ISO Invarianz und ETTR

spassig · 11. Okt. 2017

Lese gerade etwas darüber.
Möchte es mal mit zwei Kameras ausprobieren.
Aufnahmen vom Stativ und selbstverständlich RAW.
a) Canon EOS 5D Mark III, hat wohl keinen geeigneten Sensor?
b) Sony A7 II, hat wohl einen geeigneten Sensor, bin aber nicht sicher?

Generell gilt doch:

c) Festlegung der Blende wegen Schärfentiefe.
d) Festlegung der Verschlusszeit wegen Bewegungsunschärfe oder -schärfe.
e) Festlegung der ISO.

Wie bringt man das denn zusammen mit ETTR?
Bin da etwas am Grübeln.

Jochen

Biker x · 11. Okt. 2017

Vollzitat des Beitrags obendrüber entfernt
Gruß
Manni1

c+d im modus m,s oder a
in s und a eventuell die belichtungskorrektur bemühen damit es auch ein ettr wird.

Mi67 · 11. Okt. 2017

spassig schrieb:
Wie bringt man das denn zusammen mit ETTR?

Gar nicht, bzw. nur dann, wenn man selber Licht machen kann.

Bei ETTR nutzt man eine ISO-Invarianz meist eben nicht aus, sondern man zieht die Belichtung so weit hoch, wie es der aktuelle ISO-Wert erlaubt bzw. man schraubt den ISO-Wert auf hohe Werte, obwohl die Kamera auch darunter bereits ISO-invariat war.

Um also ETTR und ISO-Invarianz miteinander zwangszuverheiraten, muss mindestens ein weiterer Freiheitsgrad (Blende, Verschlusszeit oder Licht) nutzbar sein.

Eine Szene, die bei gegebenem Licht, gegebener Blende f/5,6 und gegebener Belichtungszeit von 1/125 s in ISO-1600 ein ETTR ergäbe, würde bei Nutzung der ISO-Varianz bei einer Kamera, die z.B. ab ISO-800 ISO-invariant ist, in ISO-800 natürlich kein ETTR mehr ergeben. Will man dann dennoch ein E-TTR haben, dann muss Licht gemacht, auf f/4 aufgeblendet oder 1/60 s lang belichtet werden.

Ein Schuh wird also anders daraus: Du stellst die Kamera auf niedrigst invariaten ISO (oder tiefer) ein und regelst den Rest mit den verbliebenen Freiheitsgraden in Richtung ETTR oder - wenn nichts machbar ist - lässt man das ETTR sausen und korrigiert das unterbelichtete Bild bei der RAW-Konversion.

spassig · 11. Okt. 2017

@Biker X und Mi67

Danke für Feedback.
Werde das mal durchdenken und praktisch testen.

Jochen

burkhard2 · 11. Okt. 2017

ETTR ist kein Ziel an sich, sondern soll dazu dienen, das Rauschen zu reduzieren. Im Wesentlichen geht es um Photonenrauschen und Ausleserauschen (bzw. genauer um den Signal-Rauschabstand).

1. Das Photonenrauschen kann man nur dadurch reduzieren, dass man mehr Licht auf den Sensor bringt, also bei c) nicht weiter als nötig abblendet, bei d) so lange wie möglich belichtet oder für stärkere Beleuchtung sorgt.

2. Das Ausleserauschen ist dann am geringsten, wenn man die ISO so wählt, dass das Histogramm rechts eben so anschlägt.

Im praktisch Iso-losen Bereich der Sensoren spielt das Ausleserauschen keine Rolle, also bringt hier das Höherstellen der ISO, um das Histogramm auszunutzen, keinen nennenswerten Gewinn (sondern eher die Gefahr ausgefressener Spitzlichter). Gut kann man das an den Diagrammen von Photons to Photos sehen – je mehr der Rauschwert mit Erhöhung der ISO sinkt, desto mehr bringt ETTR bei belicher Belichtung bei der jeweiligen Kamera.

Bei der A7 II ist ETTR in der Praxis nur sinnvoll bei der niedrigsten ISO, wenn man für ausreichende Belichtung sorgen kann. Bei der Canon mit stärkerem Ausleserauschen gewinnst du, insbesondere im niedrigen ISO-Bereich, wenn du durch Erhöhung der ISO ETTR erreichst. (Aber mehr Licht bringt auch hier mehr als höhere ISO).

