Tonwertpriorität - ich stell mich mal dumm!

[zoz]

Das schaut bei mir anders aus.

Die ersten beiden sind die unbearbeiteten Pics. Das sind aus den Belichtungsreihen jeweils die Bilder, bei denen DPP gerade noch keine Überstrahlungen anzeigt. Die Fotos ohne TWP bei ISO 100 wurden mit Blende 2,8, die mit TWP bei ISO 200 wurden mit Blende 4 aufgenommen. Somit sind die Belichtungszeiten direkt vergleichbar. Interessant ist, dass mit TWP, wie von Canon angegeben, wirklich genau eine Blende gewonnen wird.

Aber Deine Bilder sind zwei Blenden unterschiedlich belichtet?

Das dritte Bild zeigt den Vergleich nach Bearbeitung. Bild 1 wurde um 2 Blenden aufgehellt, Bild zwei wegen der doppelten ISO um eine Stufe. Ich denke, der Unterschied ist auffällig und geht zu Gunsten der TWP aus.
Gerade mit RAW und Nachbearbeitung ist die TWP also eine sehr sinnvolle Sache!

PS: Mein Prof. hat mir bei meiner Diplomarbeit immer vorgebetet, Theoretisieren bringt nicht viel. Alles sei durch Messungen zu überprüfen. Und gerade was die Technik der Bildverarbeitung in den Kameras angeht, gibt es für uns einfach zu viele Unbekannte.
Im Übrigen: Wenn ein mit ISO 100 und um eine Stufe unterbelichtetes Fotos nach der Aufhellung das gleiche Rauschen zeigen würde, wie ein richtig belichtetes Foto mit ISO 200, dann würde das ja auch auf den Vergleich ISO 100 + 4 Stufen unterbelichtet zu richtig belichtet bei ISO 1600 zutreffen. Probiert das einfach aus und ihr werdet sehen, dass die unterbelichtete Variante deutlich stärker rauscht.

Das ist doch gerade der Punkt: Hat die Kam bei Iso200 mit TWP wirklich Iso200? oder ist es nur Iso 100 dass man wie 200 belichtet und dann die Schatten (analog, oder digital) hochgezogen werden?

Wer gibt mir denn endlich mal zwei gleich belichtete RAWs, einmal mit Iso 100 ohne TWP und einmal mit Iso 200 mit TWP? Damit ich mal an den Schatten ziehen kann...

Bitte!!!

Frohe Restweihnachten !

 

[zoz]

Das ist meinen Erfahrungen nach nicht so. IMHO analysierst Du auch falsche Bilder. Es nützt relativ wenig, wenn ich ein Bild habe, welches sowohl unter als auch überbelichtte Spots hat. Man braucht ein Bild, welches stetig mit Zeichnung in die Über- bzw- Unterbelichtung übergeht. Nur dann kann man bei zwei RAWs vergleichen, wo die zeichnung länger vorhanden ist.

Naja, wir können lange darüber philosophieren. Meine praktische Erfahrung mit TWP deckt sich nicht mit deinen Ausführungen. Bei Bildern, welche obige Anforderungen erfüllen (und für diese ist TWP ja gedacht) ist es mir nicht möglich sie durch Manipulationen im RAW Konverter mit und ohne TWP gleich aussehen zu lassen. Und wenn ich vorher eine ISO-Stufe unterbelichte, dann sind die Tiefen futsch.

Gruß,
Jens

Genau, solche Bilder die sanft in den Schatten und den Lichtern in die Über- bzw. Unterbelichtung laufen suche ich.
Hast Du dann nicht vielleicht mal zwei solche RAWs für mich?

Grüße!

 

[Smull]

Hallo Smull,

meiner Meinung nach ist irgend etwas in Deinee Tabelle nicht ganz in Ordnung. Die Dynamik für n = 1 sollte doch "1" sein, nicht "0", oder? Und dann müssten in erster Spalte stets ungerade Werte stehen, wenn ich mich nicht täusche.

