Vollformat = mehr Lichtstärke?

[Graumagier]

Ich meinte im Bezug auf die Diskussion hier. Praktisch ist's natürlich so.

 

[rmh]

Randfees Erklärungen sind richtig und fundiert. Das Gedankenexperiment mit dem Haus und der notwenden vergrößerung des Abstands zum Motiv basiert aber auf festen Brennweiten. Was aber wenn beispielsweise ein Zoomobjektiv konstanter Lichtstärke eingesetzt wird und der Fotograf ortsfest bleibt? In meinem Beispiel 5DII vs. 50D hat die 5DII pro Pixel eine etwa 1,8-fach größere Fläche. Einfach ausgedrückt kann daher ein kleinstes Sensorelement (Pixel) der 5DII in der gleichen Zeit mehr Licht "sammeln" bzw. bei kürzerer Belichtungszeit mit gleichem SNR belichtet werden. Wie bereits erwähnt bleibt die Lichtstärke per Definition dennoch konstant.

 

[rbtt]

Für Zoomobjektive gilt das Selbe. Je größer die Brennweite je mehr wird die Blende absolut "geöffnet", so das die relative Öffnung erhalten bleibt.

 

[xfiles]

Randfees Erklärungen sind richtig und fundiert. Das Gedankenexperiment mit dem Haus und der notwenden vergrößerung des Abstands zum Motiv basiert aber auf festen Brennweiten. Was aber wenn beispielsweise ein Zoomobjektiv konstanter Lichtstärke eingesetzt wird und der Fotograf ortsfest bleibt? In meinem Beispiel 5DII vs. 50D hat die 5DII pro Pixel eine etwa 1,8-fach größere Fläche. Einfach ausgedrückt kann daher ein kleinstes Sensorelement (Pixel) der 5DII in der gleichen Zeit mehr Licht "sammeln" bzw. bei kürzerer Belichtungszeit mit gleichem SNR belichtet werden. Wie bereits erwähnt bleibt die Lichtstärke per Definition dennoch konstant.

Das schreibt er ein paar Posts weiter: Und zwar hier.
Gruß, Matthias

 

[Dr. Scholz]

Das ist ja alles schön und gut, trotzdem entspricht f/2.5 an Crop f/4 an Vollformat, da die Lichtmenge pro Pixel sich entsprechend ändert bzw. beim größeren Sensor mehr Pixel mit der gleichen Lichtstärke belichtet werden können.

Man kann es drehen und wenden und erklären wie man will, aber es kommt in der Praxis eine 4/3 Blende geringeres Rauschen auf dem Druck in einer festen Zielgröße (z.b. 20x30) heraus.


p.s. natürlich hat die Vergrößerung mit dem Rauschen zu tun, oder verschwindet etwa kein Rauschen, wenn ich ein Bild auf 640x480 herunterskaliere..

Moin,

das stimmt so nicht!

Blende 4.0 ist und bleibt Blende 4.0 - egal an welcher Kamera!

Du hast 3 Parameter: 1) die Blende, 2) die Belichtungszeit und 3) die Empfindlichkeit des Films oder Sensors.

Man darf dabei nicht auf die Idee kommen, allein die Gesamtlichtmenge zu sehen ohne dabei sogleich an die Fläche zu denken, auf die sie trifft!

Nehmen wir also eine Fläche von 20 x 30 mm. Das sind 600 mm².

Angenommen, unsere Pixel wären 1mm² groß, dann wären das 600 Stück.

Verdoppelst du jetzt die Fläche, dann verdoppelst du auch die Zahl dieser Pixel. 30 x 40mm ergeben dann 1200mm².

Wenn du die kleinere Fläche mit Blende 4.0 belichtest und nimmst dann die größere, belichtest diese mit einem Objektiv, das einen entsprechend größeren Leuchtkreis hat, so dass es die größere Fläche ausleuchten kann, ebenfalls bei Blende 4.0, dann ist die Lichtmenge pro mm² bei beiden Flächen identisch.

