Bildwinkel, Blende, Schärfentiefe, Format - verschoben aus Nikon V 1 versus PEN P 3

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...

Wenn ich jedoch einen Blick in dieses Messlabor werfe, dann spüre ich ein kaltes Grausen. Das

 

Ich will mal zu Gunsten von DxO annehmen, dass vieles dem Video-Dreh geschuldet ist. In der notwendigen absoluten Dunkelkeit der Umgebung lässt sich halt kein Film drehen .

Davon mal abgesehen haben sie eigentlich keine systematischen Fehler gemacht (Autokollimation zur Ausrichtung, schwarze Wände, zwei Flächenstrahler zur Beleuchtung, Ausmessen der Verteilung der Beleuchtungsstärke, ...)

 

Für solche PR-Maßnahmen wird auch in seriösen Labors viel "getürkt".

[wolfgang_r]

Da hoffe ich mal mit. Wenn ich den Leuchtkasten bei 2:30 und 2:50 sehe ... kommen mir doch wieder Bedenken. Auch noch andere Dinge sind m. M. n. nicht astrein. Das bringt hier aber nichts, man müsste mal mit Messgeräten in das Labor gehen und vor Ort während dem Messungen analysieren.

[Specializer]

Das sind doch schon mal Erkenntnisse. So ganz zufrieden bin ich allerdings mit der Testmethode noch nicht (mit meiner übrigens auch nicht, mehr Möglichkeiten hatte ich leider nicht). Da spielen noch zu viele Umgebungsvariablen vor und hinter dem Objektiv mit (bei dem verlinkten Messlabor unten übrigens auch).

 

Volle Zustimmung. Aber der Test alleine hat nicht mal 10 Minuten gedauert, das Schreiben des Textes mehr.

 

Es ist aber schon bemerkenswert, dass bei solchen Versuchen im besten Fall immer wieder die Zahl 8 plus ein Bisserl heraus kommt.

 

Das dürfte sogar noch mehr sein, denn wenn ich nicht irre, muss zu der 8 auch noch die Sensordynamik hinzugerechnet werden. "Schwarz" habe ich ja versucht an der Rauschgrenze des Sensors zu ermitteln, "Weiss" hingegen an der Sättigungsgrenze. Dazwischen liegen also noch ein paar Blendstufen vom Sensor. Wenn man sich auf DXO bezieht sind das bei der G3 und ISO 160 etwa 10 Blendstufen.

Um die komplette Dynamik zu bestimmen, müsste man also die Schreibtischlampe aus meinem Versuch soweit unterbelichten, bis sie ebenfalls an der Rauschgrenze des Sensors liegt. Und genau das habe ich gerade mal mit einem Vario ND-Filter versucht, den ich bis auf etwa 9 Blenden einstellen kann. Mit den gleichen Belichtungsdaten wie oben, also ISO 160, F4.0, 1/4000s und 9 Blenden ND-Filter ist die Lampe gerade noch so zu erkennen, also noch nicht "schwarz". Die von DXO gemessenen 10 EV können so falsch nicht sein.

 

Eine Frage hätte ich noch: Was definiert auf der ganzen Strecke von der Objektivfrontlinse bis zum Bild auf dem Monitor den Wert "Schwarz"? Wie entsteht das "Schwarz" was wir sehen?

 

Das ist mir jetzt aus Zeitgründen zu kompliziert das auseinander zu nehmen. Aber bei dem Versuch geht es ja genau darum, den kleinsten möglichen Wert zu ermitteln, der durch das Objektiv bei einer kontrast- und streulichtreichen Szene noch beim Sensor ankommt. Also alles das, was nicht durch den Streulichschleier überdeckt wird.

Prinzipiell gibt es aber aus dem Sensor jedoch kein Schwarz, denn da ist immer ein wenig Rauschen enthalten. Beim "Schwarz" was wir also sehen sind einfach Sensor-Werte, die kleiner sind als ein bestimmter Betrag, auf 0 gezogen. Diesen "Schwarzwert" kann man z.B. bei der Raw-Entwicklung selbst einstellen.

 

Hinweis zur Überlegung: Bei 14 Blendenstufen reden wir vom messen von 1/16384 (ein Sechzehntausendstel, 0,0061%). Um das einigermaßen zuverlässig messen zu können, muss die Messeinrichtung 1/5 oder weniger davon (< 1/80000) erreichen können und das bedeutet immer noch +/- 20% Messfehler.

 

Nun ja, gehen wir doch mal von 10 EV beim G3 Sensor aus (DXO-Messung), dann sind das etwa 1/1024. Aber es geht ja nicht alleine um den Sensor, sondern, wie du schon richtig schreibst, um die "Messeinrichtung". Und die erlaubt eben, im Falle der Kamera, auch das Eingangssignal durch die Belichtung zu begrenzen. Bei meinem Versuch waren das 8 EV, da geht natürlich noch mehr. Das sind also durch Begrenzung über die Belichtung 1/256, wie viel bekommen wir jetzt, wenn wir das mit den 1/1024 zusammen nehmen?

[wolfgang_r]

Zitat: "Bei meinem Versuch waren das 8 EV, da geht natürlich noch mehr. Das sind also durch Begrenzung über die Belichtung 1/256, wie viel bekommen wir jetzt, wenn wir das mit den 1/1024 zusammen nehmen?"

 

1/262144 = 2^18 = 18 Blendenstufen.

Belichtest Du ab "Schwarz" des Sensors nochmal 8 Blenden unter?

Welches Streulicht erzeugt der gesamte Messaufbau selbst, wenn der Sensor in Sättigung ist?

Damit wir nicht aneinander vorbei reden: Was bringt mir das, wenn ich EIN Bild mit dem Gesamtkontrastumfang haben will?

Zwischen praller Mittagssonne auf einer weißen Wolkendecke in 2500 m Höhe bei Sensorsättigung und einer 60 W Glühfunzel im Hinterhof sind es 17 Blendenstufen.... (Bild unten nur zur anschaulichen Gegenüberstellung)

Wodurch wird jetzt der maximale vom Sensor an die nachfolgende Auswertung übergebene Kontrastumfang begrenzt? Was bekommt der Sensor jetzt angeboten?