Hallo, prinzipiell hast Du recht und ich gebe zu, die Darstellung verwirrt ... daher korrigierte ich schon am 22.12.:

PS: übrigens, die im Beispiel gezeigte "bitwertige" Stufung der Sensordynamik, habe ich nur gewählt, um in der Spalte "Sensordynamik" beispielhaft auch eine irgendwie geartete Stufung darzustellen - sie soll nicht mit der Stufung der Spalte "Bilddynamik" korrelieren.

Die 14-Bit-Stufung des A/D-Wandler spielt erst einmal gar keine Rolle, Tonwertprio würde auch mit 12-Bit funktionieren.

Ich habe mein Zahlenbeispiel nochmal korrigiert, siehe Anhang. Ich denke, hier wird jetzt der Unterschied zwischen deutlich kleinerer Sensor- und größerer Bilddynamik deutlich, die durch die "Kompression" der Tonwertdynamik angeglichen wird.

Gruß Ulrich

 

[Smull]

Bei der Tonwertprio hingegen ist die Verstärkung (ISO-Wert) dynamisch, laut Whitepaper sind nur die Werte oberhalb des mittleren 18%-Graus betroffen. D.h. obenrum wird weniger verstärkt ohne dass die Tiefen Informationen verlieren.

, genau, so habe ich das Canon Whitepaper auch interpretiert und dann in mein hier vorgestelltes Zahlenbeispiel umgesetzt. Wenn ein bestimmter Sensorpixel-Pegel überschritten wird, wird die nachfolgende ISO-Verstärkung um eine Blendenstufe sprich 6dB reduziert. Daher kann die TWP erst ab ISO200 funktionieren.

Gruß Ulrich

 

[Smull]

Bei einem 14Bit DA-Wandler und einem Dynamikumfang von 11Blenden ist das Rauschen im schwarz nicht 0, sondern einzelnen Bitwerte liegen zwischen 0 und ca 16! Ich habe noch in keinem RAW- Bild gesehen, dass der theoretische Wert für schwarz auch wirklich 0 wäre.

Klar, das liegt am Sensor/Verstärkungs- in Verbindung mit dem Quantisierungsrauschen des A/D-Wandlers.

Die Tonwertpriorität sorgt bei der Aufnahme dafür, dass für die Lichter durch kürzere Belichtung der AD-Wandler nicht so schnell in die Begrenzung kommt.

Nein, nicht durch "kürzere" Belichtung der Lichter sondern durch geringere Verstärkung der Lichtersignale, das ist ein Unterschied! Siehe mein ISO100/200-Beispiel bei gleicher Belichtungseinstellung

So lange der Dynamikumfang des AD-Wandler deutlich über dem des Sensors und Vorverstärkers liegt, ist es in RAW nicht nötig durch verbogene Kennlinien vor dem AD-Wandler die Dynamik des Gesamtsystems zu erhöhen.
...
Was über den maximalen AD-Wandlerwert hinausgeht, ist auch trotz TP weiterhin übersteuert und nicht mehr zu retten, weil die Information nicht mehr vorhanden ist!

Genau, und daher wird bei TWP die ISO-Verstärkung dynamisch reduziert.

Gruß Ulrich

 

[Smull]

Das schaut bei mir anders aus. ...

Was möchtest Du uns mit Deinen beiden Fensterbildern sagen. Beide Bilder wurden nicht gleich belichtet, das Bild mit TWP wurde um eine Stufe überbelichtet 2.8+1/250s zu 4.0+1/60s. Daher ist in dem TWP-Bild auch weniger Zeichnung in den Lichtern zu sehen.

Gruß Ulrich

 

[rudy tellert]

Bitte zeigt mir doch mal eine Stelle, an der CANON oder Dpreview schreibt, dass auch bei RAW ein größerer Dynamikumfang durch Tonwertpriorität erreicht wird.

Ich habe eben nochmal bei Dpreview nachgelesen:

In JPG also "out of cam" 9.1 LW plus 0.9LW bei TP on. Dies ergibt 10 LW

In RAW "ACR best" 11 LW und es steht nirgends etwas von Tonwertpriorität.

