Corona im Forum

Rauschen in Abhängigkeit von Sensor- und Pixelgröße


Coco2

Unterstützendes Mitglied
Abtrennung von http://www.nikon-fotografie.de/vbul...erschiedliche-lichtstaerke-bei-fx-und-dx.html

Eine Kamera mit sehr kleinen Pixel und eine mit sehr großen Pixel werden beide (bei sonst gleichen Beleuchtungsbedingungen, gleichem Objektiv, gleicher Blende) den gleichen RGB-Wert an einer bestimmten Stelle des Bildes errechnen.
HaPe
Hallo HaPe,

Vielen Dank für Deine Zeilen.
Mit dem letzten Satz (s.oben) bin ich nicht einverstanden: nach meinem Verständnis wird eine Kamera mit kleinen Pixeln mehr Streuung aufweisen als eine solche mit grossen.

Felix
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:

masi1157

ehemaliges Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

nach meinem Verständnis wird eine Kamera mit kleinen Pixeln mehr Streuung aufweisen als eine solche mit grossen.
Diese "Streuung" heißt gemeinhin Rauschen, in diesem Fall Photonenrauschen, und das existiert und ist bei kleinen Pixeln tatsächlich größer als bei großen, wenn Du auf Pixelebene vergleichst. Wenn Du aber, und nur das halte ich für sinnvoll, gleich große (und natürlich für keine beteiligte Kamera zu große) Ausgabeformate vergleichst, mittelt sich dieses Rauschen weg und ist dann (in "1. und 2. Näherung") nur von der Sensorfläche abhängig.


Gruß, Matthias
 

Coco2

Unterstützendes Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Diese "Streuung" heißt gemeinhin Rauschen, in diesem Fall Photonenrauschen, und das existiert und ist bei kleinen Pixeln tatsächlich größer als bei großen, wenn Du auf Pixelebene vergleichst. Wenn Du aber, und nur das halte ich für sinnvoll, gleich große (und natürlich für keine beteiligte Kamera zu große) Ausgabeformate vergleichst, mittelt sich dieses Rauschen weg und ist dann (in "1. und 2. Näherung") nur von der Sensorfläche abhängig.


Gruß, Matthias
Wenn ich Deine Zeilen richtig verstehe. mittelt sich der Rauschunterschied verschieden grosser Pixel weg, und in der Folge ist das Rauschen nur von der Sensorfläche abhängig. Das würde heissen, dass verschieden grosse Sensoren mit identischen Pixeln unterschiedlich rauschen?

Da habe ich ein Verständnisproblem.

Felix
 

Hans-Peter R.

Administrator
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Hallo

Das würde heissen, dass verschieden grosse Sensoren mit identischen Pixeln unterschiedlich rauschen?
was verstehst Du unter "identischen Pixel"? Gleiche Pixelzahl oder gleiche Pixelgröße? Wenn sich die Sensorfläche ändert, muss sich ja auch mindestens einer der beiden Faktoren mit ändern.

Je größer die Pixelfläche ist, desto günstiger ist das Verhältnis zwischen Nutz- und Störsignal und desto weniger fällt das Rauschen im Bild auf. Das ist auch der Grund, weswegen nicht wenige Fotografen von DX nach FX wechseln.

Und nicht vergessen sollten wir, dass das alles nichts mit der Objektivlichtstärke zu tun hat.

Ciao
HaPe
 

Christoph Blümer

NF-F Premium Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Das würde heissen, dass verschieden grosse Sensoren mit identischen Pixeln unterschiedlich rauschen?
In der Praxis gibt es keinen Sensor, bei dem nur die Gesamtfläche vergrößert wird, aber die Pixelgröße bei gleichbleibender Pixelzahl auch gleich bleibt. Wie soll das funktionieren?

Und nicht vergessen sollten wir, dass das alles nichts mit der Objektivlichtstärke zu tun hat.
Vielleicht könnte die Moderation diese Diskussion ja abtrennen. Das Thema "Lichtstärke eines Objektivs" ist ja hinreichend erklärend bearbeitet worden.

CB
 

masi1157

ehemaliges Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Das würde heissen, dass verschieden grosse Sensoren mit identischen Pixeln unterschiedlich rauschen?
Ich rede ja nicht von Sensoren, sondern von gleich großen (und natürlich auch sonst möglich gleichen, also insbesondere gleich belichteten) fertigen Bildern. Und da hängt das Rauschen von der gesamten gesammelten Lichtmenge ab, also bei gleicher Belichtung von der Sensorfläche.

Und nicht vergessen sollten wir, dass das alles nichts mit der Objektivlichtstärke zu tun hat.
Man könnte es aber unter "äquivalente Lichtstärke" abheften.


Gruß, Matthias
 

Coco2

Unterstützendes Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Hallo


was verstehst Du unter "identischen Pixel"? Gleiche Pixelzahl oder gleiche Pixelgröße? Wenn sich die Sensorfläche ändert, muss sich ja auch mindestens einer der beiden Faktoren mit ändern.

Je größer die Pixelfläche ist, desto günstiger ist das Verhältnis zwischen Nutz- und Störsignal und desto weniger fällt das Rauschen im Bild auf. Das ist auch der Grund, weswegen nicht wenige Fotografen von DX nach FX wechseln.

Und nicht vergessen sollten wir, dass das alles nichts mit der Objektivlichtstärke zu tun hat.

Ciao
HaPe
Unter 'identische Pixel' verstehe ich, dass die Qualität der Pixel gleich ist. Wenn ich von der Pixelzahl spreche, meine ich die Anzahl Pixel.
Die D300 hat annäherungsweise gleich viele Pixel wie die D700; bei gleicher Pixelzahl weist der Sensor der D700 eine doppelt so grosse Fläche auf wie jener der D300. Dies ermöglicht, die D700 mit grösseren Pixeln zu versehen als die D300.

