H1 H2

[rolfpessel]

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Hatte gestern das erste mal meine X-T1 auf einem Konzertshooting dabei. Mein hohen Erwartungen konnte nicht ganz erfüllt werden, aber ganz enttäuscht bin ich auch nicht.

 

Zum einen passt mir die jpg Umwandlung nicht, dort wo das RAW mir super Details in den dunklen Flächen bietet habe ich im jpg nur Matsch oder gar nur Schwärze. Gut da mag ich noch dran drehen können, werde ich noch rausfinden.

 

Aber wenn ich den H1 oder den H2 Modus wähle habe ich nur jpg bekommen. 

Ist das so, oder muss ich irgendwo noch Einstellungen ändern?

Dabei finde ich das Rausverhalten besser als das bei meiner Vollformat Canon.

 

LG Rolf

 

PS.: Exif zum Bild  X-T1 mit 23mm f 1,4  @ f2 ISO 5000 RAW, 

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[mjh]

Aber wenn ich den H1 oder den H2 Modus wähle habe ich nur jpg bekommen. 

Ist das so, oder muss ich irgendwo noch Einstellungen ändern?

Das Handbuch sagt auf Seite 50: „RAW-Bilder können nicht bei Einstellung von L, H1 oder H2 aufgenommen werden.“

Edited October 14, 2014 by mjh

[RagingSonic]

Zum einen passt mir die jpg Umwandlung nicht, dort wo das RAW mir super Details in den dunklen Flächen bietet habe ich im jpg nur Matsch oder gar nur Schwärze. Gut da mag ich noch dran drehen können, werde ich noch rausfinden.

 DAS ist der Grund warum viele ausschließlich RAW fotografieren - Ein RAW ist einfach in der Lage mehr Bildinformationen zu speichern (So ziemlich genau das was der Sensor aufgezeichnet hat) - ein JPG ist bereits komprimiert und hat auch weniger Farbinformationen. Du kannst jetzt natürlich versuchen die Einstellungen der JPG-Engine der X-T1 zu optimieren - aber den Informationsgehalt eines RAWs kriegst Du sicher Nie in ein JPG.

Aber wenn ich den H1 oder den H2 Modus wähle habe ich nur jpg bekommen. 

Ist das so, oder muss ich irgendwo noch Einstellungen ändern?

 

Manchmal ist es hilfreich die Bedienungsanleitung zu lesen - man wundert sich danach über viel weniger merkwürdige Phänomene.

Fujis zeichnen RAWs nur bis ISO6400 auf - ist auch nicht so schlimm, da die Sensoren ohnehin ISO-los sind und Du auch locker später am Rechner das RAW um 2 EV pushen kannst (an den Stellen wo Du es brauchst).

Die Resultate sind dann nicht unbedingt schlechter als das ISO25600 JPG uas der Kamera. Rico (aka. Flysurfer) hat dazu diverse Tests gemacht. Klick

[rolfpessel]

Danke Euch,

 

gebe zu, dass ich nicht gerne Handbücher lese, somit habt Ihr mir sehr geholfen. 

Dass jpg ein großer Verlust an Bildinformationen ist, ist mir bewußt, aber trotzdem könnte die Umwandlung etwas sanfter geschehen, wie ich finde. Gut ich schieße auch ausschließlich in RAW (arbeite mit Lightroom), darum finde ich schade, dass mir ISO 12800 und darüber nicht zur Verfügung stehen.

 

Und von den Farben schwärme ich immer noch.

 

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[rednosepit]

Bei Hi Iso kann die interne Jpeg Engine von Spitzenkameras hilfreicher sein, als sich hinterher mühevoll am Rechner um vergleichbare Ergebnisse zu bemühen.

Zumindest bei Canon 5DMIII und 1DX ist das meine Erfahrung. Ich fotografiere sehr viel Show und Sport in fies dunklen Hallen.

Möglich, dass auch da die Raws der Canons mehr Details liefern, aber in der Praxis bewährt es sich für mich, in den Fällen wirklich mal Jpeg zu nutzen.

Bei Fuji erlebe ich das in der Tat differenzierter....

Obwohl die XTrans Sensoren wirklich top sind bei höhreren Iso (bis 6400 würde ich behaupten) enttäuschen mich mitunter die Jpegs.

Keine Ahnung, was da anders ist. Vielleicht mal die Voreinstellungen ändern?

Ich versuche da jetzt auch in Raw zu arbeiten und mache mir die Mühe, das hinterher zu verbessern.

