Ich habe keine Behauptung auf Photoshop basierend gemacht (bis auf das Zählen der Balken), also ich kann das nicht ignoriert haben. Außerdem habe ich gerade auf diesen Umstand hingewiesen in meiner Post bzgl. Rawnalyze.
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D300 und ISO
- Ersteller Panopeeper
- Erstellt am
Ich habe keine Behauptung auf Photoshop basierend gemacht (bis auf das Zählen der Balken), also ich kann das nicht ignoriert haben. Außerdem habe ich gerade auf diesen Umstand hingewiesen in meiner Post bzgl. Rawnalyze.
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V
volkerm
Guest
Maik, er liest die Rohdaten mit seinem eigenen Tool. Die sind also wirklich roh. Das mit Photoshop ist nur zum Angucken des Histogramms.
Bitte genauer. Es gibt einzelne Peaks, wobei jeder Peak eine Gaussverteilung haben müsste und nicht exakt auf einen ADC-Wert beschränkt sein muß.
Was also ist die Zahl 3780? Sind es 3780 Peaks, oder ist 3780 die Gesamtzahl der unterschiedlichen ADC-Werte, z.B. 1260 Peaks mit Breite 3 LSB?
Bitte genauer. Es gibt einzelne Peaks, wobei jeder Peak eine Gaussverteilung haben müsste und nicht exakt auf einen ADC-Wert beschränkt sein muß.
Was also ist die Zahl 3780? Sind es 3780 Peaks, oder ist 3780 die Gesamtzahl der unterschiedlichen ADC-Werte, z.B. 1260 Peaks mit Breite 3 LSB?
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Du hast Rawnalyze hier erwähnt, und es sah wie ein Tippfehler anstelle einer generischen "Raw-analyse" aus, weil Du ständig andere Wörter benutzt, die hier im Kontext unverständlich sind (Pfad, Ausbeutung etc.).
Du bist hier mit Schlußfolgerungen hereingeplatzt, zunächst ohne weitere Erklärung des Verfahrens. Schlaumeier von der Sorte haben wir hier öfter, daher die Skepsis unsererseits.
Gut, Du hast ein Tool zur direkten Analyse der Rohrdaten benutzt. Ist das Tool von Dir, kennst Du den Quellcode? Mir standen bislang nur dcraw und nachgeschaltete selbstgestrickte Auswertung zur Verfügung. Das ist nicht so ausgefeilt wie Rawnalyze, aber immerhin hab ich den Quellcode und weiß, was das tut.
Nachdem mir jetzt so endlich langsam schwant, worauf Du hinaus willst, fang ich den Thread nochmal von vorn an zu lesen, wenn ich Zeit finde.
Maik
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Vorher habe ich es nur kurz erwähnt: jede Spalte representiert einen einzigen Pixelwert in diesem "feinen" Histogramm. Ein 512 Werte breiter Abschnitt wird gezeigt vom Blackpoint ausgehend (d.h. von Null im Beispiel). Die Höhe der Balken representiert die relative Zahl der Pixel mit jenem Pixelwert, auf logarithmischer Skala.
Es kommen ungefähr 3780 unterschiedliche "rote" und "blaue" Pixelwerte vor in der Rawdatei. Nikon spielt einen unterschiedlichen Trick mit den Grünen, ich kann das nur teilweise erklären, aber ich finde das nicht wichtig.
Der Fehler in dem Gedankenlauf
Die D300 hat laut dieser Quelle eine full well capacity von ca. 42.000 Elektronen. Bei 14 bit haben wir 16.384 mögliche ADC-Werte. Wenn wir von Basis-ISO 200 auf ISO 6400 pushen um 5 Blenden, dann haben wir 2^5= 32x weniger Elektronen zur Verfügung als die full well capacity, also 1312 Elektronen
ist die Annahme, dass die Ausbeutung (ISO gain) verdoppelt wird mit jedem Blendewert. Das wäre schön, aber die Sensoren sind halt nicht so gut. Erhöhung der ISO-Auswahl um einen Stop erhöht die Ausbeutung ein bißchen bei gleichzeitiger Verdoppelung der numerischen Werte.
