Dynamikbereich verwirrend

[Weide]

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Hallo,

 

irgendwie finde ich etwas am Dynamikbereich unlogisch:

 

Mache ich ein Bild mit normaler Dynamik (100%), belichtet sie beispielsweise bei ISO 200 mit 1/250tel Sekunde. Schalte ich die Dynamik auf 400%, so belichtet die 1/1000 Sekunde. Da die Kamera auf ISO-800 geschaltet hat (bzw, dies anzeigt), stimmt die Belichtung bzw. stimmen die Angaben wieder.

 

Importiere ich allerdings das RAW-File, dann erhalte ich (zumindest in Lightroom) ein um 2 Blenden unterbelichtetes Bild. Lightroom zeigt mir allerdings ebenfalls ISO800 an! Korrekt handelt es sich aber um ein um 2 Blenden unterbelichtetes ISO200 Bild!

 

Überhaupt ist IMHO die ISO-Angabe bei erhöhter Dynamik etwas verwirrend. Die Kamera belichtet bei erhöhter Dynamik knapper und hellt intern die Schatten auf. Somit hat man es im Prinzip mit einem ISO-Mix zu tun. Die Schatten sind mit ISO800 aufgenommen, die Lichter bleiben im ISO-200 Bereich - zumindest wenn ich alles richtig durchblicke ;-).

 

Viele Grüße

 

Weide

[mjh]

Der höhere ISO-Wert bei Verwendung der Dynamikerweiterung steht einfach dafür, dass entsprechend knapper belichtet wird. Eine knappere Belichtung erweitert zunächst einmal den Dynamikumfang in den Lichtern, aber wenn man den ISO-Wert erhöht, wird eine Kamera normalerweise das Sensorsignal entsprechend verstärken, um die knappere Belichtung zu kompensieren. Diese Verstärkung macht den Zugewinn an Dynamikumfang nur leider wieder zunichte. Wenn man von der Grundempfindlichkeit von ISO 200 auf ISO 800 herauf geht, müsste man das Sensorsignal vierfach stärker verstärken, aber dadurch würde jedes Signal, das oberhalb von 25 Prozent des maximalen Ausgangssignals liegt, auf über 100 Prozent verstärkt und müsste abgeschnitten werden – mehr als 100 Prozent kann der Analog/Digital-Wandler nun mal nicht verarbeiten. Wenn man also den Dynamikumfang erweitern will, muss man einerseits knapper belichten, so wie es bei einer Heraufsetzung des ISO-Werts immer geschieht, aber das Sensorsignal danach unverstärkt lassen (oder vielmehr nur die normale Verstärkung anwenden). Und das ist genau das, was Du beobachtet hast. Da man kein unterbelichtetes Bild will, müssen die Tonwerte in der internen Bildverarbeitung beziehungsweise im Raw-Konverter angehoben werden, aber nicht durch eine lineare Verstärkung, sondern in den Schatten und Mitteltönen mehr als in den Lichtern.

[Weide]

Hallo mjh,

 

ich glaube, wir haben ungefähr das Gleiche beschrieben, was mich sehr beruhigt. Nur Deinen ersten Satz sollte man IMHO keinesfalls aus dem Zusammenhang greifen ;-). Man könnte annehmen, eine Kamera belichtet im Allgemeinen knapper wenn man die ISO erhöht.

 

Viele Grüße

 

Weide

[mjh]

Man könnte annehmen, eine Kamera belichtet im Allgemeinen knapper wenn man die ISO erhöht.

Das tut sie ja auch.

[Weide]

reden wir eventuell aneinander vorbei? Mit "einer Kamera" meinte ich jetzt eine Kamera im Allgemeinen. Und mit knapper belichten meine ich unterbelichten. Wenn ich bei gleicher Blende und Zeit die ISO erhöhe, belichte ich über. Wenn ich Zeit oder blende entsprechend anpasse, sprich z.B. bei doppelter ISO Zahl die Zeit halbiere oder den Blendenwert verdopple, belichte ich gleich.

