Verteilung der Farbinformationen?

Hallo,

hab leider nichts zum Thema gefunden und frag jetzt einfach mal.
Ist die Verteilung der Helligkeits- und Farbinformationen denn linear oder braut da jeder Hersteller sein eigenes Süppchen?

Grund:
dunkler bilder rauschen bei höherer ISO zahl. könnte ich also dunkle bilder mit niedrigerer ISO zahl machen und sie nachher hochziehen. natürlich alles im normalen rahmen. das geht natürlich nur wenn der sensor in den dunklen bereichen genügend informationen, sprich farbabstufunen dafür hat. wenn in den hellen bereichen jetzt mehr informationen liegen würden ginge das ja leider nicht, was ich fast befürchtge.

ich wünsch euch was und danke für eure antworten.

AW: Verteilung der Farbinformationen ???

Ich nehme an, du redest von RAW? Bei jpegs verbietet sich solcher Gedanke von selbst.

Beim "Pushen" des RAWs ziehst du durch die Signalverstärkung das Rauschen mindestens genauso in den sichtbaren Bereich, als wenn du gleich hohe asa genommen hättest.
Und riskierst zudem schlechtere Tonwerte und Farbstufungen.

Ergo: gleich Empfindlichkeit wählen, wie es die Situation erfordert.

Gruß messi

AW: Verteilung der Farbinformationen ???

Hallo!

Wie gesagt kommt das Aufhellen der RAW-Datei einer höheren ISO-Zahl gleich. Geringeres Rauschen gegegnüber einer Aufnahme, bei der du von vorn herein eine höhere ISO-Zahl genommen hast, erhältst du nicht.

Wieviele Reserven in den Schatten des Motivs stecken, hängt meiner Meinung nach v.a. von der Sensorqualität/Signalverarbeitung ab. Ein sehr rauscharmer Sensor kann da sicherlich diefferenziertere Helligkeitsunterschiede machen als ein rauschiger Sensor. Ob die eingefangenen, analogen Werte des Sensors bei der digitalen Aufbereitung zu einem RAW nochmals unterschiedlich behandelt werden (z.B. dass ein Hersteller mehr Kontrast reinbringt und der andere Kontrast rausnimmt und somit die Abstufungen beeinflusst) weiß ich nicht.

AW: Verteilung der Farbinformationen ???

anno76 schrieb:

könnte ich also dunkle bilder mit niedrigerer ISO zahl machen und sie nachher hochziehen.

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Das kannst du machen, damit erhälst du jedoch ein bisschen mehr Rauschen, als wenn du gleich einen höheren ISO-Wert genommen hättest. Der Vorteil dieser Methode besteht jedoch darin, dass die Highlight nicht so schnell clippen. Man muss also abwägen was man will.

Soweit ich weiß, macht es beim Sensor der neuen Nikon D7000 keinen Unterschied, ob man mit ISO 100 fotografiert und dann das Bild um 4 Stufen hochzieht oder gleich mit ISO 1600 fotografiert.

anno76 schrieb:

das geht natürlich nur wenn der sensor in den dunklen bereichen genügend informationen, sprich farbabstufunen dafür hat.

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Der Sensor hat auf jeden Fall genügend Abstufungen. Aktuelle Kameras lösen mit 14 bit auf. Das letzte Bit macht deutlich weniger Unterschied als das Rauschen, daher wird die Farbtiefe dich hier nicht limitieren.

Sehr schön auch hier nochmal erklärt und dargestellt:
http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d/tests/noise/noise-p3.html

AW: Verteilung der Farbinformationen ???

Womit willst du denn 4EV pushen?

Die mir bekannten Konverter sind auf 2EV zur Verstärkung des RAW-Signals beschränkt. Danach kann man nur noch das gewandelte RGB-Bild aufhellen.

Gruß messi

erst einmal sorry für meine verspätung.
ich war kurzfristig weg.

also eigentlich ging meine frage eher mal nur auf die eigentliche verteilung der farb- und helligkeitsinformationen ab.
ich dachte mal mal gehört zu haben dass die helleren bereiche "mehr bits" beinhalten als die dunklen bereiche.

