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EBV mit 16 bit - Wo sind die Tonwerte?

Frank, die ganze Konvertierungs und WB-Prozedur ist ja klar.

Trotzdem stehen dann im fertigen 16-Bit Tiff Bild Werte zwischen 0 und 65535 drin.

Ich hab mir mal die Mühe gemacht, mit einem C-Programm die unterschiedlichen Werte pro Kanal zu zählen. Das erste angehängte Bild, mit DPP aus RAW ohne Veränderung in ein 16-Bit Tiff Bild umgewandelt, zeigt folgende Anzahl unterschiedlicher Werte:

Rot-Kanal: 24436
Blau-Kanal: 25088
Grün-Kanal: 25310

Das zweite Bild, in DPP mit einer Tonwertkorrektur versehen, zeigt folgends:

Rot-Kanal: 44501
Blau-Kanal: 44638
Grün-Kanal: 46355

Durch die Entwicklung aus dem RAW-Format werden also weit mehr als die original vorhandenen 4096 Abstufungen erzeugt.

Gruß,

Karl-Heinz
 
kaha300d schrieb:
Frank, die ganze Konvertierungs- und WB-Prozedur ist ja klar.

Trotzdem stehen dann im fertigen 16-Bit Tiff Bild Werte zwischen 0 und 65535 drin.

Ich hab mir mal die Mühe gemacht, mit einem C-Programm die unterschiedlichen Werte pro Kanal zu zählen. Das erste angehängte Bild, mit DPP aus RAW ohne Veränderung in ein 16-Bit Tiff Bild umgewandelt, zeigt folgende Anzahl unterschiedlicher Werte:

Rot-Kanal: 24436
Blau-Kanal: 25088
Grün-Kanal: 25310

Das zweite Bild, in DPP mit einer Tonwertkorrektur versehen, zeigt folgends:

Rot-Kanal: 44501
Blau-Kanal: 44638
Grün-Kanal: 46355

Durch die Entwicklung aus dem RAW-Format werden also weit mehr als die original vorhandenen 4096 Abstufungen erzeugt.
Ich habe das Raw-Konvertiertool von Dave Coffin mal etwas aufgebohrt gehabt. Die Berechnung erfolgt dort als 32 bit Gleitkommazahl. Interessant ist, das bei Inputs von 0 bis 4095 und einer generischen Skalierung um den Faktor 16 am Ausgang Werte zwischen -15000 und +150000 rauskommen. Sehr niedrige Werte (<0) treten vor allem im Blaukanal bei hohen ISOs auf. Die hohen Werte treten dadurch auf, daß der Blaukanal wenig Licht abgekommt und erst sehr spät in die Sättigung geht.

Irgendwie tut es einem dann leid, das Signal wieder auf [0,65535] oder [0,255] zusammenschneiden zu müssen.

Eigentlich sind die 16 bit nur die halbe Miete, man hat weiterhin ein Waschmittelfarbraum mit dem Problem "Weißer als weiß geht net".

Stell Dir vor, ein Monitor des Jahres 2015 kann Helligkeiten zwischen 0,01 und 2500 cd/m² entwickeln.
Für so einen Monitor sind die heutigen RGB-Ganzzahlfarbräume etwa so praktisch wie auf 256 Farben reduzierte GIF-Dateien aus heutiger Sicht.
 
kaha300d schrieb:
Frank, die ganze Konvertierungs und WB-Prozedur ist ja klar.

Trotzdem stehen dann im fertigen 16-Bit Tiff Bild Werte zwischen 0 und 65535 drin.

Ich hab mir mal die Mühe gemacht, mit einem C-Programm die unterschiedlichen Werte pro Kanal zu zählen. Das erste angehängte Bild, mit DPP aus RAW ohne Veränderung in ein 16-Bit Tiff Bild umgewandelt, zeigt folgende Anzahl unterschiedlicher Werte:

Rot-Kanal: 24436
Blau-Kanal: 25088
Grün-Kanal: 25310

Das zweite Bild, in DPP mit einer Tonwertkorrektur versehen, zeigt folgends:

Rot-Kanal: 44501
Blau-Kanal: 44638
Grün-Kanal: 46355

Durch die Entwicklung aus dem RAW-Format werden also weit mehr als die original vorhandenen 4096 Abstufungen erzeugt.