[messi]

So, jetzt hab ichs auch verstanden. Es ist also das gleiche Prinzip wie Nikons A-DL. (und weiß damit, daß ich das nicht benutzen werde, weil ich mit gezielter Unterbelichtung + Tiefenanhebung immer klargekommen bin).

Verwirrend ist immer die Angabe von 400/800asa, weil die eine nicht vorhandene Signalverstärkung impliziert; dabei wird schlicht 1 oder 2EV unterbelichtet um die Lichter zu schonen.

 

Gruß messi

[mjh]

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Mit „knapper“ meine ich knapper – mit einer kürzeren Belichtungszeit und/oder einer kleineren Blende belichten. Die Einstellung des ISO-Werts an einer Kamera hatte schon immer diese Funktion: Der ISO-Wert gibt an, wie viel Licht für eine optimale Belichtung benötigt wird – je höher der ISO-Wert desto weniger Licht ist nötig und desto knapper muss die Belichtungsautomatik belichten. Nun haben Digitalkameras einen fest verbauten Sensor; man kann keinen höher- oder niedrigerempfindlichen Sensor einsetzen, so wie man früher den Film wechseln konnte, und der Sensor verhält sich immer gleich, ganz egal, was für einen ISO-Wert man eingestellt hat. Der Sensor sammelt Ladungen und die Ladungsmenge hängt von der Lichtmenge ab. Wenn man also entsprechend eines höheren ISO-Werts knapper belichtet, ist die gesammelte Ladungsmenge geringer und dementsprechend auch die Spannung, die aus dem Sensor ausgelesen wird. Für die erwartete Tonwertverteilung muss diese Spannung verstärkt werden, und daher hat die ISO-Einstellung bei einer Digitalkamera zwei Funktionen – neben ihrem Einfluss auf die Belichtungssteuerung, die sie auch in der Silberhalogenidfotografie hat, regelt sie zusätzlich die Verstärkung der Signale zwischen Sensor und A/D-Wandler (wobei für die höchsten ISO-Werte durchweg nicht mehr analog verstärkt, sondern die bereits digitalisierten Werte mit einem entsprechenden Faktor multipliziert werden und im Falle der X100 nicht einmal das – die X100 trägt nur den eingestellten ISO-Wert in den Metadaten ein und überlässt es dem Raw-Konverter, die Werte über ISO 1600 hinaus anzuheben, was wiederum den Dynamikumfang im hohen ISO-Bereich verbessert).

bearbeitet 22. Mai 2011 von mjh

[Weide]

Hallo mjh,

 

ok, da meinten wir mit "knapper belichten" also etwas unterschiedliches. Wenn ein Bild knapp belichtet ist ging ich bisher immer davon aus, es wäre unterbelichtet - sorry für die Verwirrung. Obwohl ... wenn Du meinst knapper belichten heißt mit einer kürzeren Belichtungszeit belichten, dann belichtet man nun mal unter ;-)

 

 

Verwirrend ist immer die Angabe von 400/800asa, weil die eine nicht vorhandene Signalverstärkung impliziert; dabei wird schlicht 1 oder 2EV unterbelichtet um die Lichter zu schonen

 

das gilt aber bei der X100 nur für die RAW-Dateien. Bei den jpg's wird intern das Signal (die Tiefen) verstärkt. Fuji legt das in den EXIFs (und dummerweise auch im RAW!) als erhöhten ISO-Wert aus, was IMHO für die jpgs nur halb richtig und für die RAW-Dateien falsch ist.

bearbeitet 22. Mai 2011 von Weide

[mjh]

Wenn ein Bild knapp belichtet ist ging ich bisher immer davon aus, es wäre unterbelichtet - sorry für die Verwirrung. Obwohl ... wenn Du meinst knapper belichten heißt mit einer kürzeren Belichtungszeit belichten, dann belichtet man nun mal unter ;-)

Der Sensor hat ja nur eine einzige, feste Empfindlichkeit, nämlich ISO 200. Bei ISO 100 belichtet man über und bei Werten oberhalb von ISO 200 unter.

