Nikons Isoless-Sensoren: die Anwendung in der Praxis

[dmachaon]

Hi,

im ein oder anderen Thread der letzten Tage tauchten Diskussionen um die "Isoless"-Eigenschaften der D800 und anderer Nikon-Kameras auf.
Eigentlich erstaunlich, dass diese Besonderheit so wenig bekannt ist bzw. genutzt wird, ermöglicht sie doch eine Erweiterung des soundso schon erstaunlichen Dynamikumfanges moderner Sensoren um weitere 4-5 LW!

Bis zur Generation (etwa) der D300 galt: um möglichst viele Photonen zu sammeln bzw. eine möglichst gute Signalverstärkung zu gewährleisten, sollten nicht nur die Belichtungszeit und Blende, sondern auch Empfindlichkeit (ISO) schon vor der Aufnahme optimal gewählt werden. Nachträgliches Pushen der RAWs bewirkte unweigerlich hohes Bildrauschen, vor allem in den Schatten. Und zwar überproportional: ein mit ISO 200 aufgenommenes und um 1 LW gepushtes Bild rauschte mehr, als ein mit ISO 400, aber unter sonst gleichen Aufnahmebedingungen erstelltes Bild.
Nun brachte Nikon vor einigen Jahren Sensoren auf den Markt, die dieser Grundregel nicht mehr folgen. In gewissen Grenzen spielt es keine Rolle mehr, ob die ISO schon vor der Aufnahme der jeweiligen Situation angepasst oder durch nachträgliches Pushen simuliert wird - diese Sensoren sind "Isoless". "In gewissen Grenzen" deshalb, da in Vollansicht fein nuancierte Unterschiede noch erkennbar bleiben, die allerdings in der Praxis eine vernachlässigbare Rolle spielen. Das Ausmaß der Differenzen ist zudem abhängig vom Ausmaß der Nachbelichtung - an der D800 kann ich bis zu ca. 4 LW keinerlei Unterschiede feststellen, ab 5 LW kommt es zu mitunter wahrnehmbaren Farbverschiebungen.

Soweit die Theorie - ich bin kein guter Erklärbär und schon gar kein Sensorexperte (hoffentlich können Jürgen, Falk oder andere hier Hilfestellungen leisten), aber die praktische Anwendung interessiert mich dennoch.

Angenommen, ich müsste eine typische Tageslichtszene mit Blende 14 (Tiefenschärfe) und einer Belichtungszeit von 1/400sec (Bewegungs- oder Verwacklungsunschärfen) festhalten und könnte keine Belichtungsreihen anfertigen, da Vögel durchs Bild fliegen... Um ein ausgewogenenes Ergebnis zu erhalten, müsste ich in dieser fiktiven Situation die Empfindlichkeit auf ISO 1600 erhöhen:

Deutlich wird schon jetzt, dass der Himmel ausfrisst und sich wohl nicht vollständig wiederherstellen lassen wird. Um dies zu vermeiden, wähle ich die native Sensorempfindlichkeit ISO 100:

Im Raw-Converter pushe ich das Bild mit einem Klick um 4 Blenden:

Zum Vergleich noch einmal das vor Ort korrekt belichtete Bild:

Das Ergebnis sieht exakt gleich aus! Soweit so gut, doch wie schlagen sich die Tiefen? Wer Unterschiede findet, darf sie behalten.

Die weiteren Beispiele von Daniel wurde in den ersten Kommentar-Post verlagert, um das Scrollen auf den Folgeseiten durch den übergroßen Startbeitrag zu verhindern.

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[dmachaon]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Danke für die Bestätigung an der D5300!

Die Farben sind etwas zu bunt, was man über den WB aber noch anpassen könnte

Die WB war auf "Auto", da liegt der Hase im Pfeffer.
Ansonsten ist das Ergebnis identisch (?).

