Nikon Z6 III - Sensor-Bildqualität, Rolling Shutter, Dynamik - Günstige Z8 für Filmer?

[roki100]

Wieso Unsinn?
Ja, dass der Sensor bei Video wirklich nativ 12Bit ausliest, stimmt.
Der Denkfehler liegt aber darin, das mit dem Abschneiden im Fotomodus gleichzusetzen. Im Videomodus ist der 12Bit-Readout der native Arbeitsmodus, optimiert für DR und Verarbeitung...

Quatsch, der Auslesemodus ist identisch, nämlich 12bit statt 14bit um die Sensor-Auslesegeschwindigkeit zu erhöhen. Und das passiert dadurch, dass 16% der Daten weggeworfen bzw, nicht mehr ausgelesen werden müssen.

"14-bit digital output makes it possible to readout the signals of 24.63 M effective pixels at high-speed of 19.2 frame/s in still
picture mode. In addition, it realizes 12-bit digital output for high-speed 4K moving picture."

Ich sehe da keinen Widerspruch: Laut Spezifikation liefert der Sensor 14Bit Output für Standbilder und 12Bit für Video.

Der Denkfehler liegt jedoch darin, dies mit einem "Abschneiden von Daten" im Fotomodus gleichzusetzen. Es werden keine Bits weggeschmissen, der Sensor liefert lediglich für den High-Speed-Modus 12Bit pro Pixel.

Die Annahme, dass nur Cinecams von 14Bit ADC profitieren, ist daher falsch. Viele Cinecams verwenden denselben Sony-Sensor, z.B. IMX410, der intern die Bit-Tiefe vorgibt, unabhängig von der Kamerakategorie.

[dienstag_01]

Quatsch, der Auslesemodus ist identisch, nämlich 12bit statt 14bit um die Sensor-Auslesegeschwindigkeit zu erhöhen. Und das passiert dadurch, dass 16% der Daten weggeworfen bzw, nicht mehr ausgelesen werden müssen.

"14-bit digital output makes it possible to readout the signals of 24.63 M effective pixels at high-speed of 19.2 frame/s in still
picture mode. In addition, it realizes 12-bit digital output for high-speed 4K moving picture."[/i]

Ich sehe da keinen Widerspruch: Laut Spezifikation liefert der Sensor 14Bit Digital Output für Standbilder und 12Bit Digital Output für Video.

Der Denkfehler liegt jedoch darin, dies mit einem "Abschneiden von Daten" im Fotomodus gleichzusetzen. Es werden keine Bits weggeschmissen, der Sensor liefert lediglich für den High-Speed-Modus 12Bit pro Pixel.

Die Annahme, dass nur Cinecams von 14Bit ADC profitieren, ist daher falsch. Viele Cinecams verwenden denselben Sony-Sensor, z.B. IMX410, der intern die Bit-Tiefe vorgibt, unabhängig von der Kamerakategorie.

Eine Cam ohne 14bit Wandler gehört nicht in die Kategorie der Arris/Reds/Venice etc.

[roki100]

"14-bit digital output makes it possible to readout the signals of 24.63 M effective pixels at high-speed of 19.2 frame/s in still
picture mode. In addition, it realizes 12-bit digital output for high-speed 4K moving picture."[/i]

Ich sehe da keinen Widerspruch: Laut Spezifikation liefert der Sensor 14Bit Digital Output für Standbilder und 12Bit Digital Output für Video.

Der Denkfehler liegt jedoch darin, dies mit einem "Abschneiden von Daten" im Fotomodus gleichzusetzen. Es werden keine Bits weggeschmissen, der Sensor liefert lediglich für den High-Speed-Modus 12Bit pro Pixel.

Die Annahme, dass nur Cinecams von 14Bit ADC profitieren, ist daher falsch. Viele Cinecams verwenden denselben Sony-Sensor, z.B. IMX410, der intern die Bit-Tiefe vorgibt, unabhängig von der Kamerakategorie.

Eine Cam ohne 14bit Wandler gehört nicht in die Kategorie der Arris/Reds/Venice etc.

Nicht alle Hybridkameras ohne 14Bit-Wandler für Video sind automatisch minderwertig in Bezug auf DR. Z.B. liefert IMX410 in 12Bit RAW schon einen sehr hohen DR, der in manchen Tests sogar z.B. über dem von RED-Kameras mit 14Bit High-Speed-Wandler liegt.

