Superdynamik-Sensor mit „pro-Pixel-HDR“ im Anmarsch

[Gast]

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Scheint so als ob für einen der letzten entscheidenden Nachteile von “Digital“ gegenüber „Film“ eine Lösung gefunden wurde.

und zwar bei der Dynamik, in Form von Sensorpixeln, die bei Überbelichtung (sprich Sättigung) nicht einfach nur "zulaufen" wie bisher, sondern sich selbst resetten,  selbiges mitzählen, und dann "weiterbelichten", das Ganze bei Bedarf auch mehrfach.
 

So daß schließlich das Ergebnis beim Auslesen nicht mehr z.B. lautet "100 Prozent", sondern "4x ans Limit belichtet und beim fünftenmal 47 Prozent"

Die dazugehörige Logik frißt derzeit noch derb Platz auf dem Sensor, so daß mit aktueller Fertigungstechnik nur so um 10 Megapixel auf einem KB Sensor gehen würden, aber mit „stacked“ gebauten Sensoren sollte das auch bald anders gehen.

Wer weiß, vielleicht kommt auf dieser Basis mal quasi  eine CMOS-„Neuauflage“des SuperCCD...

bearbeitet 14. Oktober 2019 von Gast

[mjh]

vor 18 Minuten schrieb Nichtraucher:

Scheint so als ob für einen der letzten entscheidenden Nachteile von “Digital“ gegenüber „Film“ eine Lösung gefunden wurde.

und zwar bei der Dynamik, in Form von Sensorpixeln, die bei Überbelichtung (sprich Sättigung) nicht einfach nur "zulaufen" wie bisher, sondern sich selbst resetten,  selbiges mitzählen, und dann "weiterbelichten", das Ganze bei Bedarf auch mehrfach.

Ja, an solchen Sensordesigns wird schon geraume Zeit gearbeitet. Es ist allerdings ein Irrtum, dass Digitalkameras hier noch einen Nachteil hätten, denn schon die aktuellen Sensoren haben einen höheren Dynamikumfang als Film.

[mjh]

Eine Variante dieses Konzepts hatte ich vor vier Jahren mal vorgestellt. Das war ein „Modulo“-Sensor, der ebenfalls den Ladungsspeicher eines Sensorpixels entleert, sobald dessen Füllgrenze erreicht ist, aber nicht einmal mitzählt, wie oft das während der Belichtung geschieht. Nur die jeweils zuletzt gesammelte Ladungsmenge wird ausgelesen, genauso wie bei einem gewöhnlichen Sensor. Wie oft die Ladungsspeicher vorher entleert worden waren, wird algorithmisch rekonstruiert.

Eine weitere Variante arbeitet mit kleinen Ladungsspeichern, die bei Erreichen der Füllgrenze entleert werden, aber ausgelesen wird nicht die Ladung, sondern die Zeit, die zwischen zwei Entleerungen vergeht. Das hat den interessanten Effekt, dass die Tonwertauflösung zu den Schatten hin immer größer wird, während sie bei einem klassischen Sensor zu den Lichtern hin wächst.

Anzeichen, dass wir solche alternativen Designs bald in Kameras sehen werden, gibt es aber noch nicht.

[Michael_H]

Hmm, "moderne" Handys haben heute 48 MP (gut für die Werbung) die aber 4 Pixel zu einem zusammen rechnen und so 12MP effektiv haben. Es ist wirklich erstaunlich was für ein Dynamikumfang so eine Winzkamera im "HDR-Modus" bringt und gleichzeitig eine enorme Lichtempfindlichkeit hat.

[alba63]

Am 24.10.2019 um 08:08 schrieb Michael_H:

Hmm, "moderne" Handys haben heute 48 MP (gut für die Werbung) die aber 4 Pixel zu einem zusammen rechnen und so 12MP effektiv haben. Es ist wirklich erstaunlich was für ein Dynamikumfang so eine Winzkamera im "HDR-Modus" bringt und gleichzeitig eine enorme Lichtempfindlichkeit hat.