 

[luckyshot]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

…
Die Farben sind etwas zu bunt, was man über den WB aber noch anpassen könnte…

Würde ich gar nicht sagen...
Eher: Bei der gepushten Version ist auch noch der Blaustich verschwunden

 

[Stefan L.]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Ich habe das dann auch mal mit meiner Immerdabei versucht. 4 Blenden sind da ein bischen viel des Guten, aber 2 2/3 gehen immerhin auch

100% Crops: links ISO 800, rechts ISO 125 2 2/3 Blenden gepusht​

Hätte ich nie gedacht, das sowas selbst mit dem winzigen 1" Sensor geht und eine Nikon muß es offensichtlich auch nicht sein.

 

[Lilien]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Hallo Martin,

Wenn ich den ISO Wert eine Stufe runter drehe und doppelt so lange belichte, bekomme ich aber doch bei gleicher Blende auch die doppelte Lichtmenge auf den Sensor.

Damit muesste sich doch das Rauschen dann reduzieren, oder?

Ja, vollkommen richtig, ein höherer Signalpegel (mehr Licht) ist für den Rauschabstand immer vorteilhaft, das Photonen Rauschen würde im Verhältnis zum Signal um den Faktor 0.71 reduziert.
Ein nicht isoless Sensor, würde sogar noch stärker profitieren, da zusätzlich auch das Ausleserauschen reduziert würde.

Wir betrachten hier ja eher den umgekehrten Fall, also die Frage, ob es Situationen/Motive gibt, bei denen es sich für die erzielbare Bildqualität (insbesondere: Dynamik/Belichtungsumfang) positiv auswirkt, wenn man eine eigentlich notwendige Erhöhung der Sensor-Empfindlichkeit bei der Aufnahme nicht vornimmt und diese bewusste Unterbelichtung erst später in der RAW-Entwicklung korrigiert.
Im Prinzip geht es dabei um ein manuelles, extrem verschärftes Active D-Lighting.

Wobei ich anmerken möchte, dass nicht alle später gezeigten Beispielbilder geeignet sind, den erzielbaren Vorteil auch aufzuzeigen.

Es ist für die Bildqualität zumeist weiterhin kontraproduktiv, ein Bild bewusst unterzubelichten, wenn der nutzbare Dynamikumfang des Sensors, bei korrekter Belichtungseinstellung (d.h. minimal benötigte ISO-Empfindlichkeit), für den Helligkeitsumfang des Motivs ausreichend wäre.

Das gilt ebenfalls für annähend isoless arbeitende Sensoren, da sie eben nicht ideal isoless arbeiten und man sich zudem unnötig in die Abhängigkeit der RAW-Entwicklungssoftware begibt, diesen Stunt halbwegs ohne sichtbare Negativfolgen auszubügeln (ViewNX2 und CNX2 können das ohnehin nur bis -2 EV).

Wenn man es auf die Spitze treiben wollte, müsste man sich also erst einmal einen Überblick über den Motivkontrast verschaffen.
Sollte Nikon zukünftig tatsächlich ein RAW-Histogramm anbieten, wäre das sicherlich eine Erleichterung, alternativ könnte man auch per Spot-Messung Lichter und Schatten ausmessen.
Wenn man dann für seine Kamera den Zusammenhang zwischen nutzbarem Dynamikumfang und Empfindlichkeit (ISO) kennt (siehe: Photographic Dynamic Range versus ISO (comcast.net)), hat man damit eine Entscheidungsgrundlage, ob und in welchem Umfang, eine Reduktion der Empfindlichkeit geeignet wäre, den vollen Motivkontrast im Bild (RAW) festzuhalten.
Dass dabei nicht immer die Grundempfindlichkeit des Sensors der beste Kompromiss sein muss, hat bereits die in meinem vorherigen Beitrag verlinkte Auflistung der "Isoless ISO-Werte" gezeigt.
Als Beispiel, wird dort für die D800 aufgeführt, dass sie ab ISO 262 (ein berechneter Wert, auf diese Genauigkeit kommt es nicht an) annähernd isoless arbeitet, was ungefähr einer nutzbaren Dynamik von 10 EV entspricht.
Die Verwendung einer Empfindlichkeit um ISO 300, wäre also ein geeigneter Kompromiss, wenn man nicht mehr als 10 EV Dynamikumfang benötigt.