Im RAW werden die Werte linear gespeichert; d.h. dppelt so viel Licht = doppelt so großer Wert.
Grobes Beispiel: bei 12 Bit können 4096 Abstufungen aufgelöst werden.
Ganz hell = 4096
eine Blende weniger, also halb so viel Licht = 2048
noch eine Blende weniger = 1024
noch eine Blende weniger = 512
noch eine Blende weniger = 256
noch eine Blende weniger = 128
noch eine Blende weniger = 64
noch eine Blende weniger = 32
noch eine Blende weniger = 16
noch eine Blende weniger = 8
noch eine Blende weniger = 4

So wird im hellen Bereich wird eine Blende Unterschied (in den Daten) viel differenzierter aufgelöst, als in den dunklen Bereichen. Wenn Du jetzt unterbelichtet hast und sagen wir mal um zwei Blenden hochziehst (den RAW-Wert mal 4 nimmst) erhöht sich die Helligkeit, aber in der Farbabstugung gewinnst Du nichts. Also eine Art Banding-Effekt in den RAW-Daten, der sich nach der Farbraumtransformation und dem Weißabgleich als Rauschen durchschlägt.

Dahinter liegt auch der Grund für die Empfehlung "exposure to the right", also ggf gezielte Überbelichtung, um hinterher wieder herunterzuziehen. Damit kann die feinere Lichterabstufung in dunklere Bereiche verschoben werden.

so wie hexdump.

jedoch ist noch zu berücksichtigen, daß das menschliche helligkeitsempfinden logarithmisch ist, während der sensor helligkeit linear abbildet. daher hat die jpg-engine bzw. der raw-konverter eine gammakorrekturkurve eingebaut.

bei einem DR von 14 LW empfindet der mensch 7 LW als 50% helligkeit.
50% helligkeit ist aber für das sensorsignal nicht 7 LW sondern 13 LW von den insgesamt 14 LW (14 LW entspricht 16384 helligkeitsstufen, 13 LW entspricht 8192 helligkeitsstufen, aber 7 LW - also 50% helligkeit für den menschen oder das durch den menschen betrachtete natürlich erscheinende foto - entpricht 2^7 =128 helligketisstufen).
----> bei 14 LW DR entfallen 128 helligkeitsstufen auf den bereich von 0-50% helligkeit und 16000 helligkeitsstufen auf 50%-100% bildhelligkeit mit der konsequenz, daß die schatten im bild nur mit einer ganz geringen zahl von helligkeitsstufen aufgelöst sind.

eine cam mit 14 bit farbauflösung und 14 bit DR hat eine 4-fach schwächere tonwertauflösung als eine cam mit 12 bit farbtiefe aber nur 10 LW DR ... je größer der DR, desto höhe rmuß die bittiefe sein, damit man nicht farbabrisse in den schatten produziert, sobald man per photoshop die kontraste ändert ...

siehe auch hier etwas ausführlicher:
http://www.fotocommunity.de/forum/read.php?f=59&i=148980&t=148960#reply_148980
http://www.fotocommunity.de/forum/read.php?f=59&i=148987&t=148960#reply_148987

lg gusti

So dramatisch ist der Unterschied 12/14 bit nicht.

In der Theorie sieht das so aus:
12 - 14 bit
4096 - 16384
2048 - 8192
1024 - 4096
512 - 2048
256 - 1024
128 - 512
64 - 256
32 - 128
16 - 64
8 - 32
4 - 16
2 - 8
1 - 4

In der Praxis muss der Sensor den Dynamikumfang auch liefern. Und da tut sich nicht so viel. Mit 14 bit wird das Rauschen des Sensors am unteren Ende halt ein wenig besser aufgelöst ...

so, also erst mal danke für die antworten ... ich werd mich den texten mal widmen, ABER so ganz hab ich das nicht gemeint.
mal schaun ob ich es jetzt mal richtig rüber bringe was ich meine.
--> wenn wir 100% für die dateninformationen zur verfügung haben, ist es dann so:
1. jeder bereich, helle und dunkler bereich, hat gleich viel platz für seine informationen.
oder
2. z.b. die hellen bereiche haben, nur mal zahlen aus den fingern gesaugt, 33% platz und die dunklen bereiche nur 10%.
3. ist es anders herum?

anno76 schrieb:

so, also erst mal danke für die antworten ... ich werd mich den texten mal widmen, ABER so ganz hab ich das nicht gemeint.
mal schaun ob ich es jetzt mal richtig rüber bringe was ich meine.
--> wenn wir 100% für die dateninformationen zur verfügung haben, ist es dann so:
1. jeder bereich, helle und dunkler bereich, hat gleich viel platz für seine informationen.
oder
2. z.b. die hellen bereiche haben, nur mal zahlen aus den fingern gesaugt, 33% platz und die dunklen bereiche nur 10%.
3. ist es anders herum?