Da winzige Sensoren wie die von iPhones nie die Dynamik größerer Sensoren erreichen können, müssen da halt schlaue Algorithmen und schnelle Prozessoren ran: Das iPhone filmt Video bei doppelter Framerate, und belichtet jede 2 Aufnahme unter, das helle und das dunklere Bild werden dann in Echtzeit verrechnet, ähnlich wie in der S3 und S5pro von Fuji (Super CCD SR), die Ergebnisse im Video sind beeindruckend, das iPhone 11 schafft dadurch ausgewogener belichtete Videos als deutlich teurere "Profi" Kameras. Sensoren der aktuellen APSc und FF- Generationen von Sony haben  - wie schon von Mjh erwähnt - eh längst größeren Dynamikumfang als Film je hatte. Diafilme hatten notorisch kleinen DR (als Nebeneeffekt aber starken Kontrast und knallige Farben), Negativfilm war halt einfach unempfindlicher für Licht, dadruch wurde das ganze Lichtspektrum auf den Film gequetscht (und konnte nach Belieben bepushed und -pulled werden), aber in der Summe war dennoch nicht derselbe Tonwert- Umfang auf dem Film wie heute. Die Schatten waren  schwächer. Gut ausgesehen hats trotzdem, drum lieben so viele die digitalen "Film- Simulationen".

[Allradflokati]

vor 14 Stunden schrieb alba63:

Gut ausgesehen hats trotzdem,

Das aber erst nach der Ausbelichtung und Nachbearbeitung, wie Abwedeln etc., im "Darkroom" ...

bearbeitet 12. November 2019 von Allradflokati

[Michael_H]

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vor 14 Stunden schrieb alba63:

Da winzige Sensoren wie die von iPhones nie die Dynamik größerer Sensoren erreichen können, müssen da halt schlaue Algorithmen und schnelle Prozessoren ran.....

Sensoren der aktuellen APSc und FF- Generationen von Sony haben  - wie schon von Mjh erwähnt - eh längst größeren Dynamikumfang als Film je hatte. Diafilme hatten notorisch kleinen DR (als Nebeneeffekt aber starken Kontrast und knallige Farben), Negativfilm war halt einfach unempfindlicher für Licht, dadruch wurde das ganze Lichtspektrum auf den Film gequetscht (und konnte nach Belieben bepushed und -pulled werden), aber in der Summe war dennoch nicht derselbe Tonwert- Umfang auf dem Film wie heute. Die Schatten waren  schwächer. Gut ausgesehen hats trotzdem, drum lieben so viele die digitalen "Film- Simulationen".

Winzsensoren: wie die die Dynamik und Lichtempfindlichkeit in die Bilddatei bringen ist im Endeffekt doch egal. Auch größeren Sensoren erreichen ihre "Leistung" nicht einfach durch in die Bilddatei kopieren.

Film: der Dynamikumfang des Films wird definitiv unterschätzt. Ich hab lange und intensiv genug im Labor gesessen und über 10 Blenden hat ein "moderner" Negativfim locker geschafft. Mein Problem war dann ab etwa 2003 die zu lichtempfindlichen Papiere um mit Abwedeln und Nachbelichten den Kontrastumfang zu bändigen.

Diafilm: in der Projektion kommt der Dynamikumfang halt ganz anders rüber, als im Scann oder im Positiv-Positiv-Verfahren (ich habe auch Cibachrom verarbeitet). Mit heutigen HDR-Techniken und einem guten Scanner geht da auch deutlich mehr, aber da natürlich bei weitem nicht auf dem Niveau wie mit unseren Kameras.

[Crischi74]

vor 16 Stunden schrieb alba63:

Da winzige Sensoren wie die von iPhones nie die Dynamik größerer Sensoren erreichen können, müssen da halt schlaue Algorithmen und schnelle Prozessoren ran:

Dynamik ist kein Thema der Sensorgröße bzw. lassen sich andere technische Lösungen finden.