Wie soll die dynamische ISO der Praxis gehen: jeden Pixel zweimal messen; das erste mal, um festzustellen, mit ISO 100 oder 200 wandeln. Und das ganze Bild mit 10Mpixel in 0.16 Sekunden wegzuschreiben? Das macht doch alles keinen Sinn!

LG Rudy

 

[Smull]

Bitte zeigt mir doch mal eine Stelle, an der CANON oder Dpreview schreibt, dass auch bei RAW ein größerer Dynamikumfang durch Tonwertpriorität erreicht wird.

Es interessiert doch nur, was Canon schreibt (White Paper zur 1DMkIII):

This new feature extends the dynamic range of highlights by about one stop and improves
gradation within highlight areas. By expanding the range from the correct exposure level
(18% gray) to the maximum allowable highlight level, the gradation from the grays to
the highlights becomes smoother and loss in highlight detail is minimized.

Hier steht nicht, dass diese Aussage nur für das "JPG out of the cam" gilt und das Ergebnis einer reinen digitalen Signalverarbeitung ist.

Hier noch eine deutsche Canonquelle:

Der Tonwert-Priorität-Modus bietet ab ISO 200 die Möglichkeit zur Erweiterung des Dynamikbereiches in den Lichtern – ein interessantes Detail für Hochzeits- und Landschaftsfotografen: Die Aufnahmen überzeugen mit verbesserter Detailzeichnung, beispielsweise bei Hochzeitskleidern, Wolken und anderen hellen Objekten.

Auch hier kein Hinweis auf eine Beschränkung auf JPG.

Wie soll die dynamische ISO der Praxis gehen: jeden Pixel zweimal messen; das erste mal, um festzustellen, mit ISO 100 oder 200 wandeln. Und das ganze Bild mit 10Mpixel in 0.16 Sekunden wegzuschreiben? Das macht doch alles keinen Sinn!

Da kann ich nur spekulieren: vor dem ISO-Verstärker, der das jeweilige Pixelsignal entsprechend der ISO-Einstellung verstärkt, wird ein simpler schneller Komparator angeordnet, der bei Überschreiten eines definierten Pegels ein Schaltsignal liefert, dass die Verstärkung des ISO-Verstärkers reduziert. Gleichzeitig wird diese Schaltinformation an den DSP weitergereicht, damit dieser weiss, dass der nachfolgende A/D-Samplewert "manipuliert" wurde. Alles weitere erfolgt dann auf digitaler Seite (DigicIII).

Gruß Ulrich

 

[Jens Zerl]

Wie soll die dynamische ISO der Praxis gehen: jeden Pixel zweimal messen; das erste mal, um festzustellen, mit ISO 100 oder 200 wandeln. Und das ganze Bild mit 10Mpixel in 0.16 Sekunden wegzuschreiben? Das macht doch alles keinen Sinn!

So wird's auch nicht gemacht, sondern vor der Digitalisierung.

Das ist im Audiobereich doch völlig genauso: Wenn ein Sänger vor einem Mikrofon steht, dann kann der Unterschied zwischen seinen leistesten Passagen und den lautesten sehr groß sein. Also schickt man das Signal vor der Digitalisierung durch einen Kompressor, welcher es ANALOG in der Dynamik begrenzt, BEVOR es digitalisiert wird (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Kompressor_(Signalverarbeitung)).

Das ist hier genauso. D.h. der Regelkreis bleibt auf analoger Ebene - wenn das Signal am Ausgang des Verstärkers eine gewisse Spannung überschreitet, dann wird es um einen bestimmten Faktor vermindert. Dieses Konzept gibt es schon seit vielen Jahrzehnten in vielen Bereichen der Elektronik und ist eigentlich nichts besonderes.

Gruß,
Jens

 

[Mischiman]

Die jetzige Darstellung finde ich einleuchtender, aber ich verstehe Sie noch nicht. Was ist die Einheit der Zahlenwerte?

Ich habe mein Zahlenbeispiel nochmal korrigiert, siehe Anhang. Ich denke, hier wird jetzt der Unterschied zwischen deutlich kleinerer Sensor- und größerer Bilddynamik deutlich, die durch die "Kompression" der Tonwertdynamik angeglichen wird.

