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Lustiger Rauschgenerator...

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  1. Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Lala Satalin Deviluke 30.11.12 - 08:14

    ...was passiert eigentlich wenn ein Photon auf 16 Pixel trifft? oO

    Grüße vom Planeten Deviluke!

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  2. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Poison Nuke 30.11.12 - 09:12

    also bei Tageslicht mag das sicher noch funktionieren.

    aber ansonsten hat eine 5DMK3 nicht ohne Grund nur 22MP. Weil mehr einfach nicht mehr sinnvoll möglich ist bei der kleinen Fläche. Und da haben wir immerhin einen Vollformat-Sensor.

    Aber andererseits, sollen doch die ganzen Handyknipser schön verrauschte Bilder machen von Events usw. So können wir DSLR-User uns wenigstens noch etwas abheben.

    Greetz

    Poison Nuke

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  3. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Raumzeitkrümmer 30.11.12 - 10:44

    Das ist unwahrscheinlich, solange ein Pixel immer noch größer als ein Photon ist.

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  4. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Lala Satalin Deviluke 30.11.12 - 11:00

    Da kommen wir bald schon an die Grenzen, wenn das so weiter geht...

    Grüße vom Planeten Deviluke!



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 30.11.12 11:00 durch Lala Satalin Deviluke.

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  5. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Poison Nuke 30.11.12 - 11:08

    Raumzeitkrümmer schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das ist unwahrscheinlich, solange ein Pixel immer noch größer als ein
    > Photon ist.


    Das Problem ist nicht das Verhältnis zwischen Photon und Pixelgröße, sondern die Anzahl von Photonen die überhaupt noch pro Pixel übrig bleiben. Ein Pixel braucht halt schon idealerweise ein paar Milliarden Photonen oder sowas in der Art, damit er wirklich voll belichtet wird. Wenn bei so geringer Pixelgröße aber nur noch eine Handvoll Photonen übrig bleiben, dann muss der Pixel schlichtweg haufenweise interpoliert werden -> Rauschen.


    Denn man bedenke: pro Farbe hat man einige hunderttausend Abstufungen. Wenn ein einzelner Pixel nun aber nur ein paar Photonen abbekommt, dann ist das wie wenn man mit 8bit Farbtiefe (alle Kanäle!) arbeiten würde. Es gibt extreme Abstufungen oder im Falle von Bildern wird massiv interpoliert und es rauscht.

    Greetz

    Poison Nuke

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  6. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Lala Satalin Deviluke 30.11.12 - 11:30

    In Innenräumen mit Kunstlicht hat man pro Farbkomponente effektiv nur noch 4 Bit. Macht geschätzt unter Berücksichtigung der Bayermatrix vielleicht 10 Bit pro Pixel. Damit sind wir bei der Farbtiefe von Billignotebook-TN-Displays mit Dithering (Acer).

    Grüße vom Planeten Deviluke!

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  7. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Poison Nuke 30.11.12 - 11:48

    Lala Satalin Deviluke schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > In Innenräumen mit Kunstlicht hat man pro Farbkomponente effektiv nur noch
    > 4 Bit. Macht geschätzt unter Berücksichtigung der Bayermatrix vielleicht 10
    > Bit pro Pixel. Damit sind wir bei der Farbtiefe von
    > Billignotebook-TN-Displays mit Dithering (Acer).


    da das Spektrum von Kunstlicht aber nicht bei jeder Lampe identisch ist und bei dem ein oder anderen Material sich die Wellenlänge auch noch mal verändert (weil das Licht nicht nur einfach reflektiert wird) und man auch teilweise viele verschiedene Lampen haben kann in einem Raum, nimmt auch die mögliche Farbtiefe wieder enorm zu.

    zudem häufig auch noch Licht durch ein Fenster mit ins Spiel kommt.


    mal ganz abgesehen davon, dass selbst die besten DSLRs bei weiten nicht genug Kontrastumfang/Abstufungen bieten, um die "Realität" abzulichten. Ne Canon 5D schafft max 12 Blendstufen Helligkeitsunterschied abzubilden. Auge+Gehirn schaffen aber schon mindestens 20Blendstufen in einer Bildszene

    der maximal mögliche Kontrast bei Mittagssonne beträgt aber über 40 Blendstufen!

    Theoretisch bräuchtest du also 40bit pro Farbkanal um die Realität aufzunehmen. Wobei 32bit von HDR grundsätzlich natürlich schon relativ ordentlich sind.


    Nur wie soll das so ein popeliger Sensor schaffen, der nicht genug Photonen abbekommt um die unteren 20-30 Blendstufen abzubilden.

    Greetz

    Poison Nuke

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  8. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Lala Satalin Deviluke 30.11.12 - 11:53

    Poison Nuke schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Lala Satalin Deviluke schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > In Innenräumen mit Kunstlicht hat man pro Farbkomponente effektiv nur
    > noch
    > > 4 Bit. Macht geschätzt unter Berücksichtigung der Bayermatrix vielleicht
    > 10
    > > Bit pro Pixel. Damit sind wir bei der Farbtiefe von
    > > Billignotebook-TN-Displays mit Dithering (Acer).
    >
    > da das Spektrum von Kunstlicht aber nicht bei jeder Lampe identisch ist und
    > bei dem ein oder anderen Material sich die Wellenlänge auch noch mal
    > verändert (weil das Licht nicht nur einfach reflektiert wird) und man auch
    > teilweise viele verschiedene Lampen haben kann in einem Raum, nimmt auch
    > die mögliche Farbtiefe wieder enorm zu.