Dass du natürlich, um jeweils Blende 4.0 zu erhalten bei steigender Brennweite immer größere Optiken brauchst, ist klar.

Während ein Weitwinkel z.B. Licht aus dem ganzen Raum auf die Fläche bannt, bleibt dem Tele davon nur ein kleinerer Ausschnitt. Ergo muss das Glas deutlich größer werden. Während also ein 2,8/50 noch ein Zwerg ist, wiegt das 2,8/400 über 5kg.

Du teilst die Brennweite durch den Durchschnitt der effektiven Öffnnugsweiste um auf die Blendenzahl zu kommen.
50mm Brennweite / 17,86 = 2,8. Damit haste du ein 50mm Objektiv mit einer eff. Öffnungsweite von knapp 18mm. Das sind all diese alten kleinen 2,8/50 Optiken.
Willst du aber Blende 1,4 haben, dann brauchst du schon 35,7 mm Durchmesser. Folglich sind die Blende 1,4 50mm Objektive wesentlich dicker.
Blende 1,4 ist immerhin auch die 4-fache Lichtmenge!

Willst du nun aber Blende 1,4 bei 85mm haben, dann musst du eine effektive Öffnungsweite von über 60mm Durchmesser haben.

Sagt dir dein Belichtungsmesser jetzt: 1,4 bei 1000stel und 100ASA, dann ist es egal, ob du ein 1,4/50 nimmst oder ein 1,4/85.

Ob du jetzt pro mm² nur einen Pixel unterbringst oder 100 ist dahingehend egal, dass nach wie vor der mm² die gleiche Lichtmenge bekommt.

Natürlich bekommt bei 100 Pixeln der einzelne weit weniger Licht ab, aber dafür werden ja auch 100 Stück beleuchtet!

Blende, Belichtungszeit und Empfindlichkeit sind in der Fotografie genormte Größen. Anderenfalls gäbe es gar keine brauchbare Belichtungsmessung.


Ciao,

Werner

 

[Jens Zerl]

Mit Lichtstaerke hat das alles nichts zu tun denn wie wir ja festgestellt haben endet das Thema schon hinter der Blende des Objektivs...

Der beste Satz des ganzen Threads!

 

[Dr. Scholz]

Randfees Erklärungen sind richtig und fundiert. Das Gedankenexperiment mit dem Haus und der notwenden vergrößerung des Abstands zum Motiv basiert aber auf festen Brennweiten. Was aber wenn beispielsweise ein Zoomobjektiv konstanter Lichtstärke eingesetzt wird und der Fotograf ortsfest bleibt? In meinem Beispiel 5DII vs. 50D hat die 5DII pro Pixel eine etwa 1,8-fach größere Fläche. Einfach ausgedrückt kann daher ein kleinstes Sensorelement (Pixel) der 5DII in der gleichen Zeit mehr Licht "sammeln" bzw. bei kürzerer Belichtungszeit mit gleichem SNR belichtet werden. Wie bereits erwähnt bleibt die Lichtstärke per Definition dennoch konstant.

Das ist ja das Problem: Je mehr Pixel du auf eine Fläche packst, desto weniger Licht kann der einzelne verwerten. Folglich reicht die Menge irgendwann nicht mehr aus, ein vernüftiges Signal zu produzieren. Das ergibt dann das Rauschen...

Das ist bei Flimen vergleichbar: Hoch empfindliche Filme haben ein grobes Korn und Filme von geringer Empfindlichkeit lösen höher auf, weil das Korn feiner ist.

Hast du eine Crop-Kamera mit kleinem Sensor und vielen Pixeln, muss da grundsätzlich mehr Licht drauf, damit es nicht rauscht als bei einer Kamera mit großem Sensor und weniger Pixeln.

 

[bionet]

Ihr verrennt euch hier in Details.

