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Abfotografierte Spektren nachbearbeiten

beiti

Themenersteller
Ich habe mir eine Vorrichtung gebastelt, um Lichtquellen mit Hilfe eines Gitters in einzelne Wellenlängen aufzuspalten und diese Spektren abzufotografieren.

Leider entsprechen die fertigen Fotos noch nicht wirklich dem, was ich mit bloßem Auge sehe. Wo ich mit bloßem Auge weiche Übergänge und Zwischentöne habe, gibt es im Foto nur relativ harte Übergänge und fehlende Farben (z. B. fehlt das Gelb zwischen Grün und Orange sowie das Violett links von Blau).

Mir ist im Prinzip klar, dass ein Kamerasensor anders auf reinwelliges Licht reagiert als mein Auge. Die Frage ist aber, ob es nicht (auch) ein Problem der Bilddatenverarbeitung ist.
Ich habe dasselbe Bild mit verschiedenen Rohkonvertern geöffnet, und jeder verarbeitet es etwas anders. Besonders Lightroom sticht unschön hervor, indem zusätzliche senkrechte Linien eingebaut werden. Das ist für meine Zwecke (Analyse der Gleichmäßigkeit der Spektren) nicht gerade dienlich.

Hier ein Beispiel. Es handelt sich um das Spektrum einer gewöhnlichen, altmodischen 60W-Glühlampe:
konverter.jpg


Am gleichmäßigsten finde ich noch das Ergebnis aus Affinity Photo, aber die Farben stimmen dort natürlich auch nicht ganz.
Die Frage ist, ob man das mit optimierter Verarbeitung nicht etwas sauberer hinkriegt. Das Spektrum einer Glühlampe müsste ja eigentlich sehr gleichmäßig sein und dürfte keine Lücken oder Abrisse enthalten. HIER habe ich die Originaldatei (Nikon NEF aus der D600) hochgeladen - falls sich jemand noch mit anderer Software daran probieren möchte.

Neben der Gleichmäßigkeit frage ich mich, wie man die wahren Spektralfarben realistischer sichtbar machen könnte. Oder liefert der Sensor meiner Kamera wegen seiner RGB-Matrix einfach nicht die korrekten Informationen dafür?
Zur Not müsste man vielleicht die Fotos in Graustufen umwandeln und dann die Farbwerte aus einem künstlich erstellten Farbspektrum reinkopieren?!

Falls sich jemand fragt, wozu das Ganze gut sein soll: Ich würde gern einen Vergleich des Spektralverhaltens verschiedener Lichtquellen erstellen - natürlich mit besonderem Augenmerk auf die Tauglichkeit der Lichtquellen für fotografische Zwecke.
Hier noch eine erste kleine Auswahl von solchen Lichtquellen-Spektren (alle Bilder als Kamera-JPEGs übernommen). Trotz der Defizite in Sachen Farbe finde ich das schon recht interessant, weil man ja zumindest die größeren Lücken schon gut erkennt:
spektren.jpg
 
hoch interessant! Bei einem fotografierten Regenbogen fehlt auch bspw. kein Gelb :confused:

Es löst das Problem nicht, aber würde für die reine Visualisierung der Spektrallücken in Ps ein entsprechender Farbton-Verlauf im Modus Farbe dem Gesehenen entsprechen/näherkommen?
 
Was meinst Du wie ungleichmässig das Spektrum unserer Sonne ist? Da sind auch dicke fette Lücken drin!
 
Die Lösung ist recht einfach: Verzichte auf Farben!

SW Bildsensor und dann Zerlegung des Spektrums mit einem Gitter.

Gibts auch Software für, die das dann schön als Intensität über der Wellenlänge in einem Diagramm aufträgt. Noch besser ist es, wenn du den Bildsensor vorher mit einer bekannten Lichtquelle bzgl. der Intensität kalibrierst.

Der Haken mit einem Bayer Sensor sind halt die Farbfilter vor den Pixeln in Verbindung mit dem monochromatischen Licht.

Das Geld eines Regenbogens ist z.B. nicht (mehr) wirklich monochromatisch. Das mit einem Gitter zerlegte Licht dagegen (innerhalb der Unschärfe und der Breite des aufnehmenden Pixels) schon.

Davon abgesehen ist ein Bayersenor ziemlich ungeeignet allein aufgrund seiner Farbabhängigen AUflösung für Spektroskopien.

Möchtest du das ganze dann farblich dargestellt haben, legst du den entsprechenden Farbverlauf per EBV einfach drüber.

