Vollformat: Weniger Rauschen nur auf Kosten der Schärfentiefe?

Hallo,

was ich mir heute überlegt habe:
Es heißt ja immer, dass Vollformatkameras einen Rauschvorteil gegenüber Crop-Kameras hätten, weil sie aufgrund des größeren Sensors mehr Licht auffangen können. Ist es jedoch nicht so, dass man sich diese größere Lichtmenge auch immer mit einer geringeren Schärfentiefe erkauft?

D.h. wenn ich ein identisches Bild mache mit einer Crop- und einer Vollformatkamera, also bei gleichem Bildwinkel, gleicher Pespektive, gleicher Verschlusszeit und gleicher Schärfentiefe, dann registrieren beide Sensoren die gleiche Menge an Licht und haben somit das gleiche Rauschen?

Das würde ja bedeuten, dass eine Vollformatkamera hinsichtlich der Rauscharmut nur bei Bildern im Vorteil ist, die eine geringere Schärfentiefe benötigen als es mit einer Crop-Kamera möglich ist.

Um die Diskussion nicht in eine Diskussion über die Pixelgröße abgleiten zu lassen, nehmen wir am besten mal an, das Rauschen hinge nicht von der Pixelzahl ab, d.h. wir betrachten alle Bilder in der gleichen Ausgabegröße.

Viele Grüße,
André

Spacemarine2009 schrieb:

nur bei Bildern im Vorteil ist, die eine geringere Schärfentiefe benötigen als es mit einer Crop-Kamera möglich ist.

Zum Vergrößern anklicken....

...und auch bei Bildern, die ne längere Belichtung vertragen, um die Blende, die für gleiches DOF etwa eine Stufe zugemacht werden muss, auszugleichen. Oder wo man die Lichtquelle stärker einstellen kann. Und das sind dann doch schon ne ganze Menge Situationen.

Interessante Sichtweise.
Könnte man aber so sagen, ja.

Spacemarine2009 schrieb:

... weil sie aufgrund des größeren Sensors ...

Zum Vergrößern anklicken....

Das ist so nicht richtig.
Der entscheidende Punkt ist die Pixelgröße, dazu kommt dann noch die interne Signalverarbeitung.
Identische Signalverarbeitung vorausgesetzt rauscht ein Sensor mit 12MP weniger als ein gleichgroßer Sensor mit 24MP, weil er größere Pixel auf gleicher Fläche besitzt.

@arne

...nur kann man in solchen Situationen ja eh mit niedriger ISO fotografieren, da rauscht auch eine APS nicht...

Gruß messi

Ja!


Wenn man für KB und APS die gleiche Tiefenschärfe wünscht, muss KB um ca. 1 Stufe mehr abgeblendet werden. Dadurch hat eine Aufnahme mit Crop2 bei F2 und ISO 800, Crop1,6 bei F2,8 und ISO 1600 und bei KB mit F4 und ISO 3200 etwa das gleiche Rauschverhalten und die gleiche Tiefenschärfe. Vorausgesetzt, die Sensoren und die Bildverarbeitung sind in etwa aus dem gleichen Baujahr. Die 550d und die 5dII sollten Deinem Beispiel etwa entsprechen.

Wenn einem allerdings bei einem anderen Motiv geringe Tiefenschärfe wichtig ist, kann man bei KB aber auch F1,4 bei ISO 6400 verwenden, während einem diese "rauscharme" Option bei APS-C und FT eher versagt bleibt... Hier hat man immer (auch wenn man nicht will!) eine höhere Tiefenschärfe als bei KB...

EDIT: user anathbush hat diesbezüglich mindestens einen Thread mit Inhalten gefüllt

nighthelper schrieb:

Identische Signalverarbeitung vorausgesetzt rauscht ein Sensor mit 12MP weniger als ein gleichgroßer Sensor mit 24MP, weil er größere Pixel auf gleicher Fläche besitzt.

Zum Vergrößern anklicken....

Aber nur wenn man das Bild in der 100% Vergrößerung betrachtet. Schaut man die Bilder in identischer Gesamtgröße an, spielt es keine Rolle ob das Bild mit 12 MP oder 24 MP aufgenommen wurde. Das hatte ich ja bereits am Anfang extra Fett in meinen Post geschrieben, damit die Diskussion nicht in diese Richtungs abgleitet.

