Farbinterpolation nun auch bei Bayer-Sensor unnötig?

Heute erhielt ich den Pentax-Newsletter wo die neue K-3 II vorgestellt wird.
http://www.ricoh-imaging.de/de/spiegelreflexkameras/pentax-k-3-II-dslr.html
Laut Ricoh soll eine Farbinterpolation bei dieser Kamera nicht mehr nötig sein. Durch eine Sensorverschiebung sollen die Farbinfos für jedes Pixel einzeln erfasst werden. Später werden die Aufnahmen zu einem RAW bzw jpg zusammengerechnet. Ob dies immer oder nur in einem speziellen Modus geschieht konnte ich nicht herausfinden.
Was meint ihr, hat sich damit der Foveon erledigt? Oder ist das nur ein Gimmick? Die Beispielaufnahmen sehen Pentax-like gut aus. Eine Revolution kann ich aber nicht erkennen...
Oder habe ich da grundsätzlich etwas falsch verstanden?

Hallo!

Portixol schrieb:

Ob dies immer oder nur in einem speziellen Modus geschieht konnte ich nicht herausfinden.
Was meint ihr, hat sich damit der Foveon erledigt?

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Ricoh/Pentax schreibt in deinem Link: "Die PENTAX K-3 II bietet die Möglichkeit, 4 Aufnahmen in Serie zu machen, bei denen der Sensor jeweils nach oben, unten, links und rechts verschoben wird. Die Kamera errechnet aus vier Einzelbildern ein Bild, welches als JPEG- oder RAW-Datei gespeichert wird."

Die Technik ist also mit dem Umstand verbunden, dass man nur starre Motive und mit Stativ fotografieren kann. So gesehen hat sich der Foveon nicht erledigt.

Ein Stativ wird vermutlich nötig sein - ist bei den neueren Sigmas aber ja auch fast immer angebracht. Was dauert länger, ein Foveon-Bild speichern oder vier Pentax-Bilder schießen, verrechnen und speichern? Überdies wird die Pentax-Option über alle ISO-Bereiche funktionieren. Wer mit Sigma beste Ergebnisse erzielen will darf im Grunde nicht über ISO200 hinausgehen. Viel Bewegung darf da auch nicht sein. Wer ausreichend Erfahrung mit dem Foveon hat kennt ja all die Nachteile. Ob aber die Pentax an die Foveon-Ergebnisse (bezogen auf ISO100) rankommt - das ist die Frage.

Sensor-shift ist nichts neues, die Nachteile können sich allerdings sehr schnell bemerkbar machen, z.B bei Landschaftsaufnahmen mit fliessendem Wasser oder bei längeren Belichtungszeiten.

Das Pixelverschieben zum Vergrößern der Ausgabeauflösung (also z.b. aus 12 mach 24 MP) kenne ich - aber wer hat denn damit schon einmal die Farben einzeln aufgezeichnet? Das ist mir bislang unbekannt gewesen.

Was ich beim Foveon nicht verstehe ist: Wie können drei Pixel exakt direkt untereinander angeordnet sein? Diese sind doch nicht transparent? So wie ich Skizzen vom Foveon Layout gesehen habe ist das jeweils untere Pixel größer als das darüberliegende. Daher nehmen die 3 Pixel doch nicht das Licht an derselben Koordinate / Fläche auf und es muß prinzipiell auch beim Foveon horizontal interpoliert werden. Was verstehe ich da am Foveon Design nicht?

-rabu- schrieb:

Was ich beim Foveon nicht verstehe ist: Wie können drei Pixel exakt direkt untereinander angeordnet sein? Diese sind doch nicht transparent?

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Nicht im herkömmlichen Sinn, aber für die unterschiedlichen Lichtwellen schon. So ist Blau eher kurzwellig und Rot langwellig. Die 3 Silizium-Schichten des Foveon Sensors haben die Eigenschaft, dass die oberste Schicht die kurzwelligen Farben einfängt (blau), die mittlere Schicht die mittelwelligen (grün) und die unterste Schicht die langwelligen (rot). Sigma hat das vereinfacht lange auch so kommuniziert. In Wahrheit trennen die Schichten die jeweiligen Farben aber nicht exakt, sondern es findet eine ziemlich grosse Überlappung statt.
Nachteile:
-Aus diesen 3 Informationen die korrekte Farbe zu berechnen, scheint relativ rechenintensiv zu sein.
-Die unterste Schicht (Langwellen/rot) bekommt nur noch den "Rest" ab, welcher es durch alle Schichten hindurch geschafft hat, was sich in einer ziemlich schlechten ISO Performance äussert. Darum der viel gehörte Spruch: Ein Foveon braucht Licht.

PS: hier noch eine grafische Darstellung der Empfindlichkeit der drei Schichten:

Portixol schrieb:

- aber wer hat denn damit schon einmal die Farben einzeln aufgezeichnet? Das ist mir bislang unbekannt gewesen.

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z.B. Hasselblad oder Olympus

Sicher? Soweit ich weiß ging es dabei um die Sensorauflösung, genauer um die Megapixelanzahl. Oder?

