RAW und ISO

dwuen · 05. Jan. 2016

Eine RAW-Aufnahme ist ein weitgehend unbearbeitetes Foto.

Der ISO-Wert verkörpert letztendlich nur einen Verstärkungsfaktor, mit dem Nutzsignal und Rauschen gemeinsam verstärkt werden. Ist es logisch, wenn die Berücksichtigung des ISO-Wertes in der Kamera eigentlich eine kamerainterne Nachbearbeitung des ursprünglichen RAW-Bildes ist?

Wenn das so wäre, könnte man immer mit ISO 100 fotografieren und dann mit der Bildverarbeitung "nachverstärken" und damit zum gleichen Ergebnis kommen, als wenn man an der Kamera den ISO-Wert einstellt.

Beim Weißabgleich kann man ja bei einer RAW-Datei analog nachträglich korrigieren.

Yoda · 05. Jan. 2016

dwuen schrieb:
Wenn das so wäre, könnte man immer mit ISO 100 fotografieren und dann mit der Bildverarbeitung "nachverstärken" und damit zum gleichen Ergebnis kommen, als wenn man an der Kamera den ISO-Wert einstellt.

Theoretsich: ja.
Praktisch: nur eingeschränkt.

allgemein:
Letztlich geht (i.d.R.) bzgl. bestmöglicher Qualität des Bildendergebnisses nichts über ein bereits bei der Aufnahme (nahezu) 'richtig' aufgenommenes Bild, also dass man für seine Zwecke/Ziele 'korrekt' belichtet. Heutige Sensoren bieten aber in der Tat einen gehörigen Spielraum...

Mach doch einfach den 'Selbsttest':

Eine Aufnahme von Motiv X und Lichtsituation A mit ISO3200 korrekt belichtet.
Eine Aufnahme vom selben Motiv X bei identischer Lichtsituation A mit ISO100 fünf Blenden unterbelichtet.
Beide Aufnahmen vergleichst Du dann:
Da schaust dann, was bei Dir als Bildendergebnis jeweils möglich ist und ob - bzw. welche - Unterschiede bestehen.

NoobStar · 05. Jan. 2016

Interessantes Thema. Die Frage ist nur: wieso ist das Ergebnis von dem Foto ISO 3200 nicht gleich dem Foto ISO 100 (+5 Blenden)?

Yoda · 05. Jan. 2016

NoobStar schrieb:
Interessantes Thema.

Jede Menge nachzulesen findet sich dazu unter dem Stichpunkt 'isolose Sensoren'.

kaktus123 · 05. Jan. 2016

schau mal bei ca Minute 14
bei Canon lohnt sich das am meisten vorher bereits möglichst die richtige Belichtung zu erwischen

https://www.youtube.com/watch?v=44QntkwYadw

hier kommts etwas weniger gut zu Geltung
https://www.youtube.com/watch?v=zON7-gL4cE8

whr_ · 05. Jan. 2016

Das Verhalten hängt von Sensor und (ggf.) externem AFE ab. Deswegen lässt sich dazu keine allgemeingültige Aussage treffen. Manche (viele) Sensoren sind in weiten Bereichen nahezu "ISO-los" (z. B. Sony), andere eher nicht (z. B. Canon).

01af · 05. Jan. 2016

Re: Raw und ISO

dwuen schrieb:
Ist es logisch, wenn die Berücksichtigung des ISO-Wertes in der Kamera eigentlich eine kamerainterne Nachbearbeitung des ursprünglichen Raw-Bildes ist?

Nein.

Denn die Verarbeitung des an der Kamera eingestellten ISO-Wertes erfolgt vor der Erzeugung der Rohdaten. Man kann also im allgemeinen nicht einfach immer bei Basis-ISO fotografieren und anschließend die Bildhelligkeit im Rohdatenkonverter nach Bedarf hochziehen. Oder na ja, man kann schon, wird aber in der Regel nicht das gleiche Ergebnis erhalten, wie wenn man die Einarbeitung eines höheren ISO-Wertes den A/D-Wandlern und dem Bildprozessor der Kamera überlassen hätte.

c_joerg · 05. Jan. 2016

Das hat doch schon seinen Grund, weshalb man die ISO Werte nicht nachträglich verändern kann…

Die ISO Verstärkung findet doch auf der analogen Seite statt, bevor digitalisiert wird.

Beispiel:
Eine Erhöhung von ISO100 auf ISO200 bedeutet ein Verstärkung um den Faktor 2 (Entspricht 1EV)

Würde man die Verstärkung mit den RAW Daten durchführen dann würde aus
1 -> 2
und
2 -> 4
Den Wert 3 gibt es dann nicht

Macht man die Verstärkung aber auf der analogen Seite, dann bekommt man sowohl den Wert 3. Man hat also eine feinere Auflösung, was dann natürlich auch zu einem höheren Rauschen führt.

