Mehr Licht bei Vollformat?

[Gast_422989]

Irgendwas ist ein bisschen oberfaul an Deiner Aussage mit Deiner Normalverteilung!

Da war ich wohl ein wenig indiskret.
Danke.

 

[Georgius]

Mag matematisch/statistisch/physikalisch richtig sein. Im Schluß, das man mit einem Pixel mit einer Messung kein Rauschen existiert, sind wir uns einig.

Klar rauscht das Licht. Wenn ich eine konstante Messung an einem Sensor mache werde ich es auch sehen, nur wenn ich ein Pixel 1/30 sec belichte bekomme am ende der Belichtung einen Wert der in irgendeiner weise proportional zu der Gesamtzahl der aufgetroffenen Photonen ist. Ich kann keine Aussage treffen wann wieviele Photonen aufgetrogfen sind.
Das (auch bei konster Lichteinstrahlung) pro zB ms nicht die selbe Anzahl Photonen auftreffen ist klar. Das Eingangssignal ist "verrauscht", der Sensor gibt einen Wert ais der nicht rauschen kann.

 

[burkhard2]

Mag matematisch/statistisch/physikalisch richtig sein. Im Schluß, das man mit einem Pixel mit einer Messung kein Rauschen existiert, sind wir uns einig.

Das denke ich nicht.

1. Mit derselben Begründung könntest du "beweisen", dass Bilder gar nicht rauschen – denn wenn du Rauschen über Nachbarpixel "misst", setzt du gleiche Verteilungsfunktionen für die Nachbarpixel voraus (also gleichen Bildinhalt). Oder konkreter: mach ein Foto von einem verrauschten Bild. Wie misst du das Rauschen, das bei dem Foto dazukommt?

2. Das Photonenrauschen eines einzelnen Pixels lässt sich sehr wohl durch √Photonenzahl abschätzen – die Poisson-Verteilung hat nur einen Parameter. (Wenn man die Varianz nimmt, ist der Schätzer sogar erwartungstreu).

3. Wenn ein einzelnes Pixel im Dunkeln mit 1/100000 s belichtet wird (so dass fast sicher kein Photon das Pixel trifft), und anschließend 20 Photonen gemessen werden, dann würden die meisten das selbstverständlich Rauschen nennen (man kennt hier den Erwartungswert – der wäre praktisch 0).

L.G.

Burkhard.

 

[chmee]

Moooment @Burkhard2 Ich habe hier einen Pixelwert: 13.346. Ich gebe Dir sogar noch die Info, dass dieser Wert aus einem 5DIII-Raw kommt. Kannst Du mir sagen, wie hoch die SNR ist?

Ein Wert sagt gar nichts. Und man kann einen Versuchsaufbau (zu 1.) so konstruieren, dass er keine Aussage treffen kann.. Eine statistische Aussage über die Verteilung der Haarfarben in Deiner Stadt zu machen, dann aber nur eine Person (oder nur die Rothaarigen) einzuladen macht auch keinen Sinn.

Das Photonenrauschen eines einzelnen Pixels lässt sich sehr wohl durch √Photonenzahl abschätzen – die Poisson-Verteilung hat nur einen Parameter. (Wenn man die Varianz nimmt, ist der Schätzer sogar erwartungstreu). ..

Dann sag mir irgendwas zu obigem Wert. Du kennst nicht mal den Soll-Zustand, Du kannst nicht sagen, ob dieser Wert zu 100% exakt ist oder zu 100% Zufall, irgendeine Art von Rauschen.

mfg chmee

 

[Steffen Rentsch]

Rauschen liegt in der Natur des Lichtes.

Nö. Licht rauscht nicht. Sensoren rauschen (umso mehr, je höher verstärkt wird).

Oder meintest Du die Doppelnatur des Lichtes als Welle und Teilchen (Photon)?

Steffen

 

[Waartfarken]

Nö. Licht rauscht nicht. Sensoren rauschen (umso mehr, je höher verstärkt wird).

Würde das Bild von einem "elektrisch perfekten" und deshalb "eigenrauschfreien" Sensor rauschen?

Kleiner Tipp: Ja!

 

[whr_]

Nö. Licht rauscht nicht. Sensoren rauschen (umso mehr, je höher verstärkt wird).

Die Aussage in Klammern lasse ich mal weg.

Ob das Licht oder ob der Sensor (Detektor) rauscht, ist letztlich unentscheidbar, da Licht nur durch Detektion (z. B. Zählen von Photonen) messbar ist. Tatsache ist, das auch maximal "reines" Licht, wie es z. B. durch einen idealen Laser erzeugt wird (Alpha- oder Glauber-Zustand der QED) nach einer ebenso idealen Detektion nicht durch eine pro Zeitintervall konstante Zahl von Photonen gekennzeichnet ist, sondern durch eine Poissonsche Wahrscheinlichkeitsverteilung.

Insofern ist die Ansicht, daß das Licht selbst rauscht, naheliegend; jedenfalls kann es keinen Detektor geben, der Lichtleistung rauschfrei detektieren kann.