In welchem Umfang man den Unterschied zu ISO 100 im Bild sieht, müsste man mal ausprobieren.
Apropos Ausprobieren, dazu sollte man die Kamera auf 14 Bit Farbtiefe einstellen, falls nicht bereits ohnehin geschehen und eine aktive Rauschunterdrückung verfälscht das Ergebnis.


Hallo Daniel,

Oder anders ausgedrückt: das Ausleserauschen des A/D-Wandlers ist per se so gering, dass es kaum sichtbar ist, richtig?

korrekt, aktuelle Sensoren (z.B. Exmor von Sony) greifen tief in die Trickkiste, um das (Auslese-)Rauschen sehr effektiv zu minimieren.
Das ultimative Ziel ist es dabei, möglichst jedes Photon detektieren zu können, das ist aber noch nicht annähernd erreicht, trotzdem sind die neueren Sensoren eine beachtliche Entwicklung.

MfG Jürgen

 

[Jakker]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Könnte mal einer der Mods den Fred derart modifizieren, dass nicht auf jeder Seite der ellenlange Eröffnungsbeitrag gezeigt wird?

Danke und großen Dank auch an dmachaon für diese sehr prickelnden Infos.

 

[Stefan L.]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Es ist für die Bildqualität zumeist weiterhin kontraproduktiv, ein Bild bewusst unterzubelichten, wenn der nutzbare Dynamikumfang des Sensors, bei korrekter Belichtungseinstellung (d.h. minimal benötigte ISO-Empfindlichkeit), für den Helligkeitsumfang des Motivs ausreichend wäre.

Nach meinen ersten Versuchen von gestern würde ich da zumindest in der Kombination D5300 - RAW - Lightroom widersprechen wollen. Bewege ich mich im Bereich von drei Blenden ist es völlig egal, ob die Kamera oder die Software die Signalverstärkung übernimmt, das Ergebnis ist praktisch identisch.

Das bedeutet für mich, der gern mit M und Auto-ISO unterwegs ist, das ich zukünftig Blende und Zeit beibehalten werde auch wenn ich in eine Unterbelichtung bis zu 3 Blenden komme. Ist gerade für die kleinen D's wo viel über Menüs eingestellt werden muß ein echtes +

 

[Lilien]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Nach meinen ersten Versuchen von gestern würde ich da zumindest in der Kombination D5300 - RAW - Lightroom widersprechen wollen. Bewege ich mich im Bereich von drei Blenden ist es völlig egal, ob die Kamera oder die Software die Signalverstärkung übernimmt, das Ergebnis ist praktisch identisch.

Damit habe ich überhaupt kein Problem, der Übergang ist fließend und zu erwartende unterschiedliche Messwerte, müssen nicht unbedingt deutlich im Bild sichtbar sein - in der 100% Ansicht geht es ohnehin Richtung Pixel Peeping.

Ich möchte aber zu bedenken geben, dass ein praktisch identisches Ergebnis eben nicht das Ziel sein sollte, denn dann kann man sich den ganzen Aufwand sparen.

Daniel hat mit seinen Beispielbildern gezeigt, dass ein bewusster Verzicht auf eine ISO Erhöhung, insbesondere in Verbindung mit isoless Sensoren, das Bildergebnis in Hinblick auf die Lichterzeichnung und den Kontrastumfang, merklich verbessern kann.
Das sollte das Ziel und Thema sein.

Das bedeutet für mich, der gern mit M und Auto-ISO unterwegs ist, das ich zukünftig Blende und Zeit beibehalten werde auch wenn ich in eine Unterbelichtung bis zu 3 Blenden komme. Ist gerade für die kleinen D's wo viel über Menüs eingestellt werden muß ein echtes +

Man darf dabei nur nicht vergessen, dass das Ziel nicht die Unterbelichtung ist, sondern ggf. lediglich ein niedrigerer ISO-Wert angestrebt werden sollte, eine Unterbelichtung ist nur die Begleiterscheinung.
Soweit möglich, sollte man weiterhin die maximal mögliche Lichtmenge (Photonenanzahl) nutzen, was bei Deinem Beispielbild bedeutet hätte, einen statischen Baumstamm nicht mit einer 1/250s bei ISO 1600 zu fotografieren. (Schon klar, war nur ein Versuch.)

