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Grundlagen : Einfach erklärt: Warum sind Dynamic Range Angaben nicht vergleichbar?

von Mo, 8.Dezember 2014


In unserem letzten Artikel haben wir (hoffentlich) einigermaßen klar dargelegt, dass die nutzbare Dynamik der Bereich zwischen Full Well/Clipping und dem Rauschen ist. In der Praxis ist die Grenze zwischen dem Rauschen und dem Nutzsignal jedoch fließend. Kommt dann noch eine digitale Rauschreduzierung ins Spiel, wird die Dynamik-Angabe schnell zu einer Nonsense-Aussage.

Doch bevor wir dazu kommen wollen wir uns kurz ansehen, wie unterschiedlich man Blendenstufen zählen kann.

Wie wir schon wissen, entsprechen bei linearer Speicherung die BitBit im Glossar erklärt den Blendenstufen. Eine 12 BitBit im Glossar erklärt RAW Datei kann daher niemals mehr als 12 Blendenstufen aus den linearen Sensordaten in sich tragen. Doch wie kommen einige Hersteller dann bei einer 12 BitBit im Glossar erklärt RAW Datei auf einen Blendenumfang von über 13 Blendenstufen? Offensichtlich wird hierbei manchmal die 0 mitgezählt. Statt der "Stufen" werden also die “Blenden-Zustände” angegeben. Vielleicht kann folgende Abbildung das ganze etwas verdeutlichen:



Diese Zählweise der Zustände ist eigentlich nicht ganz korrekt, da Zustände eben keine Stufen sind. Leider haben sich beide Zählweisen für die Blendenstufen in der Vergangenheit vermischt, weshalb man genau hinsehen muss, wie der Hersteller seine Blendenstufen gezählt hat. Und genau das ist ist meistens unmöglich. Auch Webseiten und Fachmagazine, die die Dynamik messen und in Blendenstufen angeben zeigen hier kein einheitliches Bild. Was schon mal teilweise die teils stark abweichenden Ergebnisse erklärt. Wenn man nun bedenkt, welch einen Unterschied in der Sensordynamik eine ganze Blendenstufe macht, kann man an dieser Stelle schon ins Zweifeln kommen.

Doch es kommt noch schlechter. Die Dynamik eines Bildes wird oben durch die Sättigung/FullWell und unten durch das Rauschen begrenzt. Und diese untere Grenze zum Sensorrauschen lässt eine Dynamikangabe als Zahl schnell zur Farce werden. Denn wann das Rauschen aufhört und das Nutzsignal anfängt, ist ziemlich willkürlich. Selbst wenn man in einem Messverfahren (wie z.B. DXO) definiert, dass unter 30 Prozent Rauschen das Nutzsignal anfängt, sind “30 Prozent Rauschen” keineswegs exakt (wie eine Grenze) definierbar und sondern u.a. abhängig von gemessenen Motiv. Eine solche Grenze lässt sich bestenfalls innerhalb eines eigenen Messverfahrens einigermaßen konsistent definieren, jedoch können die Ergebnisse mit anderen Messverfahren nicht mehr direkt vergleichen werden. Darum können zwei Kameras, denen 13 Blendenstufen Dynamik nachgesagt werden, dennoch komplett unterschiedlich aussehen. Während die eine in den Schatten deutlich rauscht, könnte die andere noch sehr clean sein. Besonders, wenn das Rauschen durch eine Rauschunterdrückung minimiert wurde. In diesem Fall gibt es tendenziell mehr Dynamikstufen zu sehen und zu messen, diese entsprechen allerdings nicht mehr dem Original-Motiv. Und selbst wenn keine Rauschunterdrückung eingreift: Rauschen ist nicht gleich Rauschen. So gibt es starke Rauschmuster, die für das Auge eher unaufällig daherkommen, und schwach ausgeprägte Rausch-Muster, die fast jedem Auge eher unangenehm aufallen. Und dies macht die Rauschmessung sehr subjektiv.

Als weiterer Faktor kommt noch die Pixelnutzung ins Spiel. Durch Skalierung bzw. die Zusammenlegung von Senseln verschwinden nicht nur Hot-Pixel, sondern auch die Dynamik kann sich theoretisch und praktisch erhöhen. Denn das Rauschen der einzelnen Sensel wird bei Zusammenlegung durch die Bildung des Durchschnittes natürlich reduziert. Dieses Phänomen versucht übrigens auch DXO nachzubilden, indem dort zwei Messwerte angegeben werden. Einmal wirklich pro Pixel/Sensel (Screen) und einmal für den zusammengelegten Anwendungsfall (Print).

Zu allerletzt kann natürlich noch Dynamik beim Reduzieren auf 8 BitBit im Glossar erklärt verloren gehen, wobei hier theoretisch durch nichtlineare Log/Gamma-Kurven ein nahezu beliebiger Bereich in die 8 BitBit im Glossar erklärt gemappt werden kann. Was hierbei immer verloren geht, sind die detaillierten Helligkeitsunterscheide zwischen den einzelnen Dynamikstufen, die jedoch bei einer üblichen Dynamikmessung einfach unter den Tisch fallen. Eine Angabe wäre jedoch auch nicht sinnvoll, da man aufgrund der Bittiefe des Aufzeichnungsformates schon weiß, wie detailliert die Aufzeichnung ausfallen wird. Bei 8 BitBit im Glossar erklärt gibt es immer maximal 256 Detailstufen und bei 10 BitBit im Glossar erklärt maximal 1024. Ob diese Detailstufen eher Schatten, Mitten oder Lichter beschreiben, bestimmt die Log/Gamma-Kurve. Und das wird dann unser nächstes Thema.

Für diesmal wollten wir nur mit der Erkenntnis abschließen, dass eine einfache Angabe von Blendenstufen als Kennzahl für die Dynamik einer Kamera nicht wirklich aussagekräftig ist, solange man die hier genannten Randbedingungen für einen Vergleich nicht absolut konstant hält. Wenn also ein Hersteller sagt, seine Kamera kann 14 Blendenstufen aufzeichnen, so mag das für Wayne interessant sein, aber wir würden eine solche Angabe nicht für eine Kaufentscheidung heranziehen.


    

[5 Leserkommentare] [Kommentar schreiben]   Letzte Kommentare:
handiro    22:39 am 23.12.2014
Ich würde gerne mal einen Vergleich von 10 oder 12 bit zwischen CCD und CMOS sehen. Ich wette die meisten würden CCD bevorzugen, trotz smear und anderen negativen Faktoren. Ich...weiterlesen
Anne Nerven    20:20 am 23.12.2014
Ah, ok. Danke.
srone    17:49 am 23.12.2014
niemand, umgangssprachlich für "wen". lg srone
[ Alle Kommentare ganz lesen]

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