Crop verstehen

[mrHiggins]

Das Problem ist, dass jede dieser Diskussionen zu nichts führt weil man unterschiedliche Dinge vergleicht. Es ist alles relativ zu dem was man betrachtet.



Der eine fotografiert Details im Telebereich - für ihn ist auf den Vogel reingezoomt relevant. Er croppt immer auf ein Objekt im Bild. Für ihn ist es völlig egal ob er ne Vollformat oder Cropkamera nutzt - das rauschen ist das gleiche. Weil er bei APS-C weniger in LR croppen muss, bei Vollformat halt mehr.

Der andere fotografiert Landschaften und hängt diese in A3 an die Wand. Für ihn ist die 100% Ansicht irrelevant. Ihn juckt auch die Pixelgröße nicht. Hat er viele Pixel sind diese feiner und beim Verkleinern auf A3 mittelt sich das Rauschen raus. Hat er wenige Pixel muss er wengier verkleinern, es rauscht aber grundsätzlich weniger.

Der dritte fotografiert vielleicht Produktfotos. Er braucht eine gewisse Schärfentiefe. Er kann vor und zurück, er nutzt die gleiche Festbrennweite. Er ändert daher die Perspektive und hat dann das problem dass er mit Vollformat weiter abblenden muss um das produkt ganz scharf zu bekommen. Ja - sein Bild rauscht bei Vollformat je nach Ansicht mehr.

Ein Crop in PS und ein Crop durch die Kamera ist identisch. In beiden Fällen ändert sich:
- nichts am Objektiv, der Brennweite o.ä.
- nichts am Verhalten der restlichen pixel.


Es ist doch das gleiche mit dem ständigen "16mm sind 24mm" bei Ratschlägen für REINEN ANFÄNGERN in der Kaufberatung. Das ist wie mein Dad der immernoch alles in DM umrechnet weil er damit aufgewachsen ist. 16mm an einer APS-C sind RELATIV zum eigenen "Normalfall" 24mm. Ist jemand mit APS-C aufgewachsen, würde er sagen 24mm an APS-C sind eigentlich in Wahrheit 16mm. Und er hat absolut recht.

 

[Helga-Schneider]

[...] Ist jemand mit APS-C aufgewachsen, würde er sagen 24mm an APS-C sind eigentlich in Wahrheit 16mm. Und er hat absolut recht.

Das verstehe ich gar nicht.
Jemand "wächst mit APS C auf". Kennt also nur APS C. Und wenn er stets f = 24 mm nutzt, soll er meinen, es wären 16 mm?
Hmmmmm.....

[...] Hat er viele Pixel sind diese feiner und beim Verkleinern auf A3 mittelt sich das Rauschen raus.

Verkleinern auf A3?
Der Sensor ist doch i.d.R. viel kleiner. Er vergrößert also. Oder?

[...]Weil er bei APS-C weniger in LR croppen muss, bei Vollformat halt mehr.

Unsinniger Fall. Wer in KB fotografiert und croppen muss, bei APS C aber nicht, der hat für KB das fasche Objektiv. Oder gerade die falsche Kamera.

 

[mrHiggins]

Das verstehe ich gar nicht.
Jemand "wächst mit APS C auf". Kennt also nur APS C. Und wenn er stets f = 24 mm nutzt, soll er meinen, es wären 16 mm?
Hmmmmm.....

Wenn jemand mit Vollformat oder analog aufwächst, dann weiß er, dass er für einen bestimmten Bildwinkel 24mm braucht. Diese Leute haben die Angewohneit Neulingen die z.b. nur mit APS-C fotografieren dann immer vorzurechnen dass ihre 16mm doch eigentlich 24mm sind - das ist völlig unnötig. Das führt dann dazu, dass Neulinge glauben ihre 16mm am APS-C Objektiv seien andere 16mm an einem Vollformatobjektiv. Das ist wie wenn mein Dad über Milchpreise diskutiert und mir vorrechnet dass es doch eigentlich 2DM sind. Was juckt mich das? Was juckt mich als APS-C User wieviel mm das an einer Kleinbildkamera entspräche?