Neben der Gleichmäßigkeit frage ich mich, wie man die wahren Spektralfarben realistischer sichtbar machen könnte. Oder liefert der Sensor meiner Kamera wegen seiner RGB-Matrix einfach nicht die korrekten Informationen dafür?
Zur Not müsste man vielleicht die Fotos in Graustufen umwandeln und dann die Farbwerte aus einem künstlich erstellten Farbspektrum reinkopieren?!
Das klappt nur begingt, da gar nicht die korrekte Intensität aufgezeichnet wird (aufgrund z.B. des monochromatischen Gelbs aber der nur roten und grünen Bayerfilter). Da hilft nur ein (kalibrierter) SW Sensor ohne eigene Farbfilter.


Ich hab mal was angehängt, was so entstanden ist ... Halogen vs. LED (Philips wars glaube ich).
 

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Hier dein Bild mit ACR. Weisabgleich angepasst und Belichtung ca. +1. Auisgeschnitten und verkleinert.
 

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Was meinst Du wie ungleichmässig das Spektrum unserer Sonne ist? Da sind auch dicke fette Lücken drin!
Umso interessanter wäre, die zu sehen. :) Wobei dafür die Auflösung meiner Messvorrichtung wahrscheinlich nicht fein genug ist.

Verzichte auf Farben!

SW Bildsensor und dann Zerlegung des Spektrums mit einem Gitter.
Ist leider nicht so ganz einfach, günstig an Kameras mit SW-Sensor ranzukommen. Anders als den IR/AA-Filter kann man die Bayer-Filter nicht einfach so abmontieren - also es müsste schon ein Modell mit serienmäßigem SW-Sensor sein. Aber eine Leica M Monochrom ist jetzt nicht gerade meine Preisklasse (nicht mal gemietet, falls das überhaupt irgendwo angeboten wird).

Was mir behelfsweise einfällt: Analoge Kamera und panchromatischer SW-Film (Ilford Delta 100 oder sowas). Das wäre eine überschaubare Investition.

Oder würde es mit Farbfilm/Diafilm sogar direkt in Farbe funktionieren? Leider weiß ich zu wenig über Filmemulsionen, um das einschätzen zu können. Zumindest eine strikte RGB-Filterung macht der Farbfilm nicht, denke ich.

Noch besser ist es, wenn du den Bildsensor vorher mit einer bekannten Lichtquelle bzgl. der Intensität kalibrierst.
Vorschlag, welche Lichtquelle man für die Kalibrierung verwenden könnte? Müsste ja eine sein mit wenigen klaren Peaks, oder?

Ich hab mal was angehängt, was so entstanden ist ... Halogen vs. LED (Philips wars glaube ich).
Ich habe gesehen, dass es auch Messgeräte gibt mit entsprechender Software, die dann solche Diagramme erzeugt (und noch mehr kann, z. B. CRI berechnen).
Es gibt sogar ein solches Messgerät, das man kurzzeitig mieten kann. Leider eignet es sich nur für Dauerlicht und nicht für Blitz - und wenn ich schon Foto-Lichtquellen vergleiche, sollten auch Blitzgeräte dabei sein.

Hier dein Bild mit ACR. Weisabgleich angepasst und Belichtung ca. +1. Auisgeschnitten und verkleinert.
Erstaunlich. Warum sieht das völlig anders aus als mein Ergebnis aus Lightroom? Ich dachte, deren Rohverarbeitung sei identisch? Welchen Weißabgleich hast Du eingestellt?
 
Ist leider nicht so ganz einfach, günstig an Kameras mit SW-Sensor ranzukommen. Anders als den IR/AA-Filter kann man die Bayer-Filter nicht einfach so abmontieren - also es müsste schon ein Modell mit serienmäßigem SW-Sensor sein. Aber eine Leica M Monochrom ist jetzt nicht gerade meine Preisklasse (nicht mal gemietet, falls das überhaupt irgendwo angeboten wird).
Schau mal im Astrobereich, eine gebrauchte Astrokamera monochrome, die für das was du vorhast völlig ausreicht gibt es gebraucht ab ca. 200 Euro. Und man bekommt die dann für einen ähnlichen Preis wieder verkauft.

Ansonsten: gebrauchte alte DSLR und den Bayerfilter abrubbeln. Da reicht ja eine 300D oder 350D z.B. mit defektem AF oder so.

