Sieht man sich aktuelle 4K-Kameras an, fragt sich der Laie, was man hier als Hersteller eigentlich noch falsch machen kann. Die Sensoren lesen schließlich einfach ca. 4.000 Horizontalpixel pro Zeile aus dem Sensor aus. Hier wird nichts mehr zusammengelegt oder geskippt sondern ein Pixel vom Sensor wird dann ein Pixel im Videobild…
...könnte man meinen, ist aber nicht so: Denn aufgrund des Bayer-Filters vor dem Sensor misst ein Pixel nur entweder den roten, grünen oder blauen Lichtanteil an dieser Stelle des Bildes. Erst beim anschließenden Debayering werden die fehlenden Farbwerte durch die anliegenden Pixel-Nachbarn geschätzt. Und diese Ungenauigkeit bringt je nach Schätzverfahren unterschiedliche Probleme mit sich.
Bei 4K-RAW-Aufzeichnung könnte man sich in der Postproduktion entscheiden, wie man Debayern will, jedoch beherrscht dies nach wie vor keine Kamera unter 10.000 Euro. Bei der Blackmagic 4K für ca. 3.000 Euro ist eine 4K-RAW-Option immerhin angekündigt. Die dabei entstehenden Datenberge machen dann jedoch andere Probleme, die jetzt nicht Thema dieses Artikels sein sollen.
Ohne RAW-Aufzeichnung müssen aktuelle 4K-Kameras zur Ausgabe in einen Codec (oder auch via HDMI) intern das Debayering übernehmen. Da die Prozessorleistung in einer Kamera jedoch gegenüber einem PC ziemlich begrenzt ist und das Debayering dazu zwingend in Echtzeit zu erfolgen hat, muss man als Hersteller dabei Kompromisse eingehen. Und diese Kompromisse sehen eben unterschiedlich aus.
Um es noch einmal klar darzustellen: Wir reden hier über einzelne Pixel in einem 4K-Bild. Die hier gezeigten Unterschiede finden in einem Schärfebereich statt, der bei FullHD nur noch Pixelmatsch zeigt und auch Foto-Optiken bereits stark fordert. Wir nehmen hierfür einen ISO-Chart-Ausschnitt, der bei 4K nur einen Viertel der Sensor-Fläche abdeckt:
Dazu haben wir neben unserem typischen Ausschnitt jeweils zwei horizontale und zwei vertikale Chroma/ Luma-Sweeps platziert, die sich über die 4K-kritischen Frequenzen erstrecken. Dies wird in Zukunft unser typisches 4K-Messchart-Bild sein. Denn bei genauem Hinsehen kann es eine Menge nützliche Informationen über das Schärfeverhalten, das eingesetzte Debayering und das Moire-Verhalten liefern. Und das wollen wir uns jetzt einmal in der Praxis an den gerade drei gefragtesten 4K-Kameras ansehen.
Blackmagic Production Camera 4K
Die interessantesten Pattern gibt es wieder einmal bei Blackmagics 4K-Kamera zu sehen: Diese verhält sich bei der internen ProRES-Aufzeichnung wie eine Blackmagic Pocket Camera, nur eben mit vierfacher Auflösung.
Unser Messbild untermauert unsere These, dass Blackmagic für die Helligkeits-/Luma-Information eines Pixels nur den zugrunde liegenden Bayer-Pixel benutzt und die Pixel-Nachbarn fast komplett ignoriert. Hiermit erreicht die Blackmagic eine nahezu makellose Luma-Auflösung,jedoch zuungunsten eines sanften Chroma-Debayerings. Die Folge sind Chrominanz-Verpixelung und Moires. In den farbigen Sweeps entstehen deutliche Falschmuster und einzelne Farbpixel treten deutlich hervor.
Kurz gesagt, Die Blackmagic will beim Debayering einen scharfen, sehr klaren Luminanz-Kanal erreichen und handelt sich dafür Artefakte im Chrominazkanal ein.