Es ist schon so, wie ich gesagt habe. Es zählt nur Fläche, wenn es um eine feste Ausgabegröße (hatte 20x30 erwähnt, vielleicht mal genauer durchlesen) geht. Ob das Rauschen durch kleinere oder größere Pixel gesampelt wird, ist egal. Entscheidend ist die geringere nötige Vergrößerung beim FF-Sensor.

Oder anders ausgedrückt, der FF-Sensor bringt bei gleichem Rauschabstand mehr Pixel unter und erzielt einen größeren Druck bei gleichem Rauschen.
Bei 20D & 5D2 ist das sprichwörtlich so (gleiche Pixelgröße). 5D2-Bilder bei A3 rauschen etwa wie 20D/350D-Bilder auf A4.

 

[2dhifi]

5D2-Bilder bei A3 rauschen etwa wie 20D/350D-Bilder auf A4.

Darauf wollte ich auch hinaus - der große Sensor nimmt nicht mehr licht/mm² auf aber mehr Licht insgesammt (das was beim crop bei gleicher optik daneben geht) daher selbst bei gleicher pixelgröße und manufaktur der vorteil weniger rauschen bei gleicher Ausgabegröße. Ergo kann man kürzer belichten und iso eine stufe rauf um daraus einen Vorteil bezügl. Belichtungszeit zu erziehlen.
Die größeren Pixel kommen noch begünstigend dazu.

 

[Jens Zerl]

Darauf wollte ich auch hinaus - der große Sensor nimmt nicht mehr licht/mm² auf aber mehr Licht insgesammt (das was beim crop bei gleicher optik daneben geht) daher selbst bei gleicher pixelgröße und manufaktur der vorteil weniger rauschen bei gleicher Ausgabegröße.

Der größere Sensor MUSS aufgrund der größeren Fläche mehr Licht aufnehmen, damit er keinen Nachteil gegenüber dem kleineren Sensor hat. Das Licht/mm² bleibt, wie Du richtig schreibst, gleich, deshalb kann daraus kein Vorteil entstehen (die einzelnen Pixel wissen doch nicht, wieviel es von ihnen noch gibt und daher orientieren sie sich gerantiert auch im Rauschen nicht daran. ).

Bei gleicher Pixel- und Ausgabegröße ergibt sich formatbedingt nur deshalb ein Rauschvorteil, weil das Rauschen sich in einem kleineren Raster abspielt, d.h. die Rauschpixel kleiner sind. Nicht aber weil der FF-Sensor mit mehr Licht versorgt wird.

Betrachten wir das ganze mal umgekehrt: wird ein Bild heller, wenn Du es anstatt auf einem 15" auf einem 24"-TFT betrachtest?

 

[jar]

Betrachten wir das ganze mal umgekehrt: wird ein Bild heller, wenn Du es anstatt auf einem 15" auf einem 24"-TFT betrachtest?

ersetzen wir TFT zu CRT und halten die Hochspannungsleistung Ua x Ik konstant so wird das Bild dunkler

 

[2dhifi]

Der größere Sensor MUSS aufgrund der größeren Fläche mehr Licht aufnehmen, damit er keinen Nachteil gegenüber dem kleineren Sensor hat. Das Licht/mm² bleibt, wie Du richtig schreibst, gleich, deshalb kann daraus kein Vorteil entstehen (die einzelnen Pixel wissen doch nicht, wieviel es von ihnen noch gibt und daher orientieren sie sich gerantiert auch im Rauschen nicht daran. ).

Richtig, jeder pixel rauscht für sich - drucke ich aber A4 oder verkleinere auf Crop-Auflösung wird das Rauschen der einzelnen Pixel miteinander verrechnet und abgemildert.
Beispiel - verkleinere ich das 21mpixel Bild einer 5d2 auf die Größe eines Bildes der 350d - dürfte das verkleinerte Bild weniger rauschen bei gleicher ISO.