Vorschlag, welche Lichtquelle man für die Kalibrierung verwenden könnte? Müsste ja eine sein mit wenigen klaren Peaks, oder?
Glühlampe, da bekommst du ein Vergleichsspektrum (Abhänging von der Temperatur) ganz gut zum kalibrieren und da gibt es keine größeren Unterschiede.

Erstaunlich. Warum sieht das völlig anders aus als mein Ergebnis aus Lightroom? Ich dachte, deren Rohverarbeitung sei identisch? Welchen Weißabgleich hast Du eingestellt?
Kann ich heute Abend nachschauen. Müsste aber ziemlich hoch sein.
 
..... Ich habe gesehen, dass es auch Messgeräte gibt mit entsprechender Software, die dann solche Diagramme erzeugt (und noch mehr kann, z. B. CRI berechnen).
Es gibt sogar ein solches Messgerät, das man kurzzeitig mieten kann. Leider eignet es sich nur für Dauerlicht und nicht für Blitz - und wenn ich schon Foto-Lichtquellen vergleiche, sollten auch Blitzgeräte dabei sein. .......

Hallo Beti,

falls ich Dich nicht falsch verstanden habe - mit einem Sekonic c700(r) o.ä. kannst Du solche Dinge problemlos messen und visualisieren. Du kannst damit selbst verständlich auch Blitzlicht messen.

Den Sekonic c700 kannst Du bestimmt auch mieten, neu gehen die so ab ca. ~ 1300.- € los, gebraucht sind sie leider sehr selten zu finden.

Gruß Gerd
 
Warum nutzt du für diese Aufgabe eigentlich Konverter? Die arbeiten doch alle nach dem Motto: "Lieber hübsch als wahr". Lies doch einfach das Raw direkt aus und stell die Verläufe des RGB-Kanals (samt daraus errechneter Luma) in einem Diagramm dar. Das ist mit wenigen Programmzeilen machbar, und wenn du nicht programmieren magst, kanst du das Raw auch per RawDigger in ein Spreadsheet einlesen und diverse Excel-Funktionen darauf loslassen.
 
Wenn es etwas nützt - mehr kann ich nicht beitragen -
RawTherapee (unverändert mit Basiseinstellungen)
Erstaunlich gleichmäßig - Gelb fehlt

Grüße
Dieter
 

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Schau mal im Astrobereich, eine gebrauchte Astrokamera monochrome, die für das was du vorhast völlig ausreicht
Interessant. Völlig neue Welt für mich. Da muss ich mich mal einlesen.

Ansonsten: gebrauchte alte DSLR und den Bayerfilter abrubbeln.
Bayerfilter abrubbeln? Das habe ich echt noch nie gehört. Habe bisher nur Abhandlungen darüber gefunden, laut denen das nachträgliche Entfernen der Farbfilter nahezu unmöglich sei (und wenn, dann nur durch Ätzen oder sowas).
Liegen diese Farbfilter eigentlich über oder unter den Microlinsen?

mit einem Sekonic c700(r) o.ä. kannst Du solche Dinge problemlos messen und visualisieren. Du kannst damit selbst verständlich auch Blitzlicht messen.
Das sieht spannend aus. Danke für den Hinweis! Mietangebote zu solchen Geräten sind leider rar - soweit ich das auf die Schnelle sagen kann. (Und wenn, dann werden sie auch nicht ganz billig sein.)

Ich hatte jetzt nicht vor, für diesen "Spaß" gleich groß zu investieren. Wenn ich irgendwie mit Haushaltsmitteln was hinkriege, wäre mir das lieber.
Mal abgesehen vom fehlenden Gelb/Violett sind die Ergebnisse ja auch jetzt schon ganz nett, finde ich. Ob das Spektrum größere Lücken hat etc. kann man da jedenfalls schon gut sehen.
Auf eine genaue Kalibrierung oder die Berechnung eines Diagramms kann ich ggfs. gut verzichten. Das wäre nur noch ein Bonus.

Lies doch einfach das Raw direkt aus und stell die Verläufe des RGB-Kanals (samt daraus errechneter Luma) in einem Diagramm dar. Das ist mit wenigen Programmzeilen machbar, und wenn du nicht programmieren magst,
Am Mögen scheitert es nicht. ;) Ich werde das im Hinterkopf behalten, falls andere Optionen ausfallen.

RawTherapee (unverändert mit Basiseinstellungen)
Erstaunlich gleichmäßig - Gelb fehlt
Danke, das sieht gut aus. Gleichmäßiger als die bisherigen Varianten.

