Frage (Anfänger): ISO bei digital, warum?

[clon]

Hallo liebes Forum,

so nachdem ich jetzt ein wenig rumprobiert habe geht es jetzt auch ein wenig um das Verstehen!

Bei der Cam kann ich die ISO Empfindlichkeit regeln.
OK, das ist soweit klar. Nur: Wieso ISO und hier verschiedene Einstellungen bei einer digitalen Kamera?

Bei den Filmen macht das ja Sinn, die waren dann vom chemischen Aufbau anders und konnten so also andere ISO Wert erreichen.

Aber bei der digitalen Fotografie?
Ich meine, da ist genau ein Sensor drin und der fängt das Licht ein. Punkt.
Oder sind das verschiedene Parameter die dann für den Sensor gelten?

Ich würde mich echt freuen wenn mich da mal jemand aufklären könnte - bisher für mich nicht nachvollziehbar (um dann eben auch für mich die besten Einstellungen zu generieren).
Soweit klar, je höher der ISO Wert desto mehr Rauschen, also grundsätzlich, - desto Lichtempfindlicher wird das ganze aber auch und ich erreiche mit hohen ISO Werten trotz kleiner Blende und kurzer Verschlusszeit noch "OK" Bilder.

Beste Grüße und besten Dank vorab!

clon

 

[messenger]

Korrekt, ein Sensor hat nur eine Empfindlichkeit und Punkt.

Das Signal wird dann entsprechend analog verstärkt und dann als RAW gespeichert (oder direkt in der Kamera in jpeg gewandelt.)

Der Grad der Verstärkung entspricht den ISO-Stufen.

Gruß messi

 

[Hasibert]

Hier ist ein bisschen Lesestoff: http://de.wikipedia.org/wiki/Bildrauschen

 

[clon]

WAHNSINN, sauschnell, danke messi!

OK, dann passt das ja - nur: welches entspricht denn bei meiner Kamera am ehesten dem unverfälschten Wert OHNE analoge Anpassung?

Ich schätze mal einer der unteren ISO Werte?

Oder deckt der Sensor einen "Bereich" (man vergleicht ja immer mit den Filmen und da ist die Technik ja dann doch anders), also analog zu den Filmen, ab?
Denke eher nicht weil es gibt wohl nur einen definierten ISO Wert dann eben für den Sensor (wie ja auch von messi so geschrieben, Frage nochmal nur um sicher zu gehen).

Beste Grüße
clon

 

[clon]

..und auch danke an Hasibert!

Schaue ich mir morgen an! Passt aber sehr gut und hilft massiv weiter!

 

[coppy]

Die "native" Empfindlichkeit liegt bei den Canon-Kameras meines Wissens irgendwo zwischen ISO-100 und ISO-200. Bei Nikon wohl um die ISO-200 mit einigen Ausnahmen.

 

[messenger]

Die native Empfindlichkeit liegt dort, wo das Sensorpixel etwa halb gefüllt ist, d.h. der Abstand zum Grundrauschen, wo keine Helligkeitsdifferenzierung der Tiefen mehr möglich ist, ist etwa so groß, wie zur maximalen Füllung des Pixels. Damit ist der optimale Dynamikumfang gewährleistet.

Verstärkt werden muß aber in jedem Fall; letztlich soweit, daß dieses Pixel im fertigen Bild einen Helligkeitswert von 18% Helligkeit aufweist.

Gruß messi

 

[Gast_194966]

Nur: Wieso ISO und hier verschiedene Einstellungen bei einer digitalen Kamera?

Eine sehr schöne Frage und ich bin auf die Antworten gespannt. Eine ganze Menge könnte ich beitragen, aber ich muss in's Bett.


Gute Nacht,
Matthias

 

[Eibbon]

Nur: Wieso ISO und hier verschiedene Einstellungen bei einer digitalen Kamera?

Ich könnte jetzt eigentlich erst einmal (durchaus sinnvoll) antworten: mach' doch mal ein paar tausend Aufnahmen unterschiedlichsten Situationen und Du wirst selbst herausfinden (und dankbar sein, dass es geht!), wozu verschiedene ISO gut sind.

Um es abzukürzen und so abstrakt wie möglich zu erklären: weil Fotografen Motive gerne unabhängig vom vorhandenen Licht mit bestimmten Parametern wie Belichtungsdauer und Blende fotografieren.

Ein "Paradebeispiel" wird in einem aktuellen Thread hier vorgetragen (bin zu faul, diesen zu suchen), ein Sportfotograf will mit fester Belichtung (1/2500s = kurze Zeit, um einzufrieren) und fester Blende (für Schärfentiefe Effekte) im Laufe des Tages Fotos machen. Die Belichtungszeit und Blende werden also fest vorgegeben, die Kamera belichtet richtig, in dem sie ISO an das vorhandene Licht anpasst.