 

An Stelle solcher Messungen kann man auch einfach das Datenblatt des Sensors hernehmen. Für die Umsetzung des empfangenen Lichts nützt das nur nicht viel, denn der Sensor (bzw. dessen Fotoempfänger) ist erstens nur ein Glied der Kette und von allen Gliedern zur Zeit vermutlich das stärkste.

bearbeitet 1. September 2012 von wolfgang_r

[Specializer]

Belichtest Du ab "Schwarz" des Sensors nochmal 8 Blenden unter?

 

Das ist bei dem dunklen Bild in #95 schon gemacht, lediglich das helle Bild ist 2 EV überbelichtet.

 

Welches Streulicht erzeugt der gesamte Messaufbau selbst, wenn der Sensor in Sättigung ist?

 

Beim dunklen Bild befindet sich das Licht gerade so in Sättigung, es ist kein Streulicht wahrnehmbar und liegt daher vermutlich unterhalb der Rauschgrenze des Sensors. Könnte man im RAW-Konverter mal genauer untersuchen.

 

Damit wir nicht aneinander vorbei reden: Was bringt mir das, wenn ich EIN Bild mit dem Gesamtkontrastumfang haben will?

 

Dann reden wir aneinander vorbei, denn darum ging es nicht. Das würde nur mit HDR gehen, denn der Sensor, z.B. der G3, schafft nur etwa 10 Blendstufen.

 

Zwischen praller Mittagssonne auf einer weißen Wolkendecke in 2500 m Höhe bei Sensorsättigung und einer 60 W Glühfunzel im Hinterhof sind es 17 Blendenstufen.... (Bild unten nur zur anschaulichen Gegenüberstellung)

 

Gutes Beispiel. Konstruieren wir uns doch einen Szene, wo beides gleichzeitig zusammen ist. In etwa das habe ich mit meinem Test versucht. Nach deinem Post hier:

 

https://www.systemkamera-forum.de/micro-four-thirds-fourthirds-kamera-technik/37183-panasonic-g5-erste-erfahrungen-11.html#post333378

 

Überträgt ein gutes Objektiv "je nach Motivkontrast und "Hell"anteil höchstens 40 dB." Wenn man 3 dB pro Blendstufe zugrunde legt (nach Wikipedia ist SNR über die Leistung definiert):

 

Signal-Rausch-Verhältnis

 

dann sind 40 dB 13 1/3 Blendstufen. Bei meinem Versuch habe ich aber zwischen den hellsten Punkt der Lampe, der gerade so in Sättigung geht (übrigens eine 15W Tageslichtlampe mit etwa 6000K), und den dunkelsten Punkt der Tastatur, der gerade so in "Schwarz-Sättigung" geht, etwa 18 Blendstufen ermittelt. Die "Schwarz-Sättigung" hätte aber bereits etwa bei 13 Blendstufen einsetzen müssen, denn ab hier müsste, nach den 40dB, alles hinter dem Streulichtschleier verschwinden.

Zudem habe ich schon angemerkt, das die Tastatur nicht wirklich schwarz ist, sondern immer noch etwas Licht reflektiert. Mit einem wirklichem Schwarz dürfte es sogar noch mehr als 18 Blendstufen sein.

 

Wie kann es also sein, das ich 18 Blendstufen ermittelt habe, obwohl nur etwa 13 Blendstufen von Objektiv übertragen werden?

 

Eine Erklärung dazu habe ich in #85 schon gegeben und die würde nicht mal im Widerspruch zu den von dir genannten 40 dB stehen.

[wolfgang_r]

Eben kam mir die Erinnerung, wir hatten das doch schon mal. Ab hier z.B.:

https://www.systemkamera-forum.de/micro-four-thirds-fourthirds-kamera-technik/17027-dynamikumfang-gh1-vs-g1-2.html#post134093

https://www.systemkamera-forum.de/micro-four-thirds-fourthirds-kamera-technik/17027-dynamikumfang-gh1-vs-g1-3.html#post134352

usw....

 

Hier eine Kamera, die in der Lage ist eine Dynamik von 1:160000 zu erkennen.

Andor iXon Ultra 897 High Speed EMCCD Camera

Der Sensor-Hersteller: e2v

Zitat: "The status of ‘Ultimate Sensitivity’ is also preserved in this model, offering thermoelectric cooling down to -100°C and industry-lowest clock induced charge noise. "

Key Specifications

Active Pixels: 512 x 512

Pixel Size: 16 x 16 µm

Image Area (mm): 8.2 x 8.2

Image Area pixel well depth: 160,000 e-

Max. Readout Rate: 17 MHz

Frame Rate: 56 - 11074 fps

Read Noise: < 1 e- with EM gain

QEmax: > 90%

 

Nun frage ich mich ernsthaft, wie man mit einer Konsumerkamera in der Lage ist, eine Dynamik von 14 Blendenstufen zu erkennen und als Messergebnis zu veröffentlichen.

bearbeitet 1. September 2012 von wolfgang_r

[Specializer]

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Eben kam mir die Erinnerung, wir hatten das doch schon mal. Ab hier z.B.:

https://www.systemkamera-forum.de/micro-four-thirds-fourthirds-kamera-technik/17027-dynamikumfang-gh1-vs-g1-2.html#post134093

https://www.systemkamera-forum.de/micro-four-thirds-fourthirds-kamera-technik/17027-dynamikumfang-gh1-vs-g1-3.html#post134352

usw....

 

OK, ich denke du willst darauf hinaus, das sich das Licht des Streulichschleiers mit dem Licht aus der Szene addiert (oder multipliziert?). Somit wird also die dunkle Tastatur aus meinem Versuch in der Helligkeit angehoben (eigentlich sogar die ganze Szene).

Das bedeutet jetzt doch aber nur, das die Szene vor dem Objektiv einen höheren Kontrastumfang hat, als die 18 Blendstufen, die ich durch meinen Versuch ermittelt habe. Betrachtet man das Objektiv also als Black Box (im Sinne der Systemtheorie), dann hat das Objektiv den Kontrastumfang der Szene (>18 Blendstufen) aufgenommen und komprimiert auf 18 Blendstufen ausgegeben.

