Sensorrauschen und Dynamik bei gleicher Schärfentiefe und gleicher Zeit.

[Leo1024]

Welchen Unterschied siehst du hier zwischen Theorie und Praxis?



Beliebig dürfen die RAWs ja nicht sein. Um tatsächlich ganz praktisch den Vergleich isoliert auf die Fragestellung zu untersuchen müssten zu vergleichenden RAWs einige Anforderungen erfüllen:

-Gleiche Qualität der Sensortechnik.
-Gleiche Belichtungszeit.
-Gleiche Schärfe aufgrund der eingestellten Schärfentiefe.
-Gleicher Bildausschnitt um einen dem Sensorgrößenunterschied entsprechend unterschiedlichen Abbildungsmaßstab zu haben.

Soviel braucht man nicht. Um Bearbeitungsresereven abzuschätzen, brauchst du Foto mit einigermaßen dunklen Teilen. Mehr nicht.

 

[rbtt]

...
Was das mit der originalen Frage zu tun haben soll, ist mir aber nicht so ganz klar.

Es zeigt eine Praksis-Relevanz der Frage.

 

[rodinal]

Meine A7s hat mehrere Blenden Bearbeitungsspielraum in die Schatten, bei ISO6400 wohlgemerkt. Das kannst Du mal mit µFT-Sensoren bei ISO1600 probieren.

Längst gezeigt: Ein Freihand-Schnappschuss mit der M5.2 bei bedecktem Mond, ISO1600 eingestellt, eine Stufe unterbelichtet - also ISO3200. Dann fünf Stufen aufgehellt, Lichter komprimiert, WB. Ich war auf der Suche nach Banding....

 

[Balaleica]

Längst gezeigt: Ein Freihand-Schnappschuss mit der M5.2 bei bedecktem Mond, ISO1600 eingestellt, eine Stufe unterbelichtet - also ISO3200. Dann fünf Stufen aufgehellt, Lichter komprimiert, WB. Ich war auf der Suche nach Banding....

Ich bin mir nicht bewußt, irgendwo von Banding geredet zu haben. Aber immerhin haben wir jetzt ein visuelles Beispiel von Ausleserauschen, danke

 

[Polyphemos]

Meine A7s hat mehrere Blenden Bearbeitungsspielraum in die Schatten, bei ISO6400 wohlgemerkt. Das ist also alles nicht so einfach.

Du betreibst hier Cherry-Picking in bezug auf Teildaten.

"Bearbeitungspielraum" ist i.d.R. (hier im Thread wurde es nie anders definiert) der Strassenbegriff für maximalen Dynamikumfang.
Die A7s ist hier tatsächlich mit 13,3 Blenden ein Negativbeispiel, was sich über ihre veraltete Nischen-Sensortechnik erklären lässt.

Denselben maximalen Dynamikumfang bietet die mFT GX800 mit einem viertel so großen Sensor, was tatsächlich in der Theorie nicht passieren dürfte, die Sony A7s müsste sehr viel besser sein (2 volle Blenden eben).

Die schlechten Leistungen der A7S sind auch ein gutes Exempel wieder die Quatsch-These, dass große Pixel Vorteile bieten würden.
Die Panasonic S1R hat 400% der Pixel der A7S und nicht etwa viel weniger maximalen Dynamikumfang, sondern 0,8 Blenden mehr.

Das ist also alles nicht so einfach.

Absolut. In der Theorie müsste die A7S mithalten können, in der Praxis sind Ihre maximalen "Bearbeitungsreserven" mieser als die einiger schon schlecht beleumundeter Canon Sensoren.

Die ganze Theoretisiererei ist wichtig, aber am Ende muss man reale Raws vergleichen, weil die einzelnen Sensoren eben 1-2 Blenden von der Theorie abweichen können.

 

[LIMALI]

Nein,- als die A7s aktuell war, hat die in Sachen Dynamik bei hohem ISO sogar mehr als 2 Blenden Reserve gehabt, als jede mFT Kamera.