    Was haben denn Wellenlängenverschiebungen mit der Farbtiefe zu tun= Das einzige, was ich mir vorstellen kann ist, das bläulichere Reflexionen besser aufgelöst werden können als rote oder grüne, weil je kürzer die Wellenlänge, desto mehr Photonen treffen auf den Sensor.

    > zudem häufig auch noch Licht durch ein Fenster mit ins Spiel kommt.
    >
    > mal ganz abgesehen davon, dass selbst die besten DSLRs bei weiten nicht
    > genug Kontrastumfang/Abstufungen bieten, um die "Realität" abzulichten. Ne
    > Canon 5D schafft max 12 Blendstufen Helligkeitsunterschied abzubilden.
    > Auge+Gehirn schaffen aber schon mindestens 20Blendstufen in einer
    > Bildszene
    >
    > der maximal mögliche Kontrast bei Mittagssonne beträgt aber über 40
    > Blendstufen!
    >
    > Theoretisch bräuchtest du also 40bit pro Farbkanal um die Realität
    > aufzunehmen. Wobei 32bit von HDR grundsätzlich natürlich schon relativ
    > ordentlich sind.
    >
    > Nur wie soll das so ein popeliger Sensor schaffen, der nicht genug Photonen
    > abbekommt um die unteren 20-30 Blendstufen abzubilden.

    Gar nicht...
    Die sollen endlich mal 5-Mark-Stück große Sensoren da einbauen!

    Grüße vom Planeten Deviluke!

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  9. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Poison Nuke 30.11.12 - 12:13

    > Was haben denn Wellenlängenverschiebungen mit der Farbtiefe zu tun= Das
    > einzige, was ich mir vorstellen kann ist, das bläulichere Reflexionen
    > besser aufgelöst werden können als rote oder grüne, weil je kürzer die
    > Wellenlänge, desto mehr Photonen treffen auf den Sensor.

    alles... Zumindest so gut wie. Die Helligkeit der Lichtquelle spielt natürlich auch entscheidend mit.
    Wenn eine Lichtquelle nur ein schmalbandiges Spektrum ausleuchtet, dann hast du auf alle Farbkanälen gesamt betrachtet trotzdem nur eine sehr geringe Auflösung. Nehmen wir an du hast eine rein blaue Lampe, dann würdest du zwar je nach Helligkeit der Lampe auf dem blauen Kanal ein paar Bit brauchen, aber die anderen beiden würden leer ausgehen.

    kürzere Wellenlängen haben zwar eine höheren Energiegehalt bei gleicher Amplitude, aber auch die Dämpfung ist höher. Es werden also eh mehr Photonen für ein Ereignis benötigt wie bei langwelligen.

    Greetz

    Poison Nuke

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  10. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Lala Satalin Deviluke 30.11.12 - 12:22

    Wenn man nun von der gängigen Beleuchtung ausgeht - das wäre "warmweißes" Leuchtstofflicht - kommt man sicher auf gerade mal 10 Bit insgesamt - grob geschätzt.

    Wenn man so ein Bild dann bearbeitet, also aufhellt, bleibt nicht mehr viel übrig.

    Grüße vom Planeten Deviluke!

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  11. Re: Lustiger Rauschgenerator...

    Autor: Raumzeitkrümmer 30.11.12 - 14:04

    Die Anzahl hängt von vielen Faktoren ab. Meist ist sie so groß, dass man den Lichtstrom reduzieren muss. Das geschieht durch die Blende, aber auch durch die Verkürzung der Belichtungszeit. Manchmal muss man auch ein Graufilter vorschalten.

    Es gibt auch sehr schwache Lichtquellen, dann muss die Blende aufgedreht werden und die Belichtungszeit entsprechend erhöht werden. Eine "Verstärkung" macht keinen Sinn.

    Der Sensor besitzt eine "minimale" Empfindlichkeit, egal ob man helle oder dunkle Objekte fotografiert. Die Eigenschaft/ Empfindlichkeit des Sensors bleibt immer die gleiche.

    Rein theoretisch könnte man annehmen, dass jedes Photon ein Elektron auslöst (Ladungspaar freisetzt). Dann könnten bei einem 8 Bit Sensor von 0 bis 255 Elektronen in jedem Subpixel gespeichert werden. Die Zeit spielt aber auch eine große Rolle. Wenn nur jede Sekunde ein Photon eintrifft, dann muss man bis zu 255 Sekunden warten, um den Maximalwert zu erhalten. Das ist der Fall, wenn man den Sternenhimmel fotografieren will, oder ein Glühwürmchen im dunklen Keller.

    Ein Sensor, der mit 16 Bit auflösen kann, muss dann 65000 Sekunden lang belichtet werden, bis der Maximalwert erreicht wird. Genaues Messen braucht eben Zeit, alles andere sind dann schnelle Abschätzungen.

    Wenn sich trotz Kühlung pro Sekunde ein Elektron ablöst, ohne dass ein Photon im Spiel war, dann nennt man das Dunkelrauschen. Bei Zimmertemperatur sind es mehr Elektronen pro Sekunde.

    Man erkennt aber, dass der Elektronen-Dunkelstrom dann in gleicher Höhe liegt wie der Photonenstrom. Das ist die Grenze der Erkennbarkeit. Kleine Pixel bieten nicht so viel Speicherplatz für Elektronen wie große Pixel. Kurze Belichtungszeiten erhöhen aber den Signal-Rausch-Abstand, wodurch bei "normalen" Lichtverhältnissen sehr wohl gute Fotos gemacht werden können.

    Nachtaufnahmen macht man also mit großen Pixeln, langen Belichtungszeiten und einem Stativ. Dafür ist ein Handy aber nicht geeignet, auch wenn sie wenige, aber dann große Pixel haben sollten. Ideal: Ein Schnappschuss bei viel Licht.

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