L.G.

Burkhard.

spassig · 13. Okt. 2017

@Burkhard

Danke für hilfreiches Feedback.
Die verlinkte Seite ist interessant.

Jochen

spassig · 13. Okt. 2017

Jetzt muss ich doch noch mal nachfragen um sicher zu sein dass ich alles verstanden habe.

burkhard2 schrieb:
ETTR ist kein Ziel an sich, sondern soll dazu dienen, das Rauschen zu reduzieren.

Habe ich so verstanden dass im RAW die Lichter eine wesentlich höhere Energiemenge = Spannung beinhalten als die Schatten.
Sehr vereinfacht formuliert von mir.

burkhard2 schrieb:
Im Wesentlichen geht es um Photonenrauschen und Ausleserauschen (bzw. genauer um den Signal-Rauschabstand).

Meinst Du mit Ausleserauschen = Signal-Rauschabstand?
D. h. größerer Signal-Rauschabstand ist besser?

burkhard2 schrieb:
1. Das Photonenrauschen kann man nur dadurch reduzieren, dass man mehr Licht auf den Sensor bringt, also bei c) nicht weiter als nötig abblendet, bei d) so lange wie möglich belichtet oder für stärkere Beleuchtung sorgt.

Verstanden.

burkhard2 schrieb:
2. Das Ausleserauschen ist dann am geringsten, wenn man die ISO so wählt, dass das Histogramm rechts eben so anschlägt.

Oder im RAW etwas darüber da man im Konverter die Lichter runterziehen kann. Muss man aber austesten wie weit man „überbelichten" kann, da bei der Kamera ja ein JPG Histogram angezeigt wird.
Schön wäre ein RAW Histogramm.

burkhard2 schrieb:
Im praktisch Iso-losen Bereich der Sensoren spielt das Ausleserauschen keine Rolle,

Meinst Du mit ISO-losen Sensoren = ISO-Invariant?

burkhard2 schrieb:
also bringt hier das Höherstellen der ISO, um das Histogramm auszunutzen, keinen nennenswerten Gewinn (sondern eher die Gefahr ausgefressener Spitzlichter). Gut kann man das an den Diagrammen von Photons to Photos sehen – je mehr der Rauschwert mit Erhöhung der ISO sinkt, desto mehr bringt ETTR bei belicher Belichtung bei der jeweiligen Kamera.

Deine Antwort ist mir unklar.
Falls der Rauschwert mit Erhöhung der ISO sinkt, das wäre ja gut?
Der Signal-Rauchabstand muss doch steigen > ergo niedrige ISO

Jochen

Kamera2016 · 13. Okt. 2017

Ich habe das auch noch nicht verstanden. Bin vor allem verwundert, daß Sony die Abstimmung hierzu gänzlich geändert hat.
Schaut man sich z.B. die A7RII und jetzt auch die A9 hierzu an
http://www.photonstophotos.net/Char... ILCE-7M2_14,Sony ILCE-7RM2_14,Sony ILCE-9_14

kann man sehen, daß sich das der Canon Abstimmungs-Charakteristik genähert hat.

A7 und A7II hatten ein Ausleserauschen, welches - im Vergleich hierzu - fast linear war (O.K. genauer: bei ISOS unterhalb 500 gibt es einen kleinen exponentiellen Anstieg). Die neuere Abstimmung hat allerdings gerade beim ISO100 Wert sehr viel höheres Ausleserauschen, bei hohen ISOs dafür ein deutlich niedrigeres.
Das wundert mich, da doch ISO 100 eigentlich der optimale Bereich sein sollte, hier also die geringsten Rauschwerte gewünscht werden.

Wäre nicht die ideale Kurve eine Gerade mit Ausleserauschen = 0?

Wieso kann das Ausleserauschen bei ISOs > 25600 in den Minus Bereich gehen?

spassig · 13. Okt. 2017

Kamera2016 schrieb:
Wieso kann das Ausleserauschen bei ISOs > 25600 in den Minus Bereich gehen?

Das Diagramm zeigt doch nicht das Rauschen sondern den Signal-Rausch-Abstand?
D.h. das Rauschen ist ab 25.600 größer als das Signal.
???