Damals schon wurde behauptet, der kleinere Sensor wäre diesbezüglich im Vorteil und damals schon hat die A7s gezeigt, dass das nicht stimmt.

Das war auch die Zeit, in der von denselben Leuten behauptet wurde, dass es mehr Freistellung als mFT so wie so nicht braucht, wie sich heraus stellte, weil sie nicht wussten, dass die Schärfentiefe ganz unterschiedlich mit derselben Kameraeinstellung ausfallen kann. Kopf-/Ganzkörperportrait z.B.

 

[Borgefjell]

"Bearbeitungspielraum" ist i.d.R. (hier im Thread wurde es nie anders definiert) der Strassenbegriff für maximalen Dynamikumfang.
Die A7s ist hier tatsächlich mit 13,3 Blenden ein Negativbeispiel, was sich über ihre veraltete Nischen-Sensortechnik erklären lässt.

Woher hast du den Wert und ist dir bewusst, wie dieser ermittelt wird?

Denselben maximalen Dynamikumfang bietet die mFT GX800 mit einem viertel so großen Sensor, was tatsächlich in der Theorie nicht passieren dürfte, die Sony A7s müsste sehr viel besser sein (2 volle Blenden eben).

Die schlechten Leistungen der A7S sind auch ein gutes Exempel wieder die Quatsch-These, dass große Pixel Vorteile bieten würden.
Die Panasonic S1R hat 400% der Pixel der A7S und nicht etwa viel weniger maximalen Dynamikumfang, sondern 0,8 Blenden mehr.

Bei welcher Iso ;-)

Absolut. In der Theorie müsste die A7S mithalten können, in der Praxis sind Ihre maximalen "Bearbeitungsreserven" mieser als die einiger schon schlecht beleumundeter Canon Sensoren.

Die ganze Theoretisiererei ist wichtig, aber am Ende muss man reale Raws vergleichen, weil die einzelnen Sensoren eben 1-2 Blenden von der Theorie abweichen können.

Dann sollte man die Theorie auch verstehen, der von z.B. DxO angegebene Dynamikumfang hat für die Praxis absolut 0 Bedeutung

Bei den ganzen Messungen bleiben Farbverschiebungen, Banding etc. völlig unberücksichtigt usw.

Wer meint die blaue Tönung der dunklen Bildbereiche wäre ein Feature, wird sicherlich die hochauflösenden Kameras bevorzugen, jeder andere bevorzugt dann doch a7s oder D5

 

[Leo1024]

Du betreibst hier Cherry-Picking in bezug auf Teildaten.

"Bearbeitungspielraum" ist i.d.R. (hier im Thread wurde es nie anders definiert) der Strassenbegriff für maximalen Dynamikumfang.
Die A7s ist hier tatsächlich mit 13,3 Blenden ein Negativbeispiel, was sich über ihre veraltete Nischen-Sensortechnik erklären lässt.

Denselben maximalen Dynamikumfang bietet die mFT GX800 mit einem viertel so großen Sensor, was tatsächlich in der Theorie nicht passieren dürfte, die Sony A7s müsste sehr viel besser sein (2 volle Blenden eben).

genau!

Die schlechten Leistungen der A7S sind auch ein gutes Exempel wieder die Quatsch-These, dass große Pixel Vorteile bieten würden.
Die Panasonic S1R hat 400% der Pixel der A7S und nicht etwa viel weniger maximalen Dynamikumfang, sondern 0,8 Blenden mehr.

Oder ein Beispiel davon, dass die Umsetzung falsch war. Aber:

Die ganze Theoretisiererei ist wichtig, aber am Ende muss man reale Raws vergleichen, weil die einzelnen Sensoren eben 1-2 Blenden von der Theorie abweichen können.

Genau das habe ich auch gemeint: Unterschied zwischen Theorie und Praxis.

 

[Borgefjell]

Ein theoretisch ermittelter Messwert wird als gesetzt angenommen, aber die Praxis zählt dann? Sorry...

Zitat von Polyphemos:"Du betreibst hier Cherry-Picking in bezug auf Teildaten. "

 

[Balaleica]

Du betreibst hier Cherry-Picking in bezug auf Teildaten.

