Charakter des Foveonrauschens

[Skater]

genau,und mit normalen fotosensoren kannst du nur luminanzen messen.

"Normale" Fotosensoren sammel alles Licht ein, was durch den (Bayer-)Filter kommt.
Sie haben selber keine Filtereigenschaften und können im Prinzip aus jedem x-beliebigen Material bestehen,
solange sie nur möglichst alles Licht in messbare Ladungen umwandeln!

Die einzelnen Foveon-Sensoren dagegen sind aber mit dem Siliziumsubstrat identisch, in das sie eingebettet sind,
und sie sollen möglichst viel Licht durchlassen, welches für die tieferen Sensoretagen bestimmt ist.

Sie haben also die selben Filtereigenschaften wie das übrige Silizium auch.

Daher sind die Photonen, die in der jeweiligen Sensoretage absorbiert / gemessen werden,
eben doch farbspezifisch!

Solas Einwand mit der Normalverteilung ist auch berechtigt
und in den weiter oben geposteten Diagrammen ja auch ablesbar.

Ich vermute aber, dass sich hier die mit der Wellenlänge exponential wachsende Absorbtionstiefe des Siliziums auswirkt.

Zur Erinnerung noch einmal die Eindringtiefen:

Blau (450 nm) = ideale Lage des Blausensors --> 200 nm
Grün (550 nm) = ideale Lage des Grünsensors --> 600 nm
Rot (650 nm) = ideale Lage des Rotsensors ---> 1800 nm

Es wird in jedem noch so dünnen Siliziumsensor immer ein gewisses Teilspektrum gemessen.
Während der Rot-Sonsor aber ein sehr enges Teilspektrum abdeckt, (steile Glocken-Kurve!)
detektiert der Blau-Sensor bei gleicher Dicke bereits ein viel breiteres Spektrum (flache Glocken-Kurve!).

Die mit der Wellenlänge ansteigende Steilheit der gausschen Normalverteilungs-Glocke
könnte also indirekt damit zusammen hängen, dass die unterschiedliche Wellenlängen
in einer festen Kristallgittergröße auch unterschiedlich absorbiert werden.

(Alles nur so ein Ideen! )

Schönen Gruß
Pitt

 

[Trayloader]

Auch auf die Gefahr hin, daß ich mich hier blamiere (ich bin angewandter Fotograf):

Kann es sein, daß sie in den verschiedenen Eindringtiefen auch Helligkeitsmessungen auslesen können, ergo in der obersten Schicht einen perfekten bis überbelichteten Grauwert und ganz hinten einen knapp bis unterbelichteten die sie quasi auch miteinander verrechnen können ?

Erklären sich damit die fat immer durchgezeichnetet Wolken, ergo der riesige,manchmal fast schon HDR artige Dynamikumfang.

Warum schafft das nur Fuji und Sigma?

 

[Skater]

Auch auf die Gefahr hin, daß ich mich hier blamiere (ich bin angewandter Fotograf):

Kann es sein, daß sie in den verschiedenen Eindringtiefen auch Helligkeitsmessungen auslesen können, ergo in der obersten Schicht einen perfekten bis überbelichteten Grauwert und ganz hinten einen knapp bis unterbelichteten die sie quasi auch miteinander verrechnen können ?

So hatte ich das ursprünglich auch mal gesehen.

Inzwischen denke ich aber anders darüber.

Ich glaube nämlich inzwischen, wie im Post 261 beschrieben,
dass tatsächlich die farbspezifische Luminanz gemessen wird.

Im normalen, undotierten, Silizium wird einfach nur, tiefenabhängig,
die entsprechende Wellenlänge geschluckt.

Im Sensor platziertes, dotiertes Silizium macht die eingefangenen Photonen dagegen messbar,
indem es seine Leitfähigkeit so verändert, dass diese Luminanz-Info ausgelesen werden kann.

Die Farbzuordnung der jeweiligen Sensoren muß einmalig, als Teil Produktionsprozess geschehen,
Die wird sich danach ja wohl nicht mehr ändern.

Das bedeutet aber auch, das der blaue Sensor eben nicht ein vollständiges Monochrombild abliefert,
wie ich das früher immer gedacht hatte,
sondern tatsächlich nur den Blauanteil des Lichtes.