Portixol schrieb:

Sicher? Soweit ich weiß ging es dabei um die Sensorauflösung, genauer um die Megapixelanzahl. Oder?

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Bei Hasselblad hat man seit 2011 die Wahl zwischen "einfachem" Vierer-Multishot zur Moirevermeidung und zusätzlichen Aufnahmen zur Auflösungssteigerung:

http://www.heise.de/foto/meldung/Vier-mal-50-Megapixel-Hasselblad-H4D-200MS-1250805.html

Bei Olympus gibt es zur Zeit nur die letzte Variante. Eine erweiterte Auflösung macht aber nur Sinn, wenn die Basisauflösung ohne Moire vorliegt. Deshalb wird auch hier ein Vierer-Umlauf über die Farben die Grundlage für das Bild geben.

Danke Rodinal für deinen Beitrag und die Verlinkung.
Die Sensorverschiebung bei Hasselblad scheint mit der identisch zu sein, die Pentax jetzt ankündigt. Trotzdem, ich finde das spannend und bin neugierig auf erste Testbilder.

Stoneage schrieb:

Sensor-shift ist nichts neues, die Nachteile können sich allerdings sehr schnell bemerkbar machen, z.B bei Landschaftsaufnahmen mit fliessendem Wasser oder bei längeren Belichtungszeiten.

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Du benötigst kein fließendes Wasser. Landschaft bewegt sich immer. Bäume bewegen sich beim leisesten Luftzug. Merkt man schon bei IR-Fotografie.
Und hier geht es nicht um entstehende leichte Unschärfen, sondern um Subpixel-Angorithmen. Da sollte sich möglichst nichts im Bereich oberhalb 0,1 Pixel bewegen.

Deswegen sollten die Aufnahmen so schnell wie möglich hintereinander erfolgen. Bei 1/125 sec Belichtungszeit wären die unvermeidbaren 8 ms ein angenehmer Wert.

Insofern wäre interessant, ob eine Kamera mehr als 1 Aufnahme in kurzer Zeit machen kann. Dann hätte man die Situation, dass es z.B. einen schnellen 2x Modus geben würde, aber nur langsame (und damit wesentlich bewegungsempfindlichere) 4x und 8x Modi.

Ingesamt sollte man sich von solchen Modi aber nicht zu viel versprechen. Wenn die Pixel einen guten Füllfaktor haben, stellen die Pixel einen weiteren Tiefpass dar. Dieser kommt zu den anderen Tiefpässen, die wir schon haben, wie z.B. das Seeing der Athmosphäre und die fallende MTF der Optik, so dass man am Schluss zusätzliche Informationen knapp oberhalb des Rauschens selbst bei ISO 100 oder 200 erhält.

Da bei Kameras mit Sensor-Shifting das ganze "nur" ein Software-Feature ist, wundert es mich schon seit längerem, dass Sony oder Pentax so was nicht anbietet. Zu Konica-Minolta-Zeiten war mir das noch verständlich, weil die Kisten damals zu wenig RAM hatten.

Frank Klemm schrieb:

Da bei Kameras mit Sensor-Shifting das ganze "nur" ein Software-Feature ist, wundert es mich schon seit längerem, dass Sony oder Pentax so was nicht anbietet.

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Abgestimmte Scheibchen-Innovation halt. Wir könnten schon längst den 300 MB VF Sensor oder Tripel-Sensor haben.

Frank Klemm schrieb:

Da bei Kameras mit Sensor-Shifting das ganze "nur" ein Software-Feature ist, wundert es mich schon seit längerem, dass Sony oder Pentax so was nicht anbietet. Zu Konica-Minolta-Zeiten war mir das noch verständlich, weil die Kisten damals zu wenig RAM hatten.

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So einfach ist es nun nicht. Bei Olympus war eine neue - angeblich per Linearmotor getriebene - Stabigeneration nötig, um eine entsprechende Präzision zu gewährleisten. Ich gehe davon aus, das auch Pentax den ISIS kontinuierlich fortentwickelt und erst jetzt eine ausreichende Genauigkeit liefern kann. Dem Wabbelsensor der K5 hätte ich Pixelshift jedenfalls nicht zugetraut.

Dann braucht es zwingend einen schnellen elektronischen Verschluss und ausreichend Rechenleistung, um die anfallenden Daten verzögerungsfrei zu verarbeiten. Beides gibt es noch nicht. Olympus kündigt immerhin für den Nachfolger der M1 eine freihandtaugliche Multishotvariante an. Eine Lösung, die Stativ, Windstille und ähnliche Krücken braucht, finde ich unbefriedigend.

Ein Achterschuss mit der M5II oder ein Viererschuss mit der Pentax sammelt soviel Photonen ein wie ein konventioneller 36x48mm-Sensor und könnte damit theoretisch die BQ von Mittelformat liefern. Was ich bislang sehe, ist da vergleichsweise ernüchternd. M.E. ist das auch ein Softwareproblem. Bezeichnenderweise hat Olympus eine eigene HiRes-fähige Software erst für den Herbst angekündigt - ein Dreivierteljahr nach dem Erscheinen der M5II. Das RawTherapee-Entwicklerteam schätzt den Effekt eines an die Oly-Raws angepassten speziellen Deconvolutionskernels als "magic" ein - sagt aber nicht, ob und wann es dieses Feature geben wird. Die anderen Konverterhersteller sind schon mit der Implementierung der vergleichsweise primitiven RLD überfordert - von höheren Lösungen ganz zu schweigen. Aus meiner Sicht muss deshalb das Pflänzchen Multishot noch ein paar Jahre wachsen, ehe es reiche Ernten bringt.