MfG Jürgen

 

[Stefan L.]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

was bei Deinem Beispielbild bedeutet hätte, einen statischen Baumstamm nicht mit einer 1/250s bei ISO 1600 zu fotografieren. (Schon klar, war nur ein Versuch.)

Ich seh schon, Du hast keine Ahnung von Baumstammfotografie, weißt Du eigentlich wie schnell die wegfaulen, da ist 1/250 schon arg mutig


Scherz beiseite, ich habe zwei konkrete Anwendungsfälle, wo ich bei den nächsten Versuchen einfach mal mit "sch... drauf, wenns unterbelichtet wird" rangehen werde:

1. Time-Lapse bei unterschiedlicher Bewölkung, da kommt sie auf M, Auto-ISO off, gemessen wird bei der hellstmöglichen Bedingung und wenns dann dunkler wird entscheide ich ob ich es so lasse, oder etwas hochziehe.

2. Touristenfahrten auf der Nordschleife bei unterschiedlicher Bewölkung. Da hatte ich bisher immer eine der Automatiken an, was bei ganz weissen und ganz schwarzen Fahrzeugen zu Fehlbelichtungen führte. Nun werde ich in einer Wolkenlücke den Asphalt als "Graukarte" anmessen und dann auf M bei fester ISO wechseln.

 

[jabe]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Okay, hier haben ganz schön viele Leute ganz schön viel kluges Zeug geschrieben!

Höchste Zeit, dass mal ein DAU (Dümmst anzunehmender User) wie ich in den Thread hier poltert!


Kann ich mir das so ungefähr vorstellen?:
1) Ich habe eine Blende von f/5.6 und eine Belichtungszeit von 1/100. Der Belichtungsmesser meiner Kamera würde für ein "korrekt belichtetes" Endergebnis ISO auf z.B. 800 hochschrauben.
2) Dieses ISO ist ja wie ein Lichtverstärker in der Kamera.
3) Ich verzichtete auf diese Lichtverstärkung in der Kamera und schraube ISO sozusagen in der Computer-Software hoch. Die Lichtverstärkung findet also erst auf dem Rechner statt.
4) Dadurch habe ich in meinem RAW im Idealfall mehr Informationen, die ich bearbeiten etc. kann, da ich den "Lichtverstärkerschritt" nicht der Kamera überlasse, sondern selber vornehme.

Bis hierhin so ungefähr?


Ferner:
5) Nicht jede Software auf dem Rechner kann das so gut.
6) Ich sollte mich nach Möglichkeit in bestimmten ISO-Grenzen bewegen.

Richtig?

 

[Stefan L.]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Der Kandidat hat 100 Punkte :up:

 

[dmachaon]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Hat er! :up:

Eigentlich ist die Sache ganz einfach: erhöhe nicht die ISO, besonders dann nicht, wenn sie der letzte variable Parameter ist.

Stefans Anwendungen sind übrigens imho sehr gute Beispiele.

 

[jabe]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Juhu!

Danke auch nochmal an Daniel für den tollen Thread!


Und in welchen ISO-Bereichen sollte ich mich bei einer D800 bewegen?

 

[Stefan L.]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Probiers doch einfach aus

Mit der Sony A7 habe ich es gerade in der Dämmerung mal probiert. Ob ISO1600 aus der Kamera, oder ISO 100 und 4x Push in Lightroom -bei ansonsten gleichen Parametern- liefert exakt die gleichen Ergebnisse.


Nachtrag: Ich habe nun auch mal den tiefentladenen Akku der D700 wiederbelebt. Mit der klappt das definitv nicht, da ist schon bei ISO400 auf 1600 Schluß, die Pushes von 200 oder gar 100 brachten ein erheblich stärkeres Rauschen als das gleich mit 1600 belichtete Bild.