Es gibt hier im Forum einen sehr guten Thread über die isolosen Sensoren.

Du kannst bei der X nämlich ohne dich um die Anhebung der Iso zu kümmern vor Otz fotografieren und zuhause selbst entscheiden, wieweit Du

das Signal des sensors verstärken möchtest. (vereinfacht ausgedrückt)

Habe das mal gemacht, geht richtig gut ;-)

[RagingSonic]

...ich schieße auch ausschließlich in RAW (arbeite mit Lightroom), darum finde ich schade, dass mir ISO 12800 und darüber nicht zur Verfügung stehen.

Wenns hilft schreibe ich es hier gerne nochmal: Der Sensor ist ISO-los. D.h. dass er die unterschiedlichen ISO-Anpassungen nicht am Sensor einstellt, sondern immer ein Bild bei ISO200 aufnimmt und dann NACH DER AUFNAHME die Belichtung im JPG digital pusht, bzw. ins RAW-File schreibt um wie viel gepusht werden soll. Von daher macht es gar nichts, dass Du keine ISO12600-RAWs aufnehmen kannst. Mach einfach eine ISO6400 Aufnahme und zieh sie dann in LR um 1 EV hoch. E voila! Problem gelöst. Was anderes macht die Kamera eh nicht.

Edited October 15, 2014 by GoodbyeCanon?

[Matthias S.]

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Wenns hilft schreibe ich es hier gerne nochmal: Der Sensor ist ISO-los. D.h. dass er die unterschiedlichen ISO-Anpassungen nicht am Sensor einstellt, sondern immer ein Bild bei ISO200 aufnimmt und dann NACH DER AUFNAHME die Belichtung im JPG digital pusht, bzw. ins RAW-File schreibt um wie viel gepusht werden soll. Von daher macht es gar nichts, dass Du keine ISO12600-RAWs aufnehmen kannst. Mach einfach eine ISO6400 Aufnahme und zieh sie dann in LR um 1 EV hoch. E voila! Problem gelöst. Was anderes macht die Kamera eh nicht.

Istdas tatsächlich so? Dann müsste ja in jede Raw Datei Iso 200 geschrieben werden und alle die höhere Verstärkung benötigen würden, müssten unterbelichtete Raws liefern. Nach meinem Kenntnisstand heißt isoless schlicht, dass bis zu einem gewissen Grad (z.B. Iso 1600) die Verstärkung schon intern geschieht. Es macht für die ergebnisse nur keinen Unterschied, ob die Verstärkung durch den Sensor/Prozessor erfolgt oder nachträglich gepusht wird. Das ist für mein Verständnis die Isoless-Eigenschaft.

 

Gruß

Matthias

[Rainer-sw]

Und wo ist jetzt der Unterschied zwischen euren Aussagen?

Die Auslesung des Sensors (Raw) ist gleich, dann wird gepuscht für Jpeg.

Meist macht das nur die Kamera(jpg) software besser als die anderen.

 

Gruß Rainer

Edited October 15, 2014 by Rainer-sw

[RagingSonic]

Istdas tatsächlich so? Dann müsste ja in jede Raw Datei Iso 200 geschrieben werden und alle die höhere Verstärkung benötigen würden, müssten unterbelichtete Raws liefern. Nach meinem Kenntnisstand heißt isoless schlicht, dass bis zu einem gewissen Grad (z.B. Iso 1600) die Verstärkung schon intern geschieht. Es macht für die ergebnisse nur keinen Unterschied, ob die Verstärkung durch den Sensor/Prozessor erfolgt oder nachträglich gepusht wird. Das ist für mein Verständnis die Isoless-Eigenschaft.

 

Gruß

Matthias

Du hast schon gelesen was ich geschrieben habe, oder?

immer ein Bild bei ISO200 aufnimmt und dann ... ins RAW-File schreibt um wie viel gepusht werden soll.

Er schreibt also nicht immer ISO200 ins RAW, sondern z.B. ISO800 - damit weiß die RAW-Software (z.B. Lightroom) dass um 2EV gepusht werden soll. Das bekommst Du als Anwender aber gar nicht mit, da in den Exifs (natürlich) ISO800 drin steht und das alles automatisch abläuft.

[Matthias S.]

