dumme (?) Frage zur Sensorgröße & Rauschen

olivergrimm · 15 März 2009

Hallo,

ich hab nicht viel Ahnung (wie man bestimmt an meiner Frage merkt)....

Im Zuge des Megapixelwahnsinns werden aus (gleichgroßen) Sensoren immer mehr Pixel "herausgeholt". Folge: Farb & Bildrauschen. Nun meine Frage: Mal (theoretisch) angenommen, man hat zwei verschiedene Kameramodelle, die bis auf die Pixelzahl komplett identisch sind (also auch einen gleichgroßen Sensor haben). Bei der mit der höheren Pixelzahl wird also auch das Bild-/Farbrauschen größer sein (?).

Was passiert aber nun, wenn man beide Kameras auf die gleiche Pixelzahl einstellt (also bei der "größeren" NICHT die maximale Auflösung nimmt)??? Wird dadurch das Rauschen geringer (also bei beiden Modellen gleich groß)?????

scope · 15 März 2009

olivergrimm schrieb:
Was passiert aber nun, wenn man beide Kameras auf die gleiche Pixelzahl einstellt (also bei der "größeren" NICHT die maximale Auflösung nimmt)??? Wird dadurch das Rauschen geringer (also bei beiden Modellen gleich groß)?????

Die Endergebnisse werden wahrscheinlich wieder auf einem ähnlichen Niveau liegen.

Es kann sogar sein, dass das ursprünglich größere Bild besser aussieht, denn Sensoren werden nicht nur einfach mit mehr Pixeln vollgepackt sondern auch weiterentwickelt. Auch die Signalverarbeitung wird optimiert.

Daher hat zum Beispiel die neue 5D trotz gleicher Pixeldichte wie die schon ältere 20D ein deutlich besseres Rauschverhalten.

olivergrimm · 15 März 2009

Hey, DANKE für die schnelle Antwort!
Also ist das Farb-/Bildrauschen nicht von der maximalen Auflösung, sondern von der tatsächlich benutzten Auflösung abhängig....(?)

scope · 15 März 2009

olivergrimm schrieb:
Hey, DANKE für die schnelle Antwort!
Also ist das Farb-/Bildrauschen nicht von der maximalen Auflösung, sondern von der tatsächlich benutzten Auflösung abhängig....(?)

Es gibt eben eine bestimmte Menge an Licht, die auf eine bestimmte Sensorgröße auftrifft. Das entspricht einer bestimmten Menge Informationen. Irgendwo ist ein Limit erreicht und mehr Pixel bedeuten nicht mehr Informationen. Daher hängt es wirklich eher von der finalen Ausgabegröße ab, wie gut ein Bild aussieht. Ein Grund, warum immer höhere Auflösungen nur bedingt sinnvoll sind.

Wochenendfotograf · 15 März 2009

Wenn du in der Kamera eine kleinere Auflösung wählst, wird nur das Bild mit einer anderen Auflösung auf der Karte gespeichert wird.
Auf die tatsächlichen Gegebenheiten der kleineren Pixel auf dem gleich großen Sensor hat das keinen Einfluss. Das Ausgangsbild ist das gleiche.
Wäre das selbe, als stellst du am PC dann eine andere Auflösung ein für das Bild. Dann vermindert sich das Rauschen ebenfalls.

Je mehr Pixel sich das auftreffende Licht teilen, umso weniger bleibt für das einzelne Pixel übrig und es muss mehr verstärkt werden. Daher das Rauschen.

Die Sensoren dann zu vergleichen, wenn man das Bild aus dem 12 MP-Sensor auf die 8MP Auflösung des "kleineren" reduziert ist eigentlich Qutasch.

Senf · 16 März 2009

Es gibt aber Kameras, die benachbarte Pixel zusammenschalten und so bei geringerer Auflösung weniger Rauschen produzieren. Nennt sich dann Pixelbinning und ist AFAIK nicht verbreitet.

nwsDSLR · 16 März 2009

scope schrieb:
Es kann sogar sein, dass das ursprünglich größere Bild besser aussieht, denn Sensoren werden nicht nur einfach mit mehr Pixeln vollgepackt sondern auch weiterentwickelt. Auch die Signalverarbeitung wird optimiert.

Darum sprach der TE in seinem theoretischen Beispiel ja von - bis auf die Auflösung - "komplett identischen" Kameras...

