Abbildung bei unterschiedlicher Sensordynamik?

[Gast_308519]

Hallo,

ich frag mich gerade, wie Sensoren unterschiedlichen Dynamikumfangs dasselbe Bild einfangen und darstellen.

Dazu habe ich folgendes Szenario:
Das Motiv besteht aus 9 verschieden hellen Graustufen, von denen jede jeweils doppelt so hell ist, wie die vorhergehende.

Nun ist die Frage, wie dies bei einem Sensor abgebildet ist, der einen sehr begrenzten Dynamikumfang hat, z.B. 2 LW.

Um Frage und mir bisher vorstellbare Antworten besser auszudrücken, habe ich im Anhang ein Bildchen gemacht.

Für jeden Hinweis in verständlicher Form wäre ich dankbar.

Mir geht es nicht um abstrakte Fragen, ich wüsste gerne, wie das wohl am ehesten eingefangen würde.

 

[schubbser]

Ich gehe davon aus, dass Du wissen willst wie die Bilder aussehen wenn man mit so einer Kamera die Reihe des ersten Bildes (Motiv) bei optimalen Belichtungsbedigungen fotografiert.

Ich würde meinen, dass die Bilder (Beispiel) 1 + 2 + 3 das wiedergeben was ohne weitere Bearbeitung rauskommen würde. Wobei die "Lage" der zusammenhängenden "3er Folgen" je nach Belichtung "wandert". Das 3. kommt mir zwar sehr "suspekt" vor, aber müsste so sein.

Bild 4, so könnte die Darstellung aussehen wenn man nachträglich das Bild per Software ändert, bzw. das Histogram "streckt".

Obs stimmt? Ich habe das jetzt nur subjektiv durchdacht und nix gerechnet.

 

[Gast_308519]

Ich gehe davon aus, dass Du wissen willst wie die Bilder aussehen wenn man mit so einer Kamera die Reihe des ersten Bildes (Motiv) bei optimalen Belichtungsbedigungen fotografiert.

Das trifft zu.

Ich gehe auch davon aus, dass da nix zu rechnen ist. Es geht da mehr um das Verständnis des Prinzips.

 

[schubbser]

Einen interpretaionsfehler habe ich natürlich

Das Beispiel 3 würde mir gar nicht mehr so suspekt vorkommen wenn ich nicht vor meinem Büromonitor sitzen würde

 

[burkhard2]

Das Motiv besteht aus 9 verschieden hellen Graustufen, von denen jede jeweils doppelt so hell ist, wie die vorhergehende.

Nun ist die Frage, wie dies bei einem Sensor abgebildet ist, der einen sehr begrenzten Dynamikumfang hat, z.B. 2 LW.

Dynamikumfang von 2 LW heißt, dass drei aufeinander folgende Felder unterschieden werden können. Wenn man mal davon ausgeht, dass die Belichtungsmessung den Wert "8" als mittleres Grau ansieht, würdest du Möglichkeit 1 herausbekommen (ich gehe mal davon aus, dass in deiner Grafik bei Möglichkeit 1 im Feld "4" das gleiche Grau sein soll wie beim Motiv). Die abgesoffenen bzw. ausgefressenen Bereiche hätten auch die Farbe von 16 bzw. 4. Je nach Monitoreinstellung/Farbmanagement kann es sein, dass die Helligkeit der Felder anders ist als im Original. Jedenfalls wäre das hellste "Weiß" im Bild 4 mal so hell wie das dunkelste "Schwarz" (2 LW = Faktor 4).

Bei anders eingestellter Belichtungsmessung kann auch 2 oder 3 herauskommen, wobei "ausgefressen" bzw. "abgesoffen" heißt, dass der vorherige Wert dort wiederholt wird.

Bei Möglichkeit 4 ist der Dynamikumfang 8 LW.

L.G.

Burkhard.


L.G.

Burkhard.

 

[Stempel]

Du kannst alle bekommen! Die Sensordynamik hat nichts damit zu tun, mit wie vielen Zahlen Du sie darstellen willst. Die 9 Graustufen des Motivs können je nach Beleuchtung einen anderen Dynamikumfang (als Photonenfluss) haben.