Sicher habe ich gelesen, was Du geschrieben hast, daher habe ich es voll zitiert. Denn Du schreibst, dass immer mit Iso 200 aufgenommen und nach dem Raw kameraintern die Jpg Datei digital gepusht wird. Damit erhälst Du ein Iso 200 Raw, egal was in die Exifs geschrieben werden. So wie Du es beschreibst, wird das Jpg gepusht, das Raw bleibt ungepusht. Und das bezweifele ich schlicht. Ich rede jetzt auch nicht von einer internen Dynamikerweiterung. Gibt es denn dazu Quellen?

Mein Verständnis ist immer noch, dass schon das Raw verstärkt wird und Isoless die Eigenschaft besitzt, dass es keinen Unterschied im Bild ergibt, ob zuvor oder im Nachhinein verstärkt wird. Aber es wird auch vorher verstärkt. 

Es gibt im übrigens vielen was in die Exifs geschrieben wird, den Raw Konverter aber herzlich wenig interessiert.

 

Gruß

Matthias

[rolfpessel]

Bei Hi Iso kann die interne Jpeg Engine von Spitzenkameras hilfreicher sein, als sich hinterher mühevoll am Rechner um vergleichbare Ergebnisse zu bemühen.

Zumindest bei Canon 5DMIII und 1DX ist das meine Erfahrung. Ich fotografiere sehr viel Show und Sport in fies dunklen Hallen.

 

Fotografiere auch viel Clubkonzerte und da ist das Licht echt schlecht und mit den neuen LEDs manchmal auch echt hektisch, was Helligkeits- und Farbwechsel anbelangt. Damit kommt die Canon 5D III auf alle Fälle besser klar als die Fuji, die dann doch eine spürbare Verzögerung hat.

 

Bei der RAW Entwicklung und dem nachträglichen Entrauschen gibt es für mich nur ganz selten ein Bild, dass ich gesamt entrauschen möchte, sondern es ist immer Lokal. Z.T. auch nicht notwendig, wenn ich Bereiche wieder abdunkle. Zudem hängt es auch davon ab, ob ich ein Bild fürs Web verkleinere oder als Poster ausdrucken lassen muss.

 

 

 

 

 

Wenns hilft schreibe ich es hier gerne nochmal: Der Sensor ist ISO-los. D.h. dass er die unterschiedlichen ISO-Anpassungen nicht am Sensor einstellt, sondern immer ein Bild bei ISO200 aufnimmt und dann NACH DER AUFNAHME die Belichtung im JPG digital pusht, bzw. ins RAW-File schreibt um wie viel gepusht werden soll. Von daher macht es gar nichts, dass Du keine ISO12600-RAWs aufnehmen kannst. Mach einfach eine ISO6400 Aufnahme und zieh sie dann in LR um 1 EV hoch. E voila! Problem gelöst. Was anderes macht die Kamera eh nicht.

 

Gut, das hatte ich nicht gewußt, das würde aber auch erklären, warum bei hohen ISO die Lichter der RAW-Bilder genauso schnell ausgefressen sind und sich nicht mehr recovern lassen wie bei den jpgs.

In meinen Canon RAWS habe doch noch bis zu 3 Stufen Zeichnung in den Lichtern, was mir wichtig ist, denn bei Bühnenfotografie habe ich nicht die Zeit und Möglichkeit immer auf alles korrekt die Belichtung einzustellen und ich lieber Überstrahlungen in Kauf nehme, als zu sehr aufgehellte Tiefen, die dann noch mehr rauschen.

 

Meines Wissens wurde ISO Erhöhung bei vielen Systemen dadurch erreicht, dass das analoge Signal des Sensors verstärkt wurde und mit dem dann im D/A weitergearbeitet wurde. Das wäre der Unterschied zum oben beschriebenen und erklärt mir so manches Verhalten der Fuji.

 

Versteht mich nicht falsch, ich finde die Fuji gut, setze meine Kameras aber auch in extremen Bedingungen ein und lerne die Fuji erst kennen und es wird noch eine Weile dauern, bis ich mich blind auf sie verlassen kann, d.h. bis zu welchen Grenzen ich sie treiben kann.

Edited October 15, 2014 by rolfpessel

[Burkard]

Wenns hilft schreibe ich es hier gerne nochmal: Der Sensor ist ISO-los. D.h. dass er die unterschiedlichen ISO-Anpassungen nicht am Sensor einstellt, sondern immer ein Bild bei ISO200 aufnimmt und dann NACH DER AUFNAHME die Belichtung im JPG digital pusht, bzw. ins RAW-File schreibt um wie viel gepusht werden soll. Von daher macht es gar nichts, dass Du keine ISO12600-RAWs aufnehmen kannst. Mach einfach eine ISO6400 Aufnahme und zieh sie dann in LR um 1 EV hoch. E voila! Problem gelöst. Was anderes macht die Kamera eh nicht.

