Wie verlustfrei sind komprimierte NEF's wirklich?

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Wolfgang Steiner

Guest
Abend allerseits,

immer kurz vor Reiseantritt stelle ich mir die verschiedensten Fragen.

Ein davon lautete diesmal: Wohin soll ich all die Daten welche auf meinem 8-wöchigen Trip (Nepal, Süd Afrika, Namibia, Zimbabwe, Botswana, Seychellen) anfallen werden abspeichern? Nach meiner ersten Schätzung geht es sicher um rund ein bis max. 1,5 Terrabyte daten welche gesichert werden müssen (dies aber nur nebenbei). Diese Frage wäre früher nie in dieser Form aufgetreten, da ich mir einfach einen Laptop samt externer Festplatte oder ähnliches mitgenommen hätte. Diesmal bin ich aber schon ohne Laptop mit extrem viel Übergepäck unterwegs und muss deshalb (auch wegen der Stromproblematik) auf den Laptop verzichten.

Die Lösung sind, um es kurz zu machen, meine beiden PD70X Imagetanks a' 120GB plus 10 Stk 120 GB 2,5" Festplatten welche ich unterwegs tauschen kann.

Da es aber einen Unterschied macht ob man pro augenommenem Bild 11,4 MB oder 19,3 MB Speicherplatz braucht, fragte ich mich, wie verlustfrei die komprimierten NEF's meiner Nikon D2xs wohl wirklich wären. Der Unterschied ist gewaltig, braucht das unkomprimierte NEF doch um 41% weniger Speicherplatz! Im Internet findet man zwar einige theoretische Berichte darüber, aber so wirklich überzeugen konnten mich diese Thesen nicht. Immerhin wird ja zugegeben, das die vorhandenen 12 Bit auf 10 oder 8 Bit reduziert werden, was aber angeblich optisch für uns Menschen nicht zu erkennen ist.

Stimmt dies tatsächlich?

Nun mal ganz ehrlich....

Hat sich jemand hier im Forum schon mal die Mühe gemacht seine Kamera mit einem hervorragenden Objektiv auf Stativ gestellt und anschließend in den beiden Modis ein und das selbe Foto gemacht (kurz hintereinander versteht sich)? Ich vor meinem heutigen Test noch nie.

Problem dabei ist natürlich, dass es einiger Dinge Bedarf, will man die mit Sicherheit extrem geringen Unterschiede (so überhaupt vorhanden) auf einem Monitor sichtbar machen zu können. Dabei gilt es zu bedenken das unsere Monitore "so schlecht" sind, dass selbst wenn ein Unterschied da wäre, man ihn wahrscheinlich gar nicht visualisieren könnte, dachte ich mir vorher. Des weiteren gibt es das Problem des Objektivs sowie des Motivkontrastes. Denn überträgt das Objektiv nicht genügend Linienpaare scharf, ist es Essig mit vergleichen. Genauso muss das abgebildete Objekt extrem Kontrastreich sein,aber immer noch genügend Zeichnung in der Tiefen und hellen bereichen aufweisen. Und zwar im unbearbeiteten Original!!

Dazu kommt noch das etwaige Fokusdifferenzen zwischen den beiden Aufnahmen oder geringste Erschütterungen die beiden Aufnahmen unvergleichbar machen könnten. Ich ging deshalb extrem vorsichtig zu Werke und stelle manuell scharf und verriegelte den Auftofukus dann vor der ersten Aufnahme. Auf das beide Aufnahmen absolut ident werden würden.

Das Ergebnis erstaunte mich doch eingermaßen. Denn ehrlich gesagt hatte ich mir erwartet keine Unterschiede feststellen zu können (bei einer ehrlichen objektiven Beurteilung). Natürlich sprechen wir hier nicht von Differenzen im Prozentbereich, dass ist schon klar, aber auch die Darstellung auf 1200% ist wichtig, geht es doch hier um die Beurteilung wie "GLEICH" die Aufnahmen tatsächlich sind.

Testaufbau und Ablauf:

Ich wählte die Fassade des mir gegenüberliegenden Hauses (wie schon so oft), stellte mein schweres Gitzo Stativ innerhalb meines Dachgeschoßzimmers bei geöffnetem Fenster auf und montierte meine Nikon D2xs samt dem extrem hochauflösenden Nikkor AF 85mm f/1.4.

