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Grundlagen : Einfach erklärt: Dynamik, Kontrastumfang und Dynamic Range

von Di, 27.Mai 2014


Ein beliebtes Thema im Bereich Kamerasensor und Bildqualität im allgemeinen ist die Dynamik, auch Dynamic Range (DR), Dynamikbereich oder Kontrastumfang genannt. Diese beschreibt -sehr einfach gesagt- den Wertebereich zwischen dem dunkelsten und hellstem Punkt im Bild.

Richtet man den Sensor auf ein Motiv, so kann er sehr dunkle Bereich nicht mehr korrekt wiedergeben, weil hier das Rauschen des Sensorpixel größer ist als das eigentliche Signal. Ist das Motiv dagegen an einer Stelle zu hell, kann der Sensor diese zusätzliche Helligkeit nicht mehr darstellen, sondern bleibt bei seinem maximal möglichen Wert (allerseits als Clipping bekannt).

Kurz: Besitzt das Motiv (oder genauer gesagt der Motivkontrast) einen höheren Dynamikumfang als der Sensor so gehen dunkle Töne im Rauschen unter und/oder helle Bildbreiche clippen. Die Signalelektronik der Kamera beschränkt übrigens in der Regel die Schattenbereiche und zeichnet statt Rauschen dort ebenfalls einen limitierten/geclippten Bereich auf.

Hier einmal ein simuliertes Beispiel mit hohem Motivkontrast:

Links ein Sensor mit geringem Dynamik Range, rechts ein Sensor mit großem Dynamic Range.



Statt im Rauschen verlieren sich links dunkle Details in schwarzen Flächen (z.b. in der Auto-Carrosserie). Man spricht in diesem Fall auch von gestauchtem Schwarztönen (“Crushed Blacks”). Details in hellen Flächen werden (wie z.B. in der Häuserfassade) weggeclippt.

Typische Camcorder-Sensoren unter 1 Zoll können deutlicher weniger Dynamic Range aufzeichnen als Sensoren in den klassischen analogen Film-Formaten, sofern diese eine vergleichbare Auflösung bieten. Auch deswegen assoziiert man mit dem linken Bild automatisch einen typischen Videolook, während das rechte Bild deutlich natürlicher wirkt.

Das linke Bild lässt sich leicht aus dem rechten gewinnen, indem man von Hand Höhen und Schatten clippen lässt und die Mitten breitflächiger auf die 8 BitBit im Glossar erklärt verteilt. Umgekehrt lässt sich das rechte Bild nicht aus dem linken rekonstruieren. Wer einen natürlichen Bildeindruck sucht, braucht demnach zwingend einen Sensor mit großer Dynamik. Wer jedoch von vornherein weiß, dass er für sein Projekt kräftige Farben wünscht und die Schwarztöne sowieso stauchen wird, der kann sich den Aufwand und die Kosten für einen großen Sensor auch sparen und das Bild schon beim Dreh entsprechend aussteuern.


    

[47 Leserkommentare] [Kommentar schreiben]   Letzte Kommentare:
nachtaktiv    11:29 am 15.6.2014
mittlerweile hab ich ne a7. es ist möglich, den sternenhimmel zu filmen und danach auf die gasse zu neigen, in der eine normale straßenlaterne mit Xhundert watt leuchtet. und mir...weiterlesen
Jan    19:58 am 10.6.2014
Wenn man es richtig erklärt, ist die Sensorgröße und eine hohe Pixeldichte für DR völlig irrelevant. Das hat dann auch ein User mal bei DXO verglichen mit einer 1 Zoll Kamera...weiterlesen
Ab-gedreht    11:49 am 10.6.2014
Genau das: habe ich hiermit gemeint:
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