Gruß,

Karl-Heinz


Na, da möchte ich mal einen grossen Sack voll Skepsis anmelden....

Matthias
 
Zitat von kaha300d:Trotzdem stehen dann im fertigen 16-Bit Tiff Bild Werte zwischen 0 und 65535 drin.

Ich hab mir mal die Mühe gemacht, mit einem C-Programm die unterschiedlichen Werte pro Kanal zu zählen. Das erste angehängte Bild, mit DPP aus RAW ohne Veränderung in ein 16-Bit Tiff Bild umgewandelt, zeigt folgende Anzahl unterschiedlicher Werte:

Rot-Kanal: 24436
Blau-Kanal: 25088
Grün-Kanal: 25310

emeff schrieb:
Na, da möchte ich mal einen grossen Sack voll Skepsis anmelden....

Matthias

Das würde mich jetzt aber auch interessieren, wie diese ganzen Zwischenwerte dazu kommen.
Von den maximal 12 bit, also 4096 unterschiedlichen Ausgangswerten des RAWs entscheidet der Konverter mal: Och, diesen Wert mach ich in 16 bit mal ein bißchen größer, ach und hier noch mal der gleiche Wert, dieses mal mach ich den niedriger. :confused:

Bin gespannt, ob es dafür ne Erklärung gibt...

dudel
 
Na ja, ich kann nur meine Ergebnisse posten. Wenn jemand da ist, der sich den C-Source anschauen kann und möchte, stell ich ihn rein.

Gruß,

Karl-Heinz
 
dudel schrieb:
Das würde mich jetzt aber auch interessieren, wie diese ganzen Zwischenwerte dazu kommen.
Von den maximal 12 bit, also 4096 unterschiedlichen Ausgangswerten des RAWs entscheidet der Konverter mal: Och, diesen Wert mach ich in 16 bit mal ein bißchen größer, ach und hier noch mal der gleiche Wert, dieses mal mach ich den niedriger. :confused:

Bin gespannt, ob es dafür ne Erklärung gibt...

Anzahl der möglichen Werte im RAW-File: 2^12 = 4096
Abziehen des Schwarzwerts => etwas weniger: 39xx
Interpolation von nicht vorhandenen Pixeln: Interpolation aus bis zu 4 Nachbarn: ca. 15800 verschiedene Werte
Farbraumumrechnung vom Farbraum des Sensors in einen Computerfarbraum (sRGB oder AdobeRGB): Durch diese Umrechnung/Korrektur beeinflussen sich die 3 Farbauszüge gegenseitig und es können theoretisch (bei Gleitkommaberechnungen) mehrere Millionen verschiedene Werte auftreten
Schärfung und Rauschminderung: Hier werden nochmals Pixel verrechnet, die sich gegenseitig beeinflussen.

Wenn man die Berechnung mit extrem hoher Genauigkeit durchführen würde, dann würde man feststellen, daß es eines großen Zufalls bedarf, damit zwei Pixel in einem Bild entweder im R, G oder B-Wert übereinstimmen.
 
Durch das Umrechnen in einen anderen Farbraum kann die Zahl der Tonwerte
nicht erhöht werden.
Alle Tonwerte x werden durch die Konversion zu Tonwert y.
Oder?

Wenn die Vermutungen von Kaha300d und Frank Klemm stimmen, läge ja
gar kein 12-bit- Bild sondern tatsächlich eins in 16 vor.

EDIT:
Allerdings ein teilweise "getürktes", da es Informationen enthält,
die nicht aus dem Motiv stammen, sondern dazugerechnet wurden.
Andererseits ist das auch wieder nichts Neues.
Interessantes Thema.