Das 84mm f/1.4 wählte ich bewusst aus, da es meiner Ansicht nach das Objektiv mit dem höchsten Auflösungsvermögen auf mittlere Distanzen ist (das andere Haus ist etwa 15m entfernt). Das weitere tat die gerade tief stehende Sonne plus der extrem hellen Fassade mit den dunklen Nadelbäumen davor dazu. Die Kontraste waren zum Aufnahmezeitpunkt so extrem hoch, dass ich eine Bleichtungsreihe über 5 Blenden machen musste um eine Aufnahme zu erhalten welche in den hellsten bereichen noch ausreichend Zeichnung aufwies! Es war die Aufnahme mit -2.0EV. Ihr seht also es ist einges an Überlegung sowie Equpiment nötig um sichtbar machen zu können was Nikon uns hier an Qualität entgegenhält.

Bei der Beurteilung und dessen Visualisierung des Ergebnisses gibt es leider auch einige Hürden wie ich feststellen musste. Wer nun aber denkt das nach der konvertierung auf Tiff oder Jpg vom Vorsprung nichts erhalten bleibt, der irrt gewaltig! Hier gibt es bei der visuellen Beurteilung keinerlei Differenzen. Der "Verlust" wenn man ihn so bezeichnen möchte, spielt sich also durchaus im 8bit Bereich ab und nicht wie Nikon uns weis machen möchte darüber ab.

Das verkleinerte Original:

320462b879110979.jpg


Aufnahmedetails:
Aufgenommen am 22.04.2007 um 16:02
Kamera: Nikon D2xs
Objektiv: Nikkor AF 85mm f/1.4
Zeitautomatik
Matrixmessung
Belichtungszeit: 1/2000 sec
Blende: f/4.0
Belichtungskorr.: -2.0 EV
Fokussteuerung: manuell
Langzeitbelichtung: aus
Scharfzeichnung intern: aus
Farbwiedergabe: II
Farbraum: Adobe RGB
Farbsättigung: normal
Weißabgleich: automatisch

Zur Ergänzung hier noch das Bild welches die D2xs samt Matrixmessung ohne Belichtungskorrektur vorschlägt:

320462b8fe855461.jpg


Ist für meinen Geschmack um gut 1 Blende überbelichtet, aber bitte. Man erkennt hier sehr gut, welch extreme Kontraste hier vorhanden sind/waren. Alle Bilder sind, so nicht anders erwähnt in der höchst möglichen Qualität (max. 255Kb hier) als unbearbeitetes Jpg abgespeichert (die verkleinerten mit 900 Pixel Seitenlänge) und hochgeladen!

Für meinen Geschmack sieht die Variante mit - 1.0 EV am besten aus.


320462b90d27f787.jpg



Leider ist sie für unseren Test aber ungeeignet, da in den hellen Bereichen immer noch zu wenig Zeichnung enthalten war. Dies aber nur zur Veranschaulichung.


Hier die Details zur Kontrolle vom verwendeten unkomprimierten NEF:

320462b8de8aaca0.jpg




Hier nun der 100% Crop vom Detail:

320462b8791314ed.jpg




Und nun der Screenshot bei der gegenüberstellung bei 1200%:



320462b84a49a7b5.jpg



Es ist dies ein sehr kleiner Bereich des Ganzen, das ist schon klar, doch hier wird deutlich, wie sehr die angeblich Verlustfreie Komprimierung sehr wohl Farben verändert, respektive "verliert". Wie Euch vielleicht auffällt, habe ich diesmal der Objektivität wegen, die NEF's im Capture NX geöffnet, dort ohne jegliche Bearbeitung auf 1200% vergrößert und so einen Screenshot erstellt.

Damit mir nicht nachgesagt wird ich würde schummeln oder Nikon hier anschwärzen wollen habe ich die beiden Originalfiles hier

http://www.badongo.com/file/2831234


und hier:


http://www.badongo.com/file/2831348


für Euch zum Download gehostet.

Ihr könnt Euch also selbst ein Bild davon machen, wovon ich hier spreche.