Es sind Beispiele, die aufzeigen sollen, daß die Realität deutlich komplexer ist als viele der hier aufgeworfenen Theorien. Irgendwo gibt es z.B. eine Seite zur Äquivalenz-Theorie irgendwo im Netz, und die wird u.a. von einer sehr langen Liste von Vorbedingungen geziert, unter denen diese Theorie dann in der Form direkt anwendbar ist. Die Praxis zerlegt einem diese Vorbedingungen in fast jedem Fall, weshalb ich diese Theorie auch als Daumen-Regel bezeichnet habe.

"Bearbeitungspielraum" ist i.d.R. (hier im Thread wurde es nie anders definiert) der Strassenbegriff für maximalen Dynamikumfang.

Nein. Wenn ich vom Bearbeitungsspielraum bei ISO6400 rede, dann ist das genau das und nicht der Bearbeitungsspielraum bei z.B. ISO100.

Und wenn Du schon irgendwelche Meßwerte zitierst, dann solltest Du Dir mal die FullSNR+FullCS-Diagramme bei DxOmark anschauen. Daran lassen sich viele Dinge, denen man auch in der Praxis begegnet, ablesen. Das ist natürlich vergleichsweise komplex ggü. einem artifiziellem normalisiertem DR-Wert, von dem die meisten noch nicht mal wissen, was man daraus wirklich schlußfolgern kann und was nicht.

Denselben maximalen Dynamikumfang bietet die mFT GX800 mit einem viertel so großen Sensor, was tatsächlich in der Theorie nicht passieren dürfte, die Sony A7s müsste sehr viel besser sein (2 volle Blenden eben).

Dann schau Dir mal die FullSNR und FullCS-Diagramme von beiden an. Aufgrund der geringen Auflösung bei der A7s bekommst Du übrigens bis in die dunklen Bereiche hinein super-cleane ISO100-Bilder. Kann ich nur empfehlen, mal auszuprobieren, Dir quasi selbst ein Bild davon zu machen. Und ja, es gibt Kameras, die mehr Informationen aus den extremen Schatten bei ISO100 (bzw. ISO64) herausholen können als eine A7s.

Aber eigentlich geht es ja um ISO100 vs. ISO400, beispielsweise. Die A7s liefert da lockere 12 Blenden beim Screen-DR @ DxO (füllt die µFT üblichen 12bit scheinbar gut aus), und beim FullSNR sieht man, daß sie in den extremen Schatten nicht ganz so gut ist, aber dafür in den restlichen Bildbestandteilen sogar (immer noch!) einen leichten Vorteil ggü. der GX800 hat.

ISO400 vs. ISO1600 sehen sich dann aber schon sehr ähnlich (hmm ...), und z.B. ISO1600 vs. ISO6400 zeigt selbst in den extremen Schatten bei der A7s einen Vorteil.

Die schlechten Leistungen der A7S sind auch ein gutes Exempel wieder die Quatsch-These, dass große Pixel Vorteile bieten würden.

D810 vs. D750. Wenn Du weißt, welche Diagramme als Indikatoren dienen, ist das ein perfektes Beispiel für den Unterschied zwischen Pixelgrößen. Das wird auch auf absehbare Zeit so bleiben. Genau deswegen kommt eine GH5s z.B. auch mit 14bit Pixeln und nicht mit den µFT-üblichen 12bit. Usw.

Die ganze Theoretisiererei ist wichtig, aber am Ende muss man reale Raws vergleichen, weil die einzelnen Sensoren eben 1-2 Blenden von der Theorie abweichen können.

Die Praxis ist deutlich komplexer als die landläufig als Leistungsparameter genutzen normalisierten DR-Kurven (egal ob DxO oder PDR oder was auch immer sonst noch so existiert). Das liegt u.a. daran, daß ebenjene DR-Kurven anhand der RAW-Werte berechnet werden, in der Realität aber noch das Post-Processing stattfindet, bei dem mindestens eine nichtlineare Berechnung mit im Spiel ist und all diese Berechnungen mit den Daten der einzelnen Pixel stattfinden. Genau deswegen gibt es vor allem Richtung HighISO eine teils deutliche Diskrepanz zwischen diesen DR-Kurven und der Realität; die gibt es eigentlich auch bei niedrigen ISOs, nur fällt es da deutlich schwerer, diese Unterschiede sichtbar zu machen.