 

Hmm, GoodbyeCanon?,

 

wenn das wirklich so stimmt und eine ISO-Erhöhung keine analoge Signalverstärkung bewirkt, dann blieben ja bei einer Aufnahme mit ISO 6400 von den 14 Bits in der Raw-Datei die fünf LSBs stets Null und damit ohne Bedeutung für die Bilddetails. Weil Pushen um eine Blende ja nichts weiter heißt, als die AD-Wandler-Ausgabe um ein Bit nach links zu schieben und rechts eine Null aufzufüllen. Beim Pushen von fünf Blenden (ISO 200 nach ISO 6400) würden also lediglich 9 Bits für die Tonwertdynamik übrigbleiben.

 

Hab' ich das so richtig verstanden?

 

Leicht irritiert

Burkard

Edited October 15, 2014 by Burkard

[rolfpessel]

Habe zum Thema gerade noch eine interessanten Artikel gefunden und werde wohl zumindest für die Fuji meine Gewohnheiten umstellen müssen (auch meine Kursteilnehmer unterschiedlich anleiten):

http://fujixsecrets.wordpress.com/2014/08/19/isolos-fotografieren-mit-der-fujifilm-x-serie/

Edited October 15, 2014 by rolfpessel

[rolfpessel]

Habe das nun gleich mal ausprobiert ein total unterbelichtetes Bild (wie gesagt die Lichtwechsel sind sehr schnell und die Fuji ist da etwas langsam) in Lightroom entwickelt.

+4,5 Blenden, Lichter und Weiß auf -100 und kein Entrauschen oder weiter Entwicklung, hier nun der 100% Ausschnitt:

 

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http://www.mightymorodgers.com

 

 

irgendwie finde ich das genial und ich sage ja immer man muss sein Werkzeug kennen.

 

Danke Euch 

Edited October 15, 2014 by rolfpessel

[rednosepit]

Ich entdecke auch gerade erst staunend die Möglichkeiten und bin froh, dass man hier im Forum so etwas lernen kann ;-)

[RagingSonic]

Hmm, GoodbyeCanon?,

 

wenn das wirklich so stimmt und eine ISO-Erhöhung keine analoge Signalverstärkung bewirkt, dann blieben ja bei einer Aufnahme mit ISO 6400 von den 14 Bits in der Raw-Datei die fünf LSBs stets Null und damit ohne Bedeutung für die Bilddetails. Weil Pushen um eine Blende ja nichts weiter heißt, als die AD-Wandler-Ausgabe um ein Bit nach links zu schieben und rechts eine Null aufzufüllen. Beim Pushen von fünf Blenden (ISO 200 nach ISO 6400) würden also lediglich 9 Bits für die Tonwertdynamik übrigbleiben.

 

Hab' ich das so richtig verstanden?

 

Leicht irritiert

Burkard

So sieht es wohl aus (wenn ich das Konzept des ISO-losen Sensors richtig verstanden habe, dann wird das so sein). Deckt sich ja auch mit der allgemeinen Erfahrung, dass die Dynamik im High-ISO-Bereich sichtbar nachlässt, oder!?

Letztlich habe ich mir das mit dem ISO-losen Sensor ja auch nicht selbst ausgedacht, habe nur viel im Netz gelesen (Einiges davon von Rico) und mache mir dann eben meinen eigenen Reim auf die Hintergründe dazu. Zum Beispiel:

 

So wie Du es beschreibst, wird das Jpg gepusht, das Raw bleibt ungepusht. Und das bezweifele ich schlicht. Ich rede jetzt auch nicht von einer internen Dynamikerweiterung. Gibt es denn dazu Quellen?

Mein Verständnis von "RAW" ist, dass es sich um die unver-/unbearbeiten Sensordaten handelt. Wenn der Sensor ISO-los ist (Also keine Signalverstärkung besitzt), dann müssen diese Daten in der nativen ISO (also 200) vorliegen und abgespeichert werden, ansonsten wäre die Datei ja quasi Post-Sensor bearbeitet und abgespeichert (Also kein Roh-Format mehr) - und was hätten wir denn auch dadurch gewonnen?