Zwischen ISO100 und ISO 3200 ist es dann der Faktor 32.
1 -> 32
und
2 -> 64
Hier gibt es noch viel weniger Werte, wenn man digital verstärken würde.

Waartfarken · 05. Jan. 2016

c_joerg schrieb:
Macht man die Verstärkung aber auf der analogen Seite, dann bekommt man sowohl den Wert 3. Man hat also eine feinere Auflösung, was dann natürlich auch zu einem höheren Rauschen führt.

Es führt zu minimal geringerem Rauschen, weil das Quantisierungsrauschen kleiner wird. Da aber andere Rauschanteile wesentlich größer sind, spielen weder das Quantisierungsrauschen noch das Fehlen von Zwischenwerten eine Rolle.

blende7 · 05. Jan. 2016

Also ich habe das neulich mal getestet.
Die Pentax K5 ist praktisch vollkommen iso-invariant.

Beispiel:
Sehr dunkle Ecke in meinem Raum.
Ohne Stativ, also nicht auf Schärfe gucken.
K5 mit Takumar 55mm
f1.8, 1/20 s, ISO 1600 (links) and ISO 100 (rechts)
Als RAW in Photoshop importiert: gleiche WB, Belichtung Auto.
100% Crops:

Manni1 · 05. Jan. 2016

dwuen schrieb:
Wenn das so wäre, könnte man immer mit ISO 100 fotografieren und dann mit der Bildverarbeitung "nachverstärken"

.. das kann man ..

und damit zum gleichen Ergebnis kommen, als wenn man an der Kamera den ISO-Wert einstellt.

Das funktioniert so nicht.
Nimm an, daß bei ISO 100 & wenig Licht nur Tonwerte zw. 0 und 100 erzeugt werden. Die ziehst Du dann per EBV rauf auf 12 oder 14 Bit.
Du hast dann aber immer noch nur 100 verschiedene Helligkeitsstufen - fast alle Bilddetails sind & bleiben noch verloren gegenüber einer Aufnahme, welche die 12/14 Bit auch ausnutzt. Wäre ja auch zu schön ...

Waartfarken · 05. Jan. 2016

Manni1 schrieb:
Das funktioniert so nicht.

Doch, so funktioniert das, vorausgesetzt der Sensor ist ausreichend ISO-los, man fotografiert in Raw und man übertreibt es nicht. Dann hat man aber sogar noch den großen Vorteil, dass die hellen Lichter, die bei höherer ISO schon in den Raw-Daten längst ausgefressen wären, noch erhalten bleiben. Man darf die bei der Entwicklung natürlich nicht auch mit hochziehen.

GymfanDE · 05. Jan. 2016

blende7 schrieb:
Also ich habe das neulich mal getestet.
Die Pentax K5 ist praktisch vollkommen iso-invariant.

Zumindest wird man nach der Verkleinerung auf eine nutzbare Größe die Unterschiede nicht mehr wahrnehmen.

Borys1978 · 05. Jan. 2016

Habe hier mal so einen Test gemacht... Hautfarben und so... https://www.dslr-forum.de/showthread.php?p=13320645#post13320645

Ergebnis für mich: Bei der D810 ist es Jacke die Hose, ob man ISO 64 oder notwendige ISO 2048 nutzt. Vorteil bei ISO 64: Die Highlights bleiben erhalten, sofern man weiss wie man diese erhalten kann, bei dem anschliessenden "Push". Nachteil: Der Weissabgleich muss leicht angepasst werden. Ahja, und die Bildrückschau gestaltet sich schwierig ;-) Aber wenn man weiss, was man tut... (Ok, es gibt die Option mit Picturestyle-Trick)

dwuen · 06. Jan. 2016

Aufgrund der Diskussion zu ISO-losen Sensoren habe ich mal dazu geguggelt, was jeder nachvollziehen kann.

Ergebnis:
- Es gibt kaum "offizielle" Stellungnahmen zu diesem Thema, nur Diskussionen in Foren.
- Es wird behauptet, dass bis auf Canon ISO-lose Bildsensoren Usus sind.

Letztere User haben mit eigenen Tests nachgewiesen bzw. nachweisen wollen, dass es bezüglich Bildqualität egal ist, ob man z.B. bei dunklem Licht mit ISO 3200 aufnimmt oder mit ISO 100 aufnimmt und mit Bildverstärkung "aufhellt". Eigentlich ist das auch logisch. Voraussetzung dafür ist, dass im Modus RAW fotografiert wird.
Der kamerainterne Ablauf scheint so zu sein:

1. Aufnahme bei minimalem ISO = ISO-los
2. Nachverstärkung mit dem gewählten ISO-Wert
3. Speicherung als RAW-Datei

Wenn der Ablauf so ist, ist es egal, ob die Nachverstärkung kameraintern oder extern vorgenommen wird. Das Wort "Nachverstärkung" sollte man mal nicht auf die Goldwaage legen, denn es gibt verschiedene Methoden der Nachbearbeitung.