(RawTherapee habe ich zwar auch installiert, nutze es aber nicht wirklich, weil es auf meinem High-ppi-Monitor nicht brauchbar dargestellt wird. Bloßes Konvertieren von ein paar Bildern ginge natürlich.)
 
RawTherapee (unverändert mit Basiseinstellungen)

Als Basiseinstellung wird die verhältnismässig intelligente "Automatische Tonwertkurve (filmähnlich)" benutzt, die auch prompt ein gleichmässiges Bild hinzaubert. Nimmt man stattdessen die etwas dümmere "automatische Belichtung", bekommt man das erste Bild bei ProPhoto als Arbeits- und rec2020 als Ausgabefarbraum und das zweite Bild, wenn du beide Farbräume auf sRGB reduzierst. Ich wiederhole mein Statement von oben: Wenn du eine Kamera messtechnisch nutzen willst, darft du keinen Konverter zwischenschalten.
 

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Zuletzt bearbeitet:
Nimmt man stattdessen die etwas dümmere "automatische Belichtung", bekommt man das erste Bild bei ProPhoto als Arbeits- und rec2020 als Ausgabefarbraum und das zweite Bild, wenn du beide Farbräume auf sRGB reduzierst.
Jetzt wird's interessant. Ich verstehe nicht, wo das Gelb und Violett plötzlich herkommt, aber das geht zumindest in die richtige Richtung. :)

Wenn du eine Kamera messtechnisch nutzen willst, darft du keinen Konverter zwischenschalten.
Ursprüngliches Ziel war ja eigentlich nicht die messtechnische Nutzung, sondern die wahrnehmungstreue Abbildung des Spektrums. Also im Idealfall würde ich gern ein fertiges Farbbild haben, das in Sachen Farbverlauf genauso aussieht wie das, was ich mit bloßem Auge sehe.
 
Farbprofil für die Kamera mit Colorchecker o.ä. hast du erstellt und angewendet? Nicht, dass das Default-Profil einfach irgendwas "verschluckt"...
 
Farbprofil für die Kamera mit Colorchecker o.ä. hast du erstellt und angewendet?
Die selbsterstellten Colorchecker-Profile für normales Tageslicht oder Tungsten-Licht schauen nach meiner Erfahrung kaum anders aus als die Adobe-Standard-Profile, die bei Lightroom dabei sind. Hab jetzt für die D600 bisher keines gemacht, aber das wird wohl bei allen Kameras ähnlich sein.
Speziell für die Spektren kann man ja kein Profil erstellen. Man könnte nur ein eigenes "Universalprofil" machen.

Dein Einwand hat mich jetzt aber auf die Idee gebracht, die anderen Kameraprofile in Lightroom durchzuprobieren. (Nehme sonst immer "AdobeStandard" und denke nicht groß drüber nach.) Besonders "Camera Neutral" macht einen guten Eindruck und liefert einen viel gleichmäßigeren Verlauf als "Adobe Standard".

Eventuell könnte man sogar die Bildaufbereitung austricksen und mit dem Adobe Profile Editor was richtig Neutrales basteln. Aber da muss ich mich auch erst noch reinfuchsen.
 
[...]

Eventuell könnte man sogar die Bildaufbereitung austricksen und mit dem Adobe Profile Editor was richtig Neutrales basteln. Aber da muss ich mich auch erst noch reinfuchsen.

Das müsste doch dann eigentlich damit gehen, dass du mit der Lichtquelle, deren Spektrum du untersuchst so ein Profil erstellst. Kann natürlich auch den umgekehrten Effekt haben, dass du damit genau die "Fehlstellen" die du suchst, ausbügelst.
 
Das müsste doch dann eigentlich damit gehen, dass du mit der Lichtquelle, deren Spektrum du untersuchst so ein Profil erstellst. Kann natürlich auch den umgekehrten Effekt haben, dass du damit genau die "Fehlstellen" die du suchst, ausbügelst.

Vielleicht auch einmal umgekehrt versuchen: Künstlichen (perfekten) Verlauf nehmen und dann darauf das Farbprofil anwenden...
 
Ich bezweifle sehr, dass eine Profilierung hier irgendwas nützen würde. Bei der Profilierung werden Vorlagenfarben (Mischfarben) mit bestimmten Soll-Werten abgeglichen. Aber in diesem Fall geht es ja um reine Spektralfarben.
 
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