Das der RAW-Konverter den ISO-Wert interpretiert, leite ich daraus ab, dass wir im Konverter das für unsere Augen korrekt belichtete Bild bekommen (Wenn die Daten tatsächlich Roh sind und diese Info nicht irgendwo in den Exifs ausgelesen würde, woher sollte z.B. LR wissen in welcher Belichtung wir das Bild aufnommen haben?).

Zugegeben - vieles ist meine eigene Interpretation der mir zugetragenen Informationen - es steht jedem frei diese zu hinterfragen, selbst einen Test zu machen mit einem korrekt belichteten Bild in ISO 6400, und dann Einfach die ISO auf 200 runterzudrehen (alle anderen Werte bleiben gleich) und dieses Bild entsprechend zu pushen. Und unabhängig von meinen Interpretationen kommt es am Ende doch auf die Ergebnisse an und wie man mit dem Wissen über die der Kamera zugrundeliegenden Technologie umgeht.

Edited October 15, 2014 by GoodbyeCanon?

[Damien]

So richtig roh ist RAW aber eben doch nicht. Jeder Hersteller "bearbeitet" seine RAW's mehr oder weniger.

[mjh]

wenn das wirklich so stimmt und eine ISO-Erhöhung keine analoge Signalverstärkung bewirkt, dann blieben ja bei einer Aufnahme mit ISO 6400 von den 14 Bits in der Raw-Datei die fünf LSBs stets Null und damit ohne Bedeutung für die Bilddetails. Weil Pushen um eine Blende ja nichts weiter heißt, als die AD-Wandler-Ausgabe um ein Bit nach links zu schieben und rechts eine Null aufzufüllen. Beim Pushen von fünf Blenden (ISO 200 nach ISO 6400) würden also lediglich 9 Bits für die Tonwertdynamik übrigbleiben.

Bei einer Erhöhung des ISO-Werts wird zunächst die analoge Verstärkung vor dem Analog/Digital-Wandler erhöht. Ab einem bestimmten ISO-Wert erhöht die Kamera nicht mehr die Verstärkung, sondern multipliziert stattdessen den digitalisierten Wert mit einem entsprechenden Faktor. Wenn eine Kamera also beispielsweise einen Sensor mit einer Grundempfindlichkeit von ISO 200 hat und bis ISO 3200 die Verstärkung erhöht, wird sie bei Wahl von ISO 12800 die analogen Werte 16fach stärker als bei ISO 200 verstärken, diese Werte dann digitalisieren und die digitalen Werte schließlich noch mit 4 multiplizieren, bevor sie in die Raw-Datei geschrieben werden. Das ist die normale Vorgehensweise, wie sie fast alle Hersteller so praktizieren.

 

Die analoge Verstärkung hat ebenso wie die digitale Multiplikation einen großen Nachteil: Sie reduziert den Dynamikumfang, der daher bei hohen ISO-Werten immer kleiner wird. Die analoge Verstärkung bis zu mittleren ISO-Werten hat noch ihren Sinn, weil sie das Rauschen reduziert, aber bei hohen ISO-Werten bringt das nichts mehr. Die digitale Multiplikation ist eigentlich immer kontraproduktiv.

 

Fuji macht es seit der X100 etwas anders: Sie erhöhen die analoge Verstärkung bis ISO 1600 (verstärken also nur bis zu 8mal mehr als bei ISO 200). Bei höheren ISO-Werten multiplizieren die Kameras die digitalisierten Werte aber nicht, sondern schreiben sie unverändert in die Raw-Datei. Nur am ISO-Wert erkennt der Raw-Konverter, dass die Aufnahme entsprechend eines höheren ISO-Werts belichtet wurde, und berücksichtigt das entsprechend. Da die Multiplikation unterblieben ist, sind die Lichter erhalten geblieben; der Dynamikumfang entspricht weiterhin dem von ISO 1600.

 

Da die von Fuji verwendeten Sensoren (ebenso wie alle anderen Sony-Sensoren, wie sie in Modellen von Leica, Nikon, Olympus, Panasonic, Ricoh/Pentax und Sony stecken) ISO-los sind, kann man sogar noch etwas weiter gehen und beispielsweise bei ISO 800 bleiben – statt den ISO-Wert zu erhöhen, wählt man eine entsprechende Unterbelichtung und passt die Tonwerte im Raw-Konverter an. Je geringer die Verstärkung desto größer ist der verbleibende Dynamikumfang.