 

[bionet]

Richtig, jeder pixel rauscht für sich - drucke ich aber A4 oder verkleinere auf Crop-Auflösung wird das Rauschen der einzelnen Pixel miteinander verrechnet und abgemildert.
Beispiel - verkleinere ich das 21mpixel Bild einer 5d2 auf die Größe eines Bildes der 350d - dürfte das verkleinerte Bild weniger rauschen bei gleicher ISO.

Genau das ist es, die benötigte Vergrößerungsstufe ist halt geringer.

Bei einer Druckgröße über 1:1-Auflösung würde das 350D-Bild halt irgendwann zwar nicht mehr verrauschter, aber deutlich unschärfer. Das 5D2-Bild könnte man entsprechend weichzeichnen und es wäre dann wiederum entsprechend rauschärmer.


p.s. bei Film war das anschaulicher - ein Kontaktabzug vom 4x5 Zoll Planfilm hat natürlich kleineres Korn als ein aufgeblasenes 36x24mm-Negativ.

 

[2dhifi]

ein vergleich wäre auch, weil oben bildschirme angesprochen wurden: Ein 24"er braucht mehr energie (licht) als ein 15"er bei gleicher pixeldichte und gleicher bildhelligkeit.

 

[Jens Zerl]

Beispiel - verkleinere ich das 21mpixel Bild einer 5d2 auf die Größe eines Bildes der 350d - dürfte das verkleinerte Bild weniger rauschen bei gleicher ISO.

Genau das schreibe ich ja - nur hat das mit dem Licht nicht mehr das geringste zu tun. Wo also wollen wir jetzt hin in dieser Diskussion? Dass FF ein paar Vorteile hat, hat niemals jemand bestritten. Mir kommt es gerade so vor, als ob hier Vollformat ansich verteidigt wird.

ein vergleich wäre auch, weil oben bildschirme angesprochen wurden: Ein 24"er braucht mehr energie (licht) als ein 15"er bei gleicher pixeldichte und gleicher bildhelligkeit.

Natürlich braucht er das - aber er hat - genau wie FF - keine Vorteile dadurch, dass er zusätzliche Flächen mit zusätzlichem Licht ausleuchtet.

Und wir bräuchten ein Bild nicht unterschiedlich zu belichten, nur weil wir es auf einem 24"-TFT anstatt auf einem 15"er darstellen.

 

[PUWS]

Hallo zusammen

@MI67: Ich glaube ja immer noch (auch nach Deinem letzten Post), daß Du überhaupt nicht verstanden hast, worum es mir geht. Ich habe Dir bei keiner Deiner Aussagen jemals wiedersprochen, ich habe sie auch alle verstanden und sie stimmen ja auch soweit. Ich bin aber nach wie vor der Meinung, daß sie völlig an der Frage des TO vorbeigehen (siehe dazu auch Post 56).
Wir können uns auch darüber einigen, daß die Frage des TO ungünstig geschrieben ist, deren Antworten sind hier meines Erachtens aber völlig über das Ziel hinausgeschossen.
In der Zwischenzeit diskutieren 2 Lager über die Definition von "Lichtstärke", kommen zwar beide zum selben Ergebnis aber streiten sich weiter über die Definition.
Nochmals abschließend: Ich stimme Dir zu, daß Du mit größeren Pixeln normalerweise bessere Bildqualität bei gleicher ISO-Stufe erhälst. Wenn Du daher jetzt prinzipiell im gängigen Vollformat eine ISO-Stufe höher fotografierst (um in etwas selbe Qualität zu erhalten und um nach Deinen Worten etwa die selbe Signalverstärkung zu nutzen), dann kannst Du tatsächlich kürzer belichten. Um Dein Beispiel mit der Kompaktknipse und der D3 mit f2.8 nochmals aufzugreifen: stellst Du die D3 immer auf ISO3200, weil ja erst dann die Bilder so schlecht sind wie mit der Kompakten bei ISO100 und freust Dich dann, daß Du damit kürzere Belichtungszeit hast (ist wohl eher Anwendungsfremd)? Oder stellst Du jetzt aber bei Deiner Kamera prinzipiell die beste (relative) Qualität ein (z.B. ISO 100 vom Stativ), so wirst Du mit beiden Formaten dieselbe Belichtungszeit erhalten. Welches jetzt die gewünschte Herangehensweise ist, kann ja jeder selbst entscheiden.