Verkleinern auf A3?
Der Sensor ist doch i.d.R. viel kleiner. Er vergrößert also. Oder?

Das kommt drauf an wie man druckt. bei 300dpi sind 6000pixel ca 50cm, also schon größer als A3. Wenn man 72dpi druckt dann muss man das Bild drastisch verkleinern.
Ob man es nun verkleinert oder vergrößert ist aber auch egal. Die Frage ist wie groß man im entsprechen Betrachtungsabstand einen Pixel des ursprünglichen Fotos sieht.

Unsinniger Fall. Wer in KB fotografiert und croppen muss, bei APS C aber nicht, der hat für KB das fasche Objektiv. Oder gerade die falsche Kamera.

Oft sind Objektive noch von APS-C vorhanden oder es gibt sie schlichtweg nicht. Gerade in dem Telebeispiel. Ich nutzte z.b. ein 70-400 an APS-C. Hab mir dann eine a7r3 gekauft - ist das nun das falsche Objektiv oder die falsche Kamera wenn ich damit einen Vogel fotografieren will? Nein. Vollformat bringt mir einfach in diesem Fall was Auflösung angeht keinen Vorteil gegenüber APS-C. Und genau darauf wollte ich raus. Das zeigt doch aber schon dass alle Aussagen wie "KB rauscht weniger" völliger Unfug ist. Wieso sollten Pixel in der Mitte weniger rauschen nur weil man außenrum noch ein paar Pixel hat die man bei APS-C nicht aufnimmt?

 

[schmadde]

Für den fotografischen Prozess werden keine Wärmekraftmaschinen eingesetzt, sondern Informationsverarbeitungsmaschinen.

Wer hat von Wärmekraftmaschinen gesprochen? Licht ist energie, hab ich ja schon erklärt, einfach nochmal nachlesen, wenns Dir zu kompliziert ist.

Für die Nichtelektriker unter uns, hier eine Analogie mit Regen(Niederschlag):
Statt der Beleuchtungsstärke auf einem Sensor wird der Niederschlag auf eine Fläche gemessen.

Statt Photonen fallen Wassertropfen in einen zylindrischen Niederschlagsmesser.

O.k. ich passe die Analogie mal auf das Thema an das wir hier diskutieren:

Du hast eine Bottich von 1 qm Grundfläche, in dem Du das Regenwasser sammelst - das ist der mFT Sensor. Dann hast Du einen zweiten Bottich mit 4 qm Grundfläche - das ist der KB-Sensor.

Jetzt kippst Du jeweils den Inhalt in einen Bottich mit 10qm Grundfläche (das Bild). Dann hast Du bei gleichem Regen halt 4x so viel Wasser im zweiten Fall.

Nehmen wir das Objektiv dazu: Du baust vor den Bottich einen Trichter durch den das Wasser fallen muss. Der Durchmesser wäre dann die Blendenöffnung. Die muss gleich groß sein, damit gleich viel Wasser reinkommt. Machst Du den nur Bottichgrundfläche geteilt durch die gleiche Zahl groß (das wäre die Blendenzahl), dann kommt nur 1/4 des Wassers im kleineren Bottich an.

 

[Helga-Schneider]

[...]
Du hast eine Bottich von 1 qm Grundfläche, in dem Du das Regenwasser sammelst - das ist der mFT Sensor. Dann hast Du einen zweiten Bottich mit 4 qm Grundfläche - das ist der KB-Sensor.

Oha ... jeweils nur ein Pixel

 

[rower]

Du hast eine Bottich von 1 qm Grundfläche, in dem Du das Regenwasser sammelst - das ist der mFT Sensor. Dann hast Du einen zweiten Bottich mit 4 qm Grundfläche - das ist der KB-Sensor.

Jetzt kippst Du jeweils den Inhalt in einen Bottich mit 10qm Grundfläche (das Bild). Dann hast Du bei gleichem Regen halt 4x so viel Wasser im zweiten Fall.