Wenn es stimmt, dass die Canon-Sensoren nicht ISO-los sind, müsste der kamerainterne Ablauf anders sein:

1. Voreinstellung der elektronischen Signalverstärkung am Bildsensor und
2. Arbeit des Bildsensors bzw. Aufnahme des Bildes mit elektronischer Signalverstärkung
3. Speicherung als RAW-Bild

Bei den ISO-losen Bildsensoren bzw. den Kameras mit diesen scheint die Ausgangsfrage klar beantwortet werden können.

Weitere Diskussionen sollten sich daher auf Canon-Bildsensoren konzentrieren.
Vielleicht kennt jemand etwas offiziellere Stellungsnahmen zu diesem Thema bezüglich Canon-Bildsensoren. Bei der Stellungnahme von Usern in Foren ist es nicht immer leicht zu entscheiden, ob der User Recht hat, denn beide Seiten bringen für ihre Behauptungen gute Argumente.

Warum die ganze Fragestellung?
Man könnte denken, das alles wäre Krümelkackerei. Ist es aber nicht.
Wenn man mit hohem ISO fotografiert gehen viele Details verloren und einige Flächen können ausgebrannt sein. Dazu kommt das Problem des Rauschens. Wenn man mit minimalem ISO (bei Canon = 100) fotografiert, könnte man die Bildverarbeitung so gestalten, dass solche ausgebrannten Flächen nicht entstehen. Außerdem könnte man mit "besserer" Bildverarbeitungssoftware den Verlust an Details bzw. das Rauschen mindern, denn die kamerainterne Bildverarbeitungssoftware ist bestimmt nicht so ausgefeilt wie aktuelle Bildverarbeitungssoftware wie Photoshop, bestimmte Deconvolutionssoftware und andere Spitzenprogramme. Außerdem kann die kamerainterne Software nur für alle RAW-Bilder die gleiche Routine anlegen und nicht die Besonderheit jeder Aufnahme berücksichtigen.

c_joerg · 06. Jan. 2016

blende7 schrieb:
Also ich habe das neulich mal getestet.
Die Pentax K5 ist praktisch vollkommen iso-invariant.

Also ich konnte das gestern sogar mit meiner Canon G1x nachvollziehen. Allerdings nicht mehr, wenn ich in einem Bereich gehe, wo Schatten sind. Da ist das Bild mit der hohen ISO deutlich besser. Für mich eigentlich auch erklärlich. Wäre mal interessant, ein Vergleich mit der Pentax K5zu sehen, wenn dort dann auch noch ein Schattenbereich ist.

Also in meinem letzten Fotokurs habe ich folgendes gelernt. Wenn das nicht stimmt, dann würde ich jetzt mein Geld zurück verlangen:

Ein 12Bit Senor (CCD oder CMOS) hat 4096 Helligkeitsstufen
2048 Stufen fallen in den hellsten Bereich (oberes 0 bis -1 EV)
1024 Stufen fallen in den nächst dunkleren Belichtungswert (-1 EV bis -2 EV)
512 Stufen fallen in den nächst dunkleren Belichtungswert (-2 EV bis -3 EV)
usw.

Die Aussage war dann, man soll immer darauf achten, dass man immer soweit wie möglich im oberen Bereich landet (Histogramm nach rechts), soweit man nicht überbelichtet.

Ich einen Kollegen mit einer Nikon d750 und einem mit einer Canon EOS 5d mark II. Die haben mal die Dynamik beider Kameras verglichen. Das war schon enorm, wieviel mehr bei der Nikon herauszuholen war...

dwuen schrieb:
Wenn es stimmt, dass die Canon-Sensoren nicht ISO-los sind, müsste der kamerainterne Ablauf anders sein:

1. Voreinstellung der elektronischen Signalverstärkung am Bildsensor und
2. Arbeit des Bildsensors bzw. Aufnahme des Bildes mit elektronischer Signalverstärkung
3. Speicherung als RAW-Bild

Also bei Canon wird definitiv erst analog verstärkt und dann digitalisiert (AD gewandelt). Man kann über CHDK (Canon Hacker Development Kit) direkt auf die Daten des RAW Buffers zugreifen, bevor der Signalprozessor die Daten gesehen hat. Intern kann man sogar den analogen Verstärker für die ISO Werte in 1/96 EV Stufen verändern. Das macht Canon vermutlich für die Feinjustierung der ISO Werte. Der zweite Teil des folgenden Videos wurde erstellt, in dem man den Verstärker bei jeder Aufnahme um 1/96 EV erhöht:

http://www.youtube.com/watch?v=dsEw2cKN9KQ

Waartfarken · 06. Jan. 2016

c_joerg schrieb:
Ein 12Bit Senor (CCD oder CMOS) hat 4096 Helligkeitsstufen
2048 Stufen fallen in den hellsten Bereich (oberes 0 bis -1 EV)
1024 Stufen fallen in den nächst dunkleren Belichtungswert (-1 EV bis -2 EV)
512 Stufen fallen in den nächst dunkleren Belichtungswert (-2 EV bis -3 EV)
usw.

