Fotografisch (aka sinnvoll) nutzbarer Dynamikumfang

Wenn es um den Dynamikumfang von Kameras geht, gibt es ja immer wieder große Diskussionen welche Kamera nun um wieviel EV besser ist. Meist wird dabei der Dynamikumfang genutzt, wie er von DxO gemessen wird.

Die Begrenzung des Dynamik-Umfangs in den Lichtern ist (denke ich) ziemlich unstrittig, wenn ein oder mehr Farbkanäle ausbrennen, d.h. die Full-Well-Kapazität wird überschritten.

Bei DxO wird bei der Begrenzung des Dynamikumfangs in den Schatten von einem SNR von 0dB ausgegangen. Es wird also davon ausgegangen, dass das Ende des Dynamikumfangs erreicht ist, wenn Stör-Signale und "echte" Signale sich genau die Waage halten.

Ich denke keiner von uns wird das als nutzbar ansehen, ich zumindest tue das nicht.

Leider weiß ich nicht ab wieviel dB ich das SNR als fotografisch sinnvoll nutzbar ansehen würde (hängt ja auch von der Ausgabegröße etc. ab).

Neben dem reinen Messverfahren gibt es zusätzlich noch andere Faktoren, die eine Rolle spielen - Farbverschiebungen, Banding...

Ich will damit die DxO-Ergebnisse nicht schlecht machen - im Gegenteil, durch die genau Dokumentation etc. lassen sich die Daten gut verwenden - der Thread soll eher dazu dienen das Thema ohne persönliche Angriffe und Schw... bzw. Kamera-Bashing-Vergleiche zu diskutieren.

Ich schätze daß der notwendige Abstand Signal/Rauschen auch irgendwie von persönlichen Vorstellungen abhängt. Und ebenfalls auch vom Motiv.

Moin,

der ebenfalls oft in Diskussionen über den Dynamikumfang angeführte Bill Claff beispielsweise nutzt eine andere Definition. Alle Details – inklusive der Möglichkeit, seine Werte mit denen von DxOMark zu vergleichen – findest du unter http://www.photonstophotos.net

Bei den Kameras, zu denen ich mir das angeschaut habe, unterscheiden sich die absoluten Werte zwar von denen bei DxOMark (logischerweise), aber an den Tendenzen ändert sich anscheinend nichts: Eine Kamera, die bei DxOMark besser abschneidet als eine andere, schneidet bei Bill Claff ebenfalls besser ab. Seine Methode ist also ebenso gut oder schlecht wie die von DxOMark, ganz nach Geschmack.

Eben doch, bei der a7s z.B:

http://www.photonstophotos.net/Charts/PDR.htm#Nikon D810,Sony ILCE-7S

https://www.dxomark.com/Cameras/Compare/Side-by-side/Nikon-D810-versus-Sony-A7S___963_949

Ich habe jetzt auf den ersten Blick keine Angaben dazu gefunden bei wieviel dB SNR er die Grenze zieht - und er nutzt anscheinend die Daten von DxO

Moin,

du hast recht; ich hatte mir das zwar bei etlichen Kameras angeschaut (in erster Linie Canon-Modelle), aber offenbar gibt es da tatsächlich Unterschiede. Bei älteren Canon-Modellen sind sich die Kurven von DxOMark und Bill Claff meist sehr ähnlich – lediglich in der Höhe verschoben und mit eher geringen Abweichungen, wo sich die Kurven schneiden (falls sie es tun).

Bei einigen neuen Modellen hingegen zeigen sich deutliche Unterschiede. Ich habe hier mal die Kurven für den Vergleich 5D Mark II vs. 5D Mark III sowie 5D Mark III vs. 5D Mark IV angehängt. Die 5D Mark III ist die mit der grünen Kurve; die Messwerte von DxOMark ergeben jeweils die obere, die von Bill Claff die untere Kurve. Ich muss meine Aussage von vorhin daher revidieren: Mitunter kommen die beiden Seiten tatsächlich zu unterschiedlichen Ergebnissen.

