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Der große ISO-Schwindel?

Jup, da sind 'n paar kleine Ausfresser dabei. Aber interessant ist doch, dass der gesamte Bereich, auch die Teile, die nicht überbelichtet sind, deutlich heller sind.
 
Also bei mir klappt das nicht (was ich auch nicht erwartet habe). D300, Adobe Lightroom.

ISO200, f/8, 15"
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ISO400, f/8, 8"
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691849[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691850[/ATTACH_ERROR]

...geht gleich weiter...
 
...weiter gehts...

ISO800, f/8, 4"
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691851[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691853[/ATTACH_ERROR]

ISO1600, f/8, 2"
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691852[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691854[/ATTACH_ERROR]

...gleich gehts weiter...
 
...weiter...

ISO3200, f/8, 1"
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691855[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691856[/ATTACH_ERROR]

So, das war das normale Vorgehen via ISO-Einstellung in der Kamera. Es folgt: ISO bleibt gleich, Zeiten werden verkürzt als ob man ISO erhöhen würde, das wird nun aber im RAW-Konverter erledigt.

ISO200, f/8, 15", +0EV
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691857[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691858[/ATTACH_ERROR]

...gleich gehts weiter...
 
...weiter...

ISO 200, f/8, 8", +1EV
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691859[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691861[/ATTACH_ERROR]

ISO 200, f/8, 4", +2EV
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691860[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691862[/ATTACH_ERROR]

...geht gleich weiter...
 
...weiter...

ISO 200, f/8, 2", +3EV
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691865[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691863[/ATTACH_ERROR]

ISO 200, f/8, 1", +4EV
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691866[/ATTACH_ERROR]
[ATTACH_ERROR="dslrToolsAttachRewrite"]1691864[/ATTACH_ERROR]

Das wars.

mfg, pgs
 
Danke für die Bilder...
Das beweist das was ich vorher schon gesagt habe: Was bringt die Reserve in den Lichtern, wenn eben die Tiefen fehlen :rolleyes:

In den dnklen Bereichen findet eine extreme Tonwertspreizung statt um trotz push weiterhin "schwarzes Schwarz" zu behalten...
Die (unbrauchbaren) Ergebnisse sprechen für sich.

Der Grund weshalb das bei den Beipielen im Eröffnungspost so "toll" aussah, war der, dass diese fast nur mittlere Grauwerte enthielten und vielleicht einen tatsächlichen Dynamikumfang von ~4 Blenden hatten... Wenn die ungenutzten Bereiche beschnitten werden fällt das natürlich nicht auf...

Btw.: Ich bezweifle immernoch dass RAWs linear quantisiert werden... wäre das so, hätten wir unmöglich detaillierte Zeichnung in den Tiefen, bzw. kämen unmöglich mit 12 - 14bit aus...
Das ganz kann eigentlich nur annähernd logarithmisch erfolgen...
(Das wird schon klar wenn man sich vor Augen führt, dass der helligkeitsunterschied zwischen 100 und 200 Photonen genau so gross ist wie der zwischen 1 Million und 2 Millionen... Linear quantisiert wäre zwischen 100 und 200 kaum ein Unterschied erkennbar..)
 
Zuletzt bearbeitet:
es geht in den meisten fällen um folgendes:

- wo auf der tonwertkurve samt gammakorrektur erfolgt die durch die iso-verstärkung bestimmte belichtung? (unter "belichtung" verstehe ich, wo der 18% grauwert zu liegen kommt)

- der sensor liefert ein lineares signal, das der ADC umwandelt. aufgrund der adc-charakteristik werden stärkere signale (also iso-verstärkung) genauer und besser aufgelöst in digitalwerte umgewandelt (gilt nicht mehr für die neueste sony-sensorgeneration, welche extrem exakte adcs hat)

- aufgrund der auflösung des adc geringe signale werden gröber aufgelöst als starke signale und der tonwertkurve (gammakorrektur), delche die cam bzw. der raw-konverter anwendet, fallen unterbelichte bilder, welche in den flachen, gekrümmten ast der tonwertkurve fallen eher flau aus.

- ältere cams liefern bessere tonwertergebnisse, wenn die iso-verstärkung so gewählt wird, daß kein bildteil in die gekrümmten überbelichtungs- oder unterbelichtungs-äste der tonwertkurve fallen.
aber bei der k-5 und d7000 im 14bit-modus ist das rauschen so gering und der adc so gut und der dr so groß, daß sich der lineare bereich der tonwertkurve über so einen großen bereich erstreckt, daß im bereich von iso100 bis iso 800 keine iso-verstärkung angewendet wird, sondern nur eine verschiebung der daten auf digitaler basis erfolgt. erst über iso 800 erfolgt eine iso-verstärkung durhc verstärkung der analogen sensorsignale.

http://www.sensorgen.info/

https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=7727893&postcount=23
https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=7721586&postcount=20
https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=7721586&postcount=20
https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=7620882&postcount=4

lg gusti
 
Kann es sein, daß verschiedene Konverter auch verschieden die Tiefeninformationen verwerten?