 

das gilt aber bei der X100 nur für die RAW-Dateien. Bei den jpg's wird intern das Signal (die Tiefen) verstärkt. Fuji legt das in den EXIFs (und dummerweise auch im RAW!) als erhöhten ISO-Wert aus, was IMHO für die jpgs nur halb richtig und für die RAW-Dateien falsch ist.

Die analoge Signalverstärkung geschieht zwischen Sensor und A/D-Wandler; ob aus den digitalen Daten dann am Ende eine Raw- oder JPEG-Datei entsteht (oder auch beides), hat darauf keinen Einfluss. Wenn man also ISO 800 und eine Vergrößerung des Dynamikumfangs um 2 EV wählt, wird nur die Grundverstärkung (also wie für ISO 200) angewandt. Auch ein JPEG wird daher aus unverstärkten (oder vielmehr nicht zusätzlich verstärkten) Signalen erzeugt. Allerdings werden die digitalen Werte durch eine passende Gradationskurve angepasst, bevor daraus ein JPEG entsteht – wie schon erwähnt werden insbesondere die Schatten und Mitteltöne angehoben. Das ist aber ein Rechenverfahren, keine analoge Signalverstärkung. Der ISO-Wert in den Metadaten ist in jedem Fall korrekt: Dieser ISO-Wert gibt an, wie viel Licht für eine optimale Belichtung als nötig angenommen und wie daher belichtet wurde. Wenn diese Angabe falsch wäre, dann wäre jeder ISO-Wert eines Digitalbilds falsch, der nicht gleich der Grundempfindlichkeit des Sensors ist.

[Weide]

Hallo mjh,

 

halte Dich doch nicht zu sehr in der internen Signalverarbeitung (in die wir wahrscheinlich beide keinen großen Einblick haben) auf und sehe einfach mal die Fakten (und probiere es vielleicht auch aus): Nehme ich mit der X100 ein Bild in Jpg UND raw bei 400% Dynamik auf, so steht bei beiden in den Metadaten ISO 800. Zeit (und eventuell Blende) hat die Kamera entsprechend einer Empfindlichkeit von ISO200 gewählt. Das jpg wurde intern (wie auch immer, egal!) derart bearbeitet, dass das jpg korrekt belichtet erscheint. Das RAW-File hingegen ist um zwei Blendenstufen unterbelichtet. Von daher muss in den Metadaten für's RAW eigentlich als Empfindlichkeit ISO 200 und nicht ISO 800 stehen. Einer der ISO-Werte dieser bei gleicher Zeit/Blende aufgenommenen und trotzdem unterschiedlich belichteten Bilder KANN nicht stimmen - ist doch logisch.

 

Naja, das Ganze ist ja im Prinzip nicht soo wichtig - falsch ist es allerdings trotzdem. Es ist allenfalls für die von Bedeutung, die im RAW-Konverter entsprechend der ISO-Werte gewisse Presets voreingestellt haben.

 

Viele Grüße

 

Weide

[Andi.Elbe]

...na Hauptsache, Ihr vergesst nicht das Fotografieren...

[Rico Pfirstinger]

Nehme ich mit der X100 ein Bild in Jpg UND raw bei 400% Dynamik auf, so steht bei beiden in den Metadaten ISO 800. Zeit (und eventuell Blende) hat die Kamera entsprechend einer Empfindlichkeit von ISO200 gewählt.

 

Das wäre sehr schlecht, in diesem Fall wäre das Gerät defekt und du solltest es zum Kundendienst schicken. Selbstverständlich fotografiert auch die X100 (wenn sie funktioniert) stets mit den der jeweiligen ISO-Einstellung entsprechenden Zeit- und Blendenwerten. Lediglich die Bildverarbeitung variiert entsprechend der gewählten Dynamikeinstellung, aber das wurde ja mit dem Stichwort "Gradationskurve" ausführlichst erläutert.

