Dynamik-Entwicklung stagniert

[zzzip]

so würde ich das auch sehen, der Sensor ist für eine ISO hergestellt worden, die ISO Erweiterung verläßt diesen Bereich, im Unter und Übermodus (erweiterte ISO) wird die Bandbreite verringert, im Rest die Verstärkung vor dem Auslesen, so wird es allgemein beschrieben, entweder macht der Digi Prozessor das oder das RAW Rezept

So habe ich mir das auch immer vorgestellt, kann das aber aus den Zahlenbeispielen von Frank Klemm nicht herauslesen. Mein Modell ist bisher

Potentialtopf (Pixel) -> analoger Vorverstärker -> A/D Wandler -> RAW Datei

wobei die verschiedenen Empfindlichkeiten nur durch die Vorverstärkung realisiert sind und es egal ist wo diese Komponenten angeordnet sind, ob der Potentialtopf als CCD oder CMOS-Irgendwas realisiert ist, und und und... Erweiterte Empfindlichkeiten werden auf numerischem Weg, also nach der Digitalisierung, erzeugt.

Laut Franks Beispiel ist aber die Vorverstärkung für ISO50, ISO100 und ISO200 gleich, und dem entsprechend die Helligkeitswerte im RAW jeweils halbiert, so daß nach der A/D Wandlung entsprechend korrigiert werden muß. Unter der Annahme, daß die RAW Werte tatsächlich dem entsprechen, was in der Kamera passiert und das mein Modell richtig ist, gäbe es überprüfbare Konsequenzen, von denen ich mich gern selbst überzeugen möchte. Da ich keinen Grund habe an den angegebenen Zahlwerten zu zweifeln, gehe ich eher davon aus, daß die Informationen im RAW letztlich nur Anweisungen an den Konverter sind, aber nicht die Realität der Aufnahmetechnik widerspiegeln.

 

[jar]

So habe ich mir das auch immer vorgestellt
....
Laut Franks Beispiel ist aber die Vorverstärkung für ISO50, ISO100 und ISO200 gleich

vielleicht fehlinterpretiert ? du oder Frank

ich schrieb von erweiterten ISO, das heisst das Verlassen der normalen bei Canon 200-1600 bei 1D, 100-3200 bei anderen, in diesem Bereich wird die Verstärkung verstellt, beim erweitern der ISO die Dynamik verringert, also Bits von den 12/14 geopfert !

das umfasst IMHO genau nur die Grenze

also 100 <- 200 oder 1600 ->3200 (1D)
also 50 <- 100 oder 3200 ->6400 (die anderen)

also Übergang 50 zu 100 oder 100 zu 200 , ich denke nicht über 3 Werte 50-200 !

 

[zzzip]

vielleicht fehlinterpretiert ?

Kann gut sein, aber wo? Zitat:

Canon 5D:

• AD-Wandler liefert Werte zwischen 0 und 4095.
• ISO 50 : Vorverstärkung = 1, Schwarz = 200, Grau = 800, Weiß = 4000, Max. = 4095 ( 102%), sensorlimitiert
• ISO 100 : Vorverstärkung = 1, Schwarz = 100, Grau = 400, Weiß = 2000, Max. = 4095 ( 205%), sensorlimitiert
• ISO 200 : Vorverstärkung = 1, Schwarz = 50, Grau = 200, Weiß = 1000, Max. = 4095 ( 409%), sensorlimitiert

 

[kaha300d]

...
Canon 5D:
ISO 100 : Vorverstärkung = 1, Schwarz = 100, Grau = 400, Weiß = 2000, Max. = 4095 ( 205%), sensorlimitiert
...
ISO 1600 : Vorverstärkung = 8, Schwarz = 50, Grau = 200, Weiß = 1000, Max. = 4095 ( 409%), AD-Wandler-limitiert, der Sensor könnte bis 3277%
...

Wenn ich das richtig verstanden habe, stehen denn bei ISO 100 resp. ISO 1600 in der RAW-Datei für Weiß 2000 und 1000 drin?

 

[zzzip]

Wenn ich das richtig verstanden habe, stehen denn bei ISO 100 resp. ISO 1600 in der RAW-Datei für Weiß 2000 und 1000 drin?

So lese ich das auch. Aber statt 8-facher Verstärkung und halbierter Helligkeitswerte, hätte ich 16-fache Vorverstärkung und gleiche Helligkeitswerte erwartet.

 

[kaha300d]

So lese ich das auch. Aber statt 8-facher Verstärkung und halbierter Helligkeitswerte, hätte ich 16-fache Vorverstärkung und gleiche Helligkeitswerte erwartet.

Na ja, das kann ich mit dcraw relativ einfach nachschauen.

 

[kaha300d]

Hab mir das mal angeschaut.