Gewisse "Verunreinigungen" der oberen Sensormessungen,
durch eine, im Grunde längere Wellenlänge, die vorzeitig mit dem Kristallgitter "kollidiert",
sind zwar vermutlich nicht auszuschließen, statistisch aber wohl nicht so signifikant,
dass die Ergebnisse Müll wären.

Tatsächlich gibt es wohl jeweils schlicht eine entsprechend große Wahrscheinlichkeit,
dass ein RGB-Lichtstrahl auch in der zugehörigen Siliziumtiefe detektiert werden wird.

Schönen Gruß
Pitt

 

[Trayloader]

Dein "ursprünglich" verweis führt zu einem sonderbaren kaputten Link , bitte nochmals checken.

Zum Thema-
das erklärt aber nicht die einzigartige Dynamikqualitäten der Cam.
Das kann man nicht einfach herausrechnen, auch nicht wenn man Dick Lyon heisst

Warum nur ist Fuji und Sigma hier so weit vorn?

Ich habe vor kurzem die neue EOS 5D mkII getestet (24MP).
Fantastische Kamera, geniale Auflösung, aber wieder die "Canon Dynamik", alles recht weich und mit analogem Schmelz, aber eben NICHT diese chremigen, voll durchgezeichneten Hochlichter und Wolken.

Es muss irgendwie möglich sein, daß bei diesen beiden "Alternativsensoren" gleichzeitig unterschiedliche Helligkeitswerte ausgelesen werden können.

Nur wie?

 

[Gast_92505]

Ich habe vor kurzem die neue EOS 5D mkII getestet (24MP)

was?! gibt es schon Canon mit 24MP?

 

[Skater]

Dein "ursprünglich" verweis führt zu einem sonderbaren kaputten Link , bitte nochmals checken.

seltsam, bei mir funkt der Link.
Ich habe das bewußte Bild oben noch mal angehöngt.

Zum Thema-
das erklärt aber nicht die einzigartige Dynamikqualitäten der Cam.
Das kann man nicht einfach herausrechnen, auch nicht wenn man Dick Lyon heisst

Warum nur ist Fuji und Sigma hier so weit vorn?

Die ausbrennenden Himmel sind eine direkte Folge des Megapixelwahns.
Immer kleinere Sensorpixel können nur endlich Licht aufnehmen, danach laufen sie über.

Nur die beiden genannten Firmen waren jemals bereit, Auflösung gegen Dynamik zu tauschen,
wobei das bei Sigma nicht ganz stimmt, da der Sensor in den Lichtern zwar Reserven hat,
in den Schatten aber schwächelt!

Schönen Gruß
Pitt

 

[lumischa]

hi pitt,

du gehst von einem modell aus,dass ich schon vor langer zeit mir so vorstellte,nur hab ich mich gefragt,wie die dioden es schaffen sollen,zwischen den photonen des spektrums zu unterscheiden.

auf den obersten sensor trifft alles licht.ein teil der photonen bleibt hängen,der rest passiert die diode.

die differenz in unseren ansichten basiert teilweise auf den unterschiedlichen annahmen,dass du meinst,die durchreisenden photonen hätten keinen einfluss auf die messung,wärend ich schon davon ausging.ist natürlich ein irrtum von mir.
was durchgeht wurde nicht absorbiert und kann folglich nicht in die messung eingehen.dieses alte subtraktionsmodell(ausgehend von nicht durchlässigen sensoren)beeinflusst indirekt immer noch meine vorstellung

wobei ich mich in diesem zusammenhang schon frage,ob die dotierten bereiche nicht doch ne menge licht absorbieren und nach unten nicht mehr allzu viel durchkommt.
bei einzelnen siliziumdioden fertigt man ja deshalb die obere zone des überganges besonders dünn.da komm ich schon ein wenig ins grübeln bei drei sensoren übereinander.


grüße

 

[Trayloader]

Ich versuche mal von einer anderen Seite ranzugehen.
Den Beobachtungen in der Praxis.

Habt Ihr Euch mal die einzelnen Kanäle im Photoshop angesehen-
hier sind insbesondere SD9 und SD10 interessant, da sie dort anscheinend die Technik nicht so ganz im Griff hatten.

Schauen wir uns mal ein typisches, gut belichtetes Foveon Bild an (SD10, trifft in Abstufungen auch bei der 14er auf, und ganz schlimm bei der SD9).