Jochen

Kamera2016 · 13. Okt. 2017

Das ist auch eine Frage.
Die englische Bezeichnung für Signal-Rausch-Abstand ist:
signal-to-noise ratio
nach meiner Kenntnis.

https://dict.leo.org/englisch-deutsch/signal rausch abstand

spassig · 13. Okt. 2017

Kamera2016 schrieb:
Das ist auch eine Frage.
Die englische Bezeichnung für Signal-Rausch-Abstand ist:
signal-to-noise ratio
nach meiner Kenntnis.

https://dict.leo.org/englisch-deutsch/signal rausch abstand

Da hast Du recht.

Was ist nun genau Input-referred Read Noise?

Ich lese auf seiner Seite u.a.:

Introduction
Read Noise is a key factor in determining the shadow performance of a digital sensor.
An analysis of Read Noise helps us separate the contribution of the preamplifier from that of the Analog to Digital Converter (ADC).

Deepl.com liefert:
Einleitung
Leserauschen ist ein Schlüsselfaktor für die Schattenleistung eines digitalen Sensors.
Eine Analyse von Read Noise hilft uns, den Beitrag des Vorverstärkers von dem des Analog-Digital-Wandlers (ADC) zu trennen.

Jochen

Kamera2016 · 13. Okt. 2017

Das ist der Eigenfehler des Vorverstärkers während des Auslesevorganges.
Das eigentliche Signal müßte idealerweise 1:1 gewandelt und verstärkt werden können. Der Vorverstärker selbst erzeugt aber einen Rauschanteil, so daß das Eingangsignal mit diesem überlagert wird. Je kleiner dieser Rauschanteil ist, desto weniger wird also das Eingangssignal beeinflußt.
Ich habe keine Vorstellung von den Verhältnissen Eingangssignal zu Rauschen durch das Auslesen (= Rauschen des Vorverstärkers).
Aber spannend zu sehen, daß hier gezielt von Sony Veränderungen unternommen wurden, um in der Summe das Rauschen klein zu halten.

Martin Vieten hat ETTR in Tonwertstufen dargestellt. Hier kann ich mir das Ganze besser vorstellen; aber wirklich durchgestiegen bin ich auch noch nicht.

https://www.digitalkamera.de/Fototipp/Nach_rechts_belichten_oder_Expose_To_The_Right/9345.aspx

Das Problem ist auch, daß die Hersteller laufend an ihren Sensoren herumbasteln (siehe Sony) und somit unklar ist, welche Vorgehensweise nun ideal ist. Ich selber habe die Sony A7 und da hieß es immer: lieber 1 Blende unterbelichten und nicht riskieren, daß Lichter ausgefressen werden. Das geht aber auch klar zu Lasten der Tonwertabstufungen, wie bei M. Vieten zu lesen.

burkhard2 · 13. Okt. 2017

spassig schrieb:
Jetzt muss ich doch noch mal nachfragen um sicher zu sein dass ich alles verstanden habe.

Habe ich so verstanden dass im RAW die Lichter eine wesentlich höhere Energiemenge = Spannung beinhalten als die Schatten.
Sehr vereinfacht formuliert von mir.

Bei ETTR ist einfach der Signalpegel höher. Bei gleichem Grundrauschen (=Ausleserauschen) erhöht sich also der Signal-Rauschbstand zum Ausleserauschen. Der Signal-Rauschabstand beim Photonenrauschen bleibt bei gleicher Belichtung gleich.

spassig schrieb:
Meinst Du mit Ausleserauschen = Signal-Rauschabstand?

Nein, man muss die beiden Begriffe eigentlich klar trennen. Die meisten Leute reden von Rauschen, meinen aber Signal-Rauschabstand.

spassig schrieb:
Oder im RAW etwas darüber da man im Konverter die Lichter runterziehen kann. Muss man aber austesten wie weit man „überbelichten" kann, da bei der Kamera ja ein JPG Histogram angezeigt wird.
Schön wäre ein RAW Histogramm.

ETTR ist praktisch nur mit RAWs sinnvoll, "Histogramm" bezieht sich auf das Raw-Histogramm (das gute Raw-Konverter auch anzeigen können).

spassig schrieb:
Meinst Du mit ISO-losen Sensoren = ISO-Invariant?