Ich gestehe, ich habe das White Paper noch nicht gelesen. Ich verstehe das aber so, dass max. 6dB Dynamikgewinn entsteht. Schade, denn bei ISO400 könnte man ja über zwei Regelkreise 12dB rausholen usw.

Aber so ist ja auch schonmal toll.

Mischiman

 

[Gast_27463]

Aber Deine Bilder sind zwei Blenden unterschiedlich belichtet?



Das ist doch gerade der Punkt: Hat die Kam bei Iso200 mit TWP wirklich Iso200? oder ist es nur Iso 100 dass man wie 200 belichtet und dann die Schatten (analog, oder digital) hochgezogen werden?

Wer gibt mir denn endlich mal zwei gleich belichtete RAWs, einmal mit Iso 100 ohne TWP und einmal mit Iso 200 mit TWP? Damit ich mal an den Schatten ziehen kann...

Bitte!!!

Frohe Restweihnachten !

Die Bilder sind eine Blende unterschiedlich belichtet. Denn genau das ist der Vorteil der TWP. Man kann eine Blende mehr belichten. Das war übrigens das letzte mal, dass ich darauf hinweise. Ich als auch Jens haben das nun mehrfach erklärt. Der Vergleich zweier gleich belichteter Bilder bringt nichts, da das nicht dem Sinn der TWP entspricht.

 

[Smull]

Die jetzige Darstellung finde ich einleuchtender, aber ich verstehe Sie noch nicht. Was ist die Einheit der Zahlenwerte?

In meinem Zahlenbeispiel handelt sich um Relationen, also keine definierten Einheiten, bei der "Sensordynamik" steht "1" für die maximale Helligkeit, bei der der Sensor noch ein "unverzerrtes" Signal liefert. Ein nur geringfügiges Ansteigen der Helligkeit führt zu einem "Überlaufen" der Pixel aber zu keinem Anstieg des Ausgangssignals mehr - der Topf ist voll, mehr Licht führt nur zum Überschwappen nicht aber zu mehr Pegelhöhe.

Die "1" bei der "Bilddynamik" steht für die real auftretende max. Helligkeit, die halt deutlich über der "zu verkraftenden" Helligkeit des Sensors liegt.

Gruß Ulrich

 

[Smull]

Die Bilder sind eine Blende unterschiedlich belichtet. Denn genau das ist der Vorteil der TWP. Man kann eine Blende mehr belichten. ... Der Vergleich zweier gleich belichteter Bilder bringt nichts, da das nicht dem Sinn der TWP entspricht.

Nein, das stimmt so uneingeschränkt nicht. Es kommt grundsätzlich auf die Belichtung(sbewertung) Deines Motives an!

Beispiel: Kirche mit Wandmalerei, eingerahmt von farbigen Kirchenfenstern. Die korrekte Belichtung für das Wandgemälde ist bei ISO800 F2.8+1/50s. Ohne TWP ist das Gemälde richtig belichtig, allerdings sind die Kirchenfenster durch das einfallende Tageslicht total überstrahlt. Es ist keine Farbe mehr zu sehen. Mit TWP bei gleicher Belichtung, wiederum bei ISO800 F2.8+1/50s, ist das Gemälde wiederum richtig belichtet, jetzt ist aber in den Kirchenfenstern schon farbige Zeichnung zu erkennen.

Es macht für das Beispiel doch keinen Sinn, mit TWP die Blende noch weiter zu öffnen. Dann wäre das Gemälde überbelichtet ... und für die Fenster läge das gleiche Ergebnis wie ohne TWP und kleinerer Blende vor.

Daher ist in Deinem Fensterbeispiel auch im TWP-Bildausschnitt weniger Zeichung in den Bäumen.

So interpretiere ich die Tonwertprio-Erklärung des Whitepapers.

Gruß Ulrich

 

[Gast_27463]

Nein, das stimmt so uneingeschränkt nicht. Es kommt grundsätzlich auf die Belichtung(sbewertung) Deines Motives an!