Jetzt schaut Euch mal genau das Laub an, die gelben Bereiche scheinen irgendwie in die grünen "auszubluten", wie bei einem Aquarellpapier.

Gehen wir dann in die Kanäle und schauen wir uns das ganze durch den • Rotfilter (ergo zeigt den Foveon Blaukanal wunderbar ):
perfektes SW Bild, mit ein paar Korrekturen könnte man das drucken, allerdings zeigen sich erste "Schweinereien" im Blätterwerk, schaut Euch die Bäume genau an
• Grünfilter, gleiches gutes SW Bild

und nun der total "versaute" Foveon Rotkanal, wunderbar zu sehen im Photoshop Blaufilter:
Es wird weichgezeichnet, was das Zeug hält. Es kommt zu wenig Licht an, der Kanal ist wesentlich dunkler.Bei der SD9 gabs hier echte Körnung im Himmel und in den Blautönen.
Dick Lyon hat hier irgendeinen Software Kniff implementiert (ist die Frage, ob er es schon in der Kamera rechnet, oder erst auf den Desktop verlagert,
meine Theorie Kamera, das erklärt auch die "Rechenzeiten"),
der Anscheinend folgendes macht:
Scharfe Kanten, also Fokuspunkte und aufgelöste Strukturen, wie hier das Blätterwerk im Sonnenlicht, werden nicht angesprochen, und ab einem bestimmten Schwellenwerk wird gnadenlos geblurrt.
Er geht sogar noch weiter, und hebt in den geblurrten Bereichen die Helligkeit an, gepaart mit Kontrastverflachung (kann aber auch das Ergebnis des Weichzeichnens sein ), und vermeidet dadurch, daß der "abgesoffene" Rotkanal das Bild unnötig aufsteilt und die Schatten hinterher im Gesamtbild
zu dunkel werden lässt.
Rocketscience
Keine Druckerei/Lithobude akzeptiert sowas,da schlechter Druck, wie z.B. bei Tageszeitungen, mit niedrigem Kontrast solche "Tricks" gnadenlos sichtbar werden lassen.
Es funktioniert quasi nur für den Heimgebrauch auf Fotopapier oder in der Webdarstellung.
Gelichzeitig ziehen sie sich aus eben diesem Kanal auch noch optional die unterbelichteten "Hochlichter", die hier voll durchgezeichnet sind, und NICHT rauschen.
Wenn die ganze Verrechnerei der Kanäle dann beendet ist, wird auf Basis
des Helligkeitswerts des BLAUKANALS, quasi im LAB Modus, das Gesamtbild
ordentlich nachgeschärft. Auch schon in der Kamera, da die JPGs, bzw. irgendeiner hat bei DPReview mal ein SigmaRAW direkt aus der Kamera analysiert, dort war das Bild zwar ordentlich verschmutzt, zeigte aber bereits diese "Überschärfe".

Meiner Meinung nach könnte das so funktionieren, sie erhalten ein Bild mit grosser (Pseudo) Dynamik, da ja nicht wirklich mehr im Zeichnung Schatten ist, allerdings klasse Lichterzeichnung, und eben dieser Pseudoschärfe.

Daher immer der Eindruck, daß extreme Schärfe in den Bildern ist.
Sie ist es aber nicht, sie legen nur äusserst raffiniert scharfe Kanten, neben weichgezeichnete Bereiche und erzeugen damit einen optischen Trick

Und nun springe ich in den Kugelhagel, auf gehts, vielleicht liege ich ja auch völlig daneben ....

 

[Trayloader]

Wann gibts hier endlich WEBSPACE???

 

[Trayloader]

und hier nochmals in hirez-
schaut Euch den Jungen und die Blätter an, wie solarisiert:

 

[lumischa]

Es wird weichgezeichnet, was das Zeug hält. Es kommt zu wenig Licht an, bestimmten Schwellenwerk wird gnadenlos geblurrt.
Er geht sogar noch weiter, und hebt in den geblurrten Bereichen die Helligkeit an, gepaart mit Kontrastverflachung ...