Fazit:

Wer mit Kitlinsen und einer D40x bis D200 aus der Hand fotografiert und anschließend maximal auf A3 vergrößert wird nie mehr Qualität brauchen als die komprimierten NEF's bieten. Solltet ihr aber, so wie ich, Großvergrößerungen auf 100x200cm machen und eure Bilder einer intensiven Bearbeitung unterziehen wo es auf winzigste Details ankommt, kann optimale Qualität nicht schaden. Wozu sündhaft teure Optiken auf die D2xs schrauben, ein schweres Stativ mitschleppen, wenn man schon während der Aufnahme sichtbare Details herschenkt?

Hoffe es war wieder etwas interessantes für den einen oder anderen hier dabei. Schönen Sonntag Abend noch wünscht Euch euer voller Vorfreude auf seinen nächsten urlaub wartender

Wolfgang

PS.: Bei Fragen zum Thema bitte keine Scheu, ich beiße nicht.
 
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Die Kompression ist verlustfrei, sonst würde es keinen Sinn ergeben in RAW zu speichern.
 
Kommentar
Nachdem ich überprüfen wollte ob sich die Unterschiede unter diesen Bedingungen mit anderen Objektiven Reproduzieren lassen hab ich das ganze gleich nach eröffnen des Postings mit dem Nikkor AF-S VR 70-200mm f/2.8 bei Blende f/5.6 wiederholt.

Original:

320462bb9425b2ff.jpg



100% Crop:


320462bb942a1fdb.jpg



Screenshot von 800% Vergrößerungen der beiden Files (471=unkompr.; 466=kompr.)


320462bb942d4cca.jpg



Auch hier das selbe Ergebnis.

Weit weg von Verlustfrei.

Liebe Grüße

Wolfgang
 
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Dass die Kompression nicht verlustfrei ist, wusste ich - das Kompressionsverfahren wurde hier im Forum bereits einmal skizziert. Es funktioniert, indem Nikon bestimmte Bit-Werte innerhalb des orginalen Wertebereichs auf benachbarte Werte ummappt. Die daduch resultierenden Farbverschiebungen sollen für das menschliche Auge nicht erkennbar sein, da Nikon die Änderungen angeblich nur an solchen Farbtönen wahrnimmt, die das menschliche Auge nur schwer differenzieren kann. Vor diesem Hintergrund ist das Ergebnis von Wolfgangs Versuchen in der Tat beeindruckend. Zumindest für Landschaftsaufnahmen werde ich die RAW-Kompression in Zukunft wohl besser abschalten!

Grüßle
Uwe
 
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ollonois schrieb:
Du kannst nicht 2 verschiedene Aufnahmen miteinander vergleichen. Der leiseste Windhauch und das 2. Foto vom Ast sieht anders aus.

Hallo Christian,

aber selbstverständlich kann man das. Sieh Dir bitte beide Aufnahmen genau an. Du wirst erkennen das sie absolut Deckungsgleich sind. Der Screenshot zeigt dies sehr gut.

Des weiteren ist die größte Veränderung ja nicht innerhalb fehlender schwarzer Pixel zu finden, sondern vielmehr innerhalb fehlender Farbinformationen im Bereich der Äste und das ist verwunderlich.

LG

Wolfgang
 
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Trotzdem sind beide Aufnahmen nicht komplett identisch man kann jetzt nicht sagen, ob es an der Art der Kompression oder vielleicht ganz anderen Faktoren liegt. Das möchte ich damit nur sagen.
 
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ollonois schrieb:
Trotzdem sind beide Aufnahmen nicht komplett identisch man kann jetzt nicht sagen, ob es an der Art der Kompression oder vielleicht ganz anderen Faktoren liegt. Das möchte ich damit nur sagen.

Wenn Du den Ästen nicht traust lade Dir doch einfach die beiden Dateien runter. Dann kannst Du die fixen Teile des Gebäudes vergleichen und wirst die selben Unterschiede finden.

Allerdings musst Du meinen Tests nicht glauben.

Ich bin kein Prophet und muss niemanden bekehren :D

LIebe Grüße

Wolfgang
 
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Wolfgang, ich habe eine Idee. Ein unkomprimiertes NEF kann man in NX auch komprimiert speichern. Dann könnte man auf diese Weise zwei Dateien vergleichen, die aus exakt derselben Aufnahme entstanden sind.
 