 

[messenger]

Der Nutzen verschiedener ISO-Einstellungen hat der TO wohl durchaus verstanden. Es ist imho eher die Frage nach dem, was passiert, weil es dem Sensor in der Tat völlig schnuppe ist, was an der Kamera an ISO eingestellt ist. Der sammelt einfach nur das Licht ein, was entprechend der Blende, der Zeit und der Motivhelligkeit auf ihn fällt. Völlig unabhängig davon, ob an der Kamera 100asa oder 3.200asa eingestellt sind. Das interessiert nur die Belichtungsmessung und die Signalverarbeitung, aber nicht den Sensor.

Um nochmal die Analogie zum chemischen Film zu schlagen: Auch hier kann man die Empfindlichkeit nicht als feste Größe betrachten; sie entsteht erst mit der Festlegung eines bestimmten Entwicklungsregimes. Ich kann einen 400asa-s/w-Film durch entsprechende Entwicklung auf 100asa reduzieren oder auf 1.600asa bringen. Aber er wird bei seinen nativen 400asa die ausgewogenste Leistung in puncto Schattenzeichnung, Überstrahlung, Kontrastverlauf, Korn etc. erzielen.

Und das Pendant zur Filmentwicklung ist in der DSLR die Signalverarbeitung. Man hat quasi einen Standardfilm mit meist 100asa oder 200asa (native Empfindlichkeit) als Sensor verbaut, dessen Signale bei Notwendigkeit eben auf höhere (oder auch tiefere) Werte gepusht werden.

Gruß messi

 

[Stempel]

So wie Messi habe ich das auch verstanden. Aber warum soll man die Signalverarbeitung vor(!) dem Abspeichern des RAW einstellen und nicht der nachträglichen EBV überlassen???

Da ich bei der Hardware von jeglicher Sachkenntnis ungetrübt bin, jedoch von Software ganz gut leben kann, spekuliere ich mal so 'rum. Ein Raw löst die Helligkeitswerte mit 12 oder 14 Bit auf. Das ist gut genug, um ein JPG oder ein Papierbild zu machen, auch wenn via EBV z.B. kräftig an der Tonwertkurve gebogen wird. Die 12 oder 14 Bit sind ist aber vermutlich erheblich schlechter bzgl der Auflösung der Helligkeitswerte, als das Zählen sämtlicher Photonen, die ein Pixel treffen.

Deswegen haben die Leute die ISO Einstellung "erfunden", um die Verstärkung bei voller Kenntnis der eingefallenen Photonen durchführen zu können. Damit ist man besser dran als die gerundeten Zahlen im RAW zu nehmen.

Aber wie gesagt: keine Sachkenntnis gibt wenig Trübsal.
Wolfgang

 

[schubbser]

Vermutlich ist ISO nur ein "Überbleibsel" aus der Analogzeit um den Umstieg einfach zu gestalten.
Theoretisch hätten die Designer der Digicams wohl auch irgendwelche Stufen einführen können, aber warum ein System abändern, wenn diese "Empfindlichkeitsstufen" schon existierten.

Warum man überhaupt die "Sensorempfindlichkeit" einstellen muss liegt eigentlich auf der Hand.
Wie soll man sonst so gut wie jede Blenden/Zeitkombi einstellen können, ohne dass der Sensor "übersteuert", bzw. unterbelichte Bilder herauskommen.
Um also auf vernünftige Werte zu kommen teilt man dem Senor mit wie empfindlich er sein darf. Der geübte Analog-Fotograf wird sich hier einfach an die gewohnten ISO- Einstellungen halten.

Dass der Sensor bei großer Verstärkung (hohe ISO) rauscht ist einzig alleine der Technik anzulasten und muss (zumindest zum heutigen Stand der Technik) genauso hingenommen werden wie die Korngröße bei analoger Empfindlichkeit.

 

[Nightshot]

Aber warum soll man die Signalverarbeitung vor(!) dem Abspeichern des RAW einstellen und nicht der nachträglichen EBV überlassen???

Im RAW kannst nur Digitalwerte abspeichern, die ISO Anpassung erfolgt aber noch vor der Digitalisierung. Einfach ausgedrückt wird damit wird das analoge Signal so verstärkt, dass sein Wertebereich optimal zur Eingangsdynamik vom A/D Wandler passt.