Wenn ich ein schmales Linienmuster mit der 5D fotografiere, bin ich
mit den hinzugerechneten, "getürkten" Informationen nicht so
zufrieden ;-)) (heftiges Irrgarten- Moiré)

Matthias
 
Zuletzt bearbeitet:
BlackMike67 schrieb:
das raw file hat aber keine RGB Kanäle pro Pixel. Ist ja die Bayer Matrix, die erst konvertiert werden muß.
Klar. Ich würde ja auch die Anzahl der unterschiedlichen Grün-Werte in der Bayer-Matrix zählen. Dasselbe für rot und blau.
 
Frank Klemm schrieb:
Anzahl der möglichen Werte im RAW-File: 2^12 = 4096
Abziehen des Schwarzwerts => etwas weniger: 39xx
Interpolation von nicht vorhandenen Pixeln: Interpolation aus bis zu 4 Nachbarn: ca. 15800 verschiedene Werte
Farbraumumrechnung vom Farbraum des Sensors in einen Computerfarbraum (sRGB oder AdobeRGB): Durch diese Umrechnung/Korrektur beeinflussen sich die 3 Farbauszüge gegenseitig und es können theoretisch (bei Gleitkommaberechnungen) mehrere Millionen verschiedene Werte auftreten
Schärfung und Rauschminderung: Hier werden nochmals Pixel verrechnet, die sich gegenseitig beeinflussen.

Wenn man die Berechnung mit extrem hoher Genauigkeit durchführen würde, dann würde man feststellen, daß es eines großen Zufalls bedarf, damit zwei Pixel in einem Bild entweder im R, G oder B-Wert übereinstimmen.

Danke für diese Erklärung, jetzt habe ich es ein bißchen verstanden :)

dudel
 
Hier also nun die Wertebereiche eines RAW-Bildes. DIe Rot-, Grün- und Blau-Werte habe ich gezählt, direkt nachdem sie aus der (im verlustlosen JPEG-Format gespeicherten) .CR2 Datei gelesen wurden.

Die Anzahl der unterschiedlichen Farbwerte beträgt:

für Rot: 3237
für Grün: 3932
für Blau: 3109

Außerdem habe ich den niedrigsten und höchsten Wert ermittelt:

Rot: 124 - 4095
Grün: 126 - 4095
Blau: 126 - 4095

Es reichen alle Farben bis 4095, da das Bild überbelichtet ist.

DIe Untergrenze, in diesem Falle also 124, ist übrigens der Schwarzpunkt des Bildes.

Gruß,

Karl-Heinz
 
Bei diesem Bild sieht es so aus:

unterschiedliche Werte:

Rot: 750
Grün: 1616
Blau: 1405

Minima und Maxima:

Rot: 142 - 894
Grün: 150 - 1772
Blau: 135 - 1562
 
Wenn ihr jetzt dieses RAW als Grundlage nimmt und eine 16 Bit Konvertierung durchführt:

Wie sieht denn die Verteilung der Werte in den RGB Kanölen aus?
Laut der Theorie der Bayer-Pattern Umsetzung, scaliert auf 16 Bit müssen pro Kanal eigenlich mehr als 4095 verschiedene Werte vorkommen.

Ich gebe hier mal einen Link auf die Einführung der Bayer-Pattern Konvertierung (englisch) http://www.matrix-vision.com/info/articles/pdf/art_bayermosaic_e.pdf

Wie man da sieht, wirds bei entsprechend gewollter Genauigkeit schon ein wenig mathematisch.

Und wenn ich voraussetze, das entsprechend ordentlich programmierte Konverter derartige Berechnungen im IEEE Gleitkommaformat unter Windows Rechnern wahrscheinlich mit dem SSE Befehlssatz ausführen und dann das Ergebnis in den Zielbereich Byte (8bit) oder Word (16 bit) Skalieren, sollten sich Werte für die RGB Kanäle finden lassen, die den gesamten Wertebereich des Zahlenraums "Word" abdecken.
 
Okeh, ist lange her, bin auch nur selten hier. Ich versuche mal, ein wenig Licht ins das Dunkel meines Prostings zu bringen. Einiges ähnliches ist sicher auch an andrer Stelle dieses threads schon gesagt worden. Desweiteren bitte ich ums mitdenken - es ist lange her, dass ich mich damit exakt auseinendergestezt habe. Bitte ggf. korrigieren.

