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Grundlagen : Was bedeutet Log beim Filmen?

von Do, 23.Juni 2016 | 5 Seiten | diesen Artikel auf einer Seite lesen

  Einleitung
  8 Bit sind Standard
  Am Anfang war Cineon
  Log = Logarithmisch statt Linear
  Photonen und subjektives Helligkeitsempfinden
  Blendenstufen und deren Auflösung
  ...zusammengefasst:
  8 Bit Log ist nicht immer sinnvoll

Sieht man sich die Daten an, die ein CMOS-Sensor in der Kamera erzeugt, so handelt es sich immer nur um Helligkeitswerte (hinter Farbfiltern). Bei einem 12 Bit Sensor kann ein Pixel (genauer ein Sensel) dabei 4096 Helligkeitswerte erfassen (also “messen”). Bei einem 14 Bit Modell sind 16384 verschiedene Helligkeitswerte möglich. Und bei einem 16 Bit Sensor gibt es theoretisch sogar 65536 verschiedene Helligkeitabstufungen.

Bei der RAW-Aufnahme werden diese Helligkeitsabstufungen für jeden Sensel direkt abgespeichert. Dies kostet eine Menge Speicherplatz, sorgt im Gegenzug jedoch dafür dass man in der Nachbearbeitung wirklich jede erfasste Information des Bildmotivs nutzen kann. Will man beispielsweise in den dunklen Bereichen eines Bildes mehr Details herausarbeiten, so können diese Bereiche in einer RAW-Aufnahme bis zu einem gewissen Grad durch Anhebung zum Vorschein gebracht werden.



8 Bit sind Standard



Die meisten Anwender (oder zumindest deren Kameras) wollen dagegen den Speicherplatz sehr viel effektiver nutzen. Daher kommt bei der Aufzeichnung ein Codec zur Kompression der Videodaten zum Einsatz. Dieser kann meistens die Helligkeit eines Pixels nur mit deutlich geringerer Genauigkeit speichern. So gibt es bei 8 Bit-Aufzeichnung nur 256 mögliche Helligkeitsabstufungen (sowie 1024 Helligkeitsabstufungen bei 10 Bit).

Da bis zum heutigen Tage mindestens 99,9 Prozent aller Wiedergabegeräte (also Displays und Fernseher) sowieso nur maximal 8 Bit darstellen können, scheint es auf den ersten Blick jedoch damit überhaupt kein Problem zu geben. Solange der Display-Kontrast nicht allzu zu hoch ist (was sich jedoch durch HDR-Displays in naher Zukunft ändern soll) sind diese 256 Helligkeitswerte mehr, als die menschliche Wahrnehmung auf einem Display unterscheiden kann.

Solange man also die (noch viel feiner abgestuften) Sensordaten sorgfältig in 8 Bit umwandelt, sollte man an der sichtbaren 8 Bit Qualität nichts aussetzen können. Und tatsächlich ist dies in der Praxis auch so. Bis auf sehr wenig bewusst provozierte Farbverläufe erzeugen aktuelle Kameras selbst bei 8 Bit Aufzeichnung keine auffälligen Farbsprünge (sog. Banding / Posterizing). Doch dies gilt nur, wenn man sein Material nicht mehr nachbearbeiten will...



Am Anfang war Cineon



Die Idee hinter Log ist auf das Cineon Format von Kodak zurückzuführen. Denn auch lange vor den digitalen Sensoren hatte man schon das Problem, dass analoger Film eine weitaus größere Dynamik erfassen konnte, als man beim Scannen von analogem Film ökonomisch sinnvoll speichern konnte. Denn in den Anfängen digitaler Filmscans (ca. ab 1992) war Speicher noch weitaus teurer als heute. Eine Minute 10 Bit Filmscan in 2K fraß in den Anfangstagen schon zwischen 10.000 und 20.000 Dollar an Speicherkosten. An eine unkomprimierte Speicherung der gescannten Daten mit mehr als 10 Bit war daher auch in 2K-Auflösungen aus Kostengründen kaum zu denken. Selbst 8 oder 10 Bit waren für Special Effects Schmieden somit schon hart an der finanziellen Schmerzgrenze und die hierfür nötigen Datenspeicher machten zu dieser Zeit einen nicht unerheblichen Teil der Special Effects Kosten aus.

Gleichzeitig wollte man in der Nachbearbeitung jedoch möglichst alle Vorteile eines typischen, analogen Negativfilms weiter nutzen können. Also auch entscheiden, ob man beispielsweise dunkle Stellen im Bild etwas anhebt oder eine digitale Farbkorrektur auf einzelne Bildbereiche anwendet. Außerdem wollte man seine Effekte und Farbkorrekturen anschließend wieder auf analogen Film ausspielen, weshalb eine Reduzierung der Dynamik während der Bearbeitung so gut wie nur möglich vermieden werden musste.

Hätte man die Filmscan-Daten einfach (linear) mit 8 oder 10 Bit eingelesen und bearbeitet, so wäre die fehlende Dynamik beim Ausspielen auf Film deutlich sichtbar geworden. Denn wie wir in einem anderen Grundlagenartikel schon einmal dargestellt haben, kann eine lineare 8 Bit Aufzeichnung nur 8 Blendenstufen speichern, eine lineare 10 Bit Speicherung entsprechend 10 Blendenstufen. Analoger Film kann jedoch bis zu 15 Blendenstufen “erfassen”.

Und so entstand die Idee zum Kodak Cineon Format, das quasi die Mutter aller Log-Kurven darstellt.

Log = Logarithmisch statt Linear


5 Seiten:
Einleitung / 8 Bit sind Standard / Am Anfang war Cineon
Log = Logarithmisch statt Linear
Photonen und subjektives Helligkeitsempfinden
Blendenstufen und deren Auflösung / ...zusammengefasst:
8 Bit Log ist nicht immer sinnvoll
  

[188 Leserkommentare] [Kommentar schreiben]   Letzte Kommentare:
wolfgang    13:47 am 23.7.2016
Natürlich, aber es wird halt in den Tieftönern sichbar.
Roland Schulz    12:05 am 23.7.2016
...das Rauschen sitzt überall, nur durch den flacheren Verlauf der Übertragungsfunktion (i.d.R.) in den Tiefen, tritt es dort stärker in Erscheinung...weiterlesen
wolfgang    10:56 am 23.7.2016
Also die obigen Kurven sind doch bekannt und absolut korrekt. Und dass etwa die FS7 mit slog3 auch nur bis Blendenstufe +6 aufzeichnet sollte sich auch schon herum gesprochen haben...weiterlesen
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update am 3.Dezember 2020 - 15:00
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