 

Die Tatsache, das die dunklen Bereiche angehoben wurden ist dabei relativ egal, denn ich bin mit 18 Blendstufen schon weit über den 40 dB (bzw. 13 1/3 Blendstufen) die ein Objektiv, deiner Angabe nach, max. übertragen kann. Ja im Gegenteil, es deutet ja darauf hin, das ein höherer Kontrastumfang als die ermittelten 18 Blendstufen vom Objektiv übertragen wurden, nur eben auf 18 Blendstufen komprimiert.

 

Mir ging es lediglich darum diese 40 dB eines Objektivs mit einfachen mitteln irgendwie nachzuweisen. Das ist mir nicht gelungen. Zudem sollte man bedenken, das mein Versucht eine Szene ist, die sehr viel Streulicht enthält, da quasi direkt in die Lichtquelle Fotografiert.

 

Hier eine Kamera, die in der Lage ist eine Dynamik von 1:160000 zu erkennen.

Andor iXon Ultra 897 High Speed EMCCD Camera

Der Sensor-Hersteller: e2v

Zitat: "The status of ‘Ultimate Sensitivity’ is also preserved in this model, offering thermoelectric cooling down to -100°C and industry-lowest clock induced charge noise. "

Key Specifications

Active Pixels: 512 x 512

Pixel Size: 16 x 16 µm

Image Area (mm): 8.2 x 8.2

Image Area pixel well depth: 160,000 e-

Max. Readout Rate: 17 MHz

Frame Rate: 56 - 11074 fps

Read Noise: < 1 e- with EM gain

QEmax: > 90%

 

Das wären also gut 17 Blendstufen.

Wenn die 40 dB stimmen, dann frage ich mich, was man mit so einer Kamera anstellen kann? Selbst bei einem Spiegelobjektiv ist mWn immer noch min. eine Linse enthalten. Oder ist es eine Lochkamera? Aber da steht etwas von C-Mount...

 

Nun frage ich mich ernsthaft, wie man mit einer Konsumerkamera in der Lage ist, eine Dynamik von 14 Blendenstufen zu erkennen und als Messergebnis zu veröffentlichen.

 

Ich sehe da keinen Widerspruch und ich denke mal du kommst da selbst drauf wie das geht. Kleiner Denkanstoss: "The status of ‘Ultimate Sensitivity’ is also preserved".

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Ich würde dir das Adobe Creative Cloud Foto-Abo mit Photoshop und Lightroom empfehlen

[wolfgang_r]

Zitat: "Wenn die 40 dB stimmen, dann frage ich mich, was man mit so einer Kamera anstellen kann?"

 

http://www.leica-microsystems.com/fileadmin/downloads/Leica%20DM6000%20FS/Brochures/Leica_DM6000_FS-ModSys_de.pdf

Seite 31. Schwächste Fluorezenzen über eine Zeit von vielen Minuten aufnehmen zum Beispiel.

Dass sie eine solch hohe Dynamik aufnehmen könnte heißt ja nicht, dass sie sie bekommen muss. Die hohe Sensoreingangsdynamik ist eher ein Abfallprodukt der extremen zusätzlichen Empfindlichkeit durch große Pixel und extremes Herunterkühlen.

Man könnte natürlich auch das Streulicht eines Objektivs ausmessen, wenn man deren kleinen Sensor im Fokus über dem Bildfeld bewegt und die eigentlich "schwarzen" Zonen ausliest.

bearbeitet 3. September 2012 von wolfgang_r

[Specializer]

Das diese Kamera eher ein Messgerät ist, war mir schon klar. Aber warum die dann die Daten nur in 16 Bit ausgibt (obwohl sie praktisch bis etwa 17 Bit messen kann) ist mir schleierhaft, aber egal.

 

Doch die restlichen Fragen bleiben damit offen.

 

Man könnte natürlich auch das Streulicht eines Objektivs ausmessen, wenn man deren kleinen Sensor im Fokus über dem Bildfeld bewegt und die eigentlich "schwarzen" Zonen ausliest.

 

Das könnte man, doch es geht mir nicht darum, auf welchem Niveau sich das Streulicht befindet (auch wenn das ganz interessant wäre), sondern wie viel Dynamik trotz Streulicht übertragen wird? Nach deiner Aussage kann ein Objektiv "je nach Motivkontrast und "Hell"anteil höchstens 40 dB", also gut 13 Blendstufen übertragen. Mit meinem Versuch haben ich aber etwa 18 Blendstufen (das entspräche 54 dB) in einer Szene mit extrem viel Streulicht ermittelt.

 

Vielleicht sagst du uns einfach mal, woher du diese 40 dB hast und noch viel wichtiger, unter welchen Bedingungen die gelten?

 

Und eine Bitte hätte ich dabei, versuch dich an das Zitat aus deiner Signatur zu halten.

bearbeitet 4. September 2012 von Specializer

[wolfgang_r]

Das diese Kamera eher ein Messgerät ist, war mir schon klar. Aber warum die dann die Daten nur in 16 Bit ausgibt (obwohl sie praktisch bis etwa 17 Bit messen kann) ist mir schleierhaft, aber egal.

Sie kann sogar noch mehr. Schleierhaft ist da nichts, es gibt sowas wie eine "Bereichsumschaltung". Bei Deiner Kamera ist das die Verstärkungsstufe mit der ISO-Wahl.

 

Doch die restlichen Fragen bleiben damit offen.

(...)

Vielleicht sagst du uns einfach mal, woher du diese 40 dB hast und noch viel wichtiger, unter welchen Bedingungen die gelten?

 

Und eine Bitte hätte ich dabei, versuch dich an das Zitat aus deiner Signatur zu halten.

Für mich nicht.

Die Bedingungen wären beispielsweise in #87 gezeigt.

Mit Geli ca. 7 Blendenstufen und ohne Geli waren es dann nur noch 4 1/2.

Schaue Dir doch bitte auch einemal eine MTF an. Bei "groben" Strukturen (10 lp/mm) kommen die maximalen Kontrastübertragungswerte selbst bei exzellenten Optiken kaum auf 97%. Wieviel Blendenstufen oder dB (bei 6 dB pro Blendenstufe) sind das?