Das gleiche Bild einmal mit 100ISO und einmal mit 1600ISO mit der 5D aufgenommen, zeigt bei den gleichen Stellen im Bild auch die (in etwa) gleichen numerischen Werte im RAW-File.


Irgend etwas hab ich wohl noch nicht kapiert.

 

[jar]

Hab mir das mal angeschaut.

Das gleiche Bild einmal mit 100ISO und einmal mit 1600ISO mit der 5D aufgenommen, zeigt bei den gleichen Stellen im Bild auch die (in etwa) gleichen numerischen Werte im RAW-File.

Irgend etwas hab ich wohl noch nicht kapiert.

was hast du denn erwartet wenn die Belichtungsautomatik funktioniert ?
es sollte doch bei gleicher Helligkeit der gleiche Wert rauskommen.

nur wenn die Belichtung konstant gehalten wird erhöht sich der weisswert bei höherer ISO bis zur IsoErweiterung, da sollte der Dynamikbereich 12 Sensorbit bleiben ab der ISO Erweiterung der Dynamikbereich sich verringern auf 11(10) bit geschätzt, dummerweise wird weiss schon nach 1-2 ISO überlaufen man also nix feststellen, nur numerisch

 

[zzzip]

was hast du denn erwartet wenn die Belichtungsautomatik funktioniert ?
es sollte doch bei gleicher Helligkeit der gleiche Wert rauskommen.

Nein, nach Franks Tabelle wird bei ISO1600 mit 8-facher Vorverstärkung gearbeitet, bei ISO100 mit 1-facher. Dann muß bei gleicher Belichtung der Helligkeitswert bei ISO1600 die Hälfte betragen, da die 16-fache Empfindlichkeit gefordert ist. Die Bildhelligkeit würde erst in der RAW Software durch eine Multiplikation mit 2 erreicht werden.

 

[Hoogo]

Bevor ich hier vollends den Faden verliere kurz wie ich das verstehe:

Angenommen, man belichtet bei ISO100, bis die Pixel bis zum Rand voll sind, dann würden die höheren ISO-Zahlen die Licht-Sammelfähigkeit der Pixel entsprechend geringer ausnutzen. Logisch, wird ja weniger belichtet, und irgendwas Elektronisches oder Programmtechnisches hat hier ja noch nicht zugeschlagen.

ISO bis 200 sind ohne Verstärker. Bei der MKIII hat man bei ISO400/800 die Wahl, ob man verstärkt oder nicht. Hinter dem Verstärker kommt der AD-Wandler, und erst ab hier kommt Software ins Spiel. In der Raw-Datei landen direkt die Werte des AD-Wandlers, was umgerechnetes in die Datei zu schreiben halte ich für Unsinn.

Unverstärkt nimmt man bei höheren ISOs in Kauf, daß der Wandler nur einen kleineren Zahlenbereich liefern kann. Man verliert dadurch 1-2 Bits Genauigkeit, gewinnt aber 1-2 Blenden Überbelichtungsreserve. Aber im Prinzip macht es in dem Modus bei der MKIII keinen Unterschied, ob ich bei ISO100 3 Blenden unterbelichte und später in der Software pushe (=Schwarz/Weißpunkt festlege) oder gleich ISO 800 nehme, Richtig?

Mit jeder Verstärkungsstufe fängt man sich ein bisschen Verstärkerrauschen ein und verliert Spielraum zum Überbelichten, gewinnt dafür aber genauere Zahlen aus dem AD-Wandler. Unterm Strich sieht's aber besser aus als reines pushen. Wobei überbelichten hier nicht heisst, daß der Sensor voll war, sondern daß er nach dem Verstärken für den Wandler voll aussieht.

 

[zzzip]

Unverstärkt nimmt man bei höheren ISOs in Kauf, daß der Wandler nur einen kleineren Zahlenbereich liefern kann. Man verliert dadurch 1-2 Bits Genauigkeit, gewinnt aber 1-2 Blenden Überbelichtungsreserve. Aber im Prinzip macht es in dem Modus bei der MKIII keinen Unterschied, ob ich bei ISO100 3 Blenden unterbelichte und später in der Software pushe (=Schwarz/Weißpunkt festlege) oder gleich ISO 800 nehme, Richtig?

Falls ich gemeint sein sollte, ja. Genauso verstehe ich die Tabellen von Frank Klemm. Nur würde ich die Konsequenzen etwas drastischer formulieren. Der Verlust von 1 oder 2 Bits entsprechen dem Verlust von 50% oder 75% des möglichen Wertebereichs. Entsprechend gröber fallen die Stufen der Tonwertkurve im fertigen Bild aus, bzw. wird das Quantisierungsrauschen größer. Ebenso werden durch die Unterbelichtung signifikante Bits abgeschnitten. Gleich welchen Aspekt man betrachtet, Bildinformation geht verloren.

Edit: Unfug gelöscht.