Spacemarine2009 schrieb:

wenn ich ein identisches Bild mache mit einer Crop- und einer Vollformatkamera, also bei gleichem Bildwinkel, gleicher Pespektive, gleicher Verschlusszeit und gleicher Schärfentiefe, dann registrieren beide Sensoren die gleiche Menge an Licht

Zum Vergrößern anklicken....

nein, denn der KB sensor ist größer und bekommt mehr licht. ist ja logisch

Aber nicht, wenn man die Blende weiter zumachen muss, um die gleiche Schärfentiefe zu bekommen.

Spacemarine2009 schrieb:

Aber nicht, wenn man die Blende weiter zumachen muss, um die gleiche Schärfentiefe zu bekommen.

Zum Vergrößern anklicken....

ah jetzt verstehe ichs.

Spacemarine2009 schrieb:

Schaut man die Bilder in identischer Gesamtgröße an ...

Zum Vergrößern anklicken....

Wie soll das gehen, ohne dabei das Rauschen zu beeinflussen?

Zwei verschieden große Bilder auf identische Bildgröße zu bringen bedeutet, daß man wenigstens eines der Beiden verkleinern muß. Verkleinern ist jedoch ein rauschminderndes Verfahren (Zusammenrechnen von Pixeln) ... ergo entziehst Du den Bildern ihre Vergleichsmöglichkeit.

Um es an einem extremen Beispiel deutlich zu machen:
Schaue ich mir ein 3MP-KB-Bild an und vergleiche es mit einem 14MP-Kompakt-Bild heruntergerechnet auf 3MP, dann rauscht das Kompaktbild weniger.
Womit Deine Ausgangsthese widerlegt wäre.

nighthelper schrieb:

Zwei verschieden große Bilder auf identische Bildgröße zu bringen bedeutet, daß man wenigstens eines der Beiden verkleinern muß. Verkleinern ist jedoch ein rauschminderndes Verfahren (Zusammenrechnen von Pixeln)

Zum Vergrößern anklicken....

Na klar, deshalb hat man ja hinterher wieder zwei Bilder mit gleichem Rauschen. Ob ich jetzt ein Bild (bei gleicher Sensorgröße) mit 12 MP aufnehme oder mit 24 MP aufnehme und dann hinterher wieder auf 12 MP verkleinere, macht vom Rauschen her keinen Unterschied. (Auf Pixelgröße betrachtet hat das 24 MP Bild natürlich ein größeres Rauschen, bei gleicher Ausgabegröße d.h. auf 12 MP herunterskaliert verringert sich das Rauschen wieder)

Hier auch nochmal ganz gut beschrieben:

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

"It was shown that for fixed sensor format, the light collection efficiency per unit area is essentially independent of pixel size, over a huge range of pixel sizes from 2 microns to over 8 microns, and is therefore independent of the number of megapixels."

Im Anhang (edit: nicht mehr vorhanden) erfülle ich alle Deine Bedingungen (gleiche Perspektive, gleiche Belichtung, gleiche Betrachtungsgröße etc.), sogar mehr als das: es ist das selbe Bild.

Aber:
1. ohne Interpolation und 2. mit kubischer Interpolation verkleinert.

Wer es nicht sieht: in Bild 3 (= Bild 1) habe ich zwei Punkte markiert, die in Bild 2 fehlen.

Das Beispiel beweißt: das Verkleinerungsverfahren hat de facto Einfluß auf das Ergebnis.

Es ist daher völlig absurd, Schlußfolgerungen aus dem Ergebnis von bildverarbeitenden Methoden zu ziehen, wenn diese nicht eindeutig definiert sind.
Und das sind sie nicht, da in Deinem Beispiel ja sogar das 24MP-Bild auf 12MP heruntergerechnet wird, das 12MP-Bild jedoch überhaupt nicht.

Nochmal anders formuliert:
Wenn ich mittels Verkleinern zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen kann, obwohl ich das selbe Ausgangsbild genommen habe, wie sollte man dann eine korrekte Aussage über verschiedene Sensoren NACH einer Bildbearbeitung treffen können?

Na ja, auf einzelne Pixel kommt es hier ja nicht an, sondern nur auf ein "ungefähr".

Moin!


Wir haben solch einen Vergleich mit Nikon D300 und D700 (beide etwa 12MP) mal gemacht. Gleiche äquivalente Blende und Brennweite, gleiche Belichtungszeit, entsprechend unterschiedliche ISO,gleiches Motiv, gleiche Bearbeitung usw. Ergebnis: Die Bilder sind sehr ähnlich, aber das der D700 rauscht etwas weniger.

