Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

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ahinterl
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Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ahinterl » Dienstag 20. November 2012, 13:32

Zufällig bin ich über diesen interessanten Artikel gestolpert, den ich euch nicht vorenthalten will:
http://lagemaat.blogspot.co.uk/2009/08/ ... right.html

Der Link ziemlich oben "unwtisting them" ist ebenfalls aufschlussreich...

Wie die Theorie am Besten in die Praxis umgesetzt werden kann, muss ich mir noch überlegen, ich für Anregungen und Diskussion dankbar :).
Andreas

Lenno

Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von Lenno » Dienstag 20. November 2012, 14:25

Ich kann jetzt nur für die G3 sprechen, dort kann man die ISO's bedenkenlos bis 1600 ISO verwenden.
Ab 3200 ISO wird das Rauschen aber wirklich schlechter und ist auch nicht mehr mit Software ganz wegzubekommen.
Na und zu ETTR brauch man ja nicht's mehr sagen, da haben wir ja hier schon genügend Tests gemacht, angefangen
bei rauschärmeren Raw-Fotos durch überbelichten und Korrektur auf normale Belichtungszeit, über ziemlich informative
Seiten der Raw-Fotografie von traumflieger.de .

Soweit die Theorie, und dem stimm ich zu wenn es darum geht hohe ISO's bei dunklem oder wenig vorhandenem Licht einzusetzen.
Bei Tageslicht aber, würde ich schon die geringste ISO Einstellung verwenden, die lichttechnisch möglich ist.
Ich hatte mal bei voller brutzelnder Sonne 1600 ISO drin, noch vom Abend davor, und die Bilder sind zwar etwas geworden, aber man sieht deutlich das sie mit 1600 ISO gemacht worden sind.

Bei so einer Darstellung, OK
_1040986.jpg
_1040986.jpg (275.95 KiB) 3538 mal betrachtet


Aber im 100% Crop sieht man dann was Sache ist, und das ist dann der Moment wo du dir hinterher in den A.... beissen könntest.
(Hier nicht weiter tragisch, da es kein wichtiges Motiv ist)
Bildschirmfoto 2012-11-20 um 14.22.10.jpg
Bildschirmfoto 2012-11-20 um 14.22.10.jpg (127.83 KiB) 3538 mal betrachtet

ahinterl
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ahinterl » Montag 26. November 2012, 13:12

Man lernt nie aus. Ich hab' mir das Ganze nochmal durch den Kopf gehen lassen. In dem Artikel steckt mehr Information drin, als es auf den ersten Blick den Anschein macht.

Die Referenz auf diesen Artikel hier wirft das bisherige Modell zu ETTR vollkommen über den Haufen: http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d ... .html#ETTR. Was man im Web so liest über ETTR, dass die meisten Bildinformationen in den hellen Bereichen des Histogramms liegen, und zwar genau wegen der