Zur 8-12-16bit-Frage gehen wir mal davon aus, wir wären ein Pixel. Und wir sehen nur Graustufen. Wenn der Fotograf nun sagt "Jetzt!", dann sollen wir das, was wir durch die Luke sehen mit einem Vergleichskärtchen abgleichen, und dann Meldung beim Bildergeneral machen. Wenn Dein Arbeitgeber mit 8bit arbeitet, wird er Dir 2hoch8 gleich 256 Vergleichskarten zur Verfügung stellen. Bei 12bit entsprechend 4096 und bei 16 --- 65536.

Das reicht aber noch nicht aus, um die analoge Feinheit der Stufen zu beschreiben. Wir gehen mal davon aus, dass die Kärtchen linear abgestuft sind. Dann fehlt also folglich noch der Helligkeitswert des hellsten und des dunkelsten Kärtchens, um eine Aussage hinsichtlich der Feinheit zu machen. Vielleicht sollte ich auch ein leicht modifizeirtes Beispiel anstrengen: Als Pixel siehst Du 2 mattierte Leuchtkästen: einer wird von außen beleuchtet, einer mit 256 Glühbirnen. Du mußt entscheiden, wieviele Du anschalten musst. 5W-Birnen geben andere Feinheit als 100W.

Also, wenn ich nun ein Bild mit 4096 Stufen aufnehme, dann aber als 16bit speichere, kommt nicht mehr Information rein, wie immer ich mich auch anstrenge.

Bleibt noch die Frage nach cmyk. Ich hole mal aus: cmyk wurde geschaffen, um beim drucken möglichst viele Farben durch möglichst wenige Druckfarben darstellen zu können. Eigentlich, wenn die Welt da draußen (die Farben dadraußen) den idealisierten Bedingungen entsprächen, dann bräuchte man k (=schwarz, oder "key") nicht. Beim drucken wird von reiner adiitiver Farbmischung (tricks, die nur bei menschen so richtig funktionieren, im übrigen) auf subtraktive Farbmischung gesetzt. Das funktioniert so:
Farbeindruck A = 25% Rot + 30%Grün + 100%Blau

Da idealisiert cyan = 100Blau+100 grün, magenta = 100Blau100rot und Gelb = 100Grün100Rot kann man auch sagen: 100% Cyan zeiht aus Weissem Licht alles Rot ab. Rest entsprechend.

Farbeindruck A' wäre also (nach photoshop): 77% C 43% M 0% Y

Diese 3-nach-3 Umwandlung ist mathematisch in beide Richtungen definiert. Jedem RGB-Tripel ist genau ein CMY-Tripel zugeordnet und umgekehrt. Ich kann beliebig umrechnen (lassen...)

Dumm nur, dass 100%CMY eben kein Schwarz ergibt, sondern schmotzebraun. Und das ganze beim Drucken Schwankungen in der Linearität der Kurven und der Endpunkte (Farbstärke) unterliegt. Also erfand man cmyk - alle Schwarzanteile werden aus dem Bild herausgezogen und in einen extra Kanal geführt. Nun, jetzt wird es Lustig: Wie stark das ganze passiert, das kann man einstellen. Es wird ein Satz Umrechnungskurven gebraucht. Und, wie obern genannt: Der Informationsgehalt steigt nicht! aus 3x8bit werden zwar 4x8bit. Aber die Bilddaten basieren auf den original gemachten 3 Farbvergleichen mit den je 256 roten, grünen und blauen (Glüh-)Birnen. Und daraus werden nun Informationen in 4 Äpfeleinheiten gerechnet. Zudem der Prozeß nicht mehr eindeutig umkehrbar ist. Je nach Transferanweisung kann es sein, dass die selben cmyk-Werte aud unterschiedlichen rgb-werten kamen.

Nächstes Problem: die Einstellungen für die Wandlungskurven sind abhängig von Druckverfahren und Papier zu wählen. Wenn das nicht zum Ausgabegerät passt: dumm gelaufen. Aus diesem Grunde ist es meiner Meinung nach eine wenig kluge Entscheidung, bloss weil dann 4x8bit auf der Packung steht, alles nach cmyk umzurechnen. Vielmehr ist dann nichtmal mehr gewähleistet, dass man auf einem anderen Rechner mit anderer Software und anderen Einstellungen auf das selbe originalbild zurückrechnen kann. Das geht zwar so schön im Fotoschobb, aber, man weiss eben nicht wirklich, was man da tut.