Selbst in der 300%-Ansicht kann ich bei CNX2 keine Unterschiede in den Tiefen finden. Interpolation oder gleiche Daten?

800asa contra 200asa push2EV. NikonD300.

Gruß messi
 
Öhm die Beispiele da oben sagen doch nichts aus, das sind doch alles verschiedene Belichtungszeiten:confused:

(Man sieht aber, dass - erwartungsgemäß - ISO200 15" weniger rauscht als ISO400 8". Vom Dynamikumfang her ist das aber nach oben raus exakt das selbe - nach unten hin wird es durch das Rauschen dagegen weniger. )


Mir ging es aber um identische Belichtungszeiten! Stellt euch vor ihr macht Sportfotografie oder halt available light wo die Belichtungszeit begrenzt ist. Und so sind meine Beispiele am Anfang auch gemacht, alles die selbe Belichtungszeit. Ich mein warum dreht ihr denn die ISO Einstellung hoch? Doch nur um nicht so lang belichten zu müssen.
 
Zuletzt bearbeitet:
rauschen:
- das sogenannte thermische rauschen in den materialien ist ein rein stochastischer prozeß. bei den gleichen materialien, der gleichen temperatur und der gleichen betrachtungszeit (belichtungszeit) ist das immer, im statistischen mittel, gleich.

- schrotrauschen (schwankungen in der photonenzahl) ist lichtmengenabhängig ... gleiche lichtmenge (gleiche belichtungszeit/blende) ergibt im statistsichen mittel gleiches schrotrauschen

- quantisierungsrauschen im/durch den adc ... ist abhängig von der auflösung und präzision des adc und von der signalstärke, welche beim adc landet.
hier hat eine vorangegangene iso-verstärkung ihre auswirkung

- fixed pattern rauschen: unterschiedliches verhalten der einzelnen pixel und den diesen zugeordneten leitungen, verstärker, adc. ist bei dem selben gerät immer gleich und belichtungsstärkeabhängig in ihrer auswirkung.


d.h. bei gleicher lichtmenge und gleich langer belichtungszeit ist, bis auf das quantisierungsrauschen, das rauschen (im statistischen mittel) immer gleich.

der wesentliche unterschied, so einer sichtbar ist, zwischen niedrigen iso und hohen iso liegt darin, ob die belichtung den linearen teil der tonwertkurve oder einen gekrümmten teil dieser "trifft". "rechts belichten" reduziert dabei das quantisierungrauschen und die gefahr, daß die dunklen bildteile zu flau werden. zu flaue, dunkle bildteile werden dann meist vom benutzer kontrastmäßig aufgesteilt, was die geringe tonwertauflösung im unteren bereich der tonwertkurve aufspreizt mit der folge von tonwertabrissen, welche oft mit rauschen verwechselt werden (bzw. deren ursache ein ohne kontrastaufsteilung kaum sichtbares rauschen ist)

lg gusti
 
Zuletzt bearbeitet:
Btw.: Ich bezweifle immernoch dass RAWs linear quantisiert werden... wäre das so, hätten wir unmöglich detaillierte Zeichnung in den Tiefen, bzw. kämen unmöglich mit 12 - 14bit aus...
Das ganz kann eigentlich nur annähernd logarithmisch erfolgen...
Zumindest Adobe sagt, dass es linear ist: http://www.adobe.com/digitalimag/pdfs/linear_gamma.pdf. Könnte auch sein, dass es technologisch sehr schwierig bzw. unmöglich ist, genaue logarithmische A/D-Wandler herszustellen. Übrigens ist die Bit-Tiefe auch ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal bei Canon zwischen den 3-stelliten (12 Bit) und den 2-stelligen (14 Bit).

Öhm die Beispiele da oben sagen doch nichts aus, das sind doch alles verschiedene Belichtungszeiten:confused:
Das ist doch im Grunde der gleiche Versuch, wie Du ihn auch gemacht hast, nur eben auf die ISO-Basisstufe (200) beschränkt, um zu sehen, ob man damit auch höhere ISOs simulieren kann. Mir kommt nur komisch vor, dass die Tiefen am Ende so dermaßen extrem absaufen...