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Mmmh, ist das nicht die Antwort auf deine Frage:

n.nescio schrieb:

----> bei 14 LW DR entfallen 128 helligkeitsstufen auf den bereich von 0-50% helligkeit und 16000 helligkeitsstufen auf 50%-100% bildhelligkeit mit der konsequenz, daß die schatten im bild nur mit einer ganz geringen zahl von helligkeitsstufen aufgelöst sind.

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hexdump schrieb:

So dramatisch ist der Unterschied 12/14 bit nicht.

In der Theorie sieht das so aus:
12 - 14 bit
4096 - 16384
2048 - 8192
1024 - 4096
512 - 2048
256 - 1024
128 - 512
64 - 256
32 - 128
16 - 64
8 - 32
4 - 16
2 - 8
1 - 4

In der Praxis muss der Sensor den Dynamikumfang auch liefern. Und da tut sich nicht so viel. Mit 14 bit wird das Rauschen des Sensors am unteren Ende halt ein wenig besser aufgelöst ...

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das gilt aber nur, wenn jeweils der gleiche dynamikumfang codiert wird.

codiert eine cam mit 14 bit farbtiefe 14 LW dynamikumfang, dann ist die auflösung genauso wie bei einer cam, welche 12 bit für eine DR von 12 LW darstellt.
14 bit für 10 LW DR sind 16384 tonwerte für 1025 helligkeitsstufen - jede helligkeitsstufe hat also 16 zwischenwerte, welche ein lokales dehnen der tonwerte in photoshop unterstützen/erleichtern ohne farbabrisse.

das farbabrissthema ist allerdings kein thema, wenn "rechts belichtet " wird und nicht der genze DR, den die cam kann, genützt wird. unterbelichten ist aber eher riskant.

lg gusti

hexdump schrieb:

Also eine Art Banding-Effekt in den RAW-Daten, der sich nach der Farbraumtransformation und dem Weißabgleich als Rauschen durchschlägt.

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Wie meinst du das? Ich verstehe die Aussage nicht. Wie soll sich banding als Rauschen niederschlagen?

hexdump schrieb:

Dahinter liegt auch der Grund für die Empfehlung "exposure to the right", also ggf gezielte Überbelichtung, um hinterher wieder herunterzuziehen. Damit kann die feinere Lichterabstufung in dunklere Bereiche verschoben werden.

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Nein, der Grund ist nicht die feinere Lichterstufung, sondern das bessere Signal-zu-Rauschverhältnis. Die Abstufung ist so fein, dass schwarze Stellen durch das Rauschen bedingt immer noch mehrere Stufen auf und ab springen. Eine noch feinere Stufung würde nichts bringen.

n.nescio schrieb:

das farbabrissthema ist allerdings kein thema, wenn "rechts belichtet " wird und nicht der genze DR, den die cam kann, genützt wird.

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Farbabriss ist nie ein Thema, da das Rauschen zuverlässig jeden Tonwertabriss verhindert.

Hier ist das ganze sehr gut mit echten Beispielen gezeigt:

http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d/tests/noise/noise-p3.html

@spacemarine2009
Stellen wir uns ein sehr dunkles Pixel vor. Das liegt im R und B-Kanal auf einer mit 4 Stufen aufgelöste Blendenstufe, im G-Kanal auf einer mit 8. Durch den Weißabgleich wird der R-Kanal um Faktor 2 hochgezogen (solche Faktoren sind normal). Danach erfolgt die Farbraumtransformation z.Bsp. nach sRGB.
Nun stell Dir ein Nachbarpixel vor, das sich nur im R-Kanal um eine Stufe unterscheidet. Kannst Du Dir vorstellen, wie groß die Farbabweichung zwischen diesen zwei Pixel sein wird?
Ob dieser Unterschied in der Scene tatsächlich vorhanden war, oder nur so gering, dass er über den Schwellwert rutscht, wissen wir ab dieser Stelle nicht mehr. Konnte dies der Sensor besser auflösen? Wenn ja, kam das Rauschen durch den von mir so formulierten Art Bandingeffekt zustande.
Wenn nein, dann haben die Canon-Ingenieure gute Arbeit bei der Feinabstimmung geleistet. Wir wissen es nicht. Ich hoffe auf letzteres.