 

Was nun die ISO-Werte oberhalb von ISO 6400 bei der X-T1 betrifft, so verstärkt die Kamera auch bei diesen nur entsprechend ISO 1600. Ob Du nun ISO 1600, 3200 oder 6400 wählst, hat auf die Bilddaten keinen Einfluss; nur der in die EXIF-Daten eingetragene ISO-Wert ändert sich. Wenn Du Raw-Dateien mit ISO 12800, 25600 oder 51200 erzeugen könntest, würden sie sich ebenfalls nur dadurch unterscheiden, dass eben ein höherer ISO-Wert eingetragen wird. Du kannst aber auch einfach bei ISO 6400 eine Belichtungskorrektur von –1,0, –2,0 oder –3,0 EV einstellen; dann belichtet die Kamera gemäß ISO 12800, 25600 beziehungsweise 51200 – etwas anderes würde auch nicht passieren, wenn Du die ISO-Werte direkt wählen könntest.

 

Bei dem Anwendungsbeispiel, um das es hier ursprünglich ging, würde ich aber ganz anders vorgehen, nämlich ISO 800 einstellen und im Modus M einfach die Blende und Verschlusszeit wählen, die mir unter den Aspekten Schärfentiefe und Schutz vor Bewegungsunschärfe passend erscheint. Nur bei einer (unbedingt zu vermeidenden) Überbelichtung würde ich mit einer kürzeren Verschlusszeit nachkorrigieren. Den Rest erledige ich dann im Raw-Konverter.

Edited October 15, 2014 by mjh

[rednosepit]

ok danke...muss man erstmal verstehen ;-)

[Burkard]

Bei einer Erhöhung des ISO-Werts wird zunächst die analoge Verstärkung vor dem Analog/Digital-Wandler erhöht. Ab einem bestimmten ISO-Wert erhöht die Kamera nicht mehr die Verstärkung, sondern multipliziert stattdessen den digitalisierten Wert mit einem entsprechenden Faktor. Wenn eine Kamera also beispielsweise einen Sensor mit einer Grundempfindlichkeit von ISO 200 hat und bis ISO 3200 die Verstärkung erhöht, wird sie bei Wahl von ISO 12800 die analogen Werte 16fach stärker als bei ISO 200 verstärken, diese Werte dann digitalisieren und die digitalen Werte schließlich noch mit 4 multiplizieren, bevor sie in die Raw-Datei geschrieben werden. Das ist die normale Vorgehensweise, wie sie fast alle Hersteller so praktizieren.

[ . . . ]

 

Danke für Deine ausführliche Erklärung! Nur eine Frage ist für mich noch offen: Wieso verringert die analoge Verstärkung ebenfalls die Dynamik? Ist es so, dass die Quantisierung des Signals durch die Photonen und die dadurch im Sensor ausgelösten Elektronen ohnehin keine Zwischenwerte mehr zulässt und die Dynamik des Eingangssignals vor der analogen Verstärkung ohnehin schon durch die Elektronen (shot noise) vorgegeben und somit der Eingangswert des Analogverstärkers schon nicht mehr kontinuierlich (analog) sondern diskret (digital) ist? Wenn das so ist, dann verstehe ich, dass es völlig gleichgültig ist, ob man analog oder digital verstärkt. Nur dass ein Analogverstärker noch das Risiko zusätzlichen thermischen Rauschens mit sich bringt.

 

Euch allen einen frohen Tag!

Burkard

[mjh]

Wieso verringert die analoge Verstärkung ebenfalls die Dynamik? Ist es so, dass die Quantisierung des Signals durch die Photonen und die dadurch im Sensor ausgelösten Elektronen ohnehin keine Zwischenwerte mehr zulässt und die Dynamik des Eingangssignals vor der analogen Verstärkung ohnehin schon durch die Elektronen (shot noise) vorgegeben und somit der Eingangswert des Analogverstärkers schon nicht mehr kontinuierlich (analog) sondern diskret (digital) ist? Wenn das so ist, dann verstehe ich, dass es völlig gleichgültig ist, ob man analog oder digital verstärkt. Nur dass ein Analogverstärker noch das Risiko zusätzlichen thermischen Rauschens mit sich bringt.