Daher muß man vorsichtig sein mit der ISO Auswahl: man gewinnt ein bißchen in den Schatten, aber man verliert einen ganzen Stop im hellen Bereich (wegen der Verdoppelung der Werte).
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V
volkerm
Guest
Ich würde gerne einmal einen Detailausschnitt sehen, um abschätzen zu könne, wie viele Peaks es sind. Ich hatte 1312 Peaks abgeschätzt, und wenn man für die Wandlung noch +/-1 LSB erlaubt, dann sind wir bei 1312 Peaks mit je 3 LSB Breite = 3936 Werten. Nicht weit weg von deinen 3780. Also, Detailausschnitt wäre schön, um die Anzahl der Peaks zu zählen.
Ich weiß immer noch nicht, was Ausbeutung sein soll. Das ist falsch übersetzt. In english, please.
Der Sensor ist so linear, daß meine Verdoppelung zulässig ist. Dazu habe ich schon viele Tests gemacht, das passt, auch in der Praxis.
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Ich habe mir ziehmlich viel Mühe mit der Dokumentation gemacht, aber ich sehe sie nicht als abgeschlossen. Ich bin dankbar für diesbezügliche Anregungen, wenn etwas fehlt oder Missverständlich ist.
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Die GIF-Datei, die ich am Anfang gezeigt hatte, zeigt eben einen solchen Abschnitt. Rawnalyze kann verwendet werden um andere Rawdateien und andere Abschnitte anzuzeigen.
Allerdings sprechen wir nicht über Peaks, sondern über vorhandene Pixelwerte.
Ich habe doch Ausbeutung (ISO gain) geschrieben.
Verdoppelung is zulässig (gerade das passiert mit jeder Erhöhung des ISO-Wertes), aber das muß nicht heißen (und das heißt nicht), dass die ISO-gain verdoppelt wird. Vieleicht eine Multiplikation durch z.B. 1.2 entspricht der Wahrheit (dies ist auch eine lineare Änderung).
Nikon's Einstellung ist, dass immer fast die gesamte numerische Range abgedeckt wird (z.B. von 0 zu 16383), d.h. die Sättigung ist ganz in der Nähe von 16383. Wenn die Belichtung erhöht wird, steigen die Pixelwerte entsprechend, z.B. sie werden ungefähr verdoppelt durch jeden Stop.
Es wird erwartet, dass die Erhöhung des ISO-Wertes um einen Stop die gleiche Auswirkung hat (bis auf die Feinheiten), wie die Erhöhung der Belichtung um einen Stop. Dies muß nicht so sein, es gibt einen anderen Weg, nur die Rawkonverter müssen das wissen. Das heißt, dass das gleiche Ergebnis nack Rawkonvertierung könnte erzeugt werden auch, wenn die Pixelwerte nur um 1.2mal höher wären.
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V
volkerm
Guest
Dann ist eine weitere Diskussion zwecklos. Ich möchte zeigen, was sich physikalisch hinter deinen Wertelücken verbirgt. Aber dazu musst du schon die nötigen Angaben liefern, und in diese Fall ist das die Anzahl der Peaks.
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Ich verstehe das nicht. Peak gibt es nur eine, per definition.
Das Thema war die Zahl der Pixelwerte (levels), die bei einer bestimmten ISO-Einstellung entstehen können. Was hat das mit Peak zu tun?
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Die praktische Bedeutung für die Rawshooters ist, dass
1. ISO3200 und 6400 sollen nie verwendet werden,
2. ISO 800 und 1600 sollen nur mit Vorsicht genossen werden.
Ich empfehle jedem den folgenden Test zu machen:
a. eine Scenerie mit großem Dynamikumfang zu wählen, z.B. in einem Wald an einem sonnigen Tag, weiße Wolken im Bild,
b. ein Bild mit ISO 1600, Belichtung gemessen wie auch immer, und ein Bild mit ISO 400, mit der gleichen Belichtung.
(Dies ist nicht die typische Situation für ISO 1600, aber das ist nicht der Punk hier.)
Jetzt soll man die Helligkeit des ISO400 Bildes um zwei Stops erhöhen, so daß die zwei Bilder ähnlich hell aussehen.