Beispiel: Kirche mit Wandmalerei, eingerahmt von farbigen Kirchenfenstern. Die korrekte Belichtung für das Wandgemälde ist bei ISO800 F2.8+1/50s. Ohne TWP ist das Gemälde richtig belichtig, allerdings sind die Kirchenfenster durch das einfallende Tageslicht total überstrahlt. Es ist keine Farbe mehr zu sehen. Mit TWP bei gleicher Belichtung, wiederum bei ISO800 F2.8+1/50s, ist das Gemälde wiederum richtig belichtet, jetzt ist aber in den Kirchenfenstern schon farbige Zeichnung zu erkennen.

Es macht für das Beispiel doch keinen Sinn, mit TWP die Blende noch weiter zu öffnen. Dann wäre das Gemälde überbelichtet ... und für die Fenster läge das gleiche Ergebnis wie ohne TWP und kleinerer Blende vor.

Daher ist in Deinem Fensterbeispiel auch im TWP-Bildausschnitt weniger Zeichung in den Bäumen.

So interpretiere ich die Tonwertprio-Erklärung des Whitepapers.

Gruß Ulrich

Denk nochmal darüber nach . Das ist im Grunde genau das Gleiche, was ich geschrieben habe.

 

[Jens Zerl]

Nein, das stimmt so uneingeschränkt nicht. Es kommt grundsätzlich auf die Belichtung(sbewertung) Deines Motives an!

Beispiel: Kirche mit Wandmalerei, eingerahmt von farbigen Kirchenfenstern. Die korrekte Belichtung für das Wandgemälde ist bei ISO800 F2.8+1/50s. Ohne TWP ist das Gemälde richtig belichtig, allerdings sind die Kirchenfenster durch das einfallende Tageslicht total überstrahlt. Es ist keine Farbe mehr zu sehen. Mit TWP bei gleicher Belichtung, wiederum bei ISO800 F2.8+1/50s, ist das Gemälde wiederum richtig belichtet, jetzt ist aber in den Kirchenfenstern schon farbige Zeichnung zu erkennen.

Moment - jetzt müssen wir mal die Definition von "richtig belichtet" klären. Meines erachtens ist ein Bild dann richtig belichtet, wenn die Lichter nicht überstrahlen und die Tiefen nicht absaufen. Das Bild des ersten Beispiels wäre also nicht richtig belichtet. Aufgrund der Tatsache, dass der Dynamikumfang der Kamera für die Situation zu gering ist, wäre es auch nicht möglich es korrekt zu belichten, d.h. man könnte sich nur entscheiden, an welchem Ende man Informationen verlieren möchte.

Tonwertprio kommt immer nur dann (sinnvollerweise) ins Spiel, wenn es eigentlich nicht möglich ist Bilder nach obiger Definition richtig zu belichten und deswegen kann es ja keine zwei korrekt belichteten Vergleichsbilder geben um die Tonwertprio zu analysieren.

Ich denke im kritisierten Beispiel ging es darum zu zeigen, dass man ohne Tonwertprio nicht das selbe Bild erreichen kann, wenn man mit ISO 100 aufnimmt und dann im RAW-Konverter rumschraubt.

Gruß,
Jens

 

[Mischiman]

Denk nochmal darüber nach . Das ist im Grunde genau das Gleiche, was ich geschrieben habe.

Nein, ist es überhaupt nicht.

Du verdoppelst die Blende und den ISO-Wert. Heraus kaumt ein ganz anderes Bild, als wenn Du den ISO-Wert verdoppelst, Belichtungszeit und Blende gleich lässt, dafür aber TP einschaltest.

Während Smull mit seiner Argumentation tatsächlich die Dynamik des Bildes erhöht, lässt Du gleichzeitig weniger Licht rein und musst dafür länger belichten.

Richtig?

Viele Grüße

Mischiman

 

[Jens Zerl]

Nein, ist es überhaupt nicht.

Du verdoppelst die Blende und den ISO-Wert. Heraus kaumt ein ganz anderes Bild, als wenn Du den ISO-Wert verdoppelst, Belichtungszeit und Blende gleich lässt, dafür aber TP einschaltest.