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volkerm schrieb:
Wolfgang, ich habe eine Idee. Ein unkomprimiertes NEF kann man in NX auch komprimiert speichern. Dann könnte man auf diese Weise zwei Dateien vergleichen, die aus exakt derselben Aufnahme entstanden sind.

Ja das wäre die optimale Lösung um der Sache auf den Grund zu gehen. Zumindest kann man dann alle anderen Faktoren ausschließen.
 
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volkerm schrieb:
Wolfgang, ich habe eine Idee. Ein unkomprimiertes NEF kann man in NX auch komprimiert speichern. Dann könnte man auf diese Weise zwei Dateien vergleichen, die aus exakt derselben Aufnahme entstanden sind.

Hi Volker,

Wenn mir jemand erklärt wie das geht probiere ich es gerne aus, allerdings sehe ich nicht was dies bringen soll. Denn keiner von uns weiß, ob das Kamerainterne Programm welches die Komprimierung durchführt auch nur annähernd gleich arbeitet wie das Capture NX Porgramm.

Für mich steht jetzt jedenfalls eines fest: Komprimierung bei wichtigen Bildern auf AUS.

LG

Wolfgang

Nachtrag: Es ist mir völlig egal ob ihr meinem Test glauben schenkt oder nicht. Genauer oder objektiver kann ich ihn nicht mehr machen, sorry. Und unter Laborbedingungen sollte es schwierig sein einen solchen Kontrastumfang zu generieren. Es sind Unterschiede mit freiem Auge erkennbar, was gut mit der nicht ganz verlustfreien Komprimierung zusammen passt.

Denkt mal logisch nach Leute...

Irgendwo müssen doch die fehlenden 8 Megabyte bleiben, oder?

Und bedenkt weiter....

Ich habe Screenshots miteinander verglichen, okay... aber auf 1200%!
Also... ganz ruhig bleiben, es ist nichts passiert.

Alle die mit komprimierten NEF's gearbeitet haben müssen all ihre Bilder nun nicht wegschmeissen. Im Gegenteil, sie werden die Unterschiede niemals merken. Es ging mir persönlich nur darum nachzuprüfen, ob sich der Verlust wirklich im fur uns "unsichtbaren Bereich" bewegt, oder aber, und das ist nun für mich ausreichend bewiesen, man sehr wohl Farbverschiebungen erkennen kann.

Danke und

LG

Wolfgang
 
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ollonois schrieb:
Die Kompression ist verlustfrei, sonst würde es keinen Sinn ergeben in RAW zu speichern.
Hmm,
Nikon spricht aber nirgends von echt verlustfreier Kompression, siehe auch das was Volker gepostet hat.

Wolfgang Steiner schrieb:
aber selbstverständlich kann man das. Sieh Dir bitte beide Aufnahmen genau an. Du wirst erkennen das sie absolut Deckungsgleich sind. Der Screenshot zeigt dies sehr gut.
Und das bei natürlichem Licht draußen....
Vergiss es.
Sowas würde ich nur unter Laborbedingungen vergleichen bei dem ich alle Parameter unter Kontrolle habe.
Der von Volker vorgeschlagene Test ist da vermutlich wesentlich aussagekräftiger (sofern der Algorithmus in Kamera und Capture der gleiche ist).


Ich hatte mal Eric (Autor von Bibble) gefragt was er dazu meint. Sein Kommentar war, daß unkomprimierte NEFs mehr Informationen für Highlight Recovery haben. Das passt auch zu dem was Nikon sagt, daß die Kompression im Bereich der high bits lossy ist, den man üblicherweise nicht mehr mit dem Auge differenzieren kann.

cheers
afx
 
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blue_heron schrieb:
Testen macht unglücklich. :frown1:

:fahne: Roland

Hi Roland,

im Gegenteil.

Ich teste um zu lernen. Für mich selbst, nicht für andere.

Das ich die Tests hier veröffentliche hat nur einen Grund. Ich möchte andere an meinen Ergebnissen teilhaben lassen.