Nun, wie groß ist der Unterschied in den Schatten? Wie hoch ist der Verlust in Details und in Rauschen, verursacht durch die niedrige ISO-Einstellung? (JA, die niedrige Belichtung ist die Ursache für den Rauschen, nicht die hohe ISO-Wahl.) In anderen Worten: wie viel Gewinn hat ISO 1600 eingebracht gegenüber der Unterbelichtung?
Sicher gibt es Situationen, in denen die höhere ISO-Wahl vorteilhaft ist. Auf der anderen Seite gibt es Situationen, in denen der Verlust durch die niedrige Belichtung ist weniger wichtig, als Verhindern der Überbelichtung in manchen Bereichen.
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Ganz ehrlich?
Für diese Erkenntnis benötige ich keine Analyse auf Pixelebene, das sehe ich einfach wenn ich mir meine Bilder anschaue.
Gruß
Dirk
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Das ist ja alles nicht neu. Das Beispiel mit 400 statt 1600 ist sogar noch suboptimal; in der Praxis sind 320 und 640 die Werte, die man nicht so leicht überschreiten sollte (bzw. 360/720, die per ISO-Automatik erreichbar sind), weil darüber eben die weiteren Verstärkerstufen hinzu kommen und ihre eigenen Rauschquellen hinzufügen.
In der Praxis 400 statt 1600 zu verwenden, ist aber aus anderen Gründen ein Schuß in den Ofen: bei +2,0 Belichtungskorrektur sind viele RAW-Konverter bereits am Anschlag des Möglichen; nicht zuletzt Capture NX. Da ist dann kein Platz mehr für eine Korrektur einer "tatsächlichen" Unterbelichtung. Außerdem kann man unterwegs das Bild am LCD nicht mehr beurteilen und verliert damit einen der Hauptvorteile der Digitalfotografie.
Maik
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V
volkerm
Guest
Richtig, es geht um die darstellbaren Tonwerte des Sensors.
Das ist es, was ich mit Peaks meine. Wenn man genau hinschaut, dann sind das wahrscheinlich keine einzelnen Linien, sondern immer kleine Gruppen mit einer bestimmten Anzahl von Werten, dann eine Lücke bis zur nächsten Gruppe.
Deine Histogramme sind aber in der x-Achse nicht fein genug dargestellt, um zu erkennen, ob das so ist. Das würde ich gerne genauer sehen.
Ich erwarte, daß es bei ISO 6400 ca. 1312 Tonwerte gibt (Ladung 1312 Elektronen pro Fotozelle).
Wenn du die wandelst, dann gibt es durch den Quantisierungsfehler des A/D eine Unsicherheit von +/-1 LSB. Dadurch bekommen wir also mehr als 1312 A/D Werte. Das sind aber nicht alles signifikante Werte. Beispiel: der Wert 50 +/-1 LSB Unsicherheit bedeutet, daß die Wandlerwerte 49 und 50 und 51 dem gleichen Tonwert entsprechen. Trivial soweit. Nun würde ich gerne das Histogramm im Detail sehen, um zu sehen, wie deine 3780 Werte verteilt sind. Wenn meine Theorie stimmt, dann sind es ca. 1300 Gruppen (Peaks) mit einer Breite von jeweils ca. 3 LSB.
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Moin,
ich verfolge diese Diskussion mit Interesse, aber mangels Fachwissen auch mit Fragezeichen.
Was mich und sicher auch andere mit einer D300 interessiert:
Meistens fotografiere ich mit der "Nenn-ISO" des Sensors, also 200. Wenn die Lichstärke nicht ausreicht, habe ich meistens auf ISO400, manchmal 800 und selten 1600 erhöht (wie ich es halt auch von damals auf Film kannte).
Nun schreibt ihr, man soll "mit den Werten vorsichtig sein". Was bedeutet das nun in der Praxis? Welche ISO-Werte kann ich ruhigen Gewissens verwenden, wenn ISO200 nicht ausreicht?
Danke!
ich verfolge diese Diskussion mit Interesse, aber mangels Fachwissen auch mit Fragezeichen.
