Zeit für echte RGB-Pixel

[erma]

Hä??? Bisher hatte ich gedacht, dass der Bayerfilter erst die Farben bei den Sensoren möglich macht. Naja man lernt halt nie aus….

Naja, aus Bayerfilter und Sensoren wird eine RGB- Anordnung.

Nur eben pro Array mit je einem Rot- und Blau- aber zwei Grün- Filtern.

Und dass Gute an den Algorithmen zum Demosaicing ist doch, dass bei geschickter Interpolation eine höhere Auflösung heraus kommt, als bei einem Bildpunkt im fertigen Foto, den man ohne Interpolation aus ein RGB- Tripel bilden würde. Warum soll man da was verschenken?

Ein Sensor mit 36 MP + Bayer ergibt bei der durchschnittlichen Informationsausbeute von 0,6…0,7 nach der Interpolation immerhin 22…24 MP.

Ein nicht interpoliertes Abbild der RGB- Tripel nur 12 MP

...Aber warum hat denn die Leica Monochrom auch 18 Megapixel, wie die normale M9, obwohl der Bayer-Filter weg ist?

Weil die Kamerahersteller immer des Gesamtzahl der Pixel angeben und nicht die aufgelöste Zahl der RGB- zw. SW- Punkte.

Gruß
erma

 

[Flat D]

Also noch mal:

Ein Bayerfilter bzw. der notwendige Algorithmus dahinter betrachtet jede Sensorzelle als ein Vollpixel. Da dieses eine Vollpixel nur eine der drei Grundfarben erkennt, weil der Bayerfilter davor die anderen Farben sperrt, fehlt diesem Vollpixel die Farbinformation für die beiden anderen Grundfarben. Um diese zu bekommen, werden benachbarte Pixel anderer Farbe ausgewertet. Da z.B. ein grünes Pixel immer zwei rote und zwei blaue Nachbarpixel hat, werden die Grün- und Rot-Werte jeweils zwischen diesen Nachbarn interpoliert. Damit bezieht ein eigentlich nur grünes Pixel alle seine Farbinformationen aus insgesamt 5 Subpixeln. Ein rotes oder blaues Pixel bezieht bauartbedingt alle Farbinfos aus insgesamt 9 Pixeln, weil hier jeweils auch die diagonal umgebenden Pixel gebraucht werden. Dadurch entsteht eine Art Interpolationseffekt, der für Unschärfe sorgt. Kleine detailreiche Strukturen werden dadurch weniger detailliert dargestellt und durch die Interpolation gemittelt. Harte Hell-Dunkel-Grenzen verwischen, je Farbkanal.

Bayerfilter

RGB-Maske

Wenn man also weniger quadratische, sondern eher rechteckig längliche Subpixel wie bei den Monitoren, auf denen die Bilder später ja überwiegend angesehen werden, verwenden würde, ergäbe das insgesamt zwar nominell eine schlechtere Auflösung aber dennoch eine detailliertere.

 

[Flat D]

Naja, aus Bayerfilter und Sensoren wird eine RGB- Anordnung.

Nur eben pro Array mit je einem Rot- und Blau- aber zwei Grün- Filtern.

Und dass Gute an den Algorithmen zum Demosaicing ist doch, dass bei geschickter Interpolation eine höhere Auflösung heraus kommt, als bei einem Bildpunkt im fertigen Foto, den man ohne Interpolation aus ein RGB- Tripel bilden würde. Warum soll man da was verschenken?

Ein Sensor mit 36 MP + Bayer ergibt bei der durchschnittlichen Informationsausbeute von 0,6…0,7 nach der Interpolation immerhin 22…24 MP.

Ein nicht interpoliertes Abbild der RGB- Tripel nur 12 MP

Weil die Kamerahersteller immer des Gesamtzahl der Pixel angeben und nicht die aufgelöste Zahl der RGB- zw. SW- Punkte.