Während Smull mit seiner Argumentation tatsächlich die Dynamik des Bildes erhöht, lässt Du gleichzeitig weniger Licht rein und musst dafür länger belichten.

Richtig?

Viele Grüße

Mischiman

Wieso? f4 bei ISO 200 ist doch belichtungstechnisch das selbe wie f2.8 bei ISO 100...

 

[Mischiman]

Wieso f2.8 bei ISO 200 ist doch belichtungstechnisch das selbe wie f4 bei ISO 100...

Ja, aber das ergibt wegen anderer Schärfentiefe ein anderes Bild und würde ja bedeuten, dass es 2 Möglichkeiten der korrekten Belichtung gibt, was TP wiederrum nutzlos macht.

Ziel ist aber doch nicht eine Änderung der Schärfentiefe sondern Erhöhung des Dynamikumfangs oder verstehe ich es nicht richtig?

Mischiman

 

[Jens Zerl]

Ja, aber das ergibt wegen anderer Schärfentiefe ein anderes Bild und würde ja bedeuten, dass es 2 Möglichkeiten der korrekten Belichtung gibt, was TP wiederrum nutzlos macht.

Ziel ist aber doch nicht eine Änderung der Schärfentiefe sondern Erhöhung des Dynamikumfangs oder verstehe ich es nicht richtig?

Mischiman

Man könnte auch die Zeit anstatt der Blende anpassen, aber im Prinzip hast Du recht - heraus kommt ein völlig anderes Bild, welches mehr rauscht (bei entsprechender RAW-Anpassung) und eine veränderte Zeit bzw. Tiefenschärfe hat.
Das spricht aber für TWP: Abblenden bzw. unterbelichten um das Bild dann im RAW-Konverter anzupassen müsste man ja, wenn man die TWP nicht nutzen würde.

Gruß,
Jens

 

[Smull]

Moment - jetzt müssen wir mal die Definition von "richtig belichtet" klären. Meines erachtens ist ein Bild dann richtig belichtet, wenn die Lichter nicht überstrahlen und die Tiefen nicht absaufen.

Diese Art der richtigen Belichtung wird mittelfristig ein Wunschtraum bleiben, leider, den konnte schon der Analogfilm nicht erfüllen; heute bedürfte es nicht nur anderer Aufnahme- sondern auch anderer Wiedergabetechnik ...

Mit "richtig belichten" meine ich, dass die "Spot"- oder "mittenbetonte Integralmessung" ... das Motiv nach der "18%-Grau-Methode" "richtig belichtet". Dass die fehlende Dynamik oben und unten häufig nicht ausreichend ist, ist dabei ein ganz anderes Thema.

Das Bild des ersten Beispiels wäre also nicht richtig belichtet. Aufgrund der Tatsache, dass der Dynamikumfang der Kamera für die Situation zu gering ist, wäre es auch nicht möglich es korrekt zu belichten, d.h. man könnte sich nur entscheiden, an welchem Ende man Informationen verlieren möchte.

Für die "richtige Wiedergabe" (z.B. auf dem Monitor) benötigst Du aber die "richtige Belichtung" nach der "18%-Grau-Methode". "Richtige Belichtung" ist nicht zwangsläufig gleichmäßige Histogrammverteilung.

Tonwertprio kommt immer nur dann (sinnvollerweise) ins Spiel, wenn es eigentlich nicht möglich ist Bilder nach obiger Definition richtig zu belichten und deswegen kann es ja keine zwei korrekt belichteten Vergleichsbilder geben um die Tonwertprio zu analysieren.

Nach meiner Definition, , schon, siehe mein Kirchenfensterbeispiel, wobei das Motiv nicht das Kirchenfenster sondern das Wandgemälde ist.

... dass man ohne Tonwertprio nicht das selbe Bild erreichen kann, wenn man mit ISO 100 aufnimmt und dann im RAW-Konverter rumschraubt.

Da gebe ich Dir vollkommen recht, zumal wir beide ja vermuten, dass die TWP mit analogen Mitteln erreicht wird und damit einer digitalen Korrektur ob in oder außerhalb der Kamera überlegen ist.

Gruß ulrich