 

Mache doch bitte einen einfachen Versuch bei stockdunkler Nacht auf dem freien Feld (damit es keine Reflexionen an Zimmerwänden oder anderen Gegenständen gibt). Nimm eine Ringleuchte oder vier andere Lampen und positioniere sie für die Aufnahme an den Bildrand mit dem schwarzen Loch (welches weit ins Gelände gehen muss um die Beleuchtung durch die Lampen auszuschließen) in der Mitte des Bildfeldes. Dann belichte die Lampen in der Randzone bis gerade so in die Sättigung. Dann "messe" so gut das geht im RAW im "schwarzen" Loch in der Mitte das "Schwarz".

Kannst es auch anders machen, mit einer Flächenleuchte in der Mitte oder halbseitig, und dann das "Schwarz" drumrum oder auf der Gegenseite messen. Vergiß aber bitte nicht, im RAW-Betrachter den Schwarzwert auf 0 zu setzen. Kannst auch bewußt die Lampe um zum Beispiel 4 Blendenstufen überbelichten und dann schauen was im "Schwarz" passiert. Besser als eine Kamera mit ihren "messtechnischen" Mängeln und dem mit mehr oder weniger unbekannten Hintergrundmanipulationen versehenen RAW-Konverter wären richtige Messgeräte. Ich denke aber, dass dieser Versuch schon ein diskussionswürdiges Ergebnis bringen würde.

Schaun mer mal, was dabei heraus kommt.

 

Btw, hast Du in #98 den zweiten Link und den mit dem gelesen?

bearbeitet 5. September 2012 von wolfgang_r

[wolfgang_r]

Eigentlich hast Du in #95 die Aufklärung schon geliefert.

 

Das ist bei dem dunklen Bild in #95 schon gemacht, lediglich das helle Bild ist 2 EV überbelichtet.

 

Wenn die Lampe um 2 EV über der Sättigung des Sensors liegt (so verstehe ich jedenfalls das o. a. Zitat) und dann im linken durch Streulicht aufgehellten Teil nur 1,5 EV unter Sättigung festzustellen ist, dann ist das Streulicht nur 3,5 EV unter dem Maximum, was vorne zum Objektiv rein kommt. An diesem Bild sieht man auch sehr schön, wie durch das Streulicht der Kontrast zwischen der Beschriftung und den schwarzen Tasten verflacht wird und die Detailtrennung zum Teufel geht.

Nun gibt es bei dieser Art der "Messung" einige Unbekannte: Mindestens sind das die Reflexion im umgebenden Raum und die Beeinflussung durch die Gradationskurve über die ganze Strecke vom Sensor bis zum Monitor.

Das kann man bestenfalls Schätzen nennen. Die 4,5 EV, die ich ohne Streulichtblende bei seitlichem Lichteinfall außerhalb des Nutz-Bildfelds "im Feld" ermittelt habe, können also nicht so sehr daneben liegen.

bearbeitet 5. September 2012 von wolfgang_r

[Specializer]

 

Das ist bei dem dunklen Bild in #95 schon gemacht, lediglich das helle Bild ist 2 EV überbelichtet.

 

Wenn die Lampe um 2 EV über der Sättigung des Sensors liegt (so verstehe ich jedenfalls das o. a. Zitat) und dann im linken durch Streulicht aufgehellten Teil nur 1,5 EV unter Sättigung festzustellen ist, dann ist das Streulicht nur 3,5 EV unter dem Maximum, was vorne zum Objektiv rein kommt.

 

Nein, das hatte ich in #99 aber schon erklärt. Zwischen dunklem und hellem Bild liegen 10 EV (eigentlich sogar 11, hatte mich verrechnet), die Lichtquelle im hellem Bild ist also 11 EV überbelichtet. Mit deiner "Rechenmethode" wären wir dann also schon bei 12,5 EV Streulicht.

Mit dem hellen Bild wollte ich den niedrigsten Schwarzwert ermitteln. Nur ist in dem Bild in #95 aber kein schwarz, das gibt es erst bei 8 EV (eigentlich 9 EV), daher schrieb ich, das das helle Bild 2 EV überbelichtet ist. Bei deiner Auswertung vergisst du noch die 10 EV Dynamik des Sensors, man muss schon zwischen den 2 Bildern messen, um den kompletten Kontrastumfang der Szene zu bestimmen. Unten nochmal mit neuem Bildmaterial, welches nicht die Fehler hat, die ich in #99 beschrieben habe.

 

An diesem Bild sieht man auch sehr schön, wie durch das Streulicht der Kontrast zwischen der Beschriftung und den schwarzen Tasten verflacht wird und die Detailtrennung zum Teufel geht.

 

1. das Bild ist bei ISO 1600 aufgenommen

2. JPG der Kamera stand auf low (ich fotografiere RAW+JPG low, die JPG's nutze ich nur zum schnelleren aussortieren)

3. iDynamik war aktiv, welches die dunklen Bereiche in einer Kontrastreichen Szene aufhellt, das führt bei der G3, besonders bei JPG low, schnell zu gematsche, siehe Beispiel (100% Crop).

 

 

Hier nun das korrigierte Beispiel, das ich mir in #99 gespart habe. Exifs sind enthalten, Bilder wurden freihand gemacht, daher nicht ganz das gleiche Bild. In #95 waren es crops, diese sind nun unbeschnitten, nur verkleinert. Die Histogramme kann jeder selbst auswerten.

 

Beim dunklen Bild befindet sich die Lichquelle gerade so in Sättigung, das ist also der hellste Punkt der Szene. Belichtung: ISO 160, 1/4000s, F4.

 

Beim hellen Bild wurde die Belichtung so bestimmt, bis gerade so noch Schwarz in der Szene ist, das ist also der dunkelste Punkt der Szene. Belichtung: ISO 160, 1/8s, F4.

 

Dazwischen befinden sich 9 EV durch die Belichtung. Der hellste Punkt wurde an der Sättigung des Sensors gemessen, der dunkelste Punkt im Prinzip an der Rauschgrenze des Sensors (oder was die JPG-Engine dafür hält). Zu den 9EV kommen also noch der Dynamikumfang des Sensors, welcher laut DXO etwa 10 EV sind (in #103 habe ich mit einem ND-Filter mit 9 EV einen kleinen Versuch dazu beschrieben).

 

Zwischen hellstem und dunkelstem Punk der Szene, welche ich so am Sensor ermittelt habe, liegen damit etwa 19 EV. Da beide Bilder die gleiche Szene abbilden und nur die Belichtung nach dem Objektiv verändert wurde, wurden diese 19 EV auch vom Objektiv übertragen. Zu einem anderen Schluss kann ich hier nicht kommen.

