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Grundlagen : Dynamikumfang und Pixelgröße

von Di, 29.März 2016 | 3 Seiten | diesen Artikel auf einer Seite lesen

  Einleitung
  4K = 1
  4 FullHD?
  Dynamik vs. Auflösung
  Dynamik entsteht auch in den Schatten
  Unter 5 µm wird es (zu?) eng...

Wirft man einen Blick auf die Spezifikationen hochpreisiger Cinema-Kameras, so wird dort mit teilweise fast unglaublichen Dynamikangaben geworben. Doch eigentlich müsste die Dynamik doch physikalisch fest mit der Sensor-Pixelgröße zusammenhängen, oder etwa nicht?

Grundsätzlich unterliegt jeder Sensor den gleichen, unumstößlichen Gesetzen der Physik. Jedes Pixel auf der Sensoroberfläche (übrigens exakter als Sensel bezeichnet) hat eine feste Fläche, auf welche Photonen des belichteten Motivs einschlagen. Und je größer diese Fläche eines Sensels ist, desto mehr Photonen können maximal erfasst (= gezählt) werden, bevor das Sensel seinen Sättungszustand (sog. FullWell) erreicht und anfängt zu clippen (= Überbelichtung). Mehr Details zu dieser Thematik kann man bei uns unter anderem im Artikel Der CMOS und seine Sensel finden.



4K = 1/4 FullHD?



Einmal ein einfaches Beispiel: Stellen wir uns einen 4K-Sensor mit genau 3840 Sensel pro Sensor-Zeile und mit mit 2160 Senseln pro Spalte vor. Dann hätten wir für 4K-Auflösung jeweils genau einen quadratischen 4K-Sensel, der für jedes finale Pixel im Clip die eingehenden Photonen zählen kann.



Würden wir anschließend einen Sensor gleicher Größe mit nur 1920 x 1080 Senseln bestücken, dann wäre die Fläche jedes HD-Sensels viermal so groß, wie die Fläche der 4K-Sensel. Diese "HD-Fläche" kann daher viermal mehr Photonen einfangen, als die Fläche der 4K-Sensel.

Nehmen wir weiter an, ein solches 4K-Sensel kann maximal 10.000 Photonen zählen, dann könnte das HD-Sensel unter ansonsten gleichen Bedingungen 40.000 Photonen zählen. Diese Vervierfachung entspricht exakt zwei Blendenstufen. Das klingt wenig, ist aber im professionellen Umfeld ein Riesending. Ob ein Sensor beispielsweise 10 oder 12 Blendenstufen erreichen kann, macht in der nutzbaren Dynamik einen gewaltigen Unterschied.

Dynamik vs. Auflösung / Dynamik entsteht auch in den Schatten


3 Seiten:
Einleitung / 4K = 1/4 FullHD?
Dynamik vs. Auflösung / Dynamik entsteht auch in den Schatten
Unter 5 µm wird es (zu?) eng...
  

[16 Leserkommentare] [Kommentar schreiben]   Letzte Kommentare:
WoWu    14:46 am 31.3.2016
Das, was Du da beschreibst trägt sicher alles zu einer besseren Bildqualität bei, aber lange nicht alles zu einer höheren Dynamik. Nimm nur mal die Microlinsen. Sie gleichen...weiterlesen
Roland Schulz    07:42 am 31.3.2016
Alles Theorie hier, aber nur zum Teil in der Praxis relevant. Liest sich fast so als wäre die Pixelgröße alleine für den Dynamikumfang verantwortlich - totaler Quatsch!! Da...weiterlesen
Roland Schulz    07:19 am 31.3.2016
Nix da, auch Deine (...und meine) PXW-X70 liest z.B. in Full-HD nicht voll aus! Das Ding ist in FHD weich wie warme Butter (ich übertreibe), dabei aber "schnell"! UHD...weiterlesen
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