Auch schon in der Kamera, da die JPGs, bzw. irgendeiner hat bei DPReview mal ein SigmaRAW direkt aus der Kamera analysiert, dort war das Bild zwar ordentlich verschmutzt, zeigte aber bereits diese "Überschärfe".

ich denke nicht,dass du so daneben liegst,gute analyse,gute methode über die kanäle die schwächen der cam auf zu zeigen.möglicherweise lässt sich vom ergebnis her die funktionsweise des foveon ganz gut plausibilisieren.

nebenfrage,was ist geblurrt,blurren?

an einen direkten raw-output kommt man wohl nicht dran.
der in spp gezeigte x3f -modus zeigt in der tat ein schon nachgeschärftes bild,wurde mal von dominic auf +1.0 beziffert.
ich denke eher,dass alle veränderungen der rohdaten im raw-format in spp stattfinden.nur die jpegs werden in der cam direkt entwickelt.

grüße

 

[Trayloader]

ich denke nicht,dass du so daneben liegst,gute analyse,gute methode über die kanäle die schwächen der cam auf zu zeigen.mölicherweise lässt sich vom ergebnis her die funktion des foveon ganz gut plausibilieren.

Super danke.
jetzt kommt die ganze Geschichte endlich in Fahrt, vielleicht kann der eine oder andere ohne Ego ja noch zusteigen

Die Kombination von Euerem geballten Fachwissen und angewandtem
Profierfahrungswert ist doch schonmal ziemlich gut !!!

Blurren ist ein Photoshop Begriff für weichzeichnen, sorry, steck auch zu tief drin ;-)http://www.dict.cc/englisch-deutsch/to+blur.html

Ich schau mal, ob ich demnächst eine ABC Vergleich SD 9/10/14 hinbekomme, da kann man sehr gut die (praktische) Weiterentwicklung
sehen.

Dann gehts hier noch weiter:
http://www.proxel.se/x3f.html

und für die "hardcore Fans" was nettes zum schmunzeln-
eine Dauerstreiterei von 2002-2005 mit "George Preddy", der dort im Forum
schliesslich im "Kugelhagel starb". Gerüchterweise hat es sich dabei um
Mr. Foveonsiliconsensornationalsemiconductor selbst gehandelt, der dann
Glen Gould mässig über seine Erfindung abgedreht ist.
Da gibts ganz viel technische Analysen, man braucht allerdings Geduld....
Gebt da einfach mal "George Preddy" ein.
Superamüsant, wenns nur nicht so traurig wäre.

http://209.85.129.132/search?q=cach...craw+foveon&hl=de&ct=clnk&cd=54&client=safari

 

[B.R.]

Gehen wir dann in die Kanäle und schauen wir uns das ganze durch den • Rotfilter (ergo zeigt den Foveon Blaukanal wunderbar ):
perfektes SW Bild, mit ein paar Korrekturen könnte man das drucken, allerdings zeigen sich erste "Schweinereien" im Blätterwerk, schaut Euch die Bäume genau an
• Grünfilter, gleiches gutes SW Bild

und nun der total "versaute" Foveon Rotkanal, wunderbar zu sehen im Photoshop Blaufilter:

Könntest Du mir bitte etwas genauer erklären wie Du die Kanäle in PS betrachtest? Ich schaue mir die Kanäle an entweder durch Anklicken in der Kanäle-Palette oder einfach per Tastaturkürzel am PC, z.B. Strg+1 usw.

schaut Euch den Jungen und die Blätter an, wie solarisiert:

ich sehe da ehrlich gesagt nichts Ungewöhnliches

 

[feuervogel69]

ich werfe nur mal ein daß man mit solchen argusaugen auch mal bayerpattern-bilder ansehen sollte........

letztlich ist die ganze digitalfotografiererei zu hohen porzentsätzen klug angewandte bildpsychologie! was da zusammeninterpoliert wird.....warum soll der foveon da eine ausnahme machen?

das bild entscheidet. und da gibts viel positives zu sehen

lg matthias

 

[Trayloader]

zu den letzten beiden kommentaren,werde ich mich nicht äussern.

hier mal ein SD9 Beispiel mit typischen Fehlern:

http://www.pbase.com/davbrigie/image/80813628/original

 

[ShutterFab]

kannst du vielleicht das gebashe sein lassen und zum thema zurückkommen?

hier gehts um charakteristische rauscheigenschaften des foveonsensors und nicht um "bätsche, ich glaub, sigma schummelt"

manche erfreuen sich an schönen bildern, die anderen an vermeitlichen haaren in der suppe. mit der lupe im digitalen farbkanal suchend - oh man!

besten dank!