Thermisches Licht verhält sich zwar eigentlich deutlich anders als ein kohärenter Zustand, führt im Ergebnis aber (bei ausreichend Mittelung über viele Kohärenzzeiten) zum gleichen Ergebnis.

Und das ist keine abgehobene Theorie, sondern die real bei größeren Lichtleistungen (niedrigen ISO-Einstellungen) das S/N begrenzende Größe, zusammen mit dem Quantenwirkungsgrad des realen Sensors. Wäre der bei 100%, wäre eine weitere Verbesserung nicht mehr möglich. Davon ist die Realität nicht mehr weit entfernt.

 

[Ockham]

Nö. Licht rauscht nicht. Sensoren rauschen (umso mehr, je höher verstärkt wird).

Au backe...

 

[chmee]

Naja, die Aussage um "Licht rauscht oder nicht" kann man auf Alles ansetzen. Wirklich Alles. Eine Frage der Nachkommastellen, der Messgenauigkeit, des Vergrößerungsfaktors.. Irgendwann findet sich dann doch kein stetiges, sondern variantes Signal. Und irgendwann ist es eben nur akademisch und nicht mehr wirklich praktisch

Gibts denn noch einen Konsens zur Eingangsfrage oder hab ich die schöne Antwort einfach nur überlesen

mfg chmee

 

[Waartfarken]

Naja, die Aussage um "Licht rauscht oder nicht" kann man auf Alles ansetzen. Wirklich Alles. Eine Frage der Nachkommastellen, der Messgenauigkeit, des Vergrößerungsfaktors.. Irgendwann findet sich dann doch kein stetiges, sondern variantes Signal. Und irgendwann ist es eben nur akademisch und nicht mehr wirklich praktisch

Die Ladung eines Elektrons, die Gravitationskonstante, das Planck'sche Wirkungsquantum usw. sind in jeder praktischen und akademischen Hinsicht konstant und rauschfrei, allenfalls deren Messwerte rauschen. Das Licht auf einem Sensor rauscht selbst dann, wenn es völlig fehlerfrei gemessen werden könnte. Und das sogar nicht unerheblich und (bei geringen Photonenzahlen) beileibe nicht nur weit hinterm Komma.

 

[Gast_324133]

Gibts denn noch einen Konsens zur Eingangsfrage oder hab ich die schöne Antwort einfach nur überlesen

Mit der Eingangsfrage hat das doch schon lange nichts mehr zu tun, die wurde allein in diesem Thread schon mehrfach geklärt.

Man könnte nochmal eine andere Formulierung der Antwort versuchen: der größere Sensor bekommt mehr Licht, aber das braucht er auch, um die größere Fläche mit gleicher Intensität zu beleuchten (erfreulicherweise kommt das auch genau aus, und wie in alten Zeiten macht die Vergrößerung den Unterschied).

Hier wird doch schon lange nicht mehr um sensorgrößenbedingte Unterschiede gestritten...

 

[Ockham]

Naja, die Aussage um "Licht rauscht oder nicht" kann man auf Alles ansetzen. Wirklich Alles. Eine Frage der Nachkommastellen, der Messgenauigkeit, des Vergrößerungsfaktors.. Irgendwann findet sich dann doch kein stetiges, sondern variantes Signal. Und irgendwann ist es eben nur akademisch und nicht mehr wirklich praktisch

Bei real vegetierenden Bildsensoren mit ein paar Tausend Elektronen Full Well rauscht's schon gewaltig vor dem Komma.

 

[burkhard2]

Moooment @Burkhard2 Ich habe hier einen Pixelwert: 13.346. Ich gebe Dir sogar noch die Info, dass dieser Wert aus einem 5DIII-Raw kommt. Kannst Du mir sagen, wie hoch die SNR ist?

Wenn du mir noch sagst, welcher ISO-Wert, dann kann ich dir gerne die Standardabweichung des Photonenrauschens sagen.

L.G.

Burkhard.

 

[Balaleica]

Irgendwo bei extrem ISO, mag das dann anders aussehen, nicht aber bei den geläufigen ISO Werten bis ISO3200.

Die Unterschiede bemerkt man bei den ISOs aber schon beim Bearbeiten. So eine A7s kann schon sehr erhellend sein, was dieses Thema um große und kleine Pixel angeht.

Der Knackpunkt ist nämlich der: Die Bearbeitung im Nachgang findet immer mit den Möglichkeiten eines Pixels statt, nicht mit auf irgendwelche Normgrößen skalierten Bildern. Dadurch handelt man sich eben auch die durch die Pixel definierten Grenzen bei der Bearbeitung ein, die eine nachfolgende Skalierung nur bedingt beheben kann (diverse Bearbeitungsschritte sind nichtlinear).

Gut, am Ende interessiert es keinen, ob ein Bild mit ISO100 oder ISO 100-stellig aufgenommen wurde, solange das Bild ok ist. Von der Warte her ist es aber auch irrelevant, ob da ein großer oder kleiner Sensor im Spiel war

 

[chmee]

@Burkhard2
Darauf wollte ich hinaus. Um eine Aussage über Rauschen oder Eigenschaften wie Standardabweichung zu machen, bedarf es mehr als nur nen ausgelesenen Sensorwert. Angenommen, ich würde die Informationsmenge verdrehen, Du weisst nicht, welcher Body, aber die ISO, Du könntest weiterhin keinen Wert nennen können. Du implizierst Informationen, von denen Du sagst, man bräuchte sie nicht..