Hier ist noch ein interessanter Artikel zum Thema: http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d/tests/noise/noise-p3.html. Danach geht die hohe Bit-Auflösung von 14 Bit sowieso bereits komplett im Rauschen aktueller Sensoren unter und dieses Rauschen bewirkt ein Dithering, so dass man selbst in den Tiefen die Tonwertgrenzen der Bit-Auflösung gar nicht mehr sehen kann - damit hätten die höhreren ISO-Einstellungen wirklich keinen Sinn mehr.... oder???

@pgs: Hast Du bei Deinen Versuchen 12 Bit oder 14 Bit eingestellt? Das kann man bei der D300 doch umstellen, oder? Außerdem muss da noch irgendwas anderes nicht stimmen, die gepushten Bilder werden insgesamt viel dunkler, auch in den mittleren Tönen, was nicht sein dürfte, wenn das RAW linear gepusht wird, so als ob man die Belichtungszeit verlängert. War bei Lightroom vielleicht der Schwarzwert-Regler nicht auf 0? Der Adobe-Default ist 5! Das würde erklären, warum bei den mehr dunkler aufgenommenen Bildern die Tiefen immer mehr absaufen.
 
Zuletzt bearbeitet:
* alle adcs in allen cams arbeiten linear.
* die linear umgesetzten daten werden dann durch den kameraprozessor (JPG) bzw. den raw-konverter (RAW) der tonwert/gammakorrekturkuve unterworfen mit dem ergebnis, daß helle bildteile extrem hoch tonwertmäßig augelöst sind und dunkle bildteile gerade mal ausreichend aufgelöst sind, wenn man nicht die kontraste zu sehr aufsteilt.

lg gusti


p.s.: also wenn du das bild hier (stammt von ein paar postst vorher) https://www.dslr-forum.de/attachment.php?attachmentid=1691864&stc=1&d=1298778987 so stark aufsteilst, daß in den schwärzen tonwertunterschiede sichtbar werden, dann siehst du dort, in den schwärzen, in erster linie kein rauschen, sondern tonwertabrisse ...
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich versuch's nochmal...

Das sind die selben Bilder wie am Anfang, mit 2 Ausschnitten:
- Alle Bilder sind bei 1/6 und selber Blende entstanden. Es ist also die selbe Lichtmenge auf den Sensor gefallen.
- Geändert wurde ausschließlich die Kameraeigene ISO Einstellung
- Entwickelt wurde aus dem RAW (dcraw), alles wurde per Software auf die selbe Helligkeit gepusht. Es wurden keinerlei weitere Anpassungen vorgenommen wie highlight recovery oder ähnliches! Dann wären die Bilder nicht mehr vergleichbar gewesen.
- Das Pushen vom RAW findet vor dem Tonwertmapping auf 8bit für's JPEG statt, also Gamma etc. hat da noch keinen Einfluss, das RAW ist eine rein lineare Abbildung der Pixelhelligkeiten.


Beobachtung:

- Rauschen: ISO100 und 200 rauschen etwas stärker (vor allem ISO100), ISO 400 und 800 rauschen beide etwa gleich wenig, ISO 1600 rauscht wieder ein bisschen mehr.
- Dynamik: Ab ISO800 wird der ausgefressene Bereich größer.


Erklärung:

- Dynamik nach oben raus: Das ist noch am besten nachvollziehbar, bei ISO800 und 1600 werden Bereiche abgeschnitten weil sie aus dem ADC Messbereich rausfallen, die bei ISO400 und darunter noch einwandfrei digitalisiert werden.

- Zwischen ISO100, 200 und 400 sieht man keinen Unterschied, weil das JPEG die Werte einfach nicht mehr aufnehmen kann (8bit sind halt net so arg viel, den Gammawert hab ich absichtlich nicht angepasst). Im RAW setzt sich der Trend aber genau so fort. Aus diesem Grund hab ich auch DCRaw genommen, viele andere Converter fangen da dann an, an der Tonwertkurve rumzumanipulieren und die Bilder sind nicht mehr vergleichbar. Siehe Bilder von pgs.

- Jetzt aber das Interessante: Das Rauschverhalten ist bei ISO400 und ISO800 am besten, dunkle Bildbereiche sind da am besten erkennbar. Warum das so ist kann ich nicht erklären... bei pipelined ADCs gibt es üblicherweise nur eine x2 Verstärkerstufe die entsprechend oft durchlaufen wird (da sitzen dann Sample&Hold am Ein- und Ausgang), möglicherweise ist das der Grund - dabei kommt nämlich recht schnell mal ein bisschen Rauschen dazu. Ich weis aber nichts über die ADCs in den Kameras.