Nehmen wir das Objektiv dazu: Du baust vor den Bottich einen Trichter durch den das Wasser fallen muss. Der Durchmesser wäre dann die Blendenöffnung. Die muss gleich groß sein, damit gleich viel Wasser reinkommt. Machst Du den nur Bottichgrundfläche geteilt durch die gleiche Zahl groß (das wäre die Blendenzahl), dann kommt nur 1/4 des Wassers im kleineren Bottich an.

Das ist jetzt Satire ... oder

Oder meinst du das jetzt etwa ernst ?

 

[nwsDSLR]

Die Begründung der Signalverstärkung [...]

Vielen Dank für deine Ausführungen mit Bezug zu meinen Fragen!

---

Ich lese seit einigen Seiten nicht mehr richtig mit, da ich das Gefühl habe, dass man sich hier im Kreis dreht...

 

[m@sche]

Der Regen ist eine schöne Analogie. Weil Lichtquanten darin den Regentropfen entsprechen.
Durch verschiedene Becherdurchmesser erklärt sich auch das Rauschen über die Trefferwarhrscheinlichkeit bei wenig Regen. Bei kleinen Bechern ist die Streuung größer, so dass das Rauschen hoch ist.

… genau,
kleine Senselflächen (Senselflächen oder Eintrittsflächen von Regenmessern) fangen pro Zeiteineinheit weniger Photonen/Regentropfen auf, die mehr oder weniger großen Abweichungen der Füllständen untereinander führen dann zum Photonenrauschen bzw. Schrotrauschen.
Das Photonenrauschen lässt sich nur durch mehr Photonen/Regentropfen pro Zeiteinheit reduzieren.
Das geringste Photonenrauschen ist erreicht, wenn bei Basis-ISO nach der Methode ETTR (das (RAW-)Histogramm bis zum rechten Rand ausnutzen) belichtet wird.

 

[ewm]

… genau,
kleine Senselflächen (Senselflächen oder Eintrittsflächen von Regenmessern) fangen pro Zeiteineinheit weniger Photonen/Regentropfen auf, die mehr oder weniger großen Abweichungen der Füllständen untereinander führen dann zum Photonenrauschen bzw. Schrotrauschen...

Nein, hier geht mir der Vergleich zu weit

1. die Fertigungsgenauigkeit der Chips ist extrem hoch und unterschiedliche Sessel-/Eintrittsflächen sind kein Grund für das Rauschen bzw. mehr aufgefangene Regentropfen

2. die unterschiedliche Menge von aufgefangenen Regentropfen wären bei der vergleichenden Betrachtung auch kein Störsignal sondern eher eine Abweichung der aufgefangenen Nutzsignale pro Regenmesser"!


3. zu Deinen Rauschanteilen im Vergleichsmodell:

- Photonenrauschen wird einer zufälligen Abweichung der Regentropfen pro Fläche ähneln -> sprich: die Nutzdaten sind einer zufälligen Streuung unterworfen => es ist damit eigentlich auch kein Störsignal, sondern eher eine Abweichung im Nutzsignal


- Schrotrauschen sind echte Störsignale, die eigentlich nur auf Basis der Halbleiterphysik zu erklären sind. Sie sind weitestgehend unabhängig vom Nutzsignal, im Vergleich also vom Regen.

Sie sind von grundsätzlich bestimmten Parametern, wie Halbleitermaterial, Technologie, Temperatur abhängig. So ein einzelner Störimpuls tritt in jeder strukturell elementaren Halbleiteranordnung zufällig auf.


Als einziges Analogon würden mir eine lange Wetterperiode ohne Regen einfallen, in der durch Staub, Pollen, Vogelsch.ss, ... die Regenmesser mit ungewolltem Zeug gefüllt werden würden.

 

[Helga-Schneider]

Nein, die Analogie ist genial.
Da Regentropfen stochastisch verteilt fallen.

Bei leichtem Nieselregen werden einige "Behälter" nicht getroffen, Nachbarbehälter aber schon.

Wenig Regen => starkes Rauschen der Messergebnisse
Wenig Licht => starkes Rauschen

kleinere Behälterdurchmesser => starkes Rauschen der Messergebnisse
kleinere Sensel => starkes Rauschen

etc.