Bill Claff hat auf seinen Seiten zwei interaktive Grafiken, die eine mit seinen eigenen Messwerten, die andere mit denen von DxOMark – sind beide untereinander verlinkt.

Bei Sonys verlustbehafteter Raw-Kompression werden die Schatten von 14EV Dynamik auf 13Bit abgebildet. Damit stehen für die unteren drei Blenden gerade mal vier Intensitätsstufen zur Verfügung. Fast alle Sony-Fotografen finden das toll. Leute, die hierin eine Einschränkung der nutzbaren Dynamik sehen, müssen also spinnen.

Borgefjell schrieb:

Ich habe jetzt auf den ersten Blick keine Angaben dazu gefunden bei wieviel dB SNR er die Grenze zieht - und er nutzt anscheinend die Daten von DxO

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Er skaliert auf "1 coc", also etwa 1MP, DxOMark skaliert auf 8MP. Und er nutzt als unteren Grenzwert nicht 1:1 (0dB), sondern 1:10 (20dB). (*)Quelle, die schönere Darstellung, an die ich mich erinnere, kann ich nicht wiederfinden. Und ja, er benutzt mittlerweile auch Daten von DxOMark. Früher wurden ihm Bilder zugeschickt, die er dann selber ausgewertet hat, siehe hier.

(*) Gestern abend war's zu spät und mein Handy ist zu klein. Die Untergrenze ist 20dB und die Zahl 2,49 ist nur die Korrektur von der Pixelgröße auf den coc.

Borgefjell schrieb:

Ich habe jetzt auf den ersten Blick keine Angaben dazu gefunden bei wieviel dB SNR er die Grenze zieht

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20 dB, bei einer etwas anderen Auflösung als DxO (DxO verwendet 8 MPx, Bill Claffs bezieht sich auf die übliche Zerstreuungskreisgröße, aber wohl nicht auf die Fläche der Zerstreuungskreise). Beide Definitionen sind willkürlich. Auch bei 0 dB SNR sieht man (nach entsprechendem Entrauschen bzw. aus genügend großem Abstand) noch grobe Strukturen in den Schatten. Auch 20 dB SNR möchte man in wichtigen Bildteilen lieber nicht haben.

Bei dem höheren Rauschabstand von Bill Claffs spielt das Ausleserauschen der Kameras eine geringere Rolle, bei den heutigen Kameras ist man da meist schon in Bereich, wo das Photonenrauschen dominiert. Deshalb fallen die Unterschiede geringer aus als bei DxO, dafür wirkt sich die Sensorgröße stärker aus.

Borgefjell schrieb:

- und er nutzt anscheinend die Daten von DxO

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Er hat Auswertungen von DxO und eigene Messungen.

L.G. Burkhard.

Vielen Dank für die Informationen, muss ich mich mal weiter einlesen!

Borgefjell schrieb:

dass das Ende des Dynamikumfangs erreicht ist, wenn Stör-Signale und "echte" Signale sich genau die Waage halten.

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Das ist zumindest missverständlich ausgedrückt, vielleicht auch falsch verstanden. Es ist nicht so, dass da ein "Störsignal" existiert (das existiert auch, ist aber hier nicht relevant) und an der Untergrenze der Dynamik das Nutzsignal gerade genauso groß ist. Stattdessen geht es um die Streuung (die Standardabweichung) vieler nominell gleich belichteter Pixelwerte um ihren Mittelwert. Dieser Mittelwert kann auch noch kleiner werden, der wird nicht durch das "Störsignal" nach unten begrenzt, aber dann streuen die Einzelwerte noch stärker.

Borgefjell schrieb:

Neben dem reinen Messverfahren gibt es zusätzlich noch andere Faktoren, die eine Rolle spielen - Farbverschiebungen, Banding...