 

[lumischa]

ich glaube,hier wird von einigen die intention von beiträgen ignoriert.
...genau,es geht ums rauschen und wenn man zur sache etwas beiträgt,wird man nicht bilder ohne rauschen zeigen.
es geht auch nicht um schönfärberei und nicht um vergleiche zu bayer-pattern.

@trayloader

das letzte beispiel zeigt erhebliches chrominanzrauschen in roten bereichen.
nebenfrage,mit welcher version von spp entwickelt?

rot ist ja,wie wir wissen,nicht gerade die lieblingsfarbe der sigmas.
das hat zweifelsohne mit der lage des für rot zuständigen sensors zu tun,nämlich ganz unten im foveon chip,wo das licht nur noch zu bruchteilen ankommt.
und das unabhängig von der art der dioden,wobei wir wohl noch größere schwierigkeiten hätten bei den chrominanzdioden,da hier mehr dotierte bereiche überwunden werden müßten.neben der problematischen luminanzmesung eine sache,die die verwendung von double-layer-dioden technik in frage stellt.ich denke bald,dass wir mit dem hinweis auf das patent der wavelength-diode aufs glatteis geführt wurden.zumal in keinem einzigen patent von foveon derartiges erwähnt wird.das foveon patent hat als kernaussage und neuheit,im unterschied zum bayer-mosaik,die auslesung von photonen bestimmter wellenlängen zum inhalt.insofern haben wir eine viel direktere bestimmung der farbe(besser und direkter sind nur die 3ccd-sensoren in videocams) als das bis dahin in digitakameras üblich war und noch ist.
die schwäche der rotausbeutung wird plausiblerweise von den anders eingestellten verstärkern der diodenschaltung und durch bearbeitungsschritte in spp(vorstellbar weichzeichnung oder spezielle interpolationen des rotkanals)
kompensiert,ohne wirklich ein 100%iges resultat zu erreichen.

mehr ausgeprägt scheint das chrominanzrauschen der sd9 zu sein.
hängt von der lichtausbeute insgesamt ab,da diese erste sigma dslr noch nicht über microlinsen verfügte.
eine fehlerquelle,die ganz schnell mit der sd10 korrigiert wurde.

grüße

 

[Gast_92505]

...mehr ausgeprägt scheint das chrominanzrauschen der sd9 zu sein.
hängt von der lichtausbeute insgesamt ab,da diese erste sigma dslr noch nicht über microlinsen verfügte.
eine fehlerquelle,die ganz schnell mit der sd10 korrigiert wurde.

grüße

oha!...

 

[feuervogel69]

ähem...

worauf ich hinauswollte (jetzt also langfassung) ist, daß das problem des rotkanals überhaupt nicht foveonspezifisch ist. bei bayerkameras ist die aufnahme von rottönen auch oft ein problem-hier eher, daß der rotkanal zu schnell klippt, d.h. man muß unterbelichten um gut durchzeichnetes rot zu bekommen.
wenn sigma also derart kreativ mit ihrem speziellen rotkanal umgehen, daß die schwächen auf der anderen seite für stärken sorgen (die gute lichterzeichnung), dann ist das keine schummelei sondern geniale ausnutzung der technischen gegebenheiten!!!

mit anderen worten: wenn das so stimmt wie trayloader schreibt, dann hat sigma einen guten jop gemacht.
mir wurde hier in einigen beiträgen einfach zu sehr der eindruck vermittelt, daß die technologie grundsätzlich nachteile hat. dies will ich relativieren, indem ich sage, daß jeder sensor in seiner spektralempfindlichkeit nicht gleichmäßig ist und es immer ein kunststück ist, aus dem sensor annähernd gleichmäßig vertreiltes RGB herauszuholen.

das ganze hat natürlich direkt was mit rauschen zu tun, hängt es doch eben genau damit zusammen. (spektrale empfindlichkeit des sensors+auswertung und interpolation) JEDER "schummelt" da auf seine weise. dies ist überhauot nicht negativ zu bewerten.