Der entscheidende Punkt ist: Die Bit-Tiefe des Sensors allein sagt nicht alles über den nutzbaren DR aus. Faktoren wie Sensor-Design, Noise-Performance, Pixelgröße, Dual Gain etc. beeinflussen den DR. Ein 12Bit-Video-RAW-Pfad kann daher in der Praxis extrem viel DR liefern, auch ohne 14Bit-Wandler.

[cantsin]

Quatsch, der Auslesemodus ist identisch, nämlich 12bit statt 14bit um die Sensor-Auslesegeschwindigkeit zu erhöhen. Und das passiert dadurch, dass 16% der Daten weggeworfen bzw, nicht mehr ausgelesen werden müssen.

"14-bit digital output makes it possible to readout the signals of 24.63 M effective pixels at high-speed of 19.2 frame/s in still
picture mode. In addition, it realizes 12-bit digital output for high-speed 4K moving picture."

Ich sehe da keinen Widerspruch: Laut Spezifikation liefert der Sensor 14Bit Output für Standbilder und 12Bit für Video.

Weiter oben hattest Du noch das Gegenteil behauptet. Ich zitiere Dich:

Dein Vergleich passt hier nicht ganz. Du sprichst von Hybridkameras im Fotomodus mit E-Shutter, wo manche Modelle tatsächlich von 14 auf 12Bit RAW runterschalten.

Zu Deinem jetzigen Argument:

Der Denkfehler liegt jedoch darin, dies mit einem "Abschneiden von Daten" im Fotomodus gleichzusetzen. Es werden keine Bits weggeschmissen, der Sensor liefert lediglich für den High-Speed-Modus 12Bit pro Pixel.

Und wie macht er das? Der ADC (Analog-zu-digital-Wandler) schaltet von 14 auf 12bit runter, und zwar aus Geschwindigkeitsgründen. Ein ADC liefert immer lineare Werte. Also schmeisst der ADC 2 Bits weg, um schneller arbeiten zu können. Du hast als Ergebnis 12bit lineares Log, das nicht mehr 12 f-stops (auch bei SNR=1) erfassen kann und in dem alles darunter abgeschnitten bzw. schwarz ist.

Du kriegst höhere Bittiefe nur dann in 12bit verpackt, wenn der ADC - also der Sensor selbst - 14 oder 16bit linear als Ausgangssignal liefert und die Kameraelektronik dahinter das in 12bit (oder bei debayerten Log-Formaten auch 10bit) logarithmisch komprimiert.

Die Annahme, dass nur Cinecams von 14Bit ADC profitieren, ist daher falsch. Viele Cinecams verwenden denselben Sony-Sensor, z.B. IMX410, der intern die Bit-Tiefe vorgibt, unabhängig von der Kamerakategorie.

Welche Cinecam bitte? Nur Blackmagic Cinema 6K. Deren Raw hat aber dieselben Einschränkungen wie die Hybridkameras, einfach, weil der Sensor bzw. dessen ADC nicht mehr kann. Deswegen ist die bildqualitativ auch in der Klasse der Pockets und nicht der Ursa.


EDIT: Und warum haben die meisten Hybrid/Fotokameras nur bei mechanischem Shutter 14bit? Weil die bei 14bit langsamere Auslesegeschwindigkeit des Sensors, die sonst mehr Rolling Shutter- und Banding-Artefakte verursachen würde, dadurch kompensiert wird, dass der mechanische Shutter den Sensor nur blitzartig kurz belichtet.

Womit wir wieder on-topic wären: Weil die Nikon Z6iii einen schnellen semi-stacked Sensor hat, sind die Belichtungszeiten auch im 14bit-ADC-Modus des Sensors knapp genug, um e-shutter-Aufnahmen ohne abgeschnittene Bits zu machen. Aus demselben Grund haben die Z8 und Z9, mit ihren noch schnelleren full stacked-Sensoren, gar keinen mechanischen Shutter mehr.

[dienstag_01]

Eine Cam ohne 14bit Wandler gehört nicht in die Kategorie der Arris/Reds/Venice etc.

Nicht alle Hybridkameras ohne 14Bit-Wandler für Video sind automatisch minderwertig in Bezug auf DR. Z.B. liefert IMX410 in 12Bit RAW schon einen sehr hohen DR, der in manchen Tests sogar z.B. über dem von RED-Kameras mit 14Bit High-Speed-Wandler liegt.

Der entscheidende Punkt ist: Die Bit-Tiefe des Sensors allein sagt nicht alles über den nutzbaren DR aus. Faktoren wie Sensor-Design, Noise-Performance, Pixelgröße, Dual Gain etc. beeinflussen den DR. Ein 12Bit-Video-RAW-Pfad kann daher in der Praxis extrem viel DR liefern, auch ohne 14Bit-Wandler.