Panasonic DMC-GH4
Das bringt uns zur Panasonic DMC-GH4, die sich bei heruntergeregelter Nachschärfung praktisch gegenteilig verhält. Sie filtert die Chroma-Anteile im Bild bei der Zusammenlegung der Nachbarpixel, so dass hier keine Chrominanz-Verpixelung oder Farbmoires entstehen. Das geht allerdings gleichzeitig zu Lasten der Chroma-Schärfe, und sorgt auch für leichte Moiré-Muster im Luma-Kanal. Die Ringe des Testkreises zeigen dies besonders deutlich.
Bemerkenswert ist auch, dass trotz heruntergeregelter Schärfe immer noch eine leichte Nachschärfung stattfindet. Da sich diese über mehr als einen Nachbarpixel erstreckt, verliert sich diese auch nicht komplett beim Downskaling im Subpixelbereich. Dennoch sogt dies kaum für ernste Probleme, wie schon an anderer Stelle feststellen konnten: Ein “entschärftes” GH4-4K-Bild kann im HD-Downskaling nahezu perfekt aussehen.
Sony FDR-AX100
Sony deutet dagegen an, wie man noch besser machen könnte: Das Debayering der Kamera filtert nur die höchsten Frequenzen etwas heraus, wodurch noch viele Details erhalten bleiben. Gleichzeitig werden Luma- und Chroma-Aliasing wirkungsvoll unterdrückt. Zum Gelingen dürfte sowohl ein komplexeres Debayering, aber wahrscheinlich auch eine etwas höhere Sensor-Pixelanzahl beitragen. Die Sony Z100 und die AX1, aber auch Canons EOS 1DC mit nativer 4K Sensor-Auflösung bekommen in der Luma-Darstellung keine derart klaren Kreismuster hin:
Doch was nicht sein darf, kann bei Sony auch nicht sein. Schließlich handelt es sich hierbei um ein Consumer-Gerät für 2.000 Euro. Und wohl darum knallt Sony auch noch eine für unseren Geschmack viel zu starke Nachschärfung auf das Bild, die deutliche Lichthöfe um dunkle Konturen erzeugt. Und diese ist -typisch für Sony Consumer-Camcorder- leider nicht abstellbar…
Fazit
Könnte man bei der Sony FDR-AX100 die übertriebene, künstliche Schärfe manuell zurückregeln,würden wir den Bildeindruck der Sony-Kamera als uneingeschränkten 4K-Schärfe-Gewinner dieses Vergleichs durchgehen lassen. Denn Sony gelänge wohl hiermit das ausgewogenste Verhältnis zwischen Details und Moires. Mit der nicht zu deaktivierenden Nachschärfung, dürfte Sony dagegen ein weiteres Mal die Liebhaber eines natürlichen Bildeindrucks vergraulen. Hier wirken die Blackmagic 4K oder eine "gezähmte" GH4 deutlich natürlicher.
Die Blackmagic Production Camera 4K zeigt dafür bei nahezu perfektem Luma-Verhalten deutliche Schwächen in der Chroma-Wiedergabe, was sich in Pixelmustern und Farb-Moires niederschlägt. Panasonic filtert dagegen die Moires aus dem Chroma-Kanal heraus und erkauft sich dafür auch leichte Luma-Fehlmuster und eine geringere Auflösung.
Doch um die Kirche im Dorf zu lassen: Um mit geschulten Augen solche Bildfehler in Allerweltsmotiven zu erkennen, muss man schon sehr nahe an einen 4K-Monitor herantreten und wissen, worauf man achten soll. Denn dies sind Auflösungsbereiche, in denen bei Full HD bislang gar nichts mehr zu erkennen gewesen ist.
In Full HD kam übrigens die Blackmagic 2,5K im RAW-Modus mit diesem Testfall bislang am besten klar. Sie bietet nach dem Debayern und dem Herunterskalieren in der Post nahezu tadellose Luma-Wiedergabe bei gleichzeitig sehr hoher und sauberer (!!) Chroma-Wiedergabe. Um dies ebenso in 4K hinzubekommen, bräuchte man folglich einen Sensor mit ca. 5K-Auflösung. Ironischerweise genau das, was viele Fotoapparate ebenso bieten, wie die Sony AX100 oder so manche RED...