Gruß
erma

Deshalb meinte ich ja, daß man durch die heute ohnehin übertrieben hohe Auflösung, die man zur Darstellung gar nicht mehr braucht (Monitore haben 1MP bis max. 14MP, siehe iMac Retina 5K), lieber in eine korrekte Farbdarstellung und Texturqualität investieren könnte. Die Bildqualität wäre wohl höher, auch wenn die Bruttoauflösung etwas leidet. Und ob man 36MP, die tatsächlich nur verwaschene 22MP Bildinformation enthalten, auf 8MP (4K) herunterrechnet oder gleich echte 12MP auf 8MP, ist doch Stulle. Die Texturen wären aber deutlicher, bei der echten RGB-Version.

 

[Flat D]

Hä??? Bisher hatte ich gedacht, dass der Bayerfilter erst die Farben bei den Sensoren möglich macht. Naja man lernt halt nie aus.

Aber warum hat denn die Leica Monochrom auch 18 Megapixel, wie die normale M9, obwohl der Bayer-Filter weg ist?

Die Nominal-Auflösung hat nichts mit der tatsächlichen Auflösung der Bildinformationen zu tun. Du kannst auch eine halbe schwarze und eine halbe weiße Bildschirmseite mit 100 Megapixeln darstellen. Der Bildinhalt bleibt bei zwei Pixeln, obwohl Du 100MP große Dateien handeln müsstest.

Ich will ja nicht den Bayerfilter ganz wegnehmen lassen, sondern nur die Anordnung der Pixel denen des Monitors anpassen, damit diese unnötige hin- und her-Rechnerei in der Kamera wegfällt, die nur Ungenauigkeiten bringt. Also längliche Pixel in Dreiergruppen, die zusammen je ein Vollpixel darstellen. Am Monitor muß das ohnehin passieren, der der hat nur diese Anordnung.

 

[pictor]

Im Wesentlichen meint Flat T etwas, das es eh schon gibt. Jeder, aber wirklich jeder Bayer-Sensor kann als reiner RGB-Sensor verstanden werden. Es gibt bekanntlich unterschiedliche Demosaicing-Algorithmen und einer davon macht fast genau das, was Flat T beschreibt (fast, weil Flat T keinen zweiten grünen Kanal einplant). Aus einem 36MP-Sensor der D810 erhält man dann ein 9MP-Bild ohne jede Interpolation. Die Qualität ist sehr, sehr gut, speziell bei hohen ISO. Es gibt Raw-Konverter, die das können (z.B. den Raw Photo Processor).

 

[pictor]

Ich will ja nicht den Bayerfilter wegnehmen lassen, sondern nur die Anordnung der Pixel denen des Monitors anpassen, damit diese unnötige hin- und her-Rechnerei in der Kamera wegfällt, die nur Ungenauigkeiten bringt.

Wie ein Farbwert aus den Daten des Sensors ermittelt und wie er dann auf dem Bildschirm dargestellt wird, sind zwei Paar Schuhe.

 

[Hanie]

----Wenn man also weniger quadratische, sondern eher rechteckig längliche Subpixel wie bei den Monitoren, auf denen die Bilder später ja überwiegend angesehen werden, verwenden würde, ergäbe das insgesamt keine schlechtere Auflösung, sondern vermutlich eine höhere. -------

genauso wie auf dem Bild waren früher bei einer Bildröhre die Pixel angeordnet ,nannte sich Schlitzmaskenröhre

 

[sebbY]

Die Nominal-Auflösung hat nichts mit der tatsächlichen Auflösung der Bildinformationen zu tun. Du kannst auch eine halbe schwarze und eine halbe weiße Bildschirmhälfte mit 100 Megapixeln darstellen. Der Bildinhalt bleibt bei zwei Pixeln.

Ich will ja nicht den Bayerfilter wegnehmen lassen, sondern nur die Anordnung der Pixel denen des Monitors anpassen, damit diese unnötige hin- und her-Rechnerei in der Kamera wegfällt, die nur Ungenauigkeiten bringt.

Bringt die Umrechnung denn wirklich sichtbare und beschreibbare Ungenauigkeiten?
Trotz des diskreten Pixelmusters, dem Bayer-Layer, einem Anti-Aliasing-Filter und den Algorithmen beschwert sich doch niemand, dass die Ortsauflösung und Wiedergabe bei einer Kamera so schlecht ist.