Dual Gain ist ja genau der „Trick“, mehr Bittiefe zu bekommen.

[roki100]

Nicht alle Hybridkameras ohne 14Bit-Wandler für Video sind automatisch minderwertig in Bezug auf DR. Z.B. liefert IMX410 in 12Bit RAW schon einen sehr hohen DR, der in manchen Tests sogar z.B. über dem von RED-Kameras mit 14Bit High-Speed-Wandler liegt.

Der entscheidende Punkt ist: Die Bit-Tiefe des Sensors allein sagt nicht alles über den nutzbaren DR aus. Faktoren wie Sensor-Design, Noise-Performance, Pixelgröße, Dual Gain etc. beeinflussen den DR. Ein 12Bit-Video-RAW-Pfad kann daher in der Praxis extrem viel DR liefern, auch ohne 14Bit-Wandler.

Dual Gain ist ja genau der „Trick“, mehr Bittiefe zu bekommen.

Ja, ein Verfahren, um den effektiven DR zu erweitern.

[cantsin]

@roki100, was Du nicht zu verstehen scheinst, ist der Unterschied von linearem und logarithmischem Raw.

Und das aus einem Sensor mit 12bit-Auslesung immer nur 12bit lineares Raw kommt, das maximal 12 Blenden DR erfasst, da bei linearer Speicherung jedes Bit einer Verdoppelung des erfassten Lichts entspricht.

Wenn Du also einen DGO-Sensor hast wie z.B. den der Canon C70 hat, der 14 Blenden DR bei SNR=1 liefert, dessen ADC - hypothetisch - aber nur mit 12bit ausgelesen wird, würden nur noch 12bit im aufgezeichneten Raw übrigbleiben (und zwar egal, ob Video-Raw oder Raw-Foto). Und da diese 12bit direkt vom ADC linear wären, blieben auch nur noch 12 Blenden DR im Material. Deswegen wird der Sensor der Canon C70, mit seinen gemessenen 14 Blenden DR/SNR=1, garantiert mit mindestens 14bit ausgelesen, bzw. hat mindestens einen 14bit-ADC für den Videomodus.

Und, zurück zur Nikon Z6iii: Weil die bei e-shutter-Fotografie 14bit-Raw (im Gegensatz zu den 12bit z.B. der Z5/Z5ii sowie der Z6-Vorgängermodelle) liefert, performt sie in dieser Disziplin auch deutlich besser als Kameras mit non-stacked-Sensoren.

[roki100]

Ich glaub da ist ein Missverständnis, aber egal....

Und, zurück zur Nikon Z6iii: Weil die bei e-shutter-Fotografie 14bit-Raw (im Gegensatz zu den 12bit z.B. der Z5/Z5ii sowie der Z6-Vorgängermodelle) liefert, performt sie in dieser Disziplin auch deutlich besser als Kameras mit non-stacked-Sensoren.

Das zeigt, dass höhere Bit-Tiefe allein nicht gleich mehr nutzbaren DR bedeutet. Ich habe Foto-14Bit-RAW mit PRAW-12Bit verglichen und festgestellt, dass der Video-RAW-Modus im Schattenbereich dank höherem zweiten nativen ISO-Wert Vorteile liefert.

Verstehe ich dich richtig?
Theoretisch: 14Bit-RAW enthält mehr Tonwertstufen als 12Bit-RAW, also sollte es mehr potenziellen DR bieten.

Praxis: Moderne Sensoren liefern trotz 12Bit-Video-RAW mehr nutzbaren DR, insbesondere in den Schatten, als ein 14Bit-Foto-RAW.

[dienstag_01]

Schau dir den Highlight-Rolloff an, dort macht sich das Fehlen von ca. 12000 Werten (14 zu 12 Bit) am deutlichsten bemerkbar.

[cantsin]

Ich glaub da ist ein Missverständnis, aber egal....

Und, zurück zur Nikon Z6iii: Weil die bei e-shutter-Fotografie 14bit-Raw (im Gegensatz zu den 12bit z.B. der Z5/Z5ii sowie der Z6-Vorgängermodelle) liefert, performt sie in dieser Disziplin auch deutlich besser als Kameras mit non-stacked-Sensoren.

Das zeigt, dass höhere Bit-Tiefe allein nicht gleich mehr nutzbaren DR bedeutet. Ich habe Foto-14Bit-RAW mit PRAW-12Bit verglichen und festgestellt, dass der Video-RAW-Modus im Schattenbereich dank höherem zweiten nativen ISO-Wert Vorteile liefert.

