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Dynamik DSLR

fusticus

Themenersteller
Hallo

Ich hab da mal ein paar Fragen zum Dynamikumfang von Digitalkameras, bzw jpeg.

Es heisst ja Digitalkameras haben deutlich schlechteren Dynamikumfang als Analogkameras. Als "Umweg" gibts ja die HDR Bilder aus mehreren Aufnahmen.

Jetzt habe ich gelesen, dass meine Kamera (EOS 450D) RAW Bilder mit 14 Bit macht, das bedeutet soweit ich das richtig verstehe 2^14 => ca 16000 Helligkeitsstufen. Der JPEG Konverter reduziert diese Information dann in 8 Bit JPEGs das sind dann gerade mal noch 256 Helligkeitsstufen.

Ich frage mich macht meine Kamera Fotos mit einer Dynamik von 1 zu 16000 und der JPEG konverter reduziert das dann auf 1 zu 256?
Oder Macht der Sensor Fotos mit einer Dynamik von 1 zu 256 und der D/A Wandler machtin den restlichen 8 bit nur noch rauschen?

Wenn die erste Annahme zutrifft würde das ja Heissen, dass JPEG, Monitore und Drucker welche mit 8 Bit arbeiten "veraltet" sind und das schnellstmöglich ein neuer Standard her muss.

Wenn die zweite Annnahme zutrifft heisst das, dass das 14Bit RAW Format völlig übertrieben ist, weil in 6 von 8 Bit keine Information vorhanden ist.

Hab ich das richtig verstanden?

Was meint ihr?
 
Warum sollte in den Bits nichts gespeichert sein? 14 Bit sind 14 Bit.
Nur weil JPEG nur 8Bit trägt, ist das nicht das Ende der Welt.
a) Es gibt mehr Formate, als nur JPEG.
b) Zur Bearbeitung hast du, durch die "mehr Bit", mehr Reserven und kannst mehr aus dem Bild herausholen.
 
Nein, Dynamik und Bittiefe der Dateien haben erstmal nicht wirklich etwas miteinandern zu tun.

Die Dynamik ist die Eigenschaft des Sensors, wie stark sich der hellste und dunkelste Ton maximal unterscheiden dürfen, dass noch Zeichnung zu erkennen ist.

Die Bittiefe der Dateien (12/14Bit bei RAW, 8Bit bei JPEG, jeweils pro Farbkanal) sagt aus, wie fein gestaffelt die Farbwerte zwischen Maximum und Minimum sein können.

Es lassen sich also die ~9 Blenden Dynamikumfang einer aktuellen DSLR sowohl mit 8Bit-JPEGS als auch mit 14Bit-RAW-Dateien darstellen.
 
Die Anzahl der Bits ist nicht relevant für den Dynamikumfang sondern für die "Stufigkeit", in der der Bereich wiederzugeben ist. Und die ist bei 14 Bit erheblich feiner als bei 8 Bit.

Edit: Oh, zu langsam.
 
Soweit ich weiß, hat ein normaler Monitor nur einen Dynamikumfang von 8bit. Bei Druckern sogar noch weniger. Raws haben eben den Vorteil, den vollen Dynamikumfang zu enthalten, den der Chip aufzeichnet. Im Raw Konverter kann man damit die hellen Bereiche abdunkeln und die dunklen Bereiche aufhellen. In diesen ist durch den höheren Dynamikumfang mehr Information gespeichert als bei Jpeg. Man verschenkt also bei Jpeg wichtige Bildinformation.

edit: auch zu langsam...vielleicht hilft ja meine eher unwissenschaftliche Darstellung trotzdem ;-)
 
Wow das geht ja echt schnell hier

Vielen Dank für die Antworten,

Jetzt ist es mir klar.

Das Verhältnis vom hellsten zum dunkelsten Punkt (Dynamik) hat nichts damit zu tun wieviele Helligkeitsstufen (Bittiefe) dazwischen sind.