Schlussfolgerung:

- Bei vorgegebener Belichtungszeit erzielt man die besten Bildergebnisse (sowohl in Bezug auf Rauschen als auch Dynamik) kameraabhängig bei einer mittleren ISO-Stufe (bei mir ISO400). Oder anders Formuliert: Bei mir könnte man >ISO400 komplett aus der Kamera rausschmeißen, und durch eine softwareseitige Option +1EV/+2EV ersetzen (oder halt im RAW-Entwickler).


Das alles gilt natürlich nur bei RAW-Entwicklung! Lässt man die Kamera das JPEG basteln sieht das wieder anders aus, weil beim JPEG im Gegensatz zum RAW die Quantisierungsstufen die Qualität (viel stärker) begrenzen.
Beim RAW kann man pushen wie man will, bevor man das Quantisierungsrauschen sieht, sieht man sowieso nur noch Sensorrauschen. Beim JPEG sieht das anders aus.
 
Schlussfolgerung:

- Bei vorgegebener Belichtungszeit erzielt man die besten Bildergebnisse (sowohl in Bezug auf Rauschen als auch Dynamik) kameraabhängig bei einer mittleren ISO-Stufe (bei mir ISO400). Oder anders Formuliert: Bei mir könnte man >ISO400 komplett aus der Kamera rausschmeißen, und durch eine softwareseitige Option +1EV/+2EV ersetzen (oder halt im RAW-Entwickler).

Das heißt, jetzt fotografiere ich am Besten nur noch mit ISO400 und pushe die Ergebnisse?
 
Um zu zeigen, dass es bei niedrigerem ISO im dunklen keinen Tonwertabriss gibt, hab ich ISO400 und 1600 mal extrem gepusht.

Prinzipiell gibt es keinen bedeutsamen Unterschied, beide rauschen wie Teufel. ISO400 hab ich um 5.2EV gepusht (entsprechend 5.2bit), ISO1600 um 3EV. Die Tiefen sind bei beiden Bildern gleich gut (bzw. schlecht) erkennbar.

Interessant sind die scheinbaren Tonwertabrisse bei ISO400 auf dem Paket, das könnten erste Spuren vom Quantisierungsrauschen sein. Aber wie schon vorhergesagt wird das erst sichtbar, wenn das Bild eh schon unrettbar mit Sensorrauschen überlagert ist.

EDIT: Anhänge korrigiert
 
Ich versuch's nochmal...

...
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- Jetzt aber das Interessante: Das Rauschverhalten ist bei ISO400 und ISO800 am besten, dunkle Bildbereiche sind da am besten erkennbar. Warum das so ist kann ich nicht erklären... bei pipelined ADCs gibt es üblicherweise nur eine x2 Verstärkerstufe die entsprechend oft durchlaufen wird (da sitzen dann Sample&Hold am Ein- und Ausgang), möglicherweise ist das der Grund - dabei kommt nämlich recht schnell mal ein bisschen Rauschen dazu. Ich weis aber nichts über die ADCs in den Kameras.

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es werden unterschiedlichste adc-techniken eingesetzt.

* die nikon d300 hat einfach ein widerstandsentzwerk mit komparatoren.
* die pentax k-10 hat einen 22-bit ADC-baustein (wobei ich nicht weiß, ob das analogsignal und adc so abgestimmt sind, daß nur die ersten 12 bit des bausteins, oder alle 22 genutzt werden und die 22 bit dann digital in 12 bit umgerechnet werden)
* die neuen sony sensoren haben die adcs direkt in den pixeln und da muß offensichtlich eine andere technologie genutzt werden.

------------------
die digitalen bildaten sind im raw linear, ziemlich so wie sie vom adc kommen, abgespeichert.
allerdings sieht man das lineare ergebnis nur z.b. in einer spezialfunktion bestimmter raw-konverter (siehe hier http://www.fotocommunity.de/forum/read.php?f=59&i=149099&t=149099#reply_149099), wenn du die gammakorrektur ausschaltest, was bei den meisten raw-konvertern nicht möglich ist.
du siehst also fast ausschließlich NICHT die lineare tonwertkurve, sondern eine s-förmig gebogene mitsamt der gammakorrektur. daher werden unterbelichtete bilder flau, sobald die belichtung samt isoverstärkung die bilddaten in den unteren, gekrümmten teil der tonwertkurve transferiert.

nochmals. das, was du anschaust, ist nicht linear ... klicke bitte den link ein paar zeilen oberhalb an ...

lg gusti
 
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