Verstehe ich dich richtig?
Theoretisch: 14Bit-RAW enthält mehr Tonwertstufen als 12Bit-RAW, also sollte es mehr potenziellen DR bieten.

Praxis: Moderne Sensoren liefern trotz 12Bit-Video-RAW mehr nutzbaren DR, insbesondere in den Schatten, als ein 14Bit-Foto-RAW.

Du vergleichst praktisch im Wortsinn Äpfel mit Birnen bzw. machst permanent Kategorienfehler.

Erstens: Du musst 12bit lineares Raw von 12bit logarithmischen Raw unterscheiden. Das sind zwei paar Schuhe. 12bit lineares Raw kann nur 12 Blendenstufen speichern, 12bit logarithmisches Raw 16 Blendenstufen und ggfs. mehr.

Dass z.B. eine Arri oder eine Ursa in 12bit logarithmischem Raw, oder auch eine bessere Hybridkamera mit 12bit logarithmischem BRaw oder ProRes Raw, besseren DR im Material hat als eine Z6iii mit (linearem oder logsrithmischen) 14bit Raw, bestreite ich ja nicht.

Wenn Du allerdings eine Kamera mit dem IMX501 (oder auch eine Canon R5 wie im von mir verlinken Video) 12bit lineares Video-Raw bzw. 12bit lineares e-shutter-Foto-Raw aufzeichnen lässt, ist deren DR immer abgeschnitten und Rauschverhalten schlechter ggü. 14bit linearem (Foto-) Raw aus derselben Kamera.

Die Nikon Z6iii, aber AFAIK auch alle anderen Kameras mit stacked CMOS, fällt bei e-shutter und Video eben nicht aus Geschwindigkeitsgründen auf 12bit lineares Raw zurück, sondern ihr Sensor/ADC liefert weiterhin 14bit lineares Raw ohne abgeschnittene Dynamik/Bildinformation.

[roki100]

Okay. Äpfel mit Birnen Vergleich kam als ich 14Bit RAW = mehr DR in zusammenhang mit Cinecams usw. gelesen habe.

Ist doch Korrekt: 12Bit linear = 12 Stops

12Bit logarithmisch kann über denselben Bitbereich den DR auf ~16 Stops verteilen.

Deshalb ist der direkte Vergleich linearer 12Bit-RAWs mit LOG kodierten 12Bit-RAWs Äpfel vs. Birnen. :D

[cantsin]

@roki : Hier noch eine gründliche Erklärung des Zusammenhangs von Bittiefe (12 oder 14) und gespeichertem Dynamikumfang bei linearem Raw:
https://www.dpreview.com/articles/46534 ... to-capture

you’ll see that the difference between 12 and 14-bit Raw has less to do with subtle transitions. Instead it has much more to do with having enough Raw values left to encode shadow detail.[...]

In other words, 12-bits provides enough room to encode roughly 12 stops of dynamic range, while 14 bits gives the extra space to retain up to around 14EV.

(Der Artikel erklärt auch, warum viele Kameras - wie z.B. fast alle klassischen MFT-Kameras - nur 12bit ADCs haben, einfach weil deren Sensoren nicht mehr als 12 Blenden DR erfassen und ein 14bit ADC daher in den 2 Extra-Bits nur Rauschen speichern würde. Die GH6/7 war, wegen ihres DGO-Sensors, AFAIK die erste MFT-Kamera mit 14bit-ADC. Bei Foto-/Hybridkameras hatten lange Zeit nur Full Frame-Kameras 14bit, und das - aus den weiter oben genannten Gründen - auch nur im langsameren Sensorauslesemodus in Verbindung mit mechanischem Verschluss, und darum nur für Fotos.)

[Darth Schneider]

Ausser natürlich rokis S5.
Die liefert magischerweise zrotz 12 Bit mehr DR als eine 14 Bit Cine Camera. Und natürlich rauscht seine S5 als einzige mit Apsc Sensorcrop weniger als im FF Modus 😂

[dienstag_01]

@roki : Hier noch eine gründliche Erklärung des Zusammenhangs von Bittiefe (12 oder 14) und gespeichertem Dynamikumfang bei linearem Raw:
https://www.dpreview.com/articles/46534 ... to-capture

you’ll see that the difference between 12 and 14-bit Raw has less to do with subtle transitions. Instead it has much more to do with having enough Raw values left to encode shadow detail.[...]

In other words, 12-bits provides enough room to encode roughly 12 stops of dynamic range, while 14 bits gives the extra space to retain up to around 14EV.