 

 

Also nochmal, woher hast du diese 40 dB, die ein Objektiv max. übertragen kann, und unter welchen Bedingungen gelten die 40 dB?

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[Berlin]

 

Also nochmal, woher hast du diese 40 dB, die ein Objektiv max. übertragen kann, und unter welchen Bedingungen gelten die 40 dB?

Wenn ich mich mal einmischen darf, Du hast die Dynamik der Szene gemessen.

den Störabstand des Objektives kann man nur in einem einzelnen Bild

ermitteln.

Das Ändern von Belichtung oder Iso von Bild zu Bild muß man sich in der

Störungs-"Ersatzschaltung vor dem Objektiv denken. Damit sollten sich doch

beliebige Dynamikwerte erreichen lassen, wenn nur die Szene es hergiebt.

 

Gruß

Bernhard

[wolfgang_r]

Danke Bernhard, Du hast mir die Erklärung abgenommen.

Man könnte auch sagen, der Helligkeitsumfang der Szene wurde per Bereichsumschaltung (und gewissen Mängeln** einer Kamera und der weiteren Verarbeitungsstrecke, die hier als Messgerät "missbraucht" wird) ausgemessen, weil er nicht in einem Messbereich erfassbar ist.

 

@Specializer

Siehe #71:

"Mit viel Glück liegt der Streulichtschleier von Objektiven 36...40 dB unter max. Helligkeit bei "normalen" Alltagsmotiven."

Je nach Leuchtflächengröße und -verteilung kann das auch mehr sein (oder auch weniger).

Ich rechne immer in Spannungs-dB, weil es dann mit den Angaben in den Sensordatenblättern vergleichbar ist. 40 dB entprechen dann dem Faktor 100.

 

** #111:

"Nun gibt es bei dieser Art der "Messung" einige Unbekannte: Mindestens sind das die Reflexion im umgebenden Raum und die Beeinflussung durch die Gradationskurve über die ganze Strecke vom Sensor bis zum Monitor.

Das kann man bestenfalls Schätzen nennen. "

 

Dabei belasse ich es jetzt. Vielleicht komme ich später nochmal darauf zurück. Ich habe jetzt keine Lust mehr und das Schönwetterwochenende ist nah.

bearbeitet 6. September 2012 von wolfgang_r
Zusatz

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Guck dir auch mal das Sony 12-24 G Master an

[Specializer]

Wenn ich mich mal einmischen darf, Du hast die Dynamik der Szene gemessen.

den Störabstand des Objektives kann man nur in einem einzelnen Bild

ermitteln.

 

Warum kann man das nur mit einem einzelnen Bild ermitteln? Wie würdest du denn messen, wenn der Störabstand des Objektives ausserhalb der Sensordynamik ist? Eine Bereichsanpassung ist da die einzige Möglichkeit, einen 20 EV Sensor habe ich nicht.

 

Das Ändern von Belichtung oder Iso von Bild zu Bild muß man sich in der

Störungs-"Ersatzschaltung vor dem Objektiv denken.

 

Die Belichtungsanpassung NACH dem Objektiv ändert doch nichts am Kontrastumfang der Szene und auch nichts am Streulichschleier, sondern nur mit welcher Empfindlichkeit diese gemessen werden.

 

Damit sollten sich doch beliebige Dynamikwerte erreichen lassen, wenn nur die Szene es hergiebt.

 

Beliebig nicht, denn irgendwann misst man eben nur noch Streulicht oder optische Fehler oder Rauschen. Wie z.B. im hellen Bild in #95 der grünliche Fleck, hinter diesem ist fast kein Nutzsignal mehr vorhanden. Interessanterweise ist dieser grünliche Fleck (oder andere Störungen) im dunklen Bild nicht mehr wahrnehmbar, zwischen beiden Bildern liegen, wie gesagt, 11 Blenden Belichtungsunterschied.

 

Selbst wenn man den Störabstand nur in einem Bild misst, dann in etwa so wie wolfgang_r das hier getan hat:

 

https://www.systemkamera-forum.de/systemuebergreifende-technikdiskussionen-objektivadaptierung/28864-bildwinkel-blende-schaerfentiefe-format-verschoben-aus-nikon-v-1-versus-pen-p-3-a-12.html#post335860

 

Nur hat er eben etwas missverstanden und statt mit 10 EV (eigentlich 11) nur mit 2 EV gerechnet. Seine ermittelten 1,5 EV unter 100% sind ja auch gar nicht so schlecht, wenn man bedenkt, das tatsächlich das Schwarz der Tastatur bei 2 EV weniger als das Bild belichtet wurde absäuft. Der Störabstand ermittelt über ein Bild, nach der Methode von wolfgang_r, beträgt demnach 12,5 EV.

Das wird im Prinzip auch durch das dunkle Bild gedeckt, denn hier ist die Lampe an der Sättigungsgrenze, aber es ist kein Streulicht zu sehen. Wenn man jetzt noch die angesprochenen 10 EV Dynamik des Sensors hinzu nimmt, dann kann das nur bedeuten, das das Streulicht sich ausserhalb dieser 10 EV von der Sättigung befindet.

 

Diese 12,5 EV Störabstand sind aber schon ein beträchtlicher Wert, der schon ziemlich nahe an den 13 1/3 EV (bzw. 40 dB Leistung) ist. Wenn man aber Spannungs-dB annimmt (laut wolfgang_r) dann sind die 40 dB nur 6 2/3 EV. Und das wäre nur der Störabstand des Objektivs, die Frage, wie viel Nutzsignal noch hinter diesem Signal übertragen wird ist damit noch nicht beantwortet.