@all: in der Zwischenzeit wird nur noch aneinander vorbei diskutiert.
Was randfee geschrieben hat, hat lediglich die letzten, welche garnicht verstanden haben, worum es die 5 Seiten davor ging überzeugt. Ansonsten hat er nur anschaulich beschrieben, was eigentlich keinen bestritten hat.
Allerdings hat er dabei den eigentlichen Streitpunkt (die Pixelgröße) völlig außer Acht gelassen, sondern mehr oder weniger von der Sensorgröße als einzelnen Pixel gesprochen.

Wenn ich einen größeren Sensor (Vollformat) habe, kann ich auf diesem entweder die selbe Pixeldichte (-> mehr Pixel) oder gleiche Pixelanzahl (-> größere Pixel entsprechend geringerer Pixeldichte) haben, oder irgendwas dazwischen.

1.) Mit dem Beispiel der 5DMKII und der 20D habe ich gleiche Pixeldichte, also auch gleiche Pixelgröße. Jetzt fällt im Vergleich von randfee tatsächlich 2.56x mehr Licht (Photonen) auf einen 2.56x größeren Sensor, der also 2.56x mehr Pixel hat. Dementsprechend fallen auf die einzelnen Pixel der beiden Kameras gleich viele Photonen, welche bei angenommen gleicher Signalverarbeitung das selbe Signal bei gleicher Verstärkung liefern, also auch gleich hell erscheinen. Das Bild der 5DMKII ist gleich hell, aber größer (bei 100% Ansicht entsprechend einem analogen Kontaktabzug) als das Bild der 20D -> ich habe das gleiche Rauschen bei 100% aber eine höhere Auflösung. Wenn ich jetzt das Bild herunterrechne kann ich Rauschen herausrechnen, das war aber nie Teil der Eingangsfrage und geht jetzt tatsächlich ins akkademische.

2.) Habe ich die gleiche Auflösung bei Crop und FF, werden die Pixel entsprechend 2.56x kleiner. Dies wäre in etwas gegeben bei einem Vergleich 5D (12,8 MPixel) zu 450D (12,2 MPixel). Der Einfachheit halber nehmen wir mal an, sie hätten genauso viele Pixel. Hier trifft wie schon angedeutet 1/2.56x soviel Licht auf den Sensor der 450D, auf 1/2,56x Fläche, aber eben auf etwa genauso viel Pixel. Demnach bekommt jeder der Pixel nur etwa 1/2.56x soviel Licht ab. Um gleich hell zu werden muß dieses Signal jetzt stärker hochverstärkt werden. Da die statistischen Faktoren bei der kleineren Lichtmenge eine größere Rolle spielen (war vorher schonmal mit dem Vergleich Fingerhut-Eimer geschrieben), werden solche Abweichungen auch stärker verstärkt und es kommt zum Rauschen. Eine Crop-Kamera mit gleicher Auflösung rauscht dementsprechend bei gleicher ISO mehr.

Der Vorteil der FF kann also entweder in zusätzliche Auslösung oder eben rauschfreiere Bildergebnisse umgesetzt werden. Die Realität wird irgendwo dazwischen liegen (siehe 50D-5DMKII).

Ich hoffe damit kann dieses Thema langsam abgeschlossen werden, sonst drehen wir uns hier nochmals 5mal im Kreis.