 

[Graukater]

Und aus dem Grund ist es auch vorteilhafter, 'so früh wie möglich' zu verstärken - weil das idealerweise nur auf einen Teil des Rauschens Einfluss hat. Eine nachträgliche, rein rechnerische Anpassung kämpft mit dem Problem, dass sie grundsätzlich immer das gesamte Rauschen verstärkt - unabhängig von seiner Natur/Ursache. Vgl. dazu auch: https://www.dslr-forum.de/showthread.php?p=8426088.

Gruß, Graukater

 

[messenger]

Und aus dem Grund ist es auch vorteilhafter, 'so früh wie möglich' zu verstärken -.....
Gruß, Graukater

Mir scheint der Trend mit verbesserten Technologien aber dahin zu gehen, die hohen ISO immer mehr aus dem RAW (also den bereits digitalisierten Werten)zu schöpfen. Etwa die Fuji X100 verstärkt analog nur auf max. 1.600asa; alles darüber wird nachträglich verstärkt. Und die gehört im High-ISO-Bereich zum Besten, was APS-C zur Zeit zu bieten hat......

Gruß messi

 

[Gast_194966]

Moin!

Und dass die Sache dann noch ein bisschen haariger ist, zeigt z.B. dieser Aufsatz. Besonders aufschlussreich finde ich da insbesondere die Grafik 12a auf Seite 3, wo der Signal-Rausch-Abstand (vertikale Achse) gegen die Belichtung (also die aufgenommen Lichtmenge pro Flächenstück des Sensors) aufgetragen ist, am Beispiel einer Canon 1D3. Beachtet, dass die Kurven rechts an verschiedenen Stellen enden, was tatsächlich durch die Signalverstärkung und Clipping spätestens bei der A/D-Wandlung passiert.

Eindeutig ist, dass man so viel wie möglich Licht auf den Sensor fallen sollte, um ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis zu bekommen. Also Blende auf und lange belichten!

Aber noch interessanter wird's wenn man sich weder eine offenere Blende noch eine längere Zeit erlauben kann oder will. Dann lohnt es sich im Bereich geringer ISO, diese gerade so hoch zu drehen, dass keine (oder nur unwichtige) Lichter ausfressen (also keine Belichtungen rechts vom Ende der ISO-Kurve auftreten). dadurch bekommt man in den Schatten ein besseres S/R-Verhältnis. Aber je höher die ISO werden, desto geringer ist der Gewinn in den Schatten, während gleichzeitig rechts die Kurve immer früher endet, also immer mehr Lichter ausfressen können. Bei höheren ISO ist es deshalb sinnvoll, sie eben nicht noch höher zu drehen, sondern lieber absichtlich unterzubelichten und die Bilder bei der RAW-Entwicklung wieder aufzuhellen, sinnvollerweise mit einer angepassten Tonwertkurve, um das Ausbrennen der Lichter zu vermeiden. Ach ja, das funktioniert natürlich nur bei RAW-Entwicklung. Die Fuji X100 benutzt angeblich genau diese Methode bei höheren ISO automatisch.


Gruß, Matthias

 

[Graukater]

Hallo messi!

Das ist durchaus vorstellbar - wenn mit analoger Verstärkung darüber hinaus kein 'Gewinn' (im Sinne eines verbesserten Rauschverhaltens) mehr zu erzielen ist, kann man sich den entsprechenden Aufwand sparen. Der genannte Wert von ISO 1600 würde gut zum von Nightshot angesprochenen 'break even point' passen: https://www.dslr-forum.de/showthread.php?p=8426050.

(Sehe ich das richtig, dass die X100 ab da dann nur noch unterbelichtete RAWs liefert?)

Gruß, Graukater

 

[Gast_194966]

Hallo messi!

Ich bin Matthias, oder meinst Du mich gar nicht?

(Sehe ich das richtig, dass die X100 ab da dann nur noch unterbelichtete RAWs liefert?)

Die RAWs sind angeblich tatsächlich "unterbelichtet", enthalten aber die Information für den RAW-Konverter, dass diese Fotos beim entwickeln zunächst um soundsoviele Blenden aufgehellt werden sollen. Das kann man dann natürlich wieder ändern, um die Lichter zu retten.


Gruß, Matthias

 

[Graukater]

Masi, ich vermute, das hat dann eben auch wieder mit der 'Natur' des Rauschens zu tun. Bei längeren Belichtungszeiten kämpft man ja meist mit dem thermischen Rauschen (Dunkelstrom), und speziell dabei ist bereits die analoge Verstärkung 'Gift' im Sinne des Rauschens - würde m.E. insofern durchaus passen.

Ich meinte mit dem vorigen Beitrag messenger.

Gruß, Graukater

 

[Gast_194966]

Ich meinte mit dem vorigen Beitrag messenger.

Ach, der hat ja auch was zur X100 geschrieben. Dann liefer ich noch das Diagramm nach.


Gruß, Matthias