Ich war davon ausgegangen dass der Helligkeitsabstand (1bit) konstant ist und mit mehr Stufen würde das dann mehr Dynamik bedeuten. Stimmt aber nicht
 
Noch dazu, lieber Threadersteller, finde ich deine letzten Sätze irgendwie äußerst kurz, logisch und eindeutig :top: Super!

Wenn ich das Thema jemandem erkläre, brauch ich immer mehr Sätze und verwirre damit (glaube ich) noch mehr :ugly:
 
fusticus schrieb:
Es heisst ja Digitalkameras haben deutlich schlechteren Dynamikumfang als Analogkameras.
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Analogkameras haben überhaupt keine Dynamik; nur Filmmaterial kann eine bestimmte Dynamik haben.
Diese Präzisierung ist deshalb wichtig, weil es einen großen Unterschied zwischen Dia- und Negativfilmen gibt: Diafilme haben eine steile Gradation (kontrastreiche Wiedergabe) und dadurch meist eine noch geringere Dynamik als gute Digitalkameras. Dagegen Negativfilme haben eine flache Gradation (kontrastarme Aufzeichnung) und dadurch sehr viel mehr Dynamik als die Digitalen.
Allerdings dient die Dynamik der Negative hauptsächlich als Reserve für Belichtungskorrekturen; auf fertigen Fotos wird standardmäßig nur ein geringer Teil der Negativ-Dynamik genutzt und der Rest fällt weg (d. h. wird ganz schwarz oder weiß).
 
fusticus schrieb:
Jetzt habe ich gelesen, dass meine Kamera (EOS 450D) RAW Bilder mit 14 Bit macht, das bedeutet soweit ich das richtig verstehe 2^14 => ca 16000 Helligkeitsstufen. Der JPEG Konverter reduziert diese Information dann in 8 Bit JPEGs das sind dann gerade mal noch 256 Helligkeitsstufen.
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Ist sehr viel Rauschen dabei. Bei der 450D und ISO 100 sinds in dunklen (fast schwarzen) Bereichen ca. 3 Bit, in ganz hellen Bereichen ca. 6 Bit. In den hellen Bereichen fällts nur viel weniger auf, weil das Rauschen relativ zum Signal viel niedriger ist als in den dunklen.
Nikon nutzt(e) das starke Rauschen in den hellen Bereichen für eine - nicht wahrehmbare - Kompression der Raw-Daten (optional glaub ich).

Bei 11 Bit Nutzinformation kann der Hersteller also nen exzellenten 12-Bit-Wandler nehmen oder nen einfachen 14-Bit. Preislich machts keinen Unterschied und 14 Bit liest sich besser.

Schau Dir außerdem mal die "Gamma"-Kurve von sRGB an (Standard-Farbraum für jpeg). In den 8 Bit finden knapp 12 Blenden Dynamik Platz: 50% Helligkeit ist nämlich nicht 127, sondern 188. Die hellen Farbwerte werden zusammengeschoben (kann das Auge eh nicht differenzieren) und machen Platz für mehr Farbabstufungen und Dynamik in den dunklen Bereichen.
 
Es wurde zwar schon schön erklärt, was es so mit den bits und der Dynamik auf sich hat, aber mir ist trotzdem eine schöne Erklärung eingefallen:

Man kann mit 8 bit (256 Stufen) oder mit 14 bit (16384 Stufen) eine Treppe auf denselben Berg bauen. Die Höhe des Berges ist die Dynamik. Mit 8 bit sind bloß die Stufen höher.
 
lahomau schrieb:
Es wurde zwar schon schön erklärt, was es so mit den bits und der Dynamik auf sich hat, aber mir ist trotzdem eine schöne Erklärung eingefallen:

Man kann mit 8 bit (256 Stufen) oder mit 14 bit (16384 Stufen) eine Treppe auf denselben Berg bauen. Die Höhe des Berges ist die Dynamik. Mit 8 bit sind bloß die Stufen höher.
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Es tut mir leid, Euch in Eurem vermeintlichen Verstehen etwas verunsichern zu müssen, aber Superhell und Superdunkel darstellen kann mein Handy allerbestens. Hat es jetzt eine tolle Dynamik? Natürlich nicht!