Vielleicht hilft euch diese etwas simplizistiche Betrachtung der Arbeitswelt des Reprografen weiter mit dem Thema. I do in fact hope so.

Cheerio

Exilfranke
 
Deiner Ausführung über CMYK kann man so zustimmen, eigentlich auch für Anfänger gut erklärt,- für Digitale Bildbearbeitung aber eher nicht zu empfehlen, es sei denn, man arbeitet in der Druckvorstufe.

Ebenfalls 100% zustimmen kann ich dir bei der Ausführung, das ein 12 bit RGB Wert nicht mehr abstufungen erhält, wenn ich den in einen 16 bit RGB Wert wandel.

aaaaaber...

die 12 bit im RAW sind kein RBG, sondern die Bayer- matrix (Mal die Sigma SD9 und SD10 aus dieser Betrachtung rausläßt).

Über ne Menge Mathematik werden daraus die RGB Werte interpoliert.

(seihe oben Link zur Matrixrechung der Bayer Sensoren)

hinzu kommt noch weiteres rechnen im RAW Konverter: Weißabgleich, Helligkeit, Belichtung, Kontrast, Sättigung, Tiefen, Graduationskurven)

und nach diesen ganzen Zahlenspielereien können durchaus mehr Werte bei rauskommen als die ursprunglichen 12 Bit, die in der Bayer Matrix steckten
 
BlackMike67 schrieb:
die 12 bit im RAW sind kein RBG, sondern die Bayer- matrix (Mal die Sigma SD9 und SD10 aus dieser Betrachtung rausläßt).

Über ne Menge Mathematik werden daraus die RGB Werte interpoliert.

(seihe oben Link zur Matrixrechung der Bayer Sensoren)

hinzu kommt noch weiteres rechnen im RAW Konverter: Weißabgleich, Helligkeit, Belichtung, Kontrast, Sättigung, Tiefen, Graduationskurven)

und nach diesen ganzen Zahlenspielereien können durchaus mehr Werte bei rauskommen als die ursprunglichen 12 Bit, die in der Bayer Matrix steckten

Ah ja, sehr schön. Hatte ich vergessen. Das sehe ich doch dann richtig: jedes Pixel hat ja eine Farbe - und die beiden andren werden dann da hineininterpoliert. Das ist ja dann die eigentliche crux am ganzen Prinzip. Auch hier wird mehr oder weniger wild geraten? (Zugegebenermassen auf hohem niveau!)

Da passiert ja eine aus 1 mach 3 Operation unter Einbeziehung des Umfelds (Nachbarpixel).

Und: dass dann natürlich bei der Bearbeitung Verläufe und andere Operationen mehr Zwischentöne erzeugen, als im Originalbild da waren, wenn man ein 12füllt16 Bild verwurstet, das ist auch klar.

Mit der vollen Hose kann der Fotoschopp da stinken. Als mensch aus der grafischen denk ich halt immer noch im Trommelscannermodus. Und da wird dann wenigstens jedes Pixel 3x gemessen.
 
Exilfranke schrieb:
......Das sehe ich doch dann richtig: jedes Pixel hat ja eine Farbe - und die beiden andren werden dann da hineininterpoliert. Das ist ja dann die eigentliche crux am ganzen Prinzip. Auch hier wird mehr oder weniger wild geraten? (Zugegebenermassen auf hohem niveau!)

....

Da erhebt sich doch die Frage, ob man nicht alles, was in den Interpolationen
als über die 12- Bit- Informationen hinausgehend enthalten wäre, streng genommen
als Artefakte betrachten müsste....;-)

Matthias
 
Mit dem passenden Filter könnte man auch ein 1-Bit-Bild auf 16 Bit aufblasen. Kann sogar gut aussehen, aber mehr Information als das Ursprungsbild kommt nicht rein.
 
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