Der Sensor – jedenfalls die Sensoren, wie sie heute gebaut werden – ist kein Photonenzähler; wäre er einer, dann bräuchten wir sowieso keine analoge Verstärkung, sondern könnten gleich die Zahl der Photonen multiplizieren. Der Spannungswert, der digitalisiert wird, entspricht nur annähernd der Photonenzahl. Aber es ist richtig, dass durch die diskrete Natur der Photonen – es gibt keine halben Photonen – selbst im besten Fall die Auflösung der Tonwerte beschränkt und der Messwert unweigerlich durch das Photonenrauschen kontaminiert ist. Hinzu kommt aber, dass auch der A/D-Wandler eine begrenzte Auflösung hat – 14 Bit beispielsweise, was 16384 möglichen Werten entspricht. Wenn wir einen höheren ISO-Wert wählen, wird der Sensor unterbelichtet und die meisten Sensorpixel werden relativ schwache Signale liefern, die nur einen Bruchteil der maximalen Eingangsspannung des A/D-Wandlers ausmachen. Wenn wir von ISO 200 auf ISO 400 gehen und so belichten, dass die Tonwerte präzise in das Histogramm passen, nutzen wir statt 16384 nur noch 8192 Werte, bei ISO 800 nur noch 4096 Werte und so weiter. Die Auflösung würde immer gröber und damit würde das Quantisierungsrauschen steigen. Die analoge Verstärkung verhindert das, indem sie das Eingangssignal für den A/D-Wandler passend anhebt. Allerdings verstärkt sie auch das Rauschen in den analogen Sensorsignalen und fügt noch eigenes Rauschen hinzu, und daher gibt es einen Punkt, ab dem die analoge Verstärkung keine Verbesserung mehr bringt. Das Rauschen im analogen Signal wird dann so stark, dass es das Quantisierungsrauschen überdeckt – das Rauschen im analogen Signal wirkt wie ein Dithermuster, das die Wirkung einer groben Quantisierung zum Verschwinden bringt, genauso wie ein Dithermuster im Druck sichtbare Tonwertabrisse verhindert.

 

Die Belichtung entsprechend eines höheren ISO-Werts lässt den Dynamikumfang zunächst einmal unverändert; sie verschiebt ihn nur zu den Lichtern hin. Die knappere Belichtung sorgt zwar dafür, dass in den Schattenzonen schwächere Signale entstehen, die eher im Rauschen untergehen; in den Lichtern gewinnen wir dafür aber Tonwerte hinzu. Die analoge Verstärkung vernichtet leider diesen Zugewinn (womit der Dynamikumfang insgesamt schrumpft), denn die höchsten analogen Werte werden aufgrund der Verstärkung den A/D-Wandler übersteuern. Es ist ein bisschen so, als würden wir bei einer Tonaufnahme den Aussteuerungsregler aufziehen, um den Gesang weit entfernter Vögel aufzuzeichnen, und dann würde jemand in der Nähe des Mikrofons sprechen. Indem wir die analoge Verstärkung zurückschrauben, erhalten wir uns den Spielraum zu den Lichtern hin und können uns dann auf die Reduzierung des Rauschens konzentrieren. Moderne ISO-lose Sensoren zeichnen sich durch ein sehr geringes Quantisierungsrauschen aus, wozu unter anderem die massiv parallele Quantisierung durch auf den Sensorchip integrierte A/D-Wandler beiträgt, so dass der Vorteil einer analogen Verstärkung auf niedrige und mittlere ISO-Werte beschränkt bleibt.

Edited October 16, 2014 by mjh

[Burkard]

Der Sensor – jedenfalls die Sensoren, wie sie heute gebaut werden – ist kein Photonenzähler; wäre er einer, dann bräuchten wir sowieso keine analoge Verstärkung, sondern könnten gleich die Zahl der Photonen multiplizieren. Der Spannungswert, der digitalisiert wird, entspricht nur annähernd der Photonenzahl. Aber es ist richtig, dass durch die diskrete Natur der Photonen – es gibt keine halben Photonen – selbst im besten Fall die Auflösung der Tonwerte beschränkt und der Messwert unweigerlich durch das Photonenrauschen kontaminiert ist.

[ . . . ]

 

Danke Michael,

 

für Deine fundierte Erläuterung des Wegs vom Photoneneinschlag auf dem Sensor bis zum digitalisierten Tonwert in der Raw-Datei! Ich war bisher immer davon ausgegangen, dass der Sensor wirklich ein Photonenzähler ist und der analoge Signalpfad die ausgelösten Elektronen nur für den folgenden AD-Wandler mundgerecht aufbereiten muss. Klar, dass er nicht alle einfallenden Photonen erwischt: Einige werden reflektiert, andere treffen auf unsensitive Bereiche des Sensors. Immerhin erreicht der Sensor meiner D800E laut www.sensorgen.info schon eine Quanteneffizienz von beachtlichen 56%, kommt also einem Photonenzähler schon recht nahe. Und das bei einer Sättigungskapazität von 41319 Elektronen, so dass ich nach 14 Bits AD-Wandlung auch dem LSB bei entsprechender Belichtung noch Tonwertinformationen entnehmen kann.