 

[rbtt]

...In der Praxis muß man aber z.B. das Ausleserauschen, (effektiven) "fill factor" (% der Sensorfläche, die wirklich zur Lichtumsetzung genutzt werden), quantum efficiency (% der Photonen, die tatsächlich auch in elektrische Ladung umgesetzt werden) usw. mitbetrachten, und da wird der Spaß hinreichend kompliziert...

Wird dieser fill-factor allein durch die kleinere Fläche geringer? Wie soll das passieren?

 

[anathbush]

Die Unterscheidung in Theorie und Praxis, die hier gemacht wird, ist etwas unglücklich. Man sollte in Optik (alles bis das Bild auf dem Sensor projiziert ist) und Bilderzeugung (alles vom auf dem Sensor projizierten Bild bis die RAW-Daten im Speicher der Kamera liegen) unterteilen - und da dann jeweils in Theorie und Praxis.

Optik Theorie:

* Jede Bild das jemals gemacht wurde, hätte man genau so auch mit einer anderen Sensor-/Filmgröße machen können...

Optik Praxis:

* ... solange man die dann erforderliche Brennweiten/Blendöffnungskombination auch beschaffen kann.

* ... solange die dann erforderliche Empfindlichkeit einstellbar bzw. beschaffbar ist.

* Ändere ich die Brennweite (oder gar das Objektiv) ändere ich auch immer die Abbildungseigenschaften (mehr oder weniger).


Wichtig ist hier: Passt man Brennweite/Blende passend an, bleibt die Lichtmenge aus der das Bild erzeugt wird gleich - und damit auch Schärfeverlauf und der durch das Licht bedingte Rauschanteil. Die Äquivalenz ist also in der Optik relativ einfach und auch in der Praxis* (wenn umsetzbar) gut nachvollziehbar. Der Einfluss der Bilderzeugung ist unter "guten Bedingungen" (also keine extreme Aufnahmesituation, gutes Licht, keine großen Vergrößerungen, etc) vernachlässigbar - mit anderen Worten so einem 08/15 Bild sieht man nicht an, mit welcher Sensorgröße es aufgenommen wurde.


Bilderzeugung Theorie:

* Das Rauschen pro Pixel hängt von der Lichtmenge die ein Pixel abbekommt (und damit von seiner Größe) und von der Aufnahmetechnik ab.

* Die Sensorgröße an sich ist für das Rauschen eines einzelnen Pixels irrelevant.

Bilderzeugung Praxis:

* Wahnsinnig komplex (und dazu kommen dann noch unterschiedlich geschickte Algorithmen)...


Ein Hinweis, dass die Äquivalenz auch in der Bilderzeugung recht gut gelten dürfte, ist der ewige Streit um die Sensorgrößen hier. Das was mit einem kleineren Sensor machbar ist, scheint mit einem größeren Sensor nicht wesentlich besser machbar zu sein. Etwas das mit mit einem größeren Sensor machbar ist, ist manchmal mit einem kleineren Sensor eben nicht machbar.

 

[ManniD]

Bilderzeugung Theorie:

* Das Rauschen pro Pixel hängt von der Lichtmenge die ein Pixel abbekommt (und damit von seiner Größe) und von der Aufnahmetechnik ab.

* Die Sensorgröße an sich ist für das Rauschen eines einzelnen Pixels irrelevant.

* Anzahl der Pixel pro Sensorfläche ist weitestgehend irrelevant ausser bei extrem, hohen ISO und extrem wenig Lich, wenn man dann noch meint aufhellen zu müssen, obschon die Dynamik auf dem Sensor das gar nicht hergibt.