 

[Flat D]

----Wenn man also weniger quadratische, sondern eher rechteckig längliche Subpixel wie bei den Monitoren, auf denen die Bilder später ja überwiegend angesehen werden, verwenden würde, ergäbe das insgesamt keine schlechtere Auflösung, sondern vermutlich eine höhere. -------

genauso wie auf dem Bild waren früher bei einer Bildröhre die Pixel angeordnet ,nannte sich Schlitzmaskenröhre

Warum lachst Du? Das ist die Farbmaske eines modernen Flachbildschirms. Das ist die Technik, mit der die Fotos für Deine Augen dargestellt werden. Das ist nicht lächerlich, sondern Stand der Technik. Schlitzmasken (von SONY, also Trinitron) hatten übrigens keinen Höhenversatz der Pixel um eine halbe Pixelbreite, sondern nur vertikale Schlitze. Die Vertikale wurde nicht extra abgegrenzt, weshalb die beiden horizontalen Haltedrähte nötig waren. Die Vertikale wurde durch den Zeilenabstand mit Hilfe der magnetischen Ablenkung unterteilt.

 

[Lilien]

Die Texturen wären aber deutlicher, bei der echten RGB-Version.

Dafür bleibst Du aber einen Beweis schuldig, es hat einen Grund, warum im Bayer-Pattern die grünen Pixel mit 50% überrepräsentiert sind.

MfG Jürgen

 

[Flat D]

Im Wesentlichen meint Flat T etwas, das es eh schon gibt. Jeder, aber wirklich jeder Bayer-Sensor kann als reiner RGB-Sensor verstanden werden. Es gibt bekanntlich unterschiedliche Demosaicing-Algorithmen und einer davon macht fast genau das, was Flat T beschreibt (fast, weil Flat T keinen zweiten grünen Kanal einplant). Aus einem 36MP-Sensor der D810 erhält man dann ein 9MP-Bild ohne jede Interpolation. Die Qualität ist sehr, sehr gut, speziell bei hohen ISO. Es gibt Raw-Konverter, die das können (z.B. den Raw Photo Processor).

Nur daß ein Pixel dann breit gezogen aussähe.

 

[jazzmasterphoto]

Warum nur denke ich gerade:

Langlebe der Planfilm!


​

 

[erma]

...Ich will ja nicht den Bayerfilter ganz wegnehmen lassen, sondern nur die Anordnung der Pixel denen des Monitors anpassen, damit diese unnötige hin- und her-Rechnerei in der Kamera wegfällt, die nur Ungenauigkeiten bringt. Also längliche Pixel in Dreiergruppen, die zusammen je ein Vollpixel darstellen...

Die Rechnerei hast Du doch immer, sobald die native Auflösung des Monitors nicht mit der "entwickelten" Auflösung des Sensor übereinstimmt.

Auch bei dem von Dir angedachten RGB-Sensor würde nur in der 1:1 Darstellungsgröße das Skalieren wegfallen.

Und was würde so ein RGB- Sensor beim Drucken bzw. Ausbelichten bringen?

Gruß
erma

 

[Flat D]

Die Rechnerei hast Du doch immer, sobald die native Auflösung des Monitors nicht mit der "entwickelten" Auflösung des Sensor übereinstimmt.

Auch bei dem von Dir angedachten RGB-Sensor würde nur in der 1:1 Darstellungsgröße das Skalieren wegfallen.

Und was würde so ein RGB- Sensor beim Drucken bzw. Ausbelichten bringen?

Gruß
erma

Du sprichst vom simplen Skalieren, ich spreche von aufwendiger und zuweilen ungenauer Berechnung und Schätzung von möglichen Farbwerten im roten und blauen Farbspektrum eines Pixels, das nur grün "sieht".

 

[erma]

Du sprichst vom simplen Skalieren, ich spreche von aufwendiger und zuweilen ungenauer Berechnung und Schätzung von möglichen Farbwerten im roten und blauen Farbspektrum eines Pixels, das nur grün "sieht".

Du solltest Dich mit dem Gedanken anfreunden, dass man in der gesamten Kette von der Bilderfassung bis Bildausgabe einige Ungenauigkeiten und Schätzungen, sagen wir mal lieber Kompromisse in Kauf nehmen muss.