Dynamik ist nicht die Höhe des Berges, sondern das Verhältnis aus der Höhe des Berges und der Höhe der (kleinsten zu differenzierenden) Einzelstufe. Bei linearer Signalprozessierung ist dies die höhe des Maximalsignals geteilt durch die Höhe des kleinsten zu differnzierenden Signals. Weiter auf die Bildwandlung spezifiziert bedeutet das die Höhe der Pixelkapazität (in Elektronen) geteilt durch die Höhe des Ausleserauschens (in Elektronen).

Ja, in einen File mit 16 Bit Farbtiefe kann ich linear kodiert Daten hineinstecken, die aus einem Sensor mit einem Signal-Rauschverhältnis von 256:1 kommen. Im Ergebnis werden das in den untersten 6 Bits nur noch Zufallswerte stehen, die Bits 7, 8, 9 und 10 werden in abnehmendem Umfang vom Rauschen des Signals dominiert und die obersten 6 Bits werden vorwiegend bis ausschliesslich Rausch-unbehaftete Werte tragen. Dies hat zur Folge, dass die so vorgenommene Abspeicherung in (viel zu große) 16-bit Files kein relevantes Digitalisierungsrauschen hinzufügt. Ich könnte die Daten auch in einen File mit 8 bit Farbtiefe linear einskalieren. Im Ergebnis werde ich dann zum Signalrauschen hinzutretend auch noch ein Digitalisierungsrauschen bekommen. Lege ich Daten aus einem Sensor mit Signal-Rauschverhältnis von 1000:1 in einem 8-Bit-File linear ab, so sind die Digitalisierungssprünge so grob, dass mir meine feinen Abstufungen in zu grobe Stufen abgespeichert nun kaputt gehen. Wie bereits erwähnt wurde, passt man aber in JPEG die Daten nicht-linear ein, so dass die dunklen Helligkeitswerte mit mehr Bitstufen repräsentiert sind, als die hellen. Somit verliere ich bei JPEG-Abspeicherung von einem sehr guten Signal-Rauschverhältnis von 1000:1 zumindest in den dunklen Bildanteilen weniger als bei linearer Kodierung. Was ich in den hellen Bildanteilen verliere ist wegen des dort ohnehin viel größeren absoluten Rauschbandes (dem Photonenrauschen, auch shot-noise genannt) nicht so relevant.
 
vielleicht paßt meine Frage auch hierher....
Ich bin ursprünglich s/w-Fotograf, bis Anfang der neunziger mit eigener DuKa usw. Durch die Digitalfotografie bin ich zur Farbe gekommen, soweit-sogut. Ich nutze momentan auch eine Canon 350D, und diese hat ja ein eigenes s/w-Programm. Wie ist da die Charakteristik?
Die klassischen s/w-Filme waren ja panchromatisch oder superpanchromatisch, also mit einer dem Auge nicht analogen Helligkeitswiedergabe, deswegen u.a. die Verwendung von Gelb/Orange/oder Rotfiltern bei Himmels-und Wolkenaufnahmen.
Wie reagiert da der Sensor, und was passiert, wenn man Filter nutzt? Ich habe keine Filter mehr und will mir nur welche anschaffen, wenn es Sinn hat.
Vielen Dank
K.
 
dgunder brabs schrieb:
Ich nutze momentan auch eine Canon 350D, und diese hat ja ein eigenes s/w-Programm. Wie ist da die Charakteristik?
Die klassischen s/w-Filme waren ja panchromatisch oder superpanchromatisch, also mit einer dem Auge nicht analogen Helligkeitswiedergabe, deswegen u.a. die Verwendung von Gelb/Orange/oder Rotfiltern bei Himmels-und Wolkenaufnahmen.
Wie reagiert da der Sensor, und was passiert, wenn man Filter nutzt? Ich habe keine Filter mehr und will mir nur welche anschaffen, wenn es Sinn hat.
Vielen Dank
K.
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Das SW - Programm ist nur für das Datensparen gut. Besser ist, in RAW zu fotografieren und dann auf SW zu entwickeln. Da kann man dann jede Filmcharakteristik und jeden Farbfilter simulieren.
 