Gruß Peter

 

[2dhifi]

Genau das schreibe ich ja - nur hat das mit dem Licht nicht mehr das geringste zu tun. Wo also wollen wir jetzt hin in dieser Diskussion? Dass FF ein paar Vorteile hat, hat niemals jemand bestritten. Mir kommt es gerade so vor, als ob hier Vollformat ansich verteidigt wird.

naja in der diskussion ging es doch darum ob VF in der Summe mehr Licht aufnimmt und sich daraus das bessere rauschverhalten bei gleichem ausgabeformat ableiten lässt - ergo kann (muss aber nicht) kürzer belichtet werden, wenn man die empfindlichkeit raufstuft.

Bild mit 350d iso 800 1/50s gemacht wird in etwa die gleiche Qualität haben wie Bild mit 5dmk2 iso 1600 1/50 gemacht und auf die Auflösung der 350 runterskaliert. Darum geht es mir.
Und diesen Zusammenhang (plus den vorteil größerer pixel bei vergleichbarer dslr-generation) kann man dann Lichtempfindlicher, lichtstärker, rauschfreundlicher - wie auch immer nennen.

@PUWS - deine beiden punkte 1. und 2. sind doch genau das worum es einigen hier ging. Ob du nun immer eine ISO Stufe am VF schneller wählst oder nicht, bleibt dir überlassen, wenn es darauf ankommt (tele, sport) hat sie nunmal den Vorteil, der vielleicht nicht profan ist, aber durch eben diese Argumentation herausgearbeitet werden kann. Dass doppelt so viel licht /mm² beim VF auf den Sensor trifft hat doch niemand behaupten wollen.

Der Vorteil der FF kann also entweder in zusätzliche Auslösung oder eben rauschfreiere Bildergebnisse umgesetzt werden. Die Realität wird irgendwo dazwischen liegen (siehe 50D-5DMKII).

Oder eben gleiche Qualität bei halber Belichtungszeit

 

[Thalarctus]

naja in der diskussion ging es doch darum ob VF in der Summe mehr Licht aufnimmt und sich daraus das bessere rauschverhalten bei gleichem ausgabeformat ableiten lässt - ergo kann (muss aber nicht) kürzer belichtet werden, wenn man die empfindlichkeit raufstuft.

Vom Rauschverhalten ist im Eingangspost keine Rede. Es geht lediglich um Belichtungszeit. Randfee hat es wunderbar auf den Punkt gebracht. Deshalb erübrigen sich alle weiteren Verzettelungen in Nebenkriegsschauplätze.
Gruss
Chris
PS: Wobei mir die Antwort von RWE07 noch am besten gefällt.

 

[2dhifi]

Vom Rauschverhalten ist im Eingangspost keine Rede. Es geht lediglich um Belichtungszeit. Randfee hat es wunderbar auf den Punkt gebracht. Deshalb erübrigen sich alle weiteren Verzettelungen in Nebenkriegsschauplätze.
Gruss
Chris

man kann aber nicht alle faktoren ausblenden, rauschverhalten ist genauso bestandteil eines bildes wie die helligkeit - und beides wird von iso sowie belichtungszeit beeinflusst.
Wenn es darum geht ob ich das gleiche bild mit kürzerer belichtungszeit machen kann, dann ist es nur das gleiche bild, wenn das Rauschverhalten ähnlich ist, und nicht bei einem doppelt so stark.

Würde die Frage aufkommen, ob ich mit dslr kürzer belichten kann als mit kompakten, würden alle "natürlich" rufen, weil die unterschiede hier gravierend sind. Die meißten kompakten rauschen bei iso 100 wie dslr bei 1600. Vereinfacht sage ich also - man KANN mit dslr das gleiche Bild mit 1/4 der belichtungszeit einer kompakten machen.

 

[Thalarctus]

Das war aber nicht die Frage. Die Frage war, ob FF lichtstärker ist als Crop 1,6.
Die Antwort ist und bleibt: NEIN.
Gruss
Chris