausschließen, dass die feinere Abstufung durch Entrauschung entsteht?

Ja. Bei der Oly E-M5.2 sind z.B. bis ISO3200 alle Werte besetzt. Erst darüber entstehen die für Multiplikation typischen Lücken. Das ist natürlich ein Bereich, in dem die Rauschminderung besonders aktiv ist. Zwischenwerte erzeugt sie trotzdem nicht.
 
Die verbleibenden 9 bits genügen in jedem Fall für die Darstellung der bei derartigem Push noch erzielbaren Ergebnisse.
9 Bits wären dann ja nur noch 512 Stufen. Bei einer neutralen Fläche bleibt der Belichtungsmesser ja je nach Kamera 2-3EV unter Maximum. Da wird es dann schon eng mit den Graustufen.

Ich frage mich, warum man das RAW überhaupt puschen muss. Man könnte das Pushen ja auch dem RAW Konverter überlassen. Der Vorteil wäre, das man überbelichtete Bereiche dann immer noch retten könnte.



Das Problem haben die Erfinder der Geschichte vom ISO-losem Sensor offensichtlich nicht bedacht; nicht jeder kann Grundrechenarten...

Dabei zeigt schon ein einfaches Beispiel die Schwächen der Theorie. Schalte ich danach einen fiktiven 14Bit-Sensor mit Basis-ISO 100 auf 200, habe ich im Raw nur noch gerade Zahlen und eine 13Bit-Stufung. Bei ISO800 wird dann 8-16-24-32.. gezählt, und mit steigenden ISO würden die Lücken zwischen den Werten immer grösser.

Das habe ich mich auch schon gefragt. Ich habe diese Lücken bisher auch noch in keinem RAW Histogramm gesehen. Also doch ein Füllen mit Rauschwerten…
 
WERBUNG
Zurück
Oben Unten