Mi67 schrieb:
Es tut mir leid, Euch in Eurem vermeintlichen Verstehen etwas verunsichern zu müssen, aber Superhell und Superdunkel darstellen kann mein Handy allerbestens. Hat es jetzt eine tolle Dynamik? Natürlich nicht!

Dynamik ist nicht die Höhe des Berges, sondern das Verhältnis aus der Höhe des Berges und der Höhe der (kleinsten zu differenzierenden) Einzelstufe.
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klar, daß es nicht um die absolute Berghöhe geht, sondern um den Höhenunterschied zwischen oben und unten. Das ist dann aber schon ein anschauliches Bild für Dynamik.
Um noch mal auf dein Handy zurückzukommen: Doch, Dynamik ist die möglichst große Spanne zwischen superdunkel und superhell, die noch darstellbar/auflösbar ist. Und genau daran mangelt es den Kameras, und deinem Handy wohl erst recht.

Ich finde, für den Hausgebrauch war das schon verdammt gut. Haben wir hier schon schlechter gesehen.
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Danke ;)
Ich erinnere ich nur gerade an den Thread von ca. letzten Sommer, als es tagelang um die Vermischung von Dynamik und Bittiefe ging, da hätte diese Eselsbrücke wohl auch geholfen...
 
lahomau schrieb:
klar, daß es nicht um die absolute Berghöhe geht, sondern um den Höhenunterschied zwischen oben und unten. Das ist dann aber schon ein anschauliches Bild für Dynamik.
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Und leider immer noch falsch. Dynamik bezeichnet immer den Quotienten aus Maximalsignal und kleinster zu differenzierender Stufe. Das Differenzieren der kleinstmöglichen Stufe ist also ein elementares Kriterium in der Dynamikbetrachtung. Differenzierung bedeutet bei einem Rausch-behafteten Signal eine Veränderung des Signalniveaus über das Rauschen hinweg.

Zurück auf Dein "Berggleichnis" bedeutet dies folgendes: die Dynamik ist das Verhältnis der Berghöhe, die gerade eben eine Sättigung des Signals erzeugt und der Höhe einer kleinen Erhebung, die gerade eben noch über der Bodenrauhigkeit der Tiefebene erkennbar ist.

Um noch mal auf dein Handy zurückzukommen: Doch, Dynamik ist die möglichst große Spanne zwischen superdunkel und superhell, die noch darstellbar/auflösbar ist. Und genau daran mangelt es den Kameras, und deinem Handy wohl erst recht.
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Es ist doch überhaupt kein Problem die Spanne zwischen Superhell und Superdunkel darzustellen und aufzulösen. Dafür brauche ich nur sehr wenig Dynamik. Schwierig ist es nur, in einem Bild mit superhellen Anteilen auch noch den Unterschied zwischen superdunkel und gerade eben nicht mehr superdunkel zu erkennen. Bildlich gesprochen: Bild des Matterhorns bei Sonnenaufgang, bei dem die Schneefelder der morgendlich besonnten Matterhorn-Ostflanke und -Nordwand gerade noch nicht ausfressen, aber gleichzeitige Erkennbarkeit der Details der im Mittel- bzw. Vordergrund noch im Dunkeln liegenden Wald- und Felsflanken.
Dass es oben hell und unten dunkel ist, hatte das Handy ebenso gezeigt. Bei dieser Grobunterscheidung ist es auch unwichtig, ob die Helligkeitsdifferenz nun 8, 12 oder 20 Blendenstufen betagen würde. Entscheidend für die Dynamik ist aber die Detailerkennbarkeit geringer Kontrastierung in gleichzeitiger Anwesenheit hoher Kontraste.

Beispielbild
 
lahomau schrieb:
Es wurde zwar schon schön erklärt, was es so mit den bits und der Dynamik auf sich hat, aber mir ist trotzdem eine schöne Erklärung eingefallen:
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Die schönste Erklärung liegt darin, dass man nicht ein einziges Mal das Wort "Bit" in den Mund nehmen muss, um zu erklären was der Kontrastumfang eines Sensors ist.
 
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