 

[Borgefjell]

Und alleine der Dynamikumfang ist schon nicht eindeutig messbar bzw. definiert. Mit der bekannteste Ansatz ist wohl der von DxO - nur leider hat der halt sehr wenig Praxisrelevanz - und nein, DxO misst nicht falsch, im Gegenteil...

Der nutzbare Dynamikumfang hängt, genau wie die Schärfentiefe etc., stark von Ausgabegröße, Ausgabeart, Betrachtungsabstand und persönlicher Sehfähigkeit/Toleranz ab, dazu kommen dann noch Störgrößen wie Farbverschiebungen, Banding etc. die von den üblichen Messungen gar nicht erfasst werden.

"Den" Dynamikumfang von 13,X EV gibt es daher nicht und jeder der da vergleichen möchte, sollte sich speziell bei den DxO-Angaben darüber klar werden, dass das a) keine Definition ist, die in der Praxis von Bedeutung ist und b) auch mal Bilder der entsprechenden Kameras wirklich bearbeiten.

Dabei wird man dann u.a. feststellen, dass das Bildmaterial der kritisierten a7s mit das robusteste überhaupt ist, stärker (insb. bei hohen Isos) lässt sich ein raw kaum bei immer noch guter Qualität "verbiegen"

 

[rbtt]

...
* ... solange man die dann erforderliche Brennweiten/Blendöffnungskombination auch beschaffen kann.
...

Das ist sicher richtig. Um aber zu ergründen was zu beschaffen zu wünschen ist, muss erst einmal die Theorie geklärt sein.

Praktische Relevanz hat dieses Theam hier im Grunde in zwei Bereichen:

Macrofotografie von bewegten Motiven (Wind oder Eigenbewegung von zum Beipsiel Insekten) und Fotografie von bewegten Motiven mit Teleobjektiven (z. B. Vögel).

In beiden Fällen gibt es bei der Beleichtungszeit kaum Spielraum und auch die notwengie Schärfentiefe ist schwer zu erreichen, weswegen wohl Blendeneinstellungen notwendig sind, die wohl jedes System zu bieten hat.

Wählt man in diesen beiden Fällen einen größeren Abbidlungsmaßstab wird man die Blende eben zwingend mehr schließen müssen als bei einem kleineren Abbildungsmaßstab und entsprechend die ISO-Zahlen nach oben korrigieren.

Die Aussage,

Das Rauschen pro Pixel hängt von der Lichtmenge die ein Pixel abbekommt (und damit von seiner Größe) und von der Aufnahmetechnik ab

muss deshalb im Kontext bewertet werden. Denn die Lichtmenge ist in diesen Fällen beim kleineren Pixel auf kleinerer Fläche nicht geringer, als die Lichtmenge eines größeren Pixels auf größerer Fläche.

Zudem muss zum Thema berücksichtigt werden, dass eine kleinere Fläche nicht zwingend mit kleineren Pixeln einhergehen muss.

Bei unbewegten Motiven sieht die Sache natürlich anders aus. Da kann die Kamera aufs Stativ und die Zeit beliebig verlängert werden. Dass dann der größere Sensor im Vorteil ist dürfte unbezweifelt sein.

 

[ManniD]

Und alleine der Dynamikumfang ist schon nicht eindeutig messbar bzw. definiert. Mit der bekannteste Ansatz ist wohl der von DxO - nur leider hat der halt sehr wenig Praxisrelevanz - und nein, DxO misst nicht falsch, im Gegenteil...

Wird doch ständig in dpreview bestätigt was dort gemessen wird, wo sollten sonst die enormen Bearbeitungsspielräume gerade der Kameras mit der hohen Pixeldichte herkommen, wo andere, auch mit weniger Pixel pro Fläche, relativ schnell, unschönes Rauschen beim aufhellen zeigen.
Bei ganz hohen ISOs und sehr wenig Licht, lässt sich dafür etwas mehr aus den Bildern machen. Ich selbst bin immer wieder überrascht, wie nah sich die D4s und D800, selbst bei 12.800 ISO sind.