Spacemarine2009 schrieb:

Hier ist das ganze sehr gut mit echten Beispielen gezeigt:

http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d/tests/noise/noise-p3.html

Zum Vergrößern anklicken....

Nach kurzem 'Reinpienzen sach ich mal: klasse Link, Danke, Wolfgang

@hexdump:

Ich verstehe dass ein deutliches Rauschen sichtbar wird, da die Helligkeit eines Farbpixels durch die Konversion stark verstärkt wird. Mir ist jedoch immer noch nicht klar, wieso hierzu Banding notwendig ist. Vielleicht verstehen wir beide auch etwas unterschiedliches unter Banding.

Ich verstehe unter Banding die Tatsache, dass in einer Ausgabe größere Gebiete die selbe Farbinformation tragen, obwohl bei der Eingabe dieses Gebiet unterschiedliche Tonwerte aufwies. Verursacht durch zu grobe Quantisierung.

@Spacemarine2009
Ich habe das als "eine Art" Banding-Effekt bezeichnet, weil die Ursache die gleiche ist: zu grobe Abstände zwischen benachtbarten Pixeln. Vielleicht trifft es der Begriff "Quantisierungsrauschen" besser?
Über diesen Effekt bin ich gestolpert, weil ich an meinem eigenen RAW-Decoder bastle.

@anno76:
Ergänzend zu Deiner Ursprungsfrage: DPP behandelt die RAW Daten nicht wirklich so, wie in meinem theoretischen Beispiel dargestellt. Habe viel Mühe darauf verbracht, die Beziehung zwischen RAW Daten und sinnvollen Output übert eine Formel in Beziehung zu bringen. Herausgekommen ist ein Lockup-Tabelle. Vielleicht waren es aber auch meine überschaubaren mathematischen Kenntnisse ;-)

also,

kurz gesagt habe ich in den hellen bereichen mehr informationen als in den dunklen weshalb es auch besser ist den iso wert nach hoben zu setzen als es hinterher mit der software zu machen.

schade ... ich dacht dieses prinzip der elektronik, es geht nur dort besser wenn es wo anders schlechter wird, gilt also leider auch hier ;-)

DANKE

anno76 schrieb:

kurz gesagt habe ich in den hellen bereichen mehr informationen als in den dunklen weshalb es auch besser ist den iso wert nach hoben zu setzen als es hinterher mit der software zu machen.

Zum Vergrößern anklicken....

Nein! Der Link nach Chicago oben begründet klar, dass hochstellen der ISO (z.B. Faktor 2) das Rauschen auch verdoppelt und damit das Signal/Rausch Verhältnis gleich bleibt.

Sinnvoll bleibt so wenig ISO wie möglich und so viel Licht 'rein (via Zeit/Blende) wie möglich, aber natürlich nicht deswegen unterbelichten, weil ich kurz belichten will.

Gruß, Wolfgang

daß das signal-rauschverhältnis sich nicht verbessert, wenn man die iso hochstellt, ist klar.
aber je weiter "rechts" man belichtet, umso besser wird das foto tonwertmäßig aufgelöst.
weiter rechts belichtet man
entweder dadurch,
* daß man mehr licht auf den sensor läßt,
oder dadurch, wenn man also nicht mehr licht auf den sensor kriegt,
* indem man die iso erhöht.

es gibt für jede lichtmenge eine optimale iso-einstellung und die ist dort, daß man das bild so hell aufnimmt, daß die spitzlichter gerade noch nicht ausfressen. das optimiert die tonwertauflösung

das rauschen optimiert man, indem man mehr licht auf den sensor läßt.

(unterbelichten erhöht das rauschen, reduziert den tonwertumfang und die tonwertauflösung)

lg gusti