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Sony A7RII Raw verlustbehaftete Kompression - Mängelbeschreibung

Wenn Du mathematisch nachweisen kannst, dass Du die Manipulation nicht nachweisen kannst, bist Du auf der sicheren Seite.
Richtig, nur bekommt man damit auch nur bedingt viel Kompression heraus. Wenn man z.B. aufgrund des Rauschens die unteren 2 Bit weglassen kann, dann speichert man die halt nicht ab, und um nachträgliche Probleme zu umgehen müssen die halt bei der Dekompression wieder mit Rauschen aufgefüllt dazugepackt werden.

Mittels einer Tonwertkurve kann man das Spielchen noch etwas weiter treiben. Damit bekommt man vielleicht 20-25% eingespart, wenn man sich auf der "mathematisch sicheren Seite" wähnen will. Beim Entpacken müßte aber auch hier wieder Rauschen hinzugefügt werden, um nachträglichen Problemen bei einigen Bearbeitungsschritten vorzubeugen.

Darüber hinaus bin ich ehrlich gesagt überfragt, was es da noch für Optionen neben den verlustfreien Kompressionen (Huffman, LZ(W) & Co.) gibt, um die Daten weiter "verlustfrei" einzustampfen. Alle anderen Möglichkeiten bringen automatisch Artefakte mit sich, da echte Informationsverluste Teil vom Konzept sind.

Das Sony-Verfahren ist ja nun auch nicht neu, sondern wird ja schon seit einigen Jahren verwendet (lt. Infos aus dem Netz gibt es ältere Sony-Kameras, wo man zwischen komprimiert und unkomprimiert umstellen kann). Das ist definitiv unter mehreren Prämissen entwickelt worden; einige vermutete Kandidaten hatte ich ja schon aufgezählt. Theoretisch könnte man z.B. hier und da noch 1 oder 2 Bit hinzufügen und hätte die aktuellen Probleme nicht mehr, nur resultiert das wiederum in krummen Bitlängen und sprengt damit eine der (vermuteten) originalen Entwicklungsprämissen. Außerdem braucht man entsprechende Kameras + Objektive, welche die für Artefakte notwendigen Kontraste überhaupt umgesetzt bekommen. Drittens, und das sollte man auch nicht vergessen, muß man an etlichen Stellen im Post-Processing nachhelfen, um die Artefakte wirklich deutlich sichtbar hervortreten zu lassen.

Übrigens: Ich nutze eine A7 seit Frühjahr 2014 und eine A7s seit dem offiziellen Erscheinen, und schlimmer noch, ich setze die auch bei Konzerten ein, wo es verdammt einfach ist, sich hohe Kontraste auf Bildern einzufangen. Ich kann mich an derartig offensichtliche Probleme, wie sie immer im Netz dokumentiert werden, ehrlich gesagt nicht erinnern. Aber: Ich verwende kein LR (Adobe traue ich in der Hinsicht keinen Millimeter weit, die sind echt Weltmeister im Verkacken von Sachen) und, ganz wichtig, ich schubse auch keine Schatten etliche LW durch die Gegend.

Genau diese extremen Bearbeitungen sind halt anfällig, und wenn man mit der Tatsache im Hinterkopf sich die Beispiele im Netz nochmal anschaut: Bingo. Da hält sich mein Mitleid mit den Betroffenen in Grenzen, um ehrlich zu sein.

Davon abgesehen würde ich RAW-Daten ohne die verlustbehaftete Kompression auch bevorzugen, aber man sollte halt im Kontext des aktuellen Verfahrens die Kirche im Dorf lassen. Zumal der aktuelle Hype um das Thema mit viel Unwissen und Verwirrungen gesegnet ist (was war jetzt nochmal 12bit?), was es schwer macht, die Dinge sachlich und differenziert zu betrachten.

Und, klar, kommerzielle Hard- und Softwareentwicklung ist teilweise eine Katastrophe, weil halt viel irgendwie mal schnell und möglichst kostengünstig zusammengefrickelt werden muß. Da gibt es Entscheidungen wie "wir können bei der Hardware hier und dort noch ein paar Dollar pro Stück sparen, wenn ...", und die Kompression erlaubt definitiv Einsparmöglichkeiten an einigen Stellen. Das freut die Erbsenzähler, die Entwickler sind unzufrieden, weil sie wissen, daß es eigentlich besser geht und die Kunden merken es entweder nicht oder gehen irgendwann auf die Barrikaden; einige Problemen kann man als "Sturm im Wasserglas" abhaken.

Kurzum: Für Extrembearbeiter kann die Kompression durchaus ein Problem sein (+ ein paar pathologische Fälle), ansonsten kann man die Thematik ignorieren (da geht bei einem JPG-Export mehr kaputt). Keiner weiß, was für ein Rattenschwanz an Abhängigkeiten an der Kompression hängt (definitiv bessere Hardware + andere Signal-Entstörung an einigen Stellen notwendig aka mehr Kosten pro Kamera, plus vermutlich mehr Stromverbrauch + Hitzeentwicklung). Infos dazu würde keine Firma rausrücken. Wenn genug Krach gemacht wurde, fließt der Punkt bei der Entwicklung des (über)nächsten Bodies mit ein; ob die schon existierenden Kameras dann ein Firmware-Update bekommen, steht in den Sternen.
 