Beim herunter scrollen des 1. Bildes sieht man es nur zu deutlich, wie wenig Bearbeitungsspielraum der A7S in dem Fall gegeben sind und da macht es mMn noch deutlich mehr Sinn, etwas aufhellen zu wollen.
Da hat wohl jeder seine ganz eigene Auffassung zu.

 

[tewahipounamu]

Moin,

Irgendwo gibt es z.B. eine Seite zur Äquivalenz-Theorie irgendwo im Netz, und die wird u.a. von einer sehr langen Liste von Vorbedingungen geziert, unter denen diese Theorie dann in der Form direkt anwendbar ist.

ich vermute, du meinst den Artikel Equivalence von Joseph James.

Äquivalent sind Fotos nach seiner Definiton, wenn sie

• dieselbe Perspektive aufweisen
• denselben Bildausschnitt zeigen
• dieselbe Tiefenschärfe aufweisen
• mit derselben Belichtungszeit gemacht wurden
• dieselbe Bildhelligkeit aufweisen
• in gleicher Größe betrachtet werden

Der Artikel ist recht lang und alles andere als einfache Lektüre, aber wen man die Theorie dazu verstehen möchte, kann ich den nur empfehlen. Das Beispiel Nikon D810 vs.D 750 (und außerdem vs. D4s) wird darin u. a. auch betrachtet – mit durchaus interessanten Schlussfolgerungen.

 

[Borgefjell]

Wo hat denn mal jemand die 13,X EV wirklich bestätigt? Und ja, bei Iso 100 gibt es Kameras mit mehr Dynamikumfang als die a7s, aber viele Sensoren haben halt relativ viel "Dynamikumfang" bei sehr niedrigen SNRs und das ist dann praxisrelevant nicht wirklich nutzbar

 

[ManniD]

Wo hat denn mal jemand die 13,X EV wirklich bestätigt? Und ja, bei Iso 100 gibt es Kameras mit mehr Dynamikumfang als die a7s, aber viele Sensoren haben halt relativ viel "Dynamikumfang" bei sehr niedrigen SNRs und das ist dann praxisrelevant nicht wirklich nutzbar

Das aufhellen belegt doch, das weniger Rauschen vorhanden ist, somit ein größerer Bearbeitungsspielraum und mehr Dynamik möglich sind. Die Dynamik geht nun enmal vom ausreißen der Lichter bis runter zum Rauschteppich, da tut sich eine A7s genauso schwer wie eine Nikon D5. RAWs zum nachprüfen kann man bei dpreview.com ja auch herunter laden.

 

[Borgefjell]

Ja, aber sind es jetzt 14EV oder 11EV? "Weniger" ist sehr relativ und es ändert nichts dran, dass das Modell von Dxo, Werte bis SNR=1 berücksichtigt und das mit der Praxis wenig zu tun hat.

Nehmen wir mal a7s und a7r als Beispiel, dann gibt es keinen Markenkrieg und beide Kameras sind recht zeitgleich auf den Markt gekommen.

Maximale Dynamik
DxO (SNR=1 als Untergrenze)

a7s:13,2 EV
a7r:14,1 EV

Photonstophotons (SNR=20 als "Praxisrelevante Untergrenze")
a7s:11,16EV
a7r:11,71 EV

Hier kann man schon sehen, das die a7r im SNR-Bereich 1-20 2,39EV an Dynamik hat, während die a7s dort nur 1,49EV hat und das die Kameras je nach Definition der Untergrenze deutlich näher zusammen liegen, als man anhand der DxO Werte annehmen würde.

Bei Iso 6400 ergeben sich:
DxO

a7s:9,8 EV
a7r:8,5 EV

photons2photons:
a7s:6,43 EV
a7r:5,91 EV


Soweit der Dynamikumfang anhand des Signal/Rauschverhaltens, jetzt kommen noch andere Effekte hinzu:

DPReview Image Comparison

Hier kann man schön die Farbverschiebung der a7r in den dunklen Bildbereichen in Richtung blau erkennen, die von den o.g. Messungen gar nicht erfasst wird, da die Farben keine Rolle spielen.

Was ist jetzt also letztendlich die Wahrheit?