@Ockham und @Waartfarken
Dessen bin ich mir bewusst. Pi ist eine Konstante, doch zum "schnell-mal" Berechnen eines Umfangs darf man auch großzügig auf 3,14 aufrunden. Wenn ich n Gesicht male, werden es alle als Gesicht erkennen, für ne Täterbeschreibung wirds wohl nicht reichen. Es geht doch immer um kontextbedingte Genauigkeiten. Und nun sinniert ihr darüber, wann das technisch bedingte Rauschen so niedrig (ideal 0) ist, dass nur noch das "natürliche" Rauschen übrig bleibt. rhetorische Frage: Ist es aus der Sicht des "Fotografen" nötig?

Da fallen mir grad zwei aktuelle Sachen ein:
(a) Der rumorte 21-Blenden-Sensor von Sony. Wie ist sowas realisierbar? Er müsste ja ~2Mio Photonen pro Sensel verarbeiten können - ohne nur etwas von technisch bedingtem Rauschen zu wissen.. Ein Arbeitsraum von ~127dB und dabei fotografisch nutzbar..
(b) Lichtbewegung wird sichtbar gemacht. Für die fotografische Welt sind doch sicherlich einige angenehme Erkenntnisse zu erwarten.

mfg chmee

 

[Waartfarken]

Es geht doch immer um kontextbedingte Genauigkeiten. Und nun sinniert ihr darüber, wann das technisch bedingte Rauschen so niedrig (ideal 0) ist, dass nur noch das "natürliche" Rauschen übrig bleibt. rhetorische Frage: Ist es aus der Sicht des "Fotografen" nötig?

Nein, völlig falschrum verstanden! Das "technisch bedingte" Rauschen nehme ich als vernachlässigbar an und betrachte nur das "natürlich" bedingte Photonenrauschen. Und das ist tatsächlich "praxisrelevant", denn es dominiert über einen weiten Bereich ganz allein.

 

[ManniD]

Die Unterschiede bemerkt man bei den ISOs aber schon beim Bearbeiten. So eine A7s kann schon sehr erhellend sein, was dieses Thema um große und kleine Pixel angeht.

Genau, guckst du hier: >>klick mich<<

 

[Waartfarken]

Wenn du mir noch sagst, welcher ISO-Wert, dann kann ich dir gerne die Standardabweichung des Photonenrauschens sagen.

Die Sache beißt sich allerdings in den Schwanz, denn Du müsstest den Raw-Wert in eine Photonenzahl zurückrechnen, aber die wurde ja vorher überhaupt erst über die Standardabweichung bestimmt. Erst, wenn man genügend viele nominell gleich belichtete Messungen (Pixelwerte) gemacht hat, deren Mittelwert 13346 ergibt, kannst Du aus der Standardabweichung auf die zugehörige Photonenzahl schließen. Nur mit ISO und "13346" geht es nicht.

 

[burkhard2]

Erst, wenn man genügend viele nominell gleich belichtete Messungen (Pixelwerte) gemacht hat, deren Mittelwert 13346 ergibt, kannst Du aus der Standardabweichung auf die zugehörige Photonenzahl schließen. Nur mit ISO und "13346" geht es nicht.

Es genügt, zu wissen, wie viele eingefangene Photonen einer AD-Einheit entsprechen. Analog zur Längenmessung, wo ich wissen (und im Zweifel nachmessen) muss, wie groß der Abstand zwischen zwei Strichen auf meinem Lineal ist, sonst kann ich den Messwert für sehr wenig gebrauchen.

Messungen bei einer spezifischen Lichtmenge braucht man dazu nicht, wohl aber in der Praxis mehrere Eiznelmessungen, um das Leserauschen zu kompensieren.

im Übrigen: selbst wenn es nicht möglich wäre, aus dem einzelnen Messwert eine Abschätzung des Fehlers zu gewinnen, würde das ja nicht beweisen, dass der Messwert nicht vom Erwartungswert abweicht.

Natürlich kann man sich auf den Standpunkt stellen, dass eine (hypothetisch) fehlerfrei gemessene Photonenanzahl "rauschfrei" ist – dann würde man die tatsächlich gemessene Photonenanzahl und damit das Photonenrauschen zum Teil des Bildinhaltes erklären und nicht nur die erwartete Photonenanzahl.

L.G.

Burkhard.

 

[Waartfarken]

Es genügt, zu wissen, wie viele eingefangene Photonen einer AD-Einheit entsprechen.

Ja natürlich! Aber woher weiß man das? Sensorgen bestimmt es rückwärts aus der Standardabweichung bzw. per Kurvenanpassung. Der Sensorhersteller kann es wohl etwas direkter messen, aber deren Messwerte kenne ich nicht. Gibt es die irgendwo nachzulesen?