 

[Pixelkarl]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Juhu!

Und in welchen ISO-Bereichen sollte ich mich bei einer D800 bewegen?

4 Lichtwerte nach unten schafft die D800, ohne dass es dramatische Verschlechterungen gibt.
Einfacher Test.
Ein Foto (RAW) machen mit vielleicht 6400 ISO und exakt belichten, Einstellung manuell (M). Dann die ISO-Einstelleung an der Kamera schrittweise reduzieren, 3200, 1600, 800 und 400 ISO. Danach im RAW-Konverter die Dateien gemeinsam entwickeln und dabei versuchen vergleichbare Ergebnisse, Lichter Schatten, Farbe usw. zu erreichen. Dann merkst Du sehr schnell, was möglich bzw. vertretbar ist.

Gruß, Karl

 

[nitram]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Mit der Sony A7 habe ich es gerade in der Dämmerung mal probiert. Ob ISO1600 aus der Kamera, oder ISO 100 und 4x Push in Lightroom -bei ansonsten gleichen Parametern- liefert exakt die gleichen Ergebnisse.

Ja, das habe ich so auch erlebt. Wenn ich eine hohe Dynamik möchte, mache ich DRO Lv5. Habe keine ISO less Nikon um da Vergleiche zu machen. Ich denke, Sony macht das schon clever.

Gruss Martin

 

[Ralf B.]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Richtig genial wird diese Isoless-Geschichte in Kombination mit der lichterbetonten Spotmessung der D810 oder D750.

Wobei man natürlich bei Gegenlichtaufnahmen aufpassen muss. Hier darf die Sonne ja gerne ein wenig ausfressen, wie Daniel oben schon gezeigt hat.

 

[JoJoSchla]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Ich frage mal ganz provokativ: Warum sollte ich dies tun, wenn die Ergebnisse identisch sind? Denn dann scheint sich ja auch die höhere Detailgenauigkeit bei niedrigen ISO ja nicht auszuwirken. Die kann man an den gezeigten Bildern nur schwer beurteilen. Eigentlich bringt es doch nur etwas, wenn ich das Bild in den Schattenpartien getrennt von den anderen Bereichen bearbeite.

 

[Jakker]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Ich zitiere mich mal selber:

Könnte mal einer der Mods den Fred derart modifizieren, dass nicht auf jeder Seite der ellenlange Eröffnungsbeitrag gezeigt wird?

Danke​

Ich habe wohl nicht die langsamste Verbindung zum Netz aber es nervt schon gewaltig, wenn ich nur die neuesten Beiträge zu dem Fred lesen möchte, darauf warten muss, bis alle Bilder aus dem Eröffnungsbeitrag geladen werden.
Und der Spaß wiederholt sich ja auch wenn die Dritte, die Vierte Seite des Freds irgendwann mal existiert....

 

[Mike_He]

AW: Nikons Isoless-Sensoren, oder: die Anwendung in der Praxis

Ich frage mal ganz provokativ: Warum sollte ich dies tun, wenn die Ergebnisse identisch sind? Denn dann scheint sich ja auch die höhere Detailgenauigkeit bei niedrigen ISO ja nicht auszuwirken. Die kann man an den gezeigten Bildern nur schwer beurteilen. Eigentlich bringt es doch nur etwas, wenn ich das Bild in den Schattenpartien getrennt von den anderen Bereichen bearbeite.

Einige der gezeigten Bilder / Versuche waren nur dazu da um zu testen, ob ich bei diesem Verfahren ein stärkeres Rauschen (besonders in den Tiefen) erhalte.

Wenn ich aber Motive mit einem hohen Kontrastumfang habe, dann kann ich mit diesem Verfahren ausgefressenen Lichter vermeiden. Damit hast du mit deinem letzten Satz den Nagel auf den Kopf getroffen.

 

[Stefan L.]

Ich habe den Ausgangsbeitrag und den ersten Kommentar nun editiert und markiert, ist zwar nicht die sauberste Variante, aber um es komplett neu aufzusetzen waren schon zu viele Kommentare