Die kleinen Sensoren sind schneller ausgelesen und machen halt in der Zeit, die es zum Auslesen des großen Sensors benötigt, 2 oder 3 Aufnahmen und schon ist der Dynamikvorteil ade.  
Genauso mit der Technik um die es anfangs in dem Thread ging.  Am Ende wird rein technisch die computerisierte Fotografie enorme Vorteile haben.

Aber sie wird auch neue Probleme mit sich bringen.

https://www.heise.de/newsticker/meldung/Libelle-als-Kanaldeckel-Datenbank-mit-Bildern-die-KI-verwirren-4477644.html

Es gab auch Experimente mit Bildern auf Einkaufstüten, welche die Mustererkennung von autonomen Fahrzeugen komplett verwirrten.

Es wäre schon schwierig, wenn die Bilder weitestgehend von der KI „erfunden“ bzw. nach einer fehlerhaften Analyse ganz anders reproduziert werden.

Beim neuen Google Pixel Smartphone gibt es ja das Gerücht, dass die Bildanalyse eine Aufnahme des Mondes erkennt und solche Bilder mit einer hochauflösenden Mondaufnahme aus dem Archiv welche mit einer völlig anderen Kamera zu einem anderen Zeitpunkt gemacht wurde, entsprechend aufpäppelt.

bearbeitet 12. November 2019 von Crischi74

[wembly]

Das traurige ist nur, dass all diese Verbesserungen keine besseren Bilder zur Folge haben😜

[Crischi74]

vor 15 Minuten schrieb wembly:

Das traurige ist nur, dass all diese Verbesserungen keine besseren Bilder zur Folge haben😜

Ja richtig.  Wer „bessere Bilder“ machen möchte, sollte es tun. Und wenn es nicht gelingt, so kann man es lernen.   Da ist eine Reise bzw. sich einfach dafür die entsprechende Zeit zu nehmen, die sinnvollere Investition, als neue Gerätschaften.

[Michael_H]

vor 4 Stunden schrieb wembly:

Das traurige ist nur, dass all diese Verbesserungen keine besseren Bilder zur Folge haben😜

Da ist die Frage "was ist besser"? Wenn ich die Diskussionen um Kameraqualitäten, insbesondere den "ich will mehr Pixel" usw, lese, dann ist "besser" durch Technik erreichbar (ich bin ja auch nicht frei davon). Wenn es um das sichtbare Bild geht... dem empfehle ich das Fujifilm X-Photographers-Buch. Ich kann in den gedruckten Bildern keinen Unterschied sehen ob die mit X-Ax oder X-T1/2, Pro1 oder Pro2 gemacht wurden. Aber zum Glück seht es ja dabei 😉  

Ach ja: zum Dynamikumfang, bzw. dessen Begrenzung kommt ja auch noch die Optik davor. Wenn ich meine HDR's aus einer Belichtungsreihe mit 10 Blenden Spreizung mache, dann übertrahlen Lichter schon gewaltig. Dann kommt der Vorteil des weniger Glas vom 27/2,8ers gegen das 18-55er schon deutlich zum Tragen.

bearbeitet 12. November 2019 von Michael_H

[wembly]

vor 6 Minuten schrieb Michael_H:

. dem empfehle ich das Fujifilm X-Photographers-Buch. 

Schau ich mir gerne mal an, danke. Aber ehrlich gesagt hat Bücher lesen meine Fotografie auch noch nie verbessert...

[Michael_H]

vor 2 Stunden schrieb wembly:

Schau ich mir gerne mal an, danke. Aber ehrlich gesagt hat Bücher lesen meine Fotografie auch noch nie verbessert...

Meine schon! Und zwar erheblich! Ich muss aber dazu sagen, dass das nicht unbedingt die Bücher neueren Datums sind. Was mir an dem Fujifim-X-Photographers Buch super gefällt sind die Berichte der Fotografen über das Wie und Warum. Nicht das ich das unbedingt Teile oder gar nachmachen will, es ist einfach nett zu lesen weil ich vieles recht gut nachvollziehen kann und das Eine oder Andere so ähnlich ja auch schon erlebt habe.

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