Mit anderen Worten und um ein vorläufiges Fazit zu ziehen: Der Foveon bleibt einzigartig...

Frank Klemm schrieb:

Da bei Kameras mit Sensor-Shifting das ganze "nur" ein Software-Feature ist, wundert es mich schon seit längerem, dass Sony oder Pentax so was nicht anbietet.

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Dazu fällt mir spontan dieser Link ein. Inwieweit so ein Sensor schon Anwendung findet oder Anwendung finden wird: Keine Ahnung. Das Prinzip an sich ist nicht neu, nur gibt es da mehrere Probleme: Einmal die genaue Bewegung vom Sensor (wurde ja hier schon aufgegriffen) und zweitens die "Aufbewahrung" der Ladungen. Letzteres ist ja ein generelles Problem bei CMOS mit global shutter, da sich die Elektronen ungern einsperren lassen und gerne mal abwandern, d.h. die "belichten" dann benachbarte Pixel, was auch nicht so schön ist. Irgendwo hatte ich mal einen Artikel zu diesem Thema gesehen, der das alles gut zusammengefaßt hatte.

Portixol schrieb:

Mit anderen Worten und um ein vorläufiges Fazit zu ziehen: Der Foveon bleibt einzigartig...

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Natürlich bleibt er einzigartig - das Sensordesign ist nunmal anders als bei allen anderen.

In einem Teilbereich kann man durch "Tricks" das, was den Foveon einzigartig macht, mit Bayer-Sensoren nachahmen. Überall dort, wo mehrere Aufnahmen nicht sinnvoll möglich sind, funktioniert der Trick nicht.

Für mich macht es praktisch - ich habe immer wieder mit einer SD1 oder einer DP Merrill geliebäugelt - Sigma Kameras ein Stück weniger interessant.

derfred schrieb:

Natürlich bleibt er einzigartig - das Sensordesign ist nunmal anders als bei allen anderen.

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Nicht wirklich. Canon hat auch Patente für Multilayer-Sensoren: http://bobatkins.com/photography/digital/canon_sensor_patent.html

Floyd Pepper schrieb:

Nicht wirklich. Canon hat auch Patente für Multilayer-Sensoren: http://bobatkins.com/photography/digital/canon_sensor_patent.html

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Und? In welcher Kamera kann man diesen Sensor bestaunen?

dafür kann der Foveon auch nur einzigartig einen Teilbereich rechnet man real existierende Kameras hinzu, bleibt der Teil noch kleiner.
I
nsofern ist es schon legitim den Vergleich zu ziehen und man hat jetzt die Wahl bei Pentax in einem kleinen Teilbereich auf die Farbinterpolation zu verzichten, im Ganzen sind die Sigmas halt sehr wenig universale Kameras.

und der dp Vergleich im Landschaft XTrans Thread hat ja gut gezeigt, das ein angepasster Farbfilter ohne AA Filter detailmässig real in nix nachsteht, dynamikmässig und sobald die iso 100 verlässt schon mal gar nicht.

Die technischen Nachteile eines Sensors, welcher auf EIndringtiefen unterschiedlicher Wellenlängen in Silizium beruht, sind nicht wegzuentwickeln, da physikalisch bedingt.

Beide Sensorkonzepte sind sozusagen am Ende, mit dem doch besseren Ende für den herkömmlichen CFA Sensor, da einfach universaler. Erst Pana/Fuji, so sie denn fertig werden mal irgendwann, werden mit dem organischen Vollfarbsensor eine neue Ära einläuten.

Sigmas Rolle rückwärts beim Design des Quattro Sensors ist nur logisch, hapert noch etwas an der Umsetzung, es beseitigt allerdings nicht in ausreichendem Masse die Diffusionsproblematik und erfordert prinzipbedingt noch immer hohe Korrekturen, die zu den bekannten Darstellungsfehlern führen. Das grundsätzliche Problem einer Belichtung mit nicht! vollem Spektralanteil, z.b. bestimmte Kunstlichtsituationen, lassen sich mit dem Foveondesign grundsätzlich nicht befriedigend lösen.

Dagegen ist die Entwicklung bei der Berechnung von Mehrfachbelichtungen schon sehr weit, zunehmend freiwerdende Rechenleistung beim recht einfachen Bayer CFA machts möglich, so das es durchaus bald im Bereich des Möglichen liegt, auch pixelverschobene Mehrfachaufnahmen samt elektronischer Korrekturen bis zu einem bestimmte Masse on the fly zusammenzurechnen ohne störende ghostings oder dergleichen. Im Moment freuen sich halt nur Stilleben oder Produktfotografen, aber auch fürs Auto musste erst mal das Rad erfunden werden.