Das fängt bei den Farbfiltern vor dem Sensor an, egal ob diese als RGB- oder Bayer- Matrix angeordnet sind:

1. Filter vor dem Sensor:
- jeder dieser R-, G-, B- Filter hat eine wellenlängenabhängig Filterkennlinie
- daraus folgt die Notwendigkeit der Kalibrierung des Filtersystems
- und ich behaupte, dass trotz der Kalibrierung nicht zwischen zwei "Grüns" unterschieden wird, wenn die Wellenlänge des einen grünen Lichts genau im Scheitelpunkt des Filters liegt, die Wellenlänge des anderen grünen Lichts etwas daneben liegt, nur zu 90% durchgelassen wird, aber eine 1,1111...x höhere Leuchtstärke hat


2. Bildbetrachtung und - bearbeitung

- hat man per Kalibrierung, Kameraprofil... "mühsam" und mit reichlich Kompromiss das Sensorsignal auf einen normierten Farbraum abgebildet
- folgt die Bildbauswertung am Monitor
- und siehe da, man steht vor dem gleichen bzw. umgekehrten Problem
- die Filter der LCD- Matrix stimmen nicht mit den Normfarben überein
- das Lichtspektrum der CFL- oder LED- Beleuchtung ist eine weitere Variable
- und schon kalibriert und profiliert man wieder mal


3. Ausdruck

- muss ich dazu noch was sagen?
- Drucker, Tinte, Papier, Farbtemperatur des Betrachtungslichts...


Sorry, aber da kann ich mich nicht der Annahme anschließen, dass wegen "mühsamen Berechnungen und Schätzungen" der Bayer- Matrix eine reine RGB- Matrix im Endprodukt irgendwelche Vorteile bringt.


Nun, für mich also nix mit "Zeit für echte RGB-Pixel", da Ressourcenverschwendung.

Ich schlage zur Minimierung jeglicher Zweifel die Spektrometer- Kamera vor:

- pro Bildpunkt ein Prisma mit nachgeschalteter Spektralanalyse
- das bitte in 14...16 Bit
- und mindestens bis ISO 128000


Bis dahin werde ich die Bayer- Matrix als einen Meilenstein auf dem Weg zur digitalen Fotografie sehen.

Einziger Konkurrent ist das Foveon- Prinzip, was für mich wegen der praktisch nicht vorhandenen HighIso- Fähigkeit niemals eine dominierende Rolle spielen wird.

Gruß
erma

 

[Figo]

Ich denke, Du meint einen Direktbildsensor wie Sigma einen hat:

http://www.sigma-foto.de/fotowelt/f...ikel/article/foveon-x3-direkt-bildsensor.html

Superteil, hat leider nur eine sehr geringe Empfindlichkeit - also nix mit hohen ISO's.

Hans

 

[Wuxi]

Ich denke Du meint einen Direktbildsensor wie Sigma einen hat:

http://www.sigma-foto.de/fotowelt/f...ikel/article/foveon-x3-direkt-bildsensor.html

Superteil, nur leider nur eine sehr geringe Empfindlichkeit - alos nix mit hohen ISO's.

Hans

Das ist der Foveon-Sensor, und der ist schon seit Beitrag #6 nicht gemeint.
Und ein Direktbildsensor ist es auch nicht, bzw nur für das Marketing.

 

[Wuxi]

Ein Bayerfilter bzw. der notwendige Algorithmus dahinter betrachtet jede Sensorzelle als ein Vollpixel. Da dieses eine Vollpixel nur eine der drei Grundfarben erkennt, weil der Bayerfilter davor die anderen Farben sperrt, fehlt diesem Vollpixel die Farbinformation für die beiden anderen Grundfarben. Um diese zu bekommen, werden benachbarte Pixel anderer Farbe ausgewertet. Da z.B. ein grünes Pixel immer zwei rote und zwei blaue Nachbarpixel hat, werden die Grün- und Rot-Werte jeweils zwischen diesen Nachbarn interpoliert. Damit bezieht ein eigentlich nur grünes Pixel alle seine Farbinformationen aus insgesamt 5 Subpixeln. Ein rotes oder blaues Pixel bezieht bauartbedingt alle Farbinfos aus insgesamt 9 Pixeln, weil hier jeweils auch die diagonal umgebenden Pixel gebraucht werden. Dadurch entsteht eine Art Interpolationseffekt, der für Unschärfe sorgt. Kleine detailreiche Strukturen werden dadurch weniger detailliert dargestellt und durch die Interpolation gemittelt. Harte Hell-Dunkel-Grenzen verwischen, je Farbkanal.