Das stimmt zwar, und klingt dramatisch, ist aber egal, denn das u vermeidbare Rauschen sorgt dafür, dass die geringe Abtastung in gering belichteten Bereichen "verschmiert" wird.

c_joerg schrieb:
Die Aussage war dann, man soll immer darauf achten, dass man immer soweit wie möglich im oberen Bereich landet (Histogramm nach rechts), soweit man nicht überbelichtet.

Das Histogramm basiert auf dem Vorschau-JPG, das ist sowieso nicht der beste Maßstab. Im übrigen ist das im Prinzip richtig, wenn der Sensor sich nicht ISO-los verhält oder man ohnehin bei Basis-ISO fotografiert. Wenn er ISO-los ist, kann man sich oft das Hochdrehen der ISO sparen und einfach Blende und Belichtungszeit trotzdem so einstellen, wie sie bei höherer ISO "richtig" wären. Bei einigen Kameras, auch von Canon, funktioniert das zwar nicht mit Basis-ISO, aber bei höherene ISO. Da kann man dann z.B. 800ISO einstellen, aber so belichten, als wären es 6400ISO oder so.

Mi67 · 06. Jan. 2016

c_joerg schrieb:
Ein 12Bit Senor (CCD oder CMOS) hat 4096 Helligkeitsstufen
...
Die Aussage war dann, man soll immer darauf achten, dass man immer soweit wie möglich im oberen Bereich landet (Histogramm nach rechts), soweit man nicht überbelichtet.

Es gibt zwei Bedingungen, unter denen es sich lohnen würde, den ISO hochzunehmen:
1.: Ausleserauschen sinkt bei höherem ISO
2.: die Digitalisierung geschieht in einer Bittiefe, die unterhalb des Dynamikbereichs des Sensors liegt

Bei "ISO-losen" Kameras ist also das Charakteristikum, dass sie bereits beim "basis-ISO" das geringst mögliche Ausleserauschen aufweisen und idealerweise in einem 14-bit-Datenformat speichern, da andernfalls zwar die Dynamik in der Stochastik der Fläche erhalten bleiben mag, aber möglicherweise Tonwertabrisse zu ungewünschten Effekten (siehe: "posterization") führen können.

Bei aktuellen Sensoren sollte jedoch schlechtestenfallls ab ISO-1600 das niedrigste Ausleserauschen erreicht sein und die verbleibende Dynamik dann bereits so stark beschnitten sein, dass ein 12-bit-Datenformat genügt, um alle Nutzsignale aufzuzeichnen.

Schlussfolgerung: ja, eine Nikon D810 hat einen besseren Dynamikumfang als eine Canon 5D-III, aber eben nur bei ISO < 1600. ISO-los zu fotografieren, so weit es die Kamera leistet, hat Vorteile, nur ist bei den EVIL-Kameras dann das Display so furchtbar dunkel ...

c_joerg · 06. Jan. 2016

Waartfarken schrieb:
Wenn er ISO-los ist, kann man sich oft das Hochdrehen der ISO sparen und einfach Blende und Belichtungszeit so einzustellen, wie sie bei höherer ISO "richtig" wären

Also ISO-los bedeutet, es gibt keine anlogen Verstärker und der AD deckt die volle Dynamik ab?
Wenn ich bei einer ISO losen Kamera den ISO Wert auf 3200 drehen würde, dann dürften dort auch keine Zwischenwerte in den RAW Daten zu finden sein richtig?
Bei meinen Canon Kameras findet man definitiv alle Werte bei ISO3200…

Ich arbeite seit 25 Jahren in der Entwicklung akustischer Horchgeräten. Wir setzen Bereits 24Bit AD Wandler ein aber ohne anlogen Vorverstärker geht dort gar nichts. Mag sein das die Dynamik in der Akustik noch wesentlich höher ist…

Waartfarken schrieb:
Da kann man dann z.B. 800ISO einstellen, aber so belichten, als wären es 6400ISO oder so.

Hattest du meine Ergänzung noch gelesen?

kaktus123 · 06. Jan. 2016

unter ISO los verstehe ich:
ob ich nun 100 ISO einstelle an der Cam oder z.b. 3200...das Rauschen nimmt nicht zu deswegen

oder verstehe ich jetzt eh was nicht worum es geht ? (wird wohl eher das sein wie so manches mal

...

)

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