 

[kaha300d]

Hier mal ein Beispiel der Auswirkungen der Unterbelichtung, auf die ich im Vergleich der 1DIII zur 5D immer wieder treffe.

Bilder wurden im manuellen Modus aufgenommen bei 1/160tel, Blende 4 und ISO 100.

Das erste Bild ist das Original, dann folgen Bilder mit -2 EBV, -3 EBV und -4 EBV.

Zuerst die Bilder der 5D:

 

[kaha300d]

Und hier die Bilder aus der 1DIII:

 

[zzzip]

Bilder wurden im manuellen Modus aufgenommen bei 1/160tel, Blende 4 und ISO 100.

Ich bin etwas irritiert: Wie erzeugt man mehrere Blenden Unterbelichtung, wenn Empfindlichkeit, Belichtungsdauer und Blende gleich bleiben. Hast Du Graufilter vors Objektiv geschraubt?

 

[kaha300d]

Ich bin etwas irritiert: Wie erzeugt man mehrere Blenden Unterbelichtung, wenn Empfindlichkeit, Belichtungsdauer und Blende gleich bleiben. Hast Du Graufilter vors Objektiv geschraubt?

Nein, ich habe mit Lightroom nachträglich unterbelichtet.

Es geht mir um den verfügbaren und nutzbaren Headroom bei RAW-Bildern, deren JPEGs aus der Cam überbelichtet wären.

 

[zzzip]

Es geht mir um den verfügbaren und nutzbaren Headroom bei RAW-Bildern, deren JPEGs aus der Cam überbelichtet wären.

Ok, dann hättest Du aber auch in gleicher Weise (über-)belichten müssen. Die 5D Bilder sind durchweg dunkler. Laut Histogramm in den JPEGs hat die 5D deutlich konservativer belichtet, wodurch die Unterbelichtung auch mehr Details der hellen Stellen zurückholt, aber natürlich in den Tiefen entsprechend verliert.

Ich glaube, es macht nicht viel Sinn über diese Frage an Hand von JPEGs zu diskutieren, weil dadurch neue, schlecht abwägbare Parameter, hinzukommen.

 

[kaha300d]

Ok, dann hättest Du aber auch in gleicher Weise (über-)belichten müssen. Die 5D Bilder sind durchweg dunkler. Laut Histogramm in den JPEGs hat die 5D deutlich konservativer belichtet, wodurch die Unterbelichtung auch mehr Details der hellen Stellen zurückholt, aber natürlich in den Tiefen entsprechend verliert....

Dann vergleiche Bild 3 (-3EBV) der 5D mit Bild 4 (-4EBV) der 1DIII. Das 1DIII Bild ist dunkler und hat keine Farbverfälschungen.

Aber, egal. Für mich bleibt es dabei, die 1DIII hat wesentlich mehr Reserven beim nachträglichen Unterbelichten, auch bei 100 ISO.

 

[zzzip]

Dann vergleiche Bild 3 (-3EBV) der 5D mit Bild 4 (-4EBV) der 1DIII. Das 1DIII Bild ist dunkler und hat keine Farbverfälschungen.

Die Farbverfälschungen sind bei beiden Kameras deutlich, die der 5D eher Pink und die der 1DM3 eher Braun. Wenn man in Betracht zieht, daß das Ausgangsbild der 1DM3 stärker überbelichtet war, kann man durchaus sagen, daß die 1D mehr Reserve bietet. Da feinere Tonwertabstufungen vorliegen, steckt ja auch mehr Information in den nicht ausgebrannten Gebieten, so daß die Reparaturalgorithmen der EBV Software weniger raten müssen. Gleiches gilt potentiell auch für die Tiefen. Die Abstufungen können bei 14 Bit Auflösung kleiner ausfallen, so daß sichtbare Tonwertabrisse erst später auftreten.

 

[zzzip]

Dann vergleiche Bild 3 (-3EBV) der 5D mit Bild 4 (-4EBV) der 1DIII. Das 1DIII Bild ist dunkler und hat keine Farbverfälschungen.

Ich habe gerade gesehen, daß Du ich Deine Bilder hier wieder einstellen darf. Deswegen habe ich gerade nochmal 2 Ausschnitte produziert, die jeweils auf die Mauer im Vordergrund Weiß abgeglichen wurden. Das sieht man wie ich finde recht gut, daß das Ergebnis der 5D zwar auch verfälscht ist, aber deutlich akzeptabler. Aber wie gesagt, die Ausgangsbasis für die 1D war ja auch schlechter.

 

[kaha300d]

...Gleiches gilt potentiell auch für die Tiefen. Die Abstufungen können bei 14 Bit Auflösung kleiner ausfallen, so daß sichtbare Tonwertabrisse erst später auftreten.

Das lässt sich auch so beobachten, allerdings ist bei ISO 100 der Unterschied zur 5D gering.