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Zur Farbverschiebung weiß ich nichts, aber zum Banding. Das wird bei DxOMark einfach als Rauschen erfasst, aber ohne Information über seinen niedrigen Ortsfrequenzbereich. Bei der Skalierung auf "print" wird einfach davon ausgegangen, das gemessene Gesamtrauschen sei gleichmäßig über den gesamten Ortsfrequenzbereich verteilt ("weißes Rauschen" mit konstanter spektraler Leistungsdichte). Bei der rechnerischen Skalierung wird der Rauschanteil des Banding anteilig mit rausgerechnet, während es bei einer tatsächlichen Bimdskalierung erhalten bliebe, weil es zu tieffrequent ist. Das ist ein bekanntes Manko der Skalierung bei DxOMark. Um das zu umgehen, müssten sie das Rauschen nicht als Gesamtwert, sondern spektral messen.

rodinal schrieb:

Bei Sonys verlustbehafteter Raw-Kompression werden die Schatten von 14EV Dynamik auf 13Bit abgebildet. Damit stehen für die unteren drei Blenden gerade mal vier Intensitätsstufen zur Verfügung. Fast alle Sony-Fotografen finden das toll. Leute, die hierin eine Einschränkung der nutzbaren Dynamik sehen, müssen also spinnen.

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Du weißt aber schon, daß die Daten vor der Kompression nichtlinear kodiert werden?

Waartfarken schrieb:

Zur Farbverschiebung weiß ich nichts

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Ich bin ja immer noch am überlegen, woher das kommt. Momentane Annahme ist folgende: Das Rauschen ist stark genug, daß es in sichtbare Teile (von der Helligkeit her) vom Bild reinreicht und so Fehlfarben produziert (Verteilung Grün vs. Blau/Rot + Weißabgleich + Lichtfarbe). Bei der 5Ds als auch A7rII ist mir aufgefallen, daß stärkere Verkleinerung den Effekt abschwächt, genauso wie eine schlichte Erhöhung des Betrachtungsabstandes (wobei da noch der Bildwinkel auf den LCD-Bildschirm eine Rolle gespielt haben könnte, hatte das nicht genauer und im Detail analysiert/beobachtet).

Wärmebedingtes Rauschen produziert auch lila Färbung.

rodinal schrieb:

Bei Sonys verlustbehafteter Raw-Kompression werden die Schatten von 14EV Dynamik auf 13Bit abgebildet. Damit stehen für die unteren drei Blenden gerade mal vier Intensitätsstufen zur Verfügung. Fast alle Sony-Fotografen finden das toll. Leute, die hierin eine Einschränkung der nutzbaren Dynamik sehen, müssen also spinnen.

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Kannst du das mal erlären, ist für mich irgendwie ziemlich unverständlich

Balaleica schrieb:

Du weißt aber schon, daß die Daten vor der Kompression nichtlinear kodiert werden?

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Genau. Die untersten 2000 Werte werden (nach deiner Quelle, Fig. 10) linear auf 1000 Werte reduziert, was bedeutet, dass dort das letzte Bit wegfällt. Aus 7 (8) Werten für die untersten drei Blendenstufen werden dadurch 3 (4).

(Nikon verwendet bei seinen komprimierten Raws eine ähnliche Tonwertkurve, bildet aber die untersten Werte 1:1 ab.)

L.G.

Burkhard.

burkhard2 schrieb:

Genau. Die untersten 2000 Werte werden (nach deiner Quelle, Fig. 10) linear auf 1000 Werte reduziert, was bedeutet, dass dort das letzte Bit wegfällt. Aus 7 (8) Werten für die untersten drei Blendenstufen werden dadurch 3 (4).

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Ok. Nur bringen diese 3 Stufen effektiv so gut wie nichts, weil die vom Read-Noise dominiert werden, selbst bei niedrigen ISOs. Die Verknappung der Tonwert-Auflösung ist natürlich gegeben, kann aber mit einem passendem Dekompressions-Algorithmus partiell kompensiert werden, da es primär der Shot-Noise ist, der da quasi unter den Tisch gekehrt wird. Ich als A7s-Nutzer hätte da vermutlich noch die besten Gründe, mich wegens dieser Kompression aufzuregen, aber in der Praxis schlage ich mich ehrlich gesagt mit jeder Menge anderen Problemen herum.