Wenn ich deine Frage richtig verstehe, willst du wissen, ob z.B. eine DSLR mit 10 MP beim Herunterskalieren auf 5 MP genauso stark rauscht wie eine 5 MP-DSLR? Somit würde sich deine Frage darauf beziehen, ob das theoretisch doppelt so starke Rauschen (jedes der 10 Mio. Pixel bekommt nur die Hälfte des Lichts ab) durch die Skalierung auf 50% der Pixelmenge genau proportional verkleinert wird, so dass die Ergebnisse vergleichbar sind?

Ich denke, es ist nicht ganz so. Allerdings weiß ich nicht genau zu wessen Gunsten. :angel:

Neulich hat jemand einen Link gepostet (dpreview), der einen Test zeigte, wo bewiesen wurde, dass man die Fotos dazu deutlich stärker runterskalieren muss, um das Rauschen verschwinden zu lassen. Falls ich mich recht erinnere wurden verrauschte Foto auf verschiedene Größen skaliert um zu sehen, ab wann das Rauschen merkbar verschwindet....oder so ähnlich.

Ich versuche den Link mal zu finden.

EDIT:...puh, ich finde den nicht. Vielleicht weiß jemand, welchen ich meine...

Kpathsea · 16 März 2009

Senf schrieb:
Es gibt aber Kameras, die benachbarte Pixel zusammenschalten und so bei geringerer Auflösung weniger Rauschen produzieren. Nennt sich dann Pixelbinning und ist AFAIK nicht verbreitet.

Das wäre mE auch die einzige Möglichkeit das Rauschen zu vermindern. Dann muß man aber die Auflösung mindestens auf ein Viertel reduzieren, dann könnte man vier Pixel zu einem zusammenschmeißen.

TheManWhoWasn'tThere · 16 März 2009

Das mit dem Pixel zusammen schalten ist glaub ich auch deswegen nicht so verbreitet, da beim Bayer-Pattern benachbarte Pixel unterschiedliche Farben haben. Fuji hat aber einen Sensor entwickelt, soweit ich weiß, der ein anderes Muster verwendet, so dass immer zwei benachbarte Pixel zusammengeschaltet werden können.

Mi67 · 16 März 2009

olivergrimm schrieb:
Was passiert aber nun, wenn man beide Kameras auf die gleiche Pixelzahl einstellt (also bei der "größeren" NICHT die maximale Auflösung nimmt)??? Wird dadurch das Rauschen geringer (also bei beiden Modellen gleich groß)?????

Im Prinzip ja. Ein verbleibendes Problem stellen jedoch die mittlerweile schon fast unvermeidlichen in-camera-Rauschfilterungen dar, die dazu führen können, dass trotz nachträglichen Herunterechnens das Rauschen nicht geringer, sondern lediglich feiner strukturiert erscheint. Selbst vor RAW-Dateien machen hier manche Hersteller in ihrem Bemühen nicht halt, dem "König Kunde" das wahre Rauschen nicht zu Augen kommen zu lassen.

Mittlerweile sind wir also schon so weit bei der Datenmanipulation, dass bei der Charakterisierung des Rauschverhaltens nicht mehr die Angabe eines Signal-Rauschverhältnisses hinreichend ist, sondern auch die stochastische versus in verlaufende Flächen plattgefilterte Charakteristik der Chroma- und Limineszenzkomponenten des Rauschsignals analysiert werden müssten.

Alles in allem kann man aus einer Grobübersicht aller Systeme jedoch dennoch schlussfolgern:
1. In den letzten 3-4 Jahren ist das Rauschen bei Normierung auf gleiche Pixelzahl trotz der teilweise massiven Erhöhung der Gesamtpixelzahl nicht signifikant angestiegen.
2. Verfeinerte Softwaretools sind für den Hauptteil der im "Fertigprodukt" aktueller Kameramodelle im Vergleich zu älterne Modellen zu verzeichnenden Rauschminderung verantwortlich.

Ergo: die Pixelschlacht hat zwar noch keine wirklichen Nachteile erzeugt, die im Marketing betonten Vorteile liegen aber weniger in der Hardware als vielmehr im mehr oder weniger geschickten Wegbügeln per Software begründet, könnten also prinzipiell auch auf RAW-Files früherer Kameramodelle angewendet werden.