 

Irgend etwas stimmt hier also nicht. Man kann dafür jetzt gerne die Unzulänglichkeit meiner Messung kritisieren. Mir ging es darum diese 40 dB, die ein Objektiv bestenfalls durchlässt, irgendwie nachzuweisen. Das war hauptsächlich als Erkenntnisgewinn für mich und auch für andere, die hier mitlesen, gedacht. Das Objektive, insbesondere bei Streulicht, den Kontrast der abgebildeten Szene beeinflussen wissen die meisten, das es da auch eine Grenze geben soll, die ein Objektiv überhaupt übertragen kann, habe zumindest ich mir so noch nicht klar gemacht. Und wenn hier nun jemand eine Grenze nennt, nämlich diese 40 dB, dann interessiert mich das. Und wenn ich nun diese Grenze mit einer als "Messgerät missbrauchten" Kamera nicht nachweisen kann, dann bedeutet das, das entweder die Grenze nicht stimmt oder das Sie für die Praxis keine Relevanz besitzt.

 

Und solange ich hier keine verständliche und nachvollziehbare Erklärung bekomme, wo diese 40 dB herkommen, dann sind diese 40dB einfach nur eine persönliche Meinung. Und Meinungen machen wenig Sinn, wenn es um Erkenntnisse geht.

 

 

@Specializer

Siehe #71:

"Mit viel Glück liegt der Streulichtschleier von Objektiven 36...40 dB unter max. Helligkeit bei "normalen" Alltagsmotiven."

Je nach Leuchtflächengröße und -verteilung kann das auch mehr sein (oder auch weniger).

 

Das scheint mir jetzt so, als würdest du deine Aussage relativieren. Es scheint auch so, als würde es im Widerspruch zu dem hier stehen:

 

Davon würde ich nicht ausgehen. Der Kontrast der beiden Hälften ist ja gleichzeitig vorhanden und dringt durch das gleiche Objektiv, in dem der Streulichtschleier von allen Anteilen des Motivs erzeugt wird. Das Objektiv müsste also den gesamten Kontrast von der dunkelsten Stelle in der dunklen Hälfte bis zur hellsten Stelle in der hellen Hälfte übertragen.

 

Das war deine Antwort auf meine Vermutung in #85, das auch die Kontrastverteilung eine Rolle spielt.

 

Ich rechne immer in Spannungs-dB, weil es dann mit den Angaben in den Sensordatenblättern vergleichbar ist. 40 dB entprechen dann dem Faktor 100.

 

Vielleicht einigen wir uns einfach auf EV, dann gibt es hier weniger Missverständnisse und die meisten hier können etwas damit anfangen.

 

** #111:

"Nun gibt es bei dieser Art der "Messung" einige Unbekannte: Mindestens sind das die Reflexion im umgebenden Raum

 

Die wurden von mir schon angesprochen und würden das Schwarz der Tastatur z.B. zusätzlich anheben oder noch mehr Streulicht im Objektiv verursachen. Würde man diese Reflexionen eliminieren, würde sich der ermittelte Abstand aber eher vergrössern.

 

und die Beeinflussung durch die Gradationskurve über die ganze Strecke vom Sensor bis zum Monitor.

 

Wenn man das Histogramm zu Rate zieht, spielt schon mal der Monitor keine Rolle mehr. Die Gradationskurve vom Sensor zum fertigen JPG genau genommen auch nicht. Denn die dabei verwendeten Gradationskurven verschieben nicht den hellsten oder dunkelsten Punkt. Ein einziger Pixel mit 100% und einer mit 0% genügen schon. Der dunkelste Punkt wird z.B. durch den Schwarzwert beim Entwickeln bestimmt, das haben ich in #103 schon angedeutet. Der hellste Punkt kann dann max. durch eine "Lichterrettung" beeinflusst werden. Das habe ich einfach der JPG-Engine der Kamera überlassen, in der Hoffnung, das der Hersteller den Sensor gut genug kennt. Dem Ganzen will ich gerne +/- 2 EV zugestehen, statt der 19 EV könnten es also nur 17 EV oder gar 21 EV sein.

 

Das kann man bestenfalls Schätzen nennen.

 

Ja, und wenn die daraus entstehenden Ergebnisse passen, dann scheint das ok zu sein, wenn du nämlich irrtümlich in #111 auf 3,5 EV kommst, statt auf 11,5 EV.

 

 

Ohne zu wissen wo die 40 dB herkommen und unter welchen Bedingungen die gelten, macht es hier keinen Sinn noch weiter zu diskutieren oder irgendwelche Versuche vorzunehmen. Auch das Kritisieren der Versuchsanordnung macht so keinen Sinn.

Was muss ich denn noch tun, damit du uns endlich aufklärst?

bearbeitet 7. September 2012 von Specializer

[Berlin]

@Specializer

 

Im gleichen Bild messen muss man, weil die Störung aus den Lichtern

eben dieser Szene kommt. Wenn dein Sensor einen zu geringen

Störabstand hat, kannst du nicht messen.

Ich glaube du verwechselst Dynamikabstand mit Störabstand.

Störabstand ist Signal zu Rauschen in einer Probe. Dynamik ist

Vollausteuerung zu Rauschen ohne Signal (im Schwarzen).

Die Dynamik kann man in 2 Bildern messen. Da liegt ein Objektiv

bei Unendlich. Bei der Sensordynamik fehlen alle Rauschquellen, die

aus dem Signal kommen, also Quantenrauschen, multiplikative

Störungen usw.

Wobei mir die 40 db für das Objektiv auch etwas niedrig vorkommen.

 

Gruß

Bernhard

[Berlin]

Hallo Specializer

 

Ich habe mir deine Messungen nochmal angeschaut, ich

war voreilig:

Es wird doch genau so funktionieren. Entschuldige bitte, leider

kann ich meinen letzten Beitrag nicht verschwinden lassen:o

 

 

Gruß

Bernhard

bearbeitet 7. September 2012 von Berlin

[jkrt]

Wenn ich mich vielleicht kurz wegen den 40dB einmischen darf, die ein Objektiv nur übertragen können soll. Ich tue dies nun völlig unwissenschaftlich, keine aufwändige Messung:

 

man beobachte bei Nacht mit einem Teleskop eine Sternbedeckung durch den Mond. Man tue dies, wenn es Vollmond +- ein paar wenige Tage ist. Der Mond hat ein dann eine Helligkeit von ca. -12mag. Man sieht relativ problemlos im Teleskop dann einen Stern nahe am Mondrand. Selbst wenn man nun Regulus als hellen Vertreter mit einer Helligkeit von +1.4mag nimmt: hier wird durch das Objektiv völlig problemlos ein Faktor von ca.: 227000 übertragen. (1mag = Faktor 2,512) Die Umrechnung in dB erspare ich mir, das ist weit entfernt von dem Faktor 100.