(Der Artikel erklärt auch, warum viele Kameras - wie z.B. fast alle klassischen MFT-Kameras - nur 12bit ADCs haben, einfach weil deren Sensoren nicht mehr als 12 Blenden DR erfassen und ein 14bit ADC daher in den 2 Extra-Bits nur Rauschen speichern würde. Die GH6/7 war, wegen ihres DGO-Sensors, AFAIK die erste MFT-Kamera mit 14bit-ADC. Bei Foto-/Hybridkameras hatten lange Zeit nur Full Frame-Kameras 14bit, und das - aus den weiter oben genannten Gründen - auch nur im langsameren Sensorauslesemodus in Verbindung mit mechanischem Verschluss, und darum nur für Fotos.)

Also ich lese im Zusammenhang mit DGO immer was von 11bit ADCs, allerdings eben zwei. Aber vielleicht ist das bei den GHs anders (schwer vorzustellen).

[Darth Schneider]

Laut Slashcam, (Auszug aus dem Gh7 Dynamik Test):
„doppelte Sensorauslesung funktioniert mittlerweile so gut, dass die Dynamik sogar nahe an die S5II mit Vollformat-Sensor herankommt“

[Darth Schneider]

und das meint die AI zum Apsc Crop Modus am Beispiel der S5:

„Die Dynamik der Panasonic Lumix S5 ist nicht direkt vom APS-C-Crop-Modus betroffen, da die S5 einen Vollformat-Sensor hat und die Dynamik von der Sensorgröße abhängt. Der APS-C-Modus ist eine Aufnahmeeinstellung, die einen Teil des Vollformat-Sensors nutzt, was zu einer Reduzierung der Bildqualität führen kann, insbesondere bei höherer Auflösung. Die Dynamik der S5 ist daher im Grunde immer die gleiche, und der Crop-Modus ist nur eine Option, um die effektive Brennweite zu erhöhen.

Wichtige Punkte zur Dynamik und dem APS-C-Modus der Lumix S5:

Crop-Modus:
Der APS-C-Modus ist eine Funktion der Kamera, um einen kleineren Bereich des Vollformat-Sensors zu nutzen, was den Bildeindruck eines kleineren Sensors erzeugt.

Bildqualität und Crop-Modus:
Die S5 kann in diesem Modus 4K/60p Video aufnehmen, aber die Bildqualität ist im Vergleich zum Vollformat-Modus deutlich reduziert, da sie nicht vom gesamten Sensor profitiert.

Dynamik und Crop-Faktor:
Es ist wichtig, den Dynamikumfang nicht mit dem Crop-Faktor zu verwechseln. Der Crop-Faktor ändert nur den Bildausschnitt. Die S5 bietet einen guten Dynamikumfang, aber dies ist nicht direkt mit der Verwendung des APS-C-Modus verbunden.“

[pillepalle]

Warum so kompliziert? Eine höhere Bittiefe ist immer von Vorteil, egal wieviel Dynamik die Kamera hat. Bei Film knausert man ja nur mit der Farbtiefe um die Datenmenge im Griff zu halten.

Wir kennen alle das Beispiel, daß eine geringe Bittiefe und eine hohe Dynamik zu Problemen führen können, wie unsere 8Bit JPEGs die dann Sprünge in Verläufen haben können (z.B. im Himmel, ect). Und das ist ja auch der Grund, warum der Alexa 35 (trotz logarithmischer Speicherung) das 13. Bit spendiert wurde.

Und wir sehen ja auch, das bei er Alexa 35 Extreme aus den 17 Blenden Dynamik ganz schnell 11 Blenden im Highspeed-Modus (bei einfacher Ausleseung) werden können. Der Grund für die hohe Dynamik ist da die mehrfache Auslesung und das Processing, nicht ein Arri-Wundersensor. Und deshalb kann man man von der Sensorgröße eben auch nicht direkt auf die Dynamik einer Kamera schließen, weil verschiedene Kameras völlig unterschiedliche Technologien nutzen.

Das Andere sind physikalische Größen. In einen großen Eimer passt mehr Wasser als in einen kleinen. Und genauso hat ein größerer Sensor physikalische Vorteile gegenüber einem kleineren. Der Haken, es macht die Sache in der Regel noch aufwendiger und noch teurer. Wir sind jetzt an einem Punkt wo selbst kleinere Sensoren für 99% der Nutzer (Iasi ausgenommen) gut genug sind. Deshalb kann man mit der Formatwahl natürlich Geld sparen, oder in speziellen Situationen die Vorteile kleinerer Sensoren nutzen.

VG