 

[ewm]

Nein, die Analogie ist genial.
Da Regentropfen stochastisch verteilt fallen...

Nein.

Die nicht gleichmäßig verteilten Regentropfen entsprechen dem Photonenrauschen.

Das hat aber den geringsten Anteil am Rauschen der Sensoren.

Die rauschen nämlich auch, wenn man im dunklen Keller fotografiert.

Der weitaus größere Anteil des Rauschens ist das Dunkelrauschen, erzeugt durch Störeffekte in den Halbleitern, also in den Sensorzellen und den nachgeschalteten Analogverstärkern.


Ich habe nur eins gelernt. Man kann sich hier die Finger wund tippen, ohne dass etwas dabei raus kommt

Hier wird nur noch um des Diskutierens willens diskutiert. Einen Zuwachs von Erkenntnis ist nicht erkennbar und auch nicht mehr zu erwarten.

Auch wenn sich die Diskussion noch hunderte Male im Kreise dreht, wird nichts rauskommen. Da hat sich in 250 Beiträgen nichts bewegt und ich befürchte, dass sich das auch nach 2500 Beiträgen nicht anders sein wird.


Ich bin hinsichtlich meines Wissens zur Fototechnik mit mir im Reinen. Versuche, davon etwas abzugeben, scheitern an der Unbelehrbarkeit einiger hier.

Muss ich nicht antun. Dafür ist mir die Zeit dann doch zu kostbar. Somit verabschiede ich mich endgültig aus solchen "Selbstbeschäftigungs"- Threads.

 

[Helga-Schneider]

[...]
Die rauschen nämlich auch, wenn man im dunklen Keller fotografiert.
[...]

Wenn ich im dunklen Keller fotografiere, dann ist das Bild nachher auf einem OLED einfach nur schwarz. Ausser, ich belichte falsch - also zu hell.

Zur Analogie: Da hast Du schon grundsätzlich recht. Es rauscht nicht nur wegen des stochastisch verteilten Regens.
Aber Du hast es nicht zuende gedacht. Der Wasserstand muss ja auch gemessen werden, was zu weiterem Rauschen führt. U.s.w.

 

[dslrr]

Die nicht gleichmäßig verteilten Regentropfen entsprechen dem Photonenrauschen.
Das hat aber den geringsten Anteil am Rauschen der Sensoren.
Die rauschen nämlich auch, wenn man im dunklen Keller fotografiert.
Der weitaus größere Anteil des Rauschens ist das Dunkelrauschen, erzeugt durch Störeffekte in den Halbleitern, also in den Sensorzellen und den nachgeschalteten Analogverstärkern.

Stimmt das denn was da steht? Ist es nicht genau umgekehrt! Nämlich, dass das dominierende Rauschen das Photonenrauschen ist. Und die Analogverstärker bezogen auf das Photonenrauschen quasi irrelevant wenig rauschen. Das war doch schon vor einigen Jahren/Kameragenerationen so.

Und wenn du wirklich alles Licht abschirmen kannst (ein "dunkler Keller" - je nachdem was man sich darunter vorstellt, reicht vielleicht nicht; besser ein lichtdichter Sack), dann siehst du, dass das Bild im Prinzip schwarz ist und nicht sichtbar rauscht. Vorrausetzung ist, dass du genauso belichtest, wie du ein Foto bei "normaler" Beleuchtung belichten würdest, also z.B. 1/50s. Beim Vergleichsfoto mit ebenfalls 1/50s bei Kunstlicht siehst du in den dunklen Zimmerecken sehr wohl ein deutliches Rauschen. Das kommt von den wenigen Photonen, die da zufällig (unterschiedlich) verteilt auf die benachbarten Sensel in der "dunkleren Sensorregion" fallen und nicht vom Analogverstärker oder sonstiger Elektronik.