Nun sind die Sensoren nicht "baugleich", deshalb würde ich bei exakt gleichen Bedingungen (wenn es die gibt) in erster Näherung auch exakt gleiches Rauschen erwarten.

Allerdings kommt in 2. Näherung ein Vorteil für den größeren Sensor dazu: Das Verhältnis von empfindlicher Pixelfläche zu unempfindlichem Pixelrand ist besser.


Gruß, Matthias

Die Vignettierung sollte man auch nicht vergessen, auch wenn sie keinen riesigen Beitrag dazu leistet.

Crop-Objektive haben an einer Cropkamera auch einen nicht unbedeutenden Randlichtabfall, wenn auch nicht so gross wie KB-Objektive am KB-Sensor. Aber wenn das Crop-Objektiv bei Offenblende verwendet wird und das KB-Objektiv um 1.5 Blendenstufen abgeblendet werden kann, dann hat das KB-Objektiv etwas weniger Vignettierung, was die im totalen gesammelte Lichtmenge wieder erhöht. Ausserdem trifft das Licht mit höherer Blendenöffnung immer flacher auf den Sensor. Und wie kürzlich herausgefunden wurde, werden flach auffallende Lichtstrahlen nicht mehr vollständig aufgzeichnet, so dass ein Lichtverlust auftritt. Dies kompensieren die Kamerahersteller mit einem künstlichen Erhöhen der ISO. Im Endeffekt hat man dann mit dem lichtstärkeren Cropobjektiv ein höheres Rauschen als mit einem entsprechend abgeblendeten KB-Objektiv.

Trotzdem gilt die Feststellung vom Anfang dieses Threads, nämlich dass geringeres Rauschen nur durch eine Verringerung der Schärfentiefe erkauft werden kann - die Weiterentwicklung der Sensoren mal ausgeschlossen. Weil auch der Lichtverlust bei flach auffallenden Lichtstrahlen am Sensor vergrössert wieder die Schärfentiefe - und auch die Vignettierung.

Allerdings: Ein KB-Foto mit einer Festbrennweite abgeblendet auf f/2.8 sieht auf jeden Fall besser aus als ein Crop-Foto mit f/1.8er-Offenblende.

Tja, das habe ich auch schon öfter Leuten so erklärt: größere Sensoren tauschen Schärfentiefe gegen geringeres Rauschen.

Allerdings gibt es da Extremfälle, bei denen die Sensorgrößen nicht gleichwertig sind. Für maximale Schärfentiefe z.B. sind kleine Sensoren besser; sie rauschen im Verhältnis weniger und die Objektive sind besser als die für große Sensoren wenn man diese stark abblendet.

bionet schrieb:

Tja, das habe ich auch schon öfter Leuten so erklärt: größere Sensoren tauschen Schärfentiefe gegen geringeres Rauschen.

Allerdings gibt es da Extremfälle, bei denen die Sensorgrößen nicht gleichwertig sind. Für maximale Schärfentiefe z.B. sind kleine Sensoren besser; sie rauschen im Verhältnis weniger und die Objektive sind besser als die für große Sensoren wenn man diese stark abblendet.

Zum Vergrößern anklicken....

tja, zu blöd, dass manche wenig Rauschen und auch noch wenig Tifenschärfe lieben,...ich gehör da glaub dazu

es ist sogar so, dass sauteure Optiken mit großer Blende, mit welchen man mit geringen ISO Einstellungen und damit weniger Rauschen fotografieren kann, ihr Potential auch mit Tiefenschärfe bezahlen.

Sehr interessante Ansichtsweise

Frohe Weihnachten!

@nighthelper:

Wir können die Rauschdiskussion gerne in einem anderen Thread fortführen um hier nicht zu weit vom Thema abzuschweifen.

Würdest du mir denn zustimmen, wenn wir annehmen dass KB- und Crop-Sensor die gleiche Auflösung haben?

bionet schrieb:

Für maximale Schärfentiefe z.B. sind kleine Sensoren besser; sie rauschen im Verhältnis weniger

Zum Vergrößern anklicken....

Warum? Haben kleine Pixel nicht, sofern überhaupt ein Unterschied besteht, eher ein geringeres Verhältnis von aktiver zu passiver Fläche und somit eine geringere Lichtsammeleffizienz?