Beispiel:
1. Fall: Bestrahlung des Motivs mit dumpfer 1W Lampe. Macht eine Reflektion der weißen Fläche mit sagen wir 1W/m^2 und der schwarzen Fläche im Prinzip mit 0 aber bei Ausleserauschen mit 1.e-3W/m^2
2. Fall Die Bestrahlung erfolgt mit 1000W Lampe. Macht bei weiß 1000W/m^2 und bei schwarz immer noch müde 1.e-3W/m^2

Der Dynamikumfang des Motivs ist damit in Fall 1 bei 30dB (=ca 10LW) und Fall 2 bei 60dB (=ca 20LW).

Ein Sensor mit 2LW bildet somit vom selben Motiv unterschiedlicher Beleuchtung unterschiedlich viel Graufelder ab, bevor es "überläuft" oder "absäuft".

Anders: Gleicher Kontrast (s/w mit gleichen Graustufen) des Motivs macht bei unterschiedlicher Beleuchtung ein anderen Dynamikeintrag für den Sensor.

Gruß, Wolfgang

 

[Gast_308519]

Dynamikumfang von 2 LW heißt, dass drei aufeinander folgende Felder unterschieden werden können. Wenn man mal davon ausgeht, dass die Belichtungsmessung den Wert "8" als mittleres Grau ansieht, würdest du Möglichkeit 1 herausbekommen

Danke für die ausführliche Antwort! Hat mir gut geholfen.

(ich gehe mal davon aus, dass in deiner Grafik bei Möglichkeit 1 im Feld "4" das gleiche Grau sein soll wie beim Motiv).

Ja, das ist so.

Die abgesoffenen bzw. ausgefressenen Bereiche hätten auch die Farbe von 16 bzw. 4. Je nach Monitoreinstellung/Farbmanagement kann es sein, dass die Helligkeit der Felder anders ist als im Original. Jedenfalls wäre das hellste "Weiß" im Bild 4 mal so hell wie das dunkelste "Schwarz" (2 LW = Faktor 4).

Ah, das war besonders interessant. Jetzt wo ich es lese, ist mir mein Fehler klar.

Bei anders eingestellter Belichtungsmessung kann auch 2 oder 3 herauskommen,

Ok, die Lage kann ich also einfach durch Belichtungskorrekturen verschieben. passt.

wobei "ausgefressen" bzw. "abgesoffen" heißt, dass der vorherige Wert dort wiederholt wird.

Yep. Jetzt habe ich es auch kapiert.

Bei Möglichkeit 4 ist der Dynamikumfang 8 LW.

Und auch das kann ich nun nachvollziehen.

Die 9 Graustufen des Motivs können je nach Beleuchtung einen anderen Dynamikumfang (als Photonenfluss) haben.
...
Anders: Gleicher Kontrast (s/w mit gleichen Graustufen) des Motivs macht bei unterschiedlicher Beleuchtung ein anderen Dynamikeintrag für den Sensor.

Einverstanden. Ich habe mich wieder undeutlich ausgedrückt. Mit Motiv meinte ich ein komplettes Szenario, wie z.B. eine konkrete Landchaftsaufnahme bei konkret gegebener Beleuchtung.
Ich meinte nicht eine graue Papptafel, die man verschieden hell beleuchten kann, sondern ein Motiv das ganz definiert "Photonen zurückschleudert".

Frage ist damit geklärt. Danke für die Erhellung.

 

[Stempel]

Tach zusammen,

ich habe mich da eben geirrt. Wenn sicher gestellt ist, dass die Reflektivität der grauen Flächen immer um den Faktor 2 ansteigt, so sieht man je nach Belichtung bei einem 2 LW Sensor immer genau 4 graue Flächen, einschließlich schwarz und weiß. Diese liegen aus Sicht des Motivs immer benachbart.

Das ist sicher auch so, wenn die Photonen vom Motiv als stetiger Energiefluss und nicht als einzelne Photonen einfallen und begründet sich so:

Die Dynamik ist immer das Verhältnis aus 2 Werten (hier einfallende Photonen pro Belichtung und Pixel). Wenn dieses Verhältnis aus der Vorgabe des TO 4 ist, so ist es danach egal, ob das Ausleserauschen als Untergrenze bei 1W/m^2 oder 100W/m^2 liegt, der Überlauf ist dann eben bei 4 bzw 400W/m^2. Das ist dann nach Vorgabe die Reflexion aus drei benachbarten Feldern nach "Abheben" aus dem Rauschen. Danach ist Überlauf und weiß erreicht (als Abbild nicht vom Motiv).

Mein Denkfehler lag darin, "schwarz" vom Motiv kommend doch immer als 0 Photonen zu sehen. Damit ist die Dynamik aber immer unendlich.

Gruß, Wolfgang