Was mich und sicher auch andere mit einer D300 interessiert:
Meistens fotografiere ich mit der "Nenn-ISO" des Sensors, also 200. Wenn die Lichstärke nicht ausreicht, habe ich meistens auf ISO400, manchmal 800 und selten 1600 erhöht (wie ich es halt auch von damals auf Film kannte).
Nun schreibt ihr, man soll "mit den Werten vorsichtig sein". Was bedeutet das nun in der Praxis? Welche ISO-Werte kann ich ruhigen Gewissens verwenden, wenn ISO200 nicht ausreicht?
Danke!
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Ich habe es wiederholt erzählt, dass jede einzelne Spalte einen einzigen Pixelwert representiert. Falls man die einzelnen Spalten nicht klar unterscheiden kann, soll man das Bild vergrößen (ich tue das oft).
Hier ist ein 16384 Pixel weiter Histogramm, den ich in aus 33 Histogrammen in Photoshop zusammengestellt habe; jeder der originalen Histogrammen hatte einen 512 Pixelwerte breiten Abschnitt der 16384 breitem Spektrum gezeigt.
Ziehmlich großer Histogramm
Hier kann man alle 16384 Werte sehen (die y-Achse ist logarithmisch).
Übrigens, die Rawdatei im Beispiel wurde mit Verlust komprimiert.
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V
volkerm
Guest
Ja, aber ich muß es betonen: dies ist das Ergebnis der lossy compression.
Ich könnte ein Beispiel aus einer verlustfreien Datei erstellen, aber wofür denn? Das sieht gleich aus, egal wo man hinschaut (und es ist eine Menge Arbeit diese Zusammenstellung zu erstellen).
Rawnalyze macht as leicht, diese zu analysieren: wenn man "Fine" wählt, zeigt es einen Abschnitt von 512 Werte von Blackpoint (Null beim Start). Wenn das Focus im Blackpoint-Feld ist, kann man den Wert per Tastendruck ändern. Z.B. Alt+Ctrl+CursorUp erhöht Blackpoint um 500 und dies wirkt genau wie Scrolling im Histogramm: jetz wird der Abschnitt von 500 bis 1011 gezeigt.
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V
volkerm
Guest
Das reicht auch so, mehr brauchen wir nicht. Man sieht bei dem Ausschnitt, den ich oben gewählt habe, daß von den 400 möglichen A/D Werten in diesem Intervall bei ISO 6400 nur 44 Werte auftreten.
Und nun noch mal meine Abschätzung, die ich oben für die D300 gemacht hatte, jetzt für die D3:
Die D3 hat laut Quelle eine full well capacity von ca. 66.000 Elektronen. Bei 14 bit haben wir 16.384 mögliche ADC-Werte. Wenn wir von Basis-ISO 200 auf ISO 6400 pushen um 5 Blenden, dann haben wir 2^5= 32x weniger Elektronen zur Verfügung als die full well capacity, also 2062 Elektronen.
Wir haben also 2062 Elektronen = 2062 mögliche Werte, die der Sensor unterscheiden kann bei ISO 6400. Bei 16.384 möglichen ADC-Werten kommen also nicht alle möglichen ADC Werte vor, es entstehen dann Lücken zwischen den Werten, logisch.
2062 Werte von 16.384 möglichen bedeutet, daß nur etwa jeder 8. Wert des A/D tatsächlich auftritt bei ISO 6400. Wie passt das nun zur Messung oben? Eigentlich recht gut, denn in der Messung sehen wir, daß nur etwa jeder 9. Wert auftritt. Meine Abschätzung der Lücken zwischen den Werten liefert also ein recht brauchbares Ergebnis
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Ich habe doch nicht zufällig erwähnt, das dieser Histogramm eine mit Verlust komprimierte Datei wiederspiegelt. Der Verlust setzt ein bei 640 (ein einziger Wert geht dort verloren), und er wird immer stärker.
Nur der erste Abschnitt (bis 640 im großen Histogramm) zeigt verlustfreie Daten. Dort sind nur acht Lücken in 56 Werte (im roten Kanal), das ergibt über 14000 unterschiedliche Werte, identisch mit allen niedrigeren ISOs. Wenn man eine unkomprimierte oder verlustfrei komprimierte Datei anschaut, sieht man die gleiche "dichte" im ganzen Spektrum.
Kommentar
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