Die kritische Stelle sind gerade am Absaufen begriffene Bilddetails.
Dort wird oder wurde bei Nikon falsch quantisiert (zumindest damals bei der D70).
Die Standardabweichung des gegrabbten Signals bricht dort schon ein ohne ganz auf Null zu gehen. Die Quantierungskennlinie muss von dieser Kurve einen konstanten Abstand haben.
Die D70 benutzte, soweit ich weiß, die 683-Stufen-Tonwertkurve (wie bei der D80), bei der die untersten 200 Stufen Schrittweite 1 haben. Theoretisch ist Schrittweite 1 bei den untersten Stufen zu klein (deutlich größer als das Photonenrauschen), aber das liegt nicht an der Tonwertkurve. Ansonsten liegt die Quantisierungskurve bei ca. 30-35% des Photonenrauschens, die Kompression erhöht also das Rauschen in den Mitteltönen und Lichtern insgesamt um ca. 10-20% (bei einer geschätzten Sättigungskapazität von 30000 Elektronen). Bei höheren ISOs verringert sich natürlich der Effekt. Man kann natürlich streiten, ob das zu viel ist.

Bei der D7100 sind es bei 14 bit ca. 3000 Quantisierungsschritte und der Quantisierungsfehler liegt deutlich unter 15 % des Photonenrauschens, also steigt das Gesamtrauschen durch die Kompression um weniger als 1%. Bei der D800 wäre es wegen der höheren Sättigungskapazität etwas mehr, aber immer noch unter 1%.

Diese Rauschwerte beziehen sich auf den max. Quantisierungsfehler, der mittlere Quantisierungsfehler ist nochmal um einen Faktor √3 geringer.

L.G.

Burkhard.
 
Zuletzt bearbeitet:
Der Einschränkung der Farbtiefe der Raws bei anderem außer Single erinnert mich irgendwie an die D300 aus dem Jahre 2007. Da musste man bei Serienbildern @14bit mit mit extrem wenig fps auskommen. Bei 12bit war alles in Ordnung :ugly:

Vor allem hat Sony das doch schonmal hinbekommen. A700 und A900 bieten afaik die Option die Raws ohne Komprimierung bzw. mit verlustloser Komprimierung zu speichern. Warum also der Wandel?


@Rumpel-Bumpel:

Für die überwiegende Anzahl an Bildern mag es stimmen, dass es nicht auffällt, aber was machst du wenn doch? Ich hätte jedenfalls keine Lust aus irgendwelchen Bildern aufwendig die Artefakte zu retuschieren. Es führt auch die Vorteile der (meiner Meinung nach exzellenten) Sony Sensoren ad absurdum. Warum die phenomenale DR anpreisen, wenn man sie in einigen Fällen gar nicht nutzen kann. Was die Sensoren tatsächlich leisten können sieht man ja bei an den Nikon Gegenstücken. Also warum zieht Sony hier den eigenen Produkten die Handbremse an?
 
Der Einschränkung der Farbtiefe der Raws bei anderem außer Single
Es gibt einige Kameras, die z.B. gröber quantisieren, wenn es schneller gehen muß (hängt mit den ADCs zusammen), spontan fällt mir da z.B. die Samsung NX1 ein (15 FPS geht nur mit 12 Bit), und im µFT-Lager hatte ich auch schon von derartigen Sachen gelesen (10 statt 12 Bit oder so?).

Das ist aber nochmal ein anderes Thema als Kompression, wird aber oft in einen Topf geworfen, zumindest im Kontext dieser ganzen Diskussion um die A7rII.
 
Es gibt einige Kameras, die z.B. gröber quantisieren, wenn es schneller gehen muß (hängt mit den ADCs zusammen),
Wahrscheinlich wieder ein Märchen.
14 bit-ADCs mit seriellem Ausgang kann man konfigurieren, wie sie die Daten ausspucken. LSB oder MSB zuerst, 12 bit oder 14 bit. Genutzt wird dies, damit man bei allen ADCs mit ähnlichen Parametern diese untereinander austauschen kann. So kann man ein 14 bit-ADC an Stelle eines älteren 12 bit-ADCs verwenden.

Die maximale Geschwindigkeit ist davon unabhängig.

Beispiel:
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9257.pdf

spontan fällt mir da z.B. die Samsung NX1 ein (15 FPS geht nur mit 12 Bit), und im µFT-Lager hatte ich auch schon von derartigen Sachen gelesen (10 statt 12 Bit oder so?).

Das ganze wird ein Problem der Verarbeitungsgeschwindigkeit sein.
Bei 14 bit-RAW braucht man eine längere LUT als bei 12 bit-RAW.
Und die von 12 bit-RAWs ist immer noch sehr lang im Vergleich zu der von JPEG.
 
Wahrscheinlich wieder ein Märchen. [...]
Die Designkriterien für die Column-ADCs sind nun doch noch etwas anders als für die verpackten "Einzel"varianten mit Up-/Downgrade-Möglichkeiten. Aber im Kernpunkt hast Du Recht, weil eine derartige Umstellung unnötige Komplexität mit sich bringt. Der Sensor der NX1 liefert z.B. die vollen FPS bei 14bit, d.h. da muß irgendwo im Nachgang eine Datenreduktion zur Bewältigung des Datenaufkommens einsetzen.
 
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