 

Wer mit dem RAW einer mit erweiterten Dynamik gemachten Aufnahme arbeitet, muss solche modifizierten Gradationskurven logischerweise selbst erstellen (und dann ggf. als individuelle Presets abspeichern). Aber das sollte kein Problem sein, denn wer mir RAW arbeitet, kennt sich schließlich bestens aus und weiß, worauf es (ihm) ankommt. Weniger begnadeten Zeitgenossen wie mir reicht ohnehin in den allermeisten Fällen das JPEG.

[Rico Pfirstinger]

...na Hauptsache, Ihr vergesst nicht das Fotografieren...

 

Richtig! Wozu auch simple Testaufnahmen zählen, etwa dasselbe Motiv mit Fix-ISO 800 einmal mit Dynamik 100 und einmal mit Dynamik 400 anvisieren – um festzustellen, dass sich Blende und Belichtungszeit dabei eben nicht signifikant ändern, garantiert nicht um 2 Blendenstufen.

 

Die mit Dynamik 100 und 400 erzeugten RAW-Dateien sind allerdings grundverschiedene Aufnahmen. Bei der 400er Aufnahme wird anders (deutlich weniger) verstärkt, ehe die RAW-Datei geschrieben wird. Das RAW ist also quasi "fehlerhaft", und genau dieser "Fehler" wird mit Hilfe einer passenden Gradationskurve bei der Entwicklung wieder ausgeglichen.

 

Das Ganze ist eine Art Licht-Kompressionsmechanismus. Erst wird die zusätzliche Dynamik eingepackt, anschließend muss man sie wieder entpacken. Im RAW-Betrachter auf dem PC sieht man aber nur die "gepackte" Datei, die dazu passende Entpackungskurve erstellt man anschließend selbst, sonst könnte man sich schließlich gleich auf den in der Kamera mitgelieferten Entpacker verlassen (was Amateure wie ich durchaus machen, aber ich habe den Eindruck, dass dieses Verhalten bei vielen hier auf eher abschätzige Reaktionen stößt).

 

Es ist ein Widerspruch in sich, wenn RAW-Puristen erwarten, dass ihr RAW-Bildbetrachter den Kompressionsfehler automatisch (oder per Preset) ausgleicht. Genau diese Automatik liefert ja die Kamera selbst – und ist bei RAW-Puristen verpönt.

 

Wie dem auch sei: Wirklich verwirrend ist die Geschichte mit dem "Dynamikbereich" also eigentlich nicht, wenn man einfach ein paar Testaufnahmen macht, die Ergebnisse vergleicht und dann mal kurz darüber nachdenkt.

[mjh]

halte Dich doch nicht zu sehr in der internen Signalverarbeitung (in die wir wahrscheinlich beide keinen großen Einblick haben) auf und sehe einfach mal die Fakten

Schau mal, eben weil ich etwas mehr Einblick habe, versuche ich doch, Dir das zu erklären. Nicht sehr erfolgreich, wie es scheint.

 

Nehme ich mit der X100 ein Bild in Jpg UND raw bei 400% Dynamik auf, so steht bei beiden in den Metadaten ISO 800. Zeit (und eventuell Blende) hat die Kamera entsprechend einer Empfindlichkeit von ISO200 gewählt.

Nein, das Bild wurde gemäß ISO 800 belichtet, weshalb auch ISO 800 in den Metadaten eingetragen wird. So handhaben es die meisten Hersteller; meines Wissens geht nur Nikon anders vor und belichtet bei Anwendung des Active D-Lighting zwar knapper, zeigt aber einen unveränderten ISO-Wert an.

 

Das jpg wurde intern (wie auch immer, egal!) derart bearbeitet, dass das jpg korrekt belichtet erscheint.

Na ja, so ganz egal ist das nicht, aber wie die Tonwerte bearbeitet werden, ist gut bekannt.

 

Das RAW-File hingegen ist um zwei Blendenstufen unterbelichtet.

Es ist dieselbe Belichtung, ob nun als JPEG oder Raw. Wenn Du im Raw+JPEG-Format speicherst, nimmt die Kamera schließlich nur ein Bild auf. Allerdings werden die Werte in der Raw-Datei nicht schon in der Kamera angepasst – dafür sind es ja Rohdaten. Wie alle anderen Schritte der Bildverarbeitung bleibt dies es etwas, das man im Raw-Konverter selbst steuern kann.

[Andi.Elbe]

Wie dem auch sei: Wirklich verwirrend ist die Geschichte mit dem "Dynamikbereich" also eigentlich nicht, wenn man einfach ein paar Testaufnahmen macht, die Ergebnisse vergleicht und dann mal kurz darüber nachdenkt.

 

 

 

Klar - wenn man sonst nichts zu tun hat

[Rico Pfirstinger]

Klar - wenn man sonst nichts zu tun hat

 

Ich habe es vorhin natürlich selbst nochmal getestet, der Zeitaufwand betrug (inkl. Einstellung der Kamera über das idiotische Menü) knapp 3 Minuten, also weniger als die Erstellung eines Beitrags hier im Forum.

 

Wenn die Zeit allerdings so knapp bemessen ist, sollte man sich fragen, ob Fotografieren wirklich das richtige Hobby für einen ist.

[mjh]

Vielleicht ist ja auch einigen nicht klar, dass dies alles keineswegs neu ist; Fuji wendet dieses Verfahren seit drei Jahren an und andere Hersteller ähnlich lange (im fotoMAGAZIN 7/2008 hatte ich diese Technik der Dynamikerweiterung schon mal ausführlicher erklärt; der aktuelle Anlass war damals die FinePix F100fd). Man muss daher gar nicht unbedingt lange darüber nachdenken oder etwas ausprobieren, sondern fischt es einfach aus der Schatzkammer seines über die Jahre erworbenen Wissens.

[Rico Pfirstinger]

Richtig, schon meine allererste Fuji, die S100FS, benutzt dieses Verfahren, und kann auch RAW-Daten abspeichern. Aber auch die aktuellen Consumer-Bridgekameras HS-10 und HS-20EXR verwenden sie, und bei letzterer wird es dann für den blutigen Laien (an solche Kunden richten sich diese Kameras mit ihren winzigen Sensoren schließlich) in der Tat etwas verwirrend, weil dort die EXR-Methode ("Doppelbildsensor") mit der klassischen Dynamikerweiterung kombiniert wird, um auf einen Dynamikumfang von maximal 1600% zu kommen.

 

Neu ist es also nicht, und auch nicht wirklich kompliziert, denn zumindest bei Fuji kennt man die Methode sogar von den "Billigknipsen".

bearbeitet 23. Mai 2011 von flysurfer

[Weide]

Hallo nochmal,

 

sorry, da habe ich irgendwann im Thread etwas durcheinader gebracht - tut mir sehr Leid.

 

Ihr habt habt natürlich Recht, bei ISO 200 und Dynamik 100% entstehen gegenüber einer Aufnahme mit 400% Dynamik unterschiedliche Zeiten. Das bei Dynamik 400% aufgenommene Bild wird mit entsprechend kürzerer Zeit aufgenommen. Nur: Das 400% Bild ist als RAW unterbelichtet - die Belichtung entspricht nicht der eingestellten Zeit/Blende PLUS Iso. Das Bild entspricht einer Aufnahme mit ISO 200, die um 2 Blendenstufen unterbelichtet wurde. Von daher ist für mich der Metadateneintrag in der RAW-Datei nach wie vor falsch. Aber wie Ihr bereits erwähnt, sollte ich lieber mal Bilder machen und Fuji sich sicher um ganz andere Dinge in der Firmware kümmern ;-)

 

 

Schau mal, eben weil ich etwas mehr Einblick habe, versuche ich doch, Dir das zu erklären. Nicht sehr erfolgreich, wie es scheint.

 

als Ing. für Elektrotechnik (Entwicklung von Industriesteuerungen und Messgeräten) wären meine "Einblicke" trotzdem nur Mutmaßungen. Natürlich liegt es nahe, dass dunkle Bildbereiche eher digital per Software als Analog per Signalverarbeitung vorgenommen werden. Wetten würde ich jedoch nicht darauf. Es freut mich aber, dass es jemanden mit mehr Einblick hier im Forum gibt.

 

 

viele Grüße

 

Weide

bearbeitet 23. Mai 2011 von Weide

[Rico Pfirstinger]

und Fuji sich sicher um ganz andere Dinge in der Firmware kümmern ;-)

 

Ein wahres Wort gelassen ausgesprochen.

[Weide]

@ flysurfer und mjh,

 

danke, ich wusste gar nicht, dass die Methode (gerade bei Fuji) nicht neu ist. Ich dachte es wäre ein Novum der X100. Ich hatte eine Zeit lang die S5, und bei der sind mir irgendwelche Ungereimtheiten (Ungereimtheiten in meinem Sinne) nicht aufgefallen.

[Rico Pfirstinger]

@ flysurfer und mjh,

 

danke, ich wusste gar nicht, dass die Methode (gerade bei Fuji) nicht neu ist. Ich dachte es wäre ein Novum der X100.

 

Um Gottes Willen, das Ganze ist wirklich ein alter Hut und alles andere als innovativ. Innovativ war der EXR-Sensor (deshalb gebe ich meiner F200EXR auch niemals her), aber die X100 besitzt solch einen Sensor nicht, sondern ist auf diesem Gebiet sogar erstaunlich konventionell.

[Weide]

Kompaktkameras habe ich die letzten Jahre relativ unbemerkt an mir vorbei ziehen lassen. Meine letzte kompakte Zweitknipse war (und ist) eine F30. Tja, und jetzt eben eine X100, wobei die Bezeichnung Kompaktknipse wohl wirklich nur der Größe gerecht wird ;-)

[Rico Pfirstinger]

Kompaktkameras habe ich die letzten Jahre relativ unbemerkt an mir vorbei ziehen lassen. Meine letzte kompakte Zweitknipse war (und ist) eine F30. Tja, und jetzt eben eine X100, wobei die Bezeichnung Kompaktknipse wohl wirklich nur der Größe gerecht wird ;-)

 

Ach, im Vergleich zu den Bridgekameras von Fuji und Co. ist sie durchaus handlich, finde ich.

 

Nachdem ich in den 90ern mit gut 50 Kilo analoger Fotoausrüstung und einem "Sherpa" durch die Gegend gezogen bin (gerne auch bei minus 30 Grad auf 3000 Meter Höhe) und dann ein paar Jahre lang überhaupt keine Kamera mehr angerührt habe, waren es die Kompakten und die Bridges, die mich wieder dazu gebracht haben, das eine oder andere Motiv abzulichten. So hat(te) eben jeder "sein Päckchen zu tragen".

 

Klar, ich wurde für die Mühe damals gut bezahlt, aber wenn mir etwas keinen Spaß mehr macht, lasse ich es lieber sein. Aus genau diesem Grund achte ich auch darauf, dass meine Freizeitfotografie vom Aufwand her betrachtet irgendwie im Rahmen bleibt – sowohl, was das Mitführen großer und schwerer Ausrüstungsgegenstände als auch die Nachbearbeitung angeht.

[Weide]

au weia ;-), also auf 50 Kilo komme ich bei weitem nicht! Ich habe zur Zeit eine D700 und einiges an Objektiven. Ich schleppe sie realtiv häufig mit mir herum, wenn auch nicht mit allen Zubehör. Es kennt wahrscheinlich jeder: An Tagen wo sie zu Hause herum liegt hätte man sie brauchen können. Von daher suchte ich eine Kamera, die ich IMMER dabei haben will, mit der ich allerdings möglichst wenig Kompromisse bei der Bildqualität eingehen möchte. Ich hatte natürlich an MFT gedacht, mich dann aber doch für die X100 entschieden, nachdem ich tagelang mit der D700 und 35er Festbrennweite herumgelaufen bin um zu testen, ob mir diese Brennweite liegt ;-)

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