 

Der Sensor wird in dieser Situation niemals Mondetails und Stern darstellen können. Das Objektiv kann es aber, schliesslich sieht mein Auge es.

 

Aus dieser Sicht halte ich die 40dB für "seltsam".

 

Sollte ich da etwas mit den 40db falsch verstanden haben, oder einem anderen Denkfehler aufgessesen sein, bitte ich um Aufklärung.

[Softride]

Die Umrechnung in dB erspare ich mir

Ein Leistungsverhältnis von 227000 entspricht ca. 54 dB.

[Specializer]

Ich habe mir deine Messungen nochmal angeschaut, ich

war voreilig:

Es wird doch genau so funktionieren. Entschuldige bitte, leider

kann ich meinen letzten Beitrag nicht verschwinden lassen:o

 

Danke. Irren ist menschlich und einen Irrtum zugeben ist zudem auch noch sympathisch (u.a.). Was ich da gemacht habe ist ja auch recht kompliziert, da kann man schon mal ins grübeln kommen...

Zudem hat mir das jetzt erspart meine Prozedur nochmals zu erläutern

 

Man sieht relativ problemlos im Teleskop dann einen Stern nahe am Mondrand. Selbst wenn man nun Regulus als hellen Vertreter mit einer Helligkeit von +1.4mag nimmt: hier wird durch das Objektiv völlig problemlos ein Faktor von ca.: 227000 übertragen.

 

Zwischen einem Foto-Objektiv und einem Teleskop liegt aber noch ein wichtiger Unterschied. Beim Foto-Objektiv gibt es mehr Linsen und damit mehr reflektierende Flächen, welche jeweils einen gewissen Grad an Streulicht erzeugen. Von daher wäre meine Frage was nun gemeint ist, Foto-Objektiv, Teleskop oder sogar beides?

 

Prinzipiell aber dürfte es stimmen, habe es gerade mal versucht, es gibt ja gerade Halbmond und klaren Himmel. Wenn man den Mond ab der Sättigungsgrenze 10 EV unterbelichtet, dann erscheinen plötzlich neben dem Mond jede Menge Sterne. Das Streulicht des Mondes (der nun ein bisschen aussieht wie die Sonne) ist dabei konzentriert beim Mond und nimmt zum Rande hin deutlich ab. Einen Ausschnitt des Mondes bekomme ich aber wegen fehlender Vergrösserung nicht hin.

[wolfgang_r]

Ihr wollt mich auf 40 dB fesrnageln? OK.

Beitrag #71 vom 15.01.12, 17:07, Selbst-Zitat:

"Die von Dir genannten 50 dB SNR sind übrigens ein interessanter Wert. Das entspricht 8 1/3 Blendenstufen. Ein relativ alter FT-Sensor alleine hatte 64 dB und der Kodak-Sensor für MF (egal welche Pixelzahl) liegt bei 70...71 dB. Die übrige Kameraelektronik sorgt dann für eine Verringerung des SNR. Photonenrauschen liegt bei großer Helligkeit (entsprechend ISO 200, f/8 und 1/1000 s) in etwa 9 Blendenstufen Abstand mit fallender Tendenz zu niedrigen Helligkeiten. (Bei 12 Blendenstufen geringerer Helligkeit liegt das Photonenrauschen nur noch in 2 Blendenstufen Abstand darunter.)

Mit viel Glück liegt der Streulichtschleier von Objektiven 36...40 dB unter max. Helligkeit bei "normalen" Alltagsmotiven."

Diese oben hervorgehobene Einschränkung beschreibe ich schon seit Jahren so, nicht erst seit 15.01.2012. Dabei bleibe ich nach wie vor. Nachmessen! Und Specializer, warum hast Du dagegen nicht schon in #72 und #75 protestiert? Mit 25% weißen Wolken an der Sättigung sieht es mit hoher Wahrscheinlichkeit je nach Foto(!)-Objektivkonstruktion noch schlechter aus. Nachmessen! Streulichtschleier heißt auch nicht "Brett vor dem Schatten", sondern gleitender Kontrastverlußt, der dann bis zu völliger Überdeckung der anderenfalls ohne Streulicht im Schatten noch erkennbaren Details führen kann. Die Beispielbilder zeigen es deutlich. Durch nachträgliche Kontrasterhöhung kann man begrenzt die Konturen wieder hervorheben, die Farben sind aber entsättigt, verwaschen, verfälscht. Was man da noch sieht hat nicht mehr viel mit dem Originalmotiv zu tun. Das Objektiv hat da zu übertragen versucht, nur leider ist noch einiges von außerhalb dieses Motivbereichs dazu gekommen, was unerwünscht ist. Das ist doch nicht zu übersehen! Mit einem Streulichanteil in den Beispielen von 9 1/2 Blendenstufen unterhalb der Maximalhelligkeit (8 überbelichtet und 1,5 im nicht mehr schwarzen, verschleierten, Motivteil im zweiten Bild in #95) kann ich mich anfreunden. Das ist dann aber vermutlich kein 10-fach-Suppenzoom gewesen. Es gibt da kein Schwarz mehr, der "Grund" des Sensors wird nicht erreicht.

Bei Motiven wie dem Sternenhimmel mit zum überwiegenden Teil Nichts haben wir völlig andere Verhältnisse. Das von den paar winzigen Lichtpünktchen erzeugte Streulicht ist dann, wenn es bei einem Linsen-Teleskop ohne signifikanten Lichteinfall von außerhalb des Bildfeldes nur 0,2% vom Sternenlicht beträgt, so niedrig, dass dann der Sensor die "Schwärze" nicht mehr schafft, sein Rauschen zum tragen kommt und man zu Mehrfachaufnahmen übergeht. Auch wenn es "sehr viele" Sterne sind, der Anteil an der Fläche des Aufnahmeformats ist winzig und dementsprechend klein der Anteil des dadurch (durch die "Leuchtfläche" der Sterne) erzeugten Streulichts.