Felix
 

Coco2

Unterstützendes Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Ich rede ja nicht von Sensoren, sondern von gleich großen (und natürlich auch sonst möglich gleichen, also insbesondere gleich belichteten) fertigen Bildern. Und da hängt das Rauschen von der gesamten gesammelten Lichtmenge ab, also bei gleicher Belichtung von der Sensorfläche.

Gruß, Matthias
Das Rauschen korreliert positiv mit der Grösse des Sensors, negativ jedoch mit der Anzahl von Pixeln. D.h. je grösser der Sensor, desto weniger Rauschen, je mehr Pixel, desto mehr Rauschen.

Felix
 

masi1157

ehemaliges Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Das Rauschen korreliert positiv mit der Grösse des Sensors,
Richtig.

negativ jedoch mit der Anzahl von Pixeln. D.h. je grösser der Sensor, desto weniger Rauschen, je mehr Pixel, desto mehr Rauschen.
Nicht richtig, oder erst "weiter hinten nach dem Komma". Nochmal: Ich rede von gleich großen Abzügen, nicht von 100%-Ansichten.


Gruß, Matthias
 

pdx7

Unterstützendes Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Die Kamerahersteller wissen wie groß ihre Pixel sind und sie wissen, wieviel Licht (-Energie) ein bestimmtes Pixel einfangen muss, damit es nach der Konvertierung eine RGB-Pixel definierter Helligkeit wird. Das ist eine Frage der Normierung in der Kamera und keine Frage der Pixel- oder der Sensorgröße. Eine Kamera mit sehr kleinen Pixel und eine mit sehr großen Pixel werden beide (bei sonst gleichen Beleuchtungsbedingungen, gleichem Objektiv, gleicher Blende) den gleichen RGB-Wert an einer bestimmten Stelle des Bildes errechnen.
Das bedeutet dann ja, dass die ISO-Empfindlichkeiten an die Pixelgröße angepasst sind.

Bei exakt gleichen Einstellungen würde ja auf einen einzelnen Pixel mit kleinerer Pixelfläche weniger Licht treffen. Oder anders formuliert: der Sensor in diesem "Pixel" fängt weniger Photonen ein.
Um nun bei sonst gleichen Einstellungen ein gleichbelichtetes Bild zu erzeugen muss die Empfindlichkeit dieses Pixels also höher sein.

Das bedeutet dann ja im Prinzip, dass trotz gleicher ISO-Werte die Empfindlichkeit des Sensors unterschiedlich ist.

Ich habe bislang gedacht die ISO-Angabe sei ausschließlich abhängig von der Empfindlichkeit, dementsprechend würde ein Bild bei exakt gleichen Einstellungen an einem Sensor mit kleinerer Pixelgröße unterbelichteter sein.

Aber so wird ein Schuh daraus, denn das erklärt ja eben wieso ein Pixel trotz gleicher ISO-Zahl an FX weniger rauscht als an DX. Weil nämlich seine Empfindlichkeit (aufgrund der Größe und damit quantitativ größeren Lichteinstrahlung) geringer ist. :hehe:
 

masi1157

ehemaliges Mitglied
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Aber so wird ein Schuh daraus, denn das erklärt ja eben wieso ein Pixel trotz gleicher ISO-Zahl an FX weniger rauscht als an DX. Weil nämlich seine Empfindlichkeit (aufgrund der Größe und damit quantitativ größeren Lichteinstrahlung) geringer ist. :hehe:
Genau so ist es!


Gruß, Matthias
 

Hans-Peter R.

Administrator
AW: Unterschiedliche Lichtstärke bei FX und DX

Hallo,

Aber so wird ein Schuh daraus, denn das erklärt ja eben wieso ein Pixel trotz gleicher ISO-Zahl an FX weniger rauscht als an DX. Weil nämlich seine Empfindlichkeit (aufgrund der Größe und damit quantitativ größeren Lichteinstrahlung) geringer ist. :hehe:
und so erklärt sich auch, warum man externe Belichtungsmesser verwenden kann, an denen man keine Sensorgröße oder Pixelzahl einstellen muss :dizzy: oder warum die alten Lichtwerttabellen immer noch Gültigkeit haben.

Der ISO Wert ist ein ziemlich künstliche Größe, der die Grundempfindlichkeit des Sensors und dessen analogen Verstärkerstufen dem alten ASA-Wert nachempfindet und auf diesen normiert, damit die Fotografen nicht so viel umdenken müssen.

Ciao
HaPe
 

Furby

Nikon-Clubmitglied
Grundsätzlich ist das Gesagte schon richtig, es dürfte aber noch von weiteren Faktoren (Art des Sensors, interne Software der Kamera u.s.w.) abhängen, denn sonst müsste bei DX der 6MP-Sensor der D70/40 weniger rauschen als der 10 MP-Sensor der D200/D80 und der weniger rauschen als der 12 MP-Sensor der D300/D90 und der weniger rauschen als der 16,2 MP-Sensor der D7000/D5100, in der Realität ist es aber genau umgekehrt ;)
 

Hans-Peter R.

Administrator
Hallo,

Grundsätzlich ist das Gesagte schon richtig, es dürfte aber noch von weiteren Faktoren [...]
ja natürlich. Von sehr vielen Faktoren, aber das war ja eigentlich nicht die Frage. Sogar die Temperatur spielt eine Rolle, die Quanteneffizienz, die Fullwell-Kapazität, die gewählte Verstärkerstufe (siehe den bekannten ISO 640 Rausch-Sprung der D200) und vieles, vieles mehr.

Ciao
HaPe
 

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