Digitaler Graufilter?

[zzzip]

Wenn Licht auf den Sensor fällt, dann füllt sich quasi der Eimer. Der ISO-Wert gibt dann an, ab welcher Menge Wasser der Eimer als voll gewertet wird - dann gibt es ein Sensor-Signal (viele Signale -> hell / wenig Signale -> dunkel).

Nein, die Full-Well Kapazität wird nicht geändert, aber mit hoher Nachverstärkung reichen weniger Elektronen, um am A/D Wandler den Maximalwert anliegen zu lassen.

Unabhängig davon könnte man einen Graufilter realisieren, in dem man den Wirkungsgrad der Pixel von aussen steuerbar macht, also gewissermaßen einen Wasserhahn am Eimer anbringt, der die Elektronen während der Belichtung mit definierter Geschwindigkeit abfliessen lässt.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik dürfte das aber wohl der teuerste Graufilter aller Zeiten werden! Interessant würde soetwas vielleicht, wenn es gelänge den Abfluss ladungsabhängig zu machen, so dass effektiv die Pixel eine nichtlineare Ladekennlinie hätten.

zzzip

 

[Sanakan]

Da wäre ein ansteuerbares transparentes LCD als Graufilter vielleicht die billigere Lösung.
Edit: Ich seh gerade, dass Fotohobbit mir da zuvorgekommen ist. Ich würde das Teil aber kurz vor oder hinter die Blende bauen, dann braucht man garkeine Auflösung (ein grosser Pixel würde genügen).

 

[fotohobbit]

Da wäre ein ansteuerbares transparentes LCD als Graufilter vielleicht die billigere Lösung.
Edit: Ich seh gerade, dass Fotohobbit mir da zuvorgekommen ist. Ich würde das Teil aber kurz vor oder hinter die Blende bauen, dann braucht man garkeine Auflösung (ein grosser Pixel würde genügen).

ich stellte mir ja auch ein digitales grauverlaufsfilter vor, mit dem man jedes einzelne pixel gezielt abdunkeln kann. das wäre doch eine tolle sache.

edit: ein weiteres problem wird wahrscheinlich sein, dass das abgedunkelte lcd kein neutrales grau sein wird.

 

[peaty]

So als normalsterblicher Fotoknipser fragt man sich, warum noch kein
Kamerahersteller auf die Idee gekommen ist ein digitalen Graufilter in
seine DSLR einzubauen.
Also ISO Werte von 10 oder 1.
Sollte doch technisch nicht wirklich schwer zu realisieren sein, oder?

Auch oder gerade weil dieser Thread schon etwas älter ist möchte ich ihn nochmal hervorholen. Denn auch ich kann mir nicht vorstellen, dass geringere ISO Werte so schwer zu realisieren sind und mittlerweile ist die Technik ja schon weiter, als noch 2007

Stell dir ein Sensor einfach wie ein Eimer vor. Wenn nur sehr wenig Wasser reingelaufen ist, kann man leicht das bisschen Wasser multiplizieren (höhere ISO). Aber wenn viel zu viel Wasser reingelaufen ist, kann man nichtsmehr machen, weil der Eimer schon lange übergelaufen ist.

Um mal bei dem Vergleich mit den Eimern zu bleiben: Mann kann doch alle Eimer ausleeren, bevor sie überlaufen. Also wenn man z.B ISO 25 will dann macht die Kamera einfach vier normale Bilder mit ISO 100 hintereinander und rechnet die vier Bilder dann intern zu einem zusammen.
Ich kann ja auch eine Reihenaufnahme machen und die dann mittels EBV und einzelnen Ebenen zu einem Bild zusammenrechnen, nur sind dann z.B. bei einem Neutraldichtefilter von ND 1,8 (entspräche dann in etwa ISO 1,5) schon 64 Bilder nötig. Dann macht man dann 10 Bilder (10*64 Reihenaufnahmen) und schon ist die Speicherkarte voll. Würde die Kamera die Bilder intern zusammenrechnen, würden nur 10 Bilder auf die Speicherkarte geschrieben.
Vielleicht hat irgendein Kamerahersteller, der das Feature nicht in sein Produkt einbauen will ein Patent darauf und die anderen können es deshalb nicht nutzen.

ich hab auch schon mal an einen digitalen graufilter gedacht, aber in anderer weise: man platziert eine lcd-matrix in der gleichen auflösung wie der sensor vor den sensor und könnte damit entweder den gesamten bereich in stufen abdunkeln oder nur teilbereiche -> damit hätte man ein digitales grauverlaufsfilter!

das ganze scheitert wohl daran dass es noch keine lcds in dieser kleinen auflösung gibt und dass wohl das bild vielleicht doch schon zu stark beeinträchtigt wird, wenn die lcd-matrix eigentlich durchsichtig geschaltet ist.