Die Schlußfolgerungen aus meinen Tests muss jeder für sich selber ziehen. Mehr als meine Original NEF's posten.... kann ich leider nicht.

LG

Wolfgang
 
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Hallo Wolfgang,

erstmal herzlichen Glückwunsch zu der bevorstehenden Reise. Es scheint sich ja um ein enormes Unternehmen zu handeln, dass Dir da ins Haus steht (wenngleich ich etwas verwirrt bin, wie man eine Afrika-Rundreise mit Nepal kombinieren kann :D)

Egal, falsches Thema.

Es war eigentlich nie die Rede davon, dass die NEF-Komprimierung verlustlos wäre. Wenn 4096 Grauwerten (=12 Bit) auf 683 Grauwerte (= 9,41 Bit) eingedampft werden, geht das nur verlustbehaftet. Die Frage ist doch, ob ein nur unter Laborbedingung feststellbarer Effekt eine nennenswerte Rolle für das reale Endergebnis spielt. Eine so große Rolle sogar, dass Dich veranlasst, etliche Festplatten zusätzlich um den Globus zu karren.

Wenn es tatsächlich so ist, sollte man die Tests vor dem Kauf der Festplatten noch einmal überdenken, denn die gezeigten Ergebnisse hätte ich so deutlich sichtbar eigentlich nicht erwartet. Man bedenke: Es ändert sich ja nicht die Auflösung des Fotos, sondern die Differenzierbarkeit der Grau- (und damit auch Farb-) stufen. Ein "bunteres" Bild (im Sinne von "mehr unkomprimiertes braun, an der Stelle des komprimierten grün" ... also nicht ähnliche Farbstufen, sondern beinahe schon Komplementärfarben) durch die Komprimierung, ist erstmal nicht plausibel.

Gruß
HaPe
 
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Wolfgang Steiner schrieb:
Ich teste um zu lernen. Für mich selbst, nicht für andere.
Hallo Wolfgang,

ich kann Dir durchaus folgen.
Solche Tests können sehr hilfreich sein, damit man eben seine Tools kennenlernt, um das Beste herauszuholen.

Ich hab auch etwas mit mir gerungen, bevor ich meinen "Unken"post abgebesetzt habe.

Meine Bedenken sind diese:
- suchen wir nach etwas, das uns noch nie gefehlt hat?
- streben wir auf dem falschen Weg nach Perfektion?

Sorry, ich bin etwas wortkarg, ich hatte ein üppiges Wochenende.

Roland
 
Kommentar
blue_heron schrieb:
Hallo Wolfgang,

ich kann Dir durchaus folgen.
Solche Tests können sehr hilfreich sein, damit man eben seine Tools kennenlernt, um das Beste herauszuholen.

Ich hab auch etwas mit mir gerungen, bevor ich meinen "Unken"post abgebesetzt habe.

Meine Bedenken sind diese:
- suchen wir nach etwas, das uns noch nie gefehlt hat?
- streben wir auf dem falschen Weg nach Perfektion?

Sorry, ich bin etwas wortkarg, ich hatte ein üppiges Wochenende.

Roland


Für mich haben solche Tests bereits seit vielen Jahren eine gewisse Tradition.
Immer bevor ich auf Reisen gehe teste ich intensiv alles und wähle anschließend das aus was mir interesssant erscheint.

Meine Bedenken waren diese:

Fehlen die 8 MB in meinen Bildern?

Die Antwort ist: JA

LG

Wolfgang
 
Kommentar
Wolfgang Steiner schrieb:
Denkt mal logisch nach Leute...

Irgendwo müssen doch die fehlenden 8 Megabyte bleiben, oder?


Ohne das angewandte Verfahren zu kennen, es GIBT verlustfreie Kompressionsalgorithmen, Du arbeitest vermutlich täglich damit -> ZIP-Archive.
In fast jeder Datei (in RAWs erst recht) finden sich gleiche Ketten von Informationen. Verlustfreie Verfahren gehen hin, suchen diese sich wiederholenden Muster, speichern sie nur noch einmal ab und referenzieren an den übrigen Stellen darauf.

Wie gesagt, keine Ahnung was Nikon bei den NEFs anstellt, aber technisch ist Verlustfreiheit möglich.

Gruß,
Bernd
 
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