 

[ewm]

Stimmt das denn was da steht? Ist es nicht genau umgekehrt! Nämlich, dass das dominierende Rauschen das Photonenrauschen ist. Und die Analogverstärker bezogen auf das Photonenrauschen quasi irrelevant wenig rauschen. Das war doch schon vor einigen Jahren/Kameragenerationen so. ...

https://fotoschule.fotocommunity.de/wie-entsteht-rauschen-und-warum-ist-es-kaum-noch-ein-problem/

 

[Nightshot]

Die nicht gleichmäßig verteilten Regentropfen entsprechen dem Photonenrauschen.

Das hat aber den geringsten Anteil am Rauschen der Sensoren.

Die rauschen nämlich auch, wenn man im dunklen Keller fotografiert.

Der weitaus größere Anteil des Rauschens ist das Dunkelrauschen, erzeugt durch Störeffekte in den Halbleitern, also in den Sensorzellen und den nachgeschalteten Analogverstärkern.

Das ist jetzt in dem Zusammenhang recht unglücklich formuliert. Ja du hast recht, wenn ich solo den Sensor betrachte und versuche seine Rauschquellen zu analysieren hast du es getroffen. Das Photonenrauschen ist streng genommen ein Rauschen vom Nutzsignal und kann daher dem Sensor nicht als Fehler angekreidet werden, der kann ja nichts dafür.

Betrachte ich aber ein Foto und will nur wissen wo dessen Bildrauschen jetzt her kommt, ist bei etwas höheren ISO Werten fast ausschließlich Photonenrauschen die Rauschquelle.

 

[ewm]

... Betrachte ich aber ein Foto und will nur wissen wo dessen Bildrauschen jetzt her kommt, ist bei etwas höheren ISO Werten fast ausschließlich Photonenrauschen die Rauschquelle.

@Nightshot: danke für Deine Anmerkung. Wir kennen uns im Forum schon lange und ich schätze Dich als erfahrenen Experten. Deshalb will ich auch die obige Aussage nicht anzweifeln, aber verstehen.

Ich habe an einer TU Elektronik studiert und danach mein ganzes Berufsleben im Fach gearbeitet. Halbleiter und Signalverarbeitung sind mir gut bekannt. Mit Theorien zum Licht hatte ich im Rahmen der Physikvorlesungen im Grundstudium zu tun und das ist mittlerweile fast 50 Jahre her

Bin also zum Thema Photonenrauschen absolut nicht "sattelfest", möchte Deine Aussage aber verstehen.


1. Dazu folgende Gedanken meinerseits:

- höhere ISO-Werte bedeuten eine höhere Verstärkung der Ausgangssignale des Sensors

- dabei wird nicht nur das Nutzsignal verstärkt, sondern auch die Störsignale

-> ergo dreht man den ISO-Wert eigentlich nur hoch, wenn die richtige Belichtung des Sensors es erfordert

- das ist i.d.R. der Fall, wenn die Lichtmenge zum "vollständigen Füllen" der Sensoren nicht reicht. Also bei wenig Licht, bei kurzen Belichtungszeiten, bei starkem Abblenden


2. Frage:

- wenn ich nun im Umkehrschluss zu Deiner Aussage oben annehme, das bei niedrigen ISO-Werten nicht nur das Photonenrauschen eine Rolle spielt, was ändert sich am Photonenrauschen bei geringerer, auf die Sensorzellen treffender Lichtmenge?

- niedriger ISO-Wert bedeutet gute Nutzungsignale aus Ausgang der Sensorzellen, was verglichen mit den halbleitertechnischen Störungen einen hohen Störabstand bedeutet

- eine geringere, die Sensorzellen "füllenden" (wohl eigentlich entleerenden) Menge von Photonen bedeutet ein niedrigeres Nutzsignal an den Ausgängen des Sensors bei gleichen halbleitertechnischen Störungen -> der Störabstamnd verschlechtert sich

=> man muss die Verstärkung = ISO also für ein richtig belichtetes Foto hochdrehen

- lassen wir das Rauschen der Verstärker einfachhalber mal weg, verstärkt man damit nicht nur das (geringere) Nutzsignal, sondern auch die halbleitertechnischen Störungen


So sehe ich das und das sollte plausibel klingen.