das führt dann nämlich auch zu weiterführenden betrachtungen zwischen sd9/10/14: auf der einen seite wurde ab der sd10 einiges verbessert (microlinsen) und auch effektiver "geschummelt", auf der anderen seite kann man sich aber auch auf die seite stellen, daß die sd9 die originärsten foveondaten liefert: mit dem effekt, daß möglicherweise ein sachkundiger anwender so (ohne zuviel "geschummel) den sensor effektiver benutzen kann und im konkreten fall mehr rausholt, als anwender der sd14 z.b. die grundsätzlich bei jedem bild quasi die eingebauten "wir verbessern das bild"-algos dabeihaben.

meine meinung zum rauschen hat sich in den letzten jahren dahingehend entwickelt, daß ich rauschen nur noch dort toleriere, wo die bildaussage nicht davon betroffen ist. aber (und gerade auch die sigmabilder) dieses ganze rauschreductiongedöns ist letztlich nur versuch. iso 100 und stativ.
das rauschen des foveons (sollte man vielleicht ehr von "klecksen" sprechen??) ist und bleibt nicht sonderlich angenehm und für mich ergibt es keinen sonderlichen sinn, daß krampfhaft im konverter zu verbessern (natürlich ist das für die knipsbildchen super!). wenn ich richtig druckfähige bilder will die technisch überzeugen sollen, dann brauch ich die volle resonanz des sensors. stativ und licht.

ich erwarte in der beziehung auch nichts groß von sigma, denn was will man machen? das übel wäre nur durch einen anderen neuen sensor an der wurzel zu packen.

aber nun gerne weiter zu technischen hintergründen.
lg matthias

 

[Trayloader]

Bitte nicht mißverstehen ShutterFab (Angestellter in der Kameraindustrie? Ein Schelm wer böses dabei denkt ;-)

Mir gehts hier überhaupt nicht um gebashe, die meisten hier haben das auch richtig verstanden, sondern um ein vollständiges Verständnis der Stärken und Schwächen des Systems, auch und vor allem in der Umsetzbarkeit von DRUCKFÄHIGEN Bildern (und dies läßt sich am besten mit SAUBEREN Kanälen erreichen, gelle!).
Warum wohl habe ich die DREI Generationen SDs?

Je mehr Information wir hier zusammentragen, sowohl theoretischer Natur (hier allein in diesem Thread sind bahnbrechende Informationen zu finden,
danke!!) als auch praktischer, desto besser.

Wer darauf keine Lust hat, oder sich persönlich in seinem Sigma "Fan-tum"
verletzt fühlt, steigt bitte gar nicht erst ein.
Hier geht es um Informationsvermittlung, und keine Stimmungsmache.

Danke auch Feuervogel für das Posting, genau so ist es.
Will man das Niveau einer "Knipsbildkamera" hinter sich lassen, und genau das behauptet ja Sigma mit den Anzeigen an die "professionellen Fotografen", muß
man sich auch dementsprechend verhalten. Canon innoviert 24h am Tag (und haben leider immer noch nicht die Dynamik).
Die Preisreduktionsrunden von Sigma sind nicht unbedingt Ausdruck davon, daß sie von Ihrem jetzigen Produkt dahingehend überzeugt sind ;-x)


Ich glaube einfach die Sensortechnik hat ein paar grundlegende, lasst es mich Eigenschaften, anstatt Fehler nennen, an deren symptomalen Unterdrückung die Softwareentwickler bis heute "kämpfen".
Dazu zählt meiner Meinung nach auch die grundlegende Schwäche des Sensors, mit diagonal auftreffenden Lichtstrahlen umgehen zu können.
Die CA und Unschärfe Orgie ab 28mm abwärts.
Bei JEDEM Weitwinkel zu beobachten.
Aber das werden wir in einem extra Thread mal separat beleuchten, obwohl es auch hier zu den entsprechenden Zeichnungen passen würde.

Und eins noch:
je mehr wir alle hier das ganze Foveon System technisch und praktisch "durchschauen", desto eher wir Sigma im positiven Sinne unter Druck gesetzt, hier technisch weiter zu
innovieren.
Und nach einigen Äusserungen hier und in anderen Sigmaforen, bin ich nachaltig davon überzeugt, daß die Angestellten hier mitlesen (und hoffentlich eifrig und zeitnah nach Japan petzen ;-)