Es muss ja nicht gleich eine Matrix sein; wenn man die ganze Fläche abdunkelt, reicht das ja für einen Graufilter, aber ich denke da ist der Qualitätsverlust durch die LCD Folie zu groß und ob man bei der Abdunklung der LCD ein neutrales Grau erreichen kann entzieht sich leider auch meiner Kenntnis.
Das mit der LCD Matrix wäre sicher die eleganteste aller Lösungen.

 

[shreblov]

Also wenn man z.B ISO 25 will dann macht die Kamera einfach vier normale Bilder mit ISO 100 hintereinander und rechnet die vier Bilder dann intern zu einem zusammen.

Nur mit welcher Belichtungszeit? Wenn schon bei der kürzesten Belichtungszeit die Eimer volllaufen?

 

[Waartfarken]

Nur mit welcher Belichtungszeit? Wenn schon bei der kürzesten Belichtungszeit die Eimer volllaufen?

Einmal belichten, "Eimer" ausleeren, Ergebnis durch 4 teilen, in die Raw-Datei schreiben. Wieder belichten, "Eimer" ausleeren, Ergebnis durch 4 teilen, zur Raw-Datei addieren, usw.

 

[shreblov]

Mit der kürzesten Belichtungszeit ist schon was aus dem Eimer geschwappt. Wie bekommst Du das rekonstruiert?

 

[Waartfarken]

Mit der kürzesten Belichtungszeit ist schon was aus dem Eimer geschwappt. Wie bekommst Du das rekonstruiert?

Wieso kürzeste Belichtungszeit? Steht das irgendwo als Voraussetzung? Ich lese nur was von 10 x 1s statt 1 x 10s.

 

[Skill]

Nach wie vor gibt es zwei Möglichkeiten den gewünschten Effekt zu erreichen:

1. Man reduziert mit physikalischen Wegen die eingefallene Lichtmenge. Da die Zusammensetzung des Sensors schwer geändert werden kann, bleiben nur ND Filter übrig.

2. Der Diskrete Ansatz: Man stapelt Bilder mit kurzen Belichtungszeiten aufeinander und normiert die Helligkeit. Im Grenzfall, dass man unendlich viele Bilder für eine bestimmte Zeitspanne verwendet, hätte man den gleichen Effekt wie mit einem ND Filter.

Methode 2 kann aber ebenso und viel gezielter mit Software am PC erreicht werden. Wenn das in der Kamera realisiert wird, geht das in die gleiche Richtung wie die integrierte HDR Funktion. Meiner Meinung nach unnötig.

Unterm Strich lässt sich mit den heute verwendeten Materialien und der Architektur CMOS die Lichtempfindlichkei nicht verändern. Mit neuen Sensortechnologien könnte sich das irgendwann ändern.

Das gleiche gilt auch für höhere ISO Werte, die die physikalische Empfindlichkeit des Sensors nicht beeinflussen! Bei beispielsweise doppelter ISO wird lediglich die Zeit halbiert und das Signal des Sensors mit 2 multipliziert (sieht in der Realität wahrscheinlich leicht anders aus, aber so ist es anschaulicher). Umgekehrt geht das nicht. Belichtet man doppelt solange und will danach die Signalstärke halbieren, hat man ein Problem wenn der Grenzwert (Überlaufen des Eimers) bereits erreicht wurde. Denn dann ist die Information verloren und auch das ausschütten des halben Eimers bringt sie nicht zurück. Und damit wären wir beim allerersten Post:

Stell dir ein Sensor einfach wie ein Eimer vor. Wenn nur sehr wenig Wasser reingelaufen ist, kann man leicht das bisschen Wasser multiplizieren (höhere ISO). Aber wenn viel zu viel Wasser reingelaufen ist, kann man nichtsmehr machen, weil der Eimer schon lange übergelaufen ist. Das ist auch der Grund warum die kleinen Kompakten mit vielen MP und winzigen Pixeln oft garkeine ISO 100 haben.

 

[peaty]

Mit der kürzesten Belichtungszeit ist schon was aus dem Eimer geschwappt. Wie bekommst Du das rekonstruiert?

Ich weis ja nicht welche Kamera du hast und mit welcher Blende du arbeitest, aber ich habe es bisher bei ISO100 noch nicht fertig gebracht die kürzeste Belichtungszeit meiner Kamera (1/8000s) zu überschreiten. Notfalls muss man eben abblenden, dann erhöht sich halt die Schärfentiefe.