Achtung: bis jetzt habe ich das Photonenrauschen außen vor gelassen



3. jetzt nehme ich das Phänomen Photonenrauschen mit in die Überlegung auf:

- bei reichlicher Lichtmenge = niedrige ISOs spielt das Photonenrauschen zwar eine Rolle, im Umkehrschluss zu Deiner Aussage aber kein vorherrschende Rolle

- nun wird wie oben beschrieben die Lichtmenge kleiner -> man muss mehr verstärken -> das Rauschen durch die halbleitertechnischen Störungen wird auch verstärkt

=> aber, wenn Deine Aussage zutrifft, "überholt" der Anteil des Photonenrauschen nun das Rauschen durch halbleitertechnischen Störungen und dominiert das Rauschen des fertigen "High-ISO" Fotos. Nachbearbeitungen in der Kamera natürlich ausgenommen!


Wie das?

- die Lichtmenge wird kleiner

-> man verstärkt das Nutzsignal und somit auch alle Störsignale

-> aber nun ist das Photonenrauschen vorherrschend, also überproportional angestiegen?


Für mich gäbe es nur folgende Erklärungen:

A: das Verhältnis "verfügbare",von der Belichtung unabhängige äußere absolute Lichtmenge zur Menge des Photonenrauschens ist nicht proportional von der "absoluten" verfügbaren Lichtmenge abhängig => gesagt "je dunkler es wird, desto mehr rauscht das Licht"

=> das wäre vielleicht eine Erklärung
=> aber eine mit Ecken und Kanten -> denn dass wäre Deine Aussage zu pauschal, weil man ja gegebenenfalls den ISO-Wert auch wegen kürzerer Belichtungszeit oder stärker abgeblendetem Objektiv anheben muss


B: es gibt noch irgendeinen Einfluss, der das Photonenrauschen anhebt, wenn man weniger belichten kann und höher verstärken muss = höherem ISO

=> also nicht nur bei einiger "äußerem" Licht, sondern auch bei objektiv- oder kameraseitig verringerter Belichtung der Sensorzellen


Fazit: da "stockt" es bei mir und ich bin auf eine Erklärung gespannt


Danke und Gruß
ewm

 

[Helga-Schneider]

Fazit: da "stockt" es bei mir und ich bin auf eine Erklärung gespannt

[...]

Bei stochastischen Verteilungen ist das Rauschen stets größer, wenn die Gesamtmenge kleiner ist.
Das ist völlig normal und alltäglich.

Zudem ist bei geringem Pegel die S/N-Ratio durch geringeres S schlechter. Das hattest Du ja verstanden und aufgeführt.

Vielleicht verstehe ich aber auch Deine Frage nicht ..

 

[ewm]

...Vielleicht verstehe ich aber auch Deine Frage nicht ..

Musst du auch nicht, denn die war nicht an dich gerichtet ...

 

[schmadde]

Oha ... jeweils nur ein Pixel

Es ist ein vereinfachtes Modell, das die Anzahl der Pixel ignoriert, weil sie in erster Näherung keine Rolle spielen. Wichtig ist im Wesentlichen die Gesamtmenge an Licht.

Wenn Du es unnötig verkomplizieren willst, kannst die Bottiche wie Eiswürfelbehälter ausgestalten mit einem Raster aus Wänden deren einzelne Rechtecke dann die Pixel symbolisieren. Du kannst dann entweder gleich viele oder gleich große Vierecke in beiden Fällen annehmen - für das Ergebnis macht es keinen Unterschied.

 

[Helga-Schneider]

[...] kannst die Bottiche wie Eiswürfelbehälter ausgestalten mit einem Raster aus Wänden deren einzelne Rechtecke dann die Pixel symbolisieren. Du kannst dann entweder gleich viele oder gleich große Vierecke in beiden Fällen annehmen - für das Ergebnis macht es keinen Unterschied.

Die einzelnen Bottiche Symbolisieren bereits die Sensel/Pixel.
Die sollen jetzt nochmals unterteilt werden? Warum?

Klar ist, dass es wenig rauscht, wenn der Sensor aus nur einem großen (!) Pixel besteht.
Rauschen dann im Sinne von "mehrere bilder nacheinander sind unterschiedlich hell".