Balaleica schrieb:

Ok. Nur bringen diese 3 Stufen effektiv so gut wie nichts, weil die vom Read-Noise dominiert werden, selbst bei niedrigen ISOs.

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Bei den Kameras, die im unteren ISO-Bereich ein Leserauschen unterhalb von 1 ADU haben, macht das schon was aus. Wenn das Leserauschen, wie bei der A7s deutlich höher liegt, hast du Recht, da ist die geringere Genauigkeit kein wirklicher Verlust. Bei der A7r sieht das schon etwas anders aus.

Balaleica schrieb:

Die Verknappung der Tonwert-Auflösung ist natürlich gegeben, kann aber mit einem passendem Dekompressions-Algorithmus partiell kompensiert werden, da es primär der Shot-Noise ist, der da quasi unter den Tisch gekehrt wird.

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Nein, den Auflösungsverlust kann man nicht kompensieren, die gröbere Auflösung erhöht trotzdem das Rauschen. Da, wo andere Rauschquellen (Leserauschen, Photonenrauschen) spielt einfach das zusätzliche Quantisierungsrauschen in der Praxis keine Rolle.

Ob man sich nun wegen ein paar Tonwertstufen mehr im ohnehin total verrauschten Bereich wirklich Gedanken machen muss, steht noch auf einem ganz anderen Blatt.

L.G.

Burkhard.

burkhard2 schrieb:

Ob man sich nun wegen ein paar Tonwertstufen mehr im ohnehin total verrauschten Bereich wirklich Gedanken machen muss, steht noch auf einem ganz anderen Blatt.

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Das ist aber letztendlich der springende Punkt. Je nach Aufnahme hat man geschätzt 1-2 Blenden in den Lichtern, ~6 Blenden im (eigentlich) bildrelevanten Teil und der Rest liegt irgendwo in den Schatten. Das ist quasi die Ausgangslage. Mit aktueller Technik hat man (bei niedrigen ISOs) 3 Blenden in den Schatten relativ sicher, d.h. man kommt irgendwo auf 10-11 Blenden, die man dann je nach Zielmedium wieder zusammenstauchen muß. Einige Kameras liefern noch etwas mehr Spielraum, andere weniger. Was auch häufig vergessen wird, daß es neben der Dynamik an sich noch einige andere Faktoren gibt, die auf die resultierende Bildqualität Einfluß haben, d.h. hohe Dynamik muß nicht unbedingt immer die besten Resultate liefern. Schließlich bestehen die Bilder nicht aus "Schwarz" und "Weiß", sondern aus all dem Krempel dazwischen, und da gibt es auch nochmal Unterschiede. Das ist auch der Grund, warum vor allem eine A7s unter dieser Kodierung eher leidet als eine A7r, da sie in den helleren Teilen pro Pixel (potentiell) mehr Information trägt, d.h. (potentiell) feinere tonale Auflösung liefert als eine A7r.

So – jetzt mal Butter bei die Fische. Was haltet ihr von folgender Aufnahme?





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Genau so viel wie sie mit dem Thema zu tun hat: Nix

Borgefjell schrieb:

Genau so viel, wie sie mit dem Thema zu tun hat: nix.

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Enttäuschend. Gerade von dir hätte ich erwartet, du könntest vermuten, daß ich auf irgend etwas hinauswolle.

Also schön: Warum genau hältst du nix von oben gezeigter Aufnahme? (Keine ausführliche Erörterung; zwei, drei Stichworte genügen.)

Mir war schon klar das du das Bild nicht einfach so postest

Zur Aufnahme: Abgesehen vom "Motiv" selbst (um das es hier ja nicht geht) ist es einfach zu flach, keine Kontraste, kein Schwarz, flaue Farben etc.