Wie kommt es, dass die "Lichtverschmutzung" den "klaren" Blick auf den Sternenhimmel verwehrt? Was ist diese Lichtverschmutzung? Warum sucht man sich einen möglichst erhöhten Standpunkt mit wenig und sauberer Luft über sich für Sternenbeobachtung?

bearbeitet 8. September 2012 von wolfgang_r

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[jkrt]

Zwischen einem Foto-Objektiv und einem Teleskop liegt aber noch ein wichtiger Unterschied. Beim Foto-Objektiv gibt es mehr Linsen und damit mehr reflektierende Flächen, welche jeweils einen gewissen Grad an Streulicht erzeugen. Von daher wäre meine Frage was nun gemeint ist, Foto-Objektiv, Teleskop oder sogar beides?

 

Gemeint habe ich ein Teleskop.

Zählen wir mal die Linsen am Beispiel eines Fraunhofer Achromaten:

Objektiv: 2

Okular: ein einfaches Plössl 4, ein modernes Nagler hat 7

 

Wer statt dem Fraunhofer Achromaten einen Apochromaten benutzt kann dann auch 3 Linsen im Objektiv haben.

 

Sind also mindestens 6 Linsen im Spiel.

 

Für das Streulicht und damit verbundene Kontrastminderung sind aber andere Dinge als die Linsenanzahl viel wichtiger.

Streulichtblenden im(!) Tubus

Schwärzung des Tubus (Innenseite)

Schwärzung der Linsenkanten.

 

Licht darf in gewisser Menge gestreut werden, es darf nur nicht zurück in den Strahlengang gelangen.

[jkrt]

Ihr wollt mich auf 40 dB fesrnageln?

 

Also, zumindest mir geht es nicht ums festnageln, mir geht es ums verstehen, d.h. mein Verstehen. Ich lese Deine Ausführungen immer gerne...das meine ich völlig ohne Ironie

[wolfgang_r]

Schon klar Jochen, das habe ich von Dir auch so verstanden.

 

Ich komme nochmal auf das Bild in #111 mit meinem "2 ist eigentlich 8 EV Überbelichtung" - Irrtum zurück. In #112 kann man beim ersten Bild die Leuchtfläche der Lampe in Sättigung genau erkennen. Was ist denn im zweiten Bild das grünliche links unten von der Lampenwendel und die weiße Fläche um die Lampe und oberhalb der Lampe bis zum Bildrand, was vorher im ersten Bild alles sehr dunkel ist? Was wäre von irgendwelchen Details in diesen Flächen noch zu sehen, wenn es da welche gäbe?

 

Der Anteil der Leuchtfläche am Gesamtbild ist geschätzt ca. 0,4%. Gehen wir von einem guten Zoom inklusive zum Bildwinkel passender Streulichtblende mit nur 2% Streulichterzeugung aus, dann wäre die Streulichtmenge diese 2% von den 0,4% der Leuchtfläche der Lampe. Auf dem Gesamtbild ungleichmäßig verteilt ist dann 0,008% vom Sättigungspegel = 1/12500. Das entspricht ungefähr 13 1/2 Blendenstufen unter Sättigung, wenn es gleichmäßig verteilt wäre.

 

Jetzt machen wir das mal mit 25% Wolkenbedeckung mit schönen hellen, weißen Schönwetterwolken in Sättigung. 2% von 25% bedeuten also, dass die Streulichtmenge 0,5% vom Gesamtlicht auf dem Sensor beträgt. Dabei sind die unterhalb der Sättigung belichteten 75% Bildanteile nicht berücksichtigt, werden also mit Null Intensität angenommen. Der Sensor wird also durchschnittlich mit 0,5% vorbelichtet, dunkler wirds nicht. Das sind ungefähr 7 1/2 Blendenstufen oder nach meiner Rechnung 46 dB.

 

Jetzt machen wir das noch mit der Sonnenscheibe, die außerhalb des abgebildeten Bildfelds in die Frontlinse strahlt. Nehmen wir mal an, sie würde nur 0,1% des Bildfelds ausmachen. Der Rest des Lichteinfalls aus allen anderen Richtungen wieder nicht berücksichtigt, werden also mit Null Intensität angenommen (Realitätsfern! Der Himmel um die Sonne ist extrem hell.).Wie hoch ist eigentlich die Leuchtstärke der Sonne bei klarem Himmel durch die Luftschichten bei uns? Ich weiß es nicht. Also gehen wir es andersrum an. Wie hell müsste sie sein, um 1% Streulichschleier zu erzeugen? Nach meiner Rechnung 500 x Sättigungspegel, also 9 Blendenstufen über Sättigung. Ich denke, sie ist heller.

 

Wenn ich die Bilder betrachte, dann meine ich, sie würden es in der Praxis auch so zeigen.

[wolfgang_r]

Fortsetzung von #124:

Was ich soeben in #124 mit der Sonneneinstrahlung beschrieben habe, zeigt das Beispiel in #87 gut genug, denke ich.

Der Kontrastumfang innerhalb des Bildes zwischen dem Weiß und der dunkelsten Stelle ist weniger als 5 EV, nach meiner Rechnung ca. 30 dB.

Das ist eine alltägliche Situation bei Gegenlichtaufnahmen (zumindest für mich, der gerne Gegenlichtaufnahmen macht) vor allem dann, wenn aus welchen Gründen auch immer sich die Streulichtblende bei Knipsen in Transportstellung auf dem Objektiv befindet.

Im Beispiel #94 muss ich den Schwarzwert auf 15% ziehen um dem Bild einen ansehbaren Kontrast zu geben, man kanns trotzdem vergessen. Da wären wir bei weniger als 3 Blendenstufen (16,5 dB).

Wie liest sich nun "Mit viel Glück liegt der Streulichtschleier von Objektiven 36...40 dB unter max. Helligkeit bei "normalen" Alltagsmotiven."?

Innerhalb des Bildergebnisses von der Sättigung abwärts sieht die Sache ja richtig katastrophal aus. Vielleicht sollte ich meine Aussage etwas ändern:

Verursacht durch das im Objektiv erzeugte Streulicht muß man Glück haben, damit man bei "normalen" Alltagsmotiven noch 40 dB Kontrastumfang ins zu verarbeitende Bild bekommt.

Zu hart? Nun gut, ich bin bereit auf 50 dB bzw. 1:300 bzw. 8 1/4 Blendenstufen zu erhöhen.

bearbeitet 8. September 2012 von wolfgang_r