ISO-los ist ein Sensor, wenn sich bei gleicher Belichtung der Signal-Rauschabstand bei Veränderung der ISO nicht ändert.

spassig schrieb:
Deine Antwort ist mir unklar.
Falls der Rauschwert mit Erhöhung der ISO sinkt, das wäre ja gut?
Der Signal-Rauchabstand muss doch steigen > ergo niedrige ISO

Was dargestellt ist, ist das Ausleserauschen (umgerechnet in Elektronen/eingefangenen Photonen), bzw. der Logarithmus (deswegen negative Werte). Da die Belichtung (das Signal) i.d.R. mit höherer ISO sinkt, verringert sich der Signal-Rauschabstand bei Erhöhung der ISO.

L.G.

Burkhard.

burkhard2 · 13. Okt. 2017

Kamera2016 schrieb:
Ich habe das auch noch nicht verstanden. Bin vor allem verwundert, daß Sony die Abstimmung hierzu gänzlich geändert hat.
Schaut man sich z.B. die A7RII und jetzt auch die A9 hierzu an
http://www.photonstophotos.net/Char... ILCE-7M2_14,Sony ILCE-7RM2_14,Sony ILCE-9_14

Das ist einfach eine Frage des Aufwandes. Die Sprünge in den Kurvenverläufen bedeuten eine Umschaltung des Eingangsverstärkers. Canon hat das immer schon so gemacht, weil deren Sensoren bei niedrigen ISOs zu stark rauschen, bei Sony (und auch z. T. bei Nikon) fand man das wohl lange unnötig.

Kamera2016 schrieb:
Das wundert mich, da doch ISO 100 eigentlich der optimale Bereich sein sollte, hier also die geringsten Rauschwerte gewünscht werden.

Das (maximale) Signal ist auch stärker, dadurch ist trotzdem das Signal-Rausch-Verhältnis bei niedrigerer ISO besser.

Kamera2016 schrieb:
Wäre nicht die ideale Kurve eine Gerade mit Ausleserauschen = 0?

Wieso kann das Ausleserauschen bei ISOs > 25600 in den Minus Bereich gehen?

Die y-Achse hat einen logarithmischen Maßstab. Beliebig kleine negative Werte sind also möglich, je kleiner, desto geringer das Rauschen.

L.G.

Burkhard.

spassig · 13. Okt. 2017

burkhard2 schrieb:
Die y-Achse hat einen logarithmischen Maßstab. Beliebig kleine negative Werte sind also möglich, je kleiner, desto geringer das Rauschen.

L.G.

Burkhard.

OK. > 2exp0, 2exp1, 2exp2 und so weiter.
Bei logarithmischen Achsen ist die im screenshot dargestellte Skalierung üblich.
Sonst verwirrt es, jedenfalls mich.
Ist aber hier nebensächlich

Jochen

Mi67 · 13. Okt. 2017

spassig schrieb:
OK. > 2exp0, 2exp1, 2exp2 und so weiter.
Bei logarithmischen Achsen ist die im screenshot dargestellte Skalierung üblich.
Sonst verwirrt es, jedenfalls mich.

Dein Screenshot zeigt einen Log zur Basis 10 (dekadischer Logarithmus). Ebenso gibt es den natürlichen Logarithmus zur Basis e oder - insbesondere wenn in der Bezugsgröße mit Faktoren 2 gearbeitet wird - auch den Logarithmus zur Basis 2.

Da wir "gerne" den Dynamikumfang in "Blendenstufen", also den Exponenten von 2 angeben, ist die Log(2)-Darstellung gar nicht so abwegig.

spassig · 14. Okt. 2017

Mi67 schrieb:
Dein Screenshot zeigt einen Log zur Basis 10 (dekadischer Logarithmus). Ebenso gibt es den natürlichen Logarithmus zur Basis e oder - insbesondere wenn in der Bezugsgröße mit Faktoren 2 gearbeitet wird - auch den Logarithmus zur Basis 2.

Da wir "gerne" den Dynamikumfang in "Blendenstufen", also den Exponenten von 2 angeben, ist die Log(2)-Darstellung gar nicht so abwegig.

Das stimmt. Ich meinte bei meinem Bespiel die Zwischenschritte, siehe Screenshot. Da sieht man den logarithmischen „Masstab" besser als in den Diagrammen von Photons to Photos

Jochen

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