 

[Trachea]

...

letztenendes wäre es auch nur ein physischer Graufilter

 

[Skill]

Ich weis ja nicht welche Kamera du hast und mit welcher Blende du arbeitest, aber ich habe es bisher bei ISO100 noch nicht fertig gebracht die kürzeste Belichtungszeit meiner Kamera (1/8000s) zu überschreiten. Notfalls muss man eben abblenden, dann erhöht sich halt die Schärfentiefe.

Mach mal portraits im Schnee mit Blende 1.4 bei sonnigem wetter

 

[Kry27]

Das macht man ja auch nicht...


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[Gast_406740]

Ich weis ja nicht welche Kamera du hast und mit welcher Blende du arbeitest, aber ich habe es bisher bei ISO100 noch nicht fertig gebracht die kürzeste Belichtungszeit meiner Kamera (1/8000s) zu überschreiten. Notfalls muss man eben abblenden, dann erhöht sich halt die Schärfentiefe.

ja, aber stell Dir vor - das will nicht jeder...

Dazu kommt noch, dass gerade bei einer Kompaktkamera schnell die förderliche Blende überschritten ist und die Bildqualität massiv leidet.

vg, Festan

 

[shreblov]

Wieso kürzeste Belichtungszeit?

Ich bin von meinem Anwendungsfall für Graufilter ausgegangen, Offenblende noch innerhalb der kürzesten Belichtungszeit der Kamera verwenden zu können. Mögliche Vorgehensweise zur Langzeitbelichtung ist in #29 beschrieben.

Ich weis ja nicht welche Kamera du hast und mit welcher Blende du arbeitest...

Kürzeste Belichtungszeit 1/4000s, Basis Iso 160 bzw. 360, Blende bis 0.95.

 

[peaty]

Mach mal portraits im Schnee mit Blende 1.4 bei sonnigem wetter

OK, es wird immer Extremsituationen in denen die kürzeste Belichtungszeit zu lang ist, aber wieviel Prozent deiner Bilder machst du unter solchen Bedingungen? Und bei Schnee wirst du i.d.R. sowieso eins bis zwei Blendestufen überbelichten --> also auch wieder etwas längere Belichtungszeit.

Dazu kommt noch, dass gerade bei einer Kompaktkamera schnell die förderliche Blende überschritten ist und die Bildqualität massiv leidet.vg, Festan

Da wir hier im DSLR Forum sind, bin ich jetzt stillschweigend eher von Kameras mit größerem Sensor, also APS-C oder VF ausgegangen und da ist bis mindestens Blende 11 keine größere Verschlechterung der Bildqualität zu erwarten - wie schon gesagt, nimmt dadurch die Tiefenschärfe zu.

 

[Markus42]

Graufilter haben zwei typische Anwendungsfälle: Zum einen das Fotografieren mit großen Blenden bei Sonnenschein und zum anderen Langzeitbelichtungen tagsüber (Klassiker: weiches Wasser).

Für das Problem mit den kürzesten Belichtungszeiten müsste man wie oben vorgeschlagen das Pixel leeren wenn es voll läuft und (wichtig!) mitzählen. Dann weiß man hinterher zB, dass das Pixel 5x gelöscht wurde und jetzt zu 30% gefüllt ist, d.h. die Helligkeit lag bei 530% der Pixelkapazität. Als Probleme sehe ich dabei, dass man das "Pixel voll" sehr genau erkennen können muss, denn sonst fängt man sich (viel) Rauschen ein und dass das Löschen sehr schnell gehen muss (min. 100x schneller als die kürzeste Belichtungszeit), denn sonst hat man ein Problem wenn die Belichtung während des Resets endet. Außerdem braucht so eine Schaltung - die ja für jedes Pixel gebraucht wird - auch Platz, wodurch eben weniger Platz für die eigentlichen Pixel bleibt.

Für die Langzeitbelichtung könnte das evtl. über den Videomodus gehen. Man müsste einfach die Framerate und die Belichtungszeit aneinander anpassen, also dass zB bei 30 Bildern/s die Belichtungszeit auch bei etwa 1/30s liegt. Für Wasser ist das gut genug, für andere Anwendungen könnten die kurzen Aussetzer beim Bildwechsel evtl. störend sein. Natürlich können die wenigsten Kameras mit voller Auflösung filmen, aber das ist meiner Meinung nach hauptsächlich eine Kostenfrage und es muss ja auch nach 4K Video noch "Fortschritt" geben.