Wenn man also weniger quadratische, sondern eher rechteckig längliche Subpixel wie bei den Monitoren, auf denen die Bilder später ja überwiegend angesehen werden, verwenden würde, ergäbe das insgesamt zwar nominell eine schlechtere Auflösung aber dennoch eine detailliertere.

Wer sagt, das bei der Interpolation nur die direkten Nachbarsensoren verwendet werden? Man könnte auch weitere Stützpunkte verarbeiten.

Umgekehrt hätte ich bei der Schlitzmaske Sorge, das sie anfälliger für Moiree und ähnliche Artefakte ist.

Klar: wenn man jeden Bayer-Sensorpunkt durch drei Schlitze ersetzt, dann wäre das Ergebnis ggf. Besser als Bayer. Aber dann hat man ja auch 3x so viele Sensoren.
Wenn man eine Bayer-Matrix mit dreifacher Auflösung vergleicht wäre diese wiederum nicht schlechter (meine Einschätzung) als die obige Schlitzmaske.

 

[Flat D]

Wer sagt, das bei der Interpolation nur die direkten Nachbarsensoren verwendet werden? Man könnte auch weitere Stützpunkte verarbeiten.

Je mehr, desto unschärfer. Es geht ja gerade darum, nicht aus vielen unterschiedlichen hellen Bildpunkten eine insgesamt graue Fläche zu erstellen. Ziel ist doch, die unterschiedlichen Ortsfrequenzen zu ermitteln und möglichst genau wider zu geben.
Aktuell wird z.B. aus einem grünen Punkt (ein Detail, eine grüne LED an der HiFi-Anlage, was weiß ich, irgend ein Detail eben), der zufällig auf einem blau und rot gefilterten Pixel des Sensors landet, zwar auch wieder ein grüner Punkt aber vermischt mit gemittelten roten und blauen Anteilen der umgebenden roten und blauen Pixel. Landet er auf einer der beiden anderen Farben, ist er nur noch hell aber nicht mehr grün, weil die Helligkeitsinformation erhalten bleibt, seine grüne Farbe aber nicht erfaßt wird. So zumindest die Theorie.

Umgekehrt hätte ich bei der Schlitzmaske Sorge, das sie anfälliger für Moiree und ähnliche Artefakte ist.

Klar: wenn man jeden Bayer-Sensorpunkt durch drei Schlitze ersetzt, dann wäre das Ergebnis ggf. Besser als Bayer. Aber dann hat man ja auch 3x so viele Sensoren.
Wenn man eine Bayer-Matrix mit dreifacher Auflösung vergleicht wäre diese wiederum nicht schlechter (meine Einschätzung) als die obige Schlitzmaske.

Ich denke nicht an drei mal so viele Sensorpunkte. Ich würde nur die Pixel länglicher gestalten, so daß drei neben einander etwa ein Quadrat ergeben, dessen Grundfläche zwar der von drei aktuellen quadratischen Pixel entspricht aber eben nicht so in die Breite oder Länge gezogen. Dann bräuchte man keine Algorithmen zur Umrechnung, sondern könnte die drei Farbkanäle mit tatsächlichen Messwerten der Sensoren füttern und genau so auf den Bildschirm geben, dessen Pixel ja und Subpixel ja genau so aussehen.

 

[jazzmasterphoto]

… Ich würde nur die Pixel länglicher gestalten …

Da sage ich doch als alter Praktiker schlicht: Machen!


Theorie-Wissen scheint vorhanden, fehlt vermutlich
nur die passende Bastelstube, aber vielleicht kannst
Du ja an einer Uni andocken …



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