 

Das theoretische Ende der Sensorentwicklung scheint mir somit bald erreicht zu sein.

 

Beste Grüße

Burkard

[rolfpessel]

Fuji macht es seit der X100 etwas anders: Sie erhöhen die analoge Verstärkung bis ISO 1600 (verstärken also nur bis zu 8mal mehr als bei ISO 200). Bei höheren ISO-Werten multiplizieren die Kameras die digitalisierten Werte aber nicht, sondern schreiben sie unverändert in die Raw-Datei. 

 

Danke Michael, das ist alles sehr ausführlich und einleuchtend, doch noch eine Verständnisfrage:

Gibt es somit für den ISO-losen Sensor der X serie doch eine analoge Verstärkung wie Du schreibst?

HIntergrund ist, dass ich Kurse für digitale Fotografie gebe und es gerade im Anfängerbereich es besser ist, die Dinge einfach zu erklären und nicht zu verkomplizieren mit der Aussage, dass die einen es machen, die anderen nicht.

 

 

Was nun die ISO-Werte oberhalb von ISO 6400 bei der X-T1 betrifft, so verstärkt die Kamera auch bei diesen nur entsprechend ISO 1600. Ob Du nun ISO 1600, 3200 oder 6400 wählst, hat auf die Bilddaten keinen Einfluss

 

Nun versuche ich das ganze System X-T1 zu begreifen: Wenn ich nun den ISO Wert auf 1600 festlege, die maximale analoge Verstärkung, das Licht aber sehr gering ist, dann wird ja die (Teil-)Automatik versuchen über Zeit und/oder Blende eine korrekte Belichtung zu erreichen. Wenn ich das aber nicht will (z.B. Verwacklungsgefahr) muss ich entweder in modus M mit entsprechenden Einstellungen, oder eben mit der Belichtungskorrektur auf minus (max -3) fotografieren. 

Verstehe ich das so richtig?

Edited October 16, 2014 by rolfpessel

[mjh]

Gibt es somit für den ISO-losen Sensor der X serie doch eine analoge Verstärkung wie Du schreibst?

Ja, so ist es; es wird auch bei den X-Modellen noch analog verstärkt. Aber eben nur bis ISO 1600; ab da bleibt die Verstärkung konstant. Und die digitale „Verstärkung“ per Multiplikation fällt weg.

 

Nun versuche ich das ganze System X-T1 zu begreifen: Wenn ich nun den ISO Wert auf 1600 festlege, die maximale analoge Verstärkung, das Licht aber sehr gering ist, dann wird ja die (Teil-)Automatik versuchen über Zeit und/oder Blende eine korrekte Belichtung zu erreichen. Wenn ich das aber nicht will (z.B. Verwacklungsgefahr) muss ich entweder in modus M mit entsprechenden Einstellungen, oder eben mit der Belichtungskorrektur auf minus (max -3) fotografieren. 

Verstehe ich das so richtig?

Ja, das ist richtig. Im Zeitalter ISO-loser Sensoren wäre es eigentlich sinnvoll, wenn man mit der ISO-Einstellung nur noch die Belichtung steuern würde – und natürlich die interne Bildverarbeitung, damit JPEGs und Vorschaubilder nicht allzu dunkel werden, wenn man stark unterbelichtet. Letzteres ist heute noch ein kleines Problem bei der ISO-losen Fotografie – mit den JPEGs kann man nicht viel anfangen und in den Vorschaubildern nicht viel erkennen. Aber zur Beurteilung der Schärfe und des Ausschnitts reicht es meist und dass die Tonwerte am Ende stimmen werden, darauf kann man getrost vertrauen.

[rolfpessel]

Danke Du hast mir sehr geholfen in die modernere digitale Fotografie einzusteigen. Paradoxerweise sind wir wieder da, wo wir ja früher schon mal waren, eher konservativ nach unten zu belichten und nicht, "expose to the right" bezogen auf das Histogramm, wie das in Englisch so knapp bezeichnet wird.

Das bringt mich natürlich zu der Frage, ist die Tonwert-, Detailverteilung beim X-Sensor in allen Helligkeitswerten von 0- 256 gleich, oder ebenso exponentiell wie bei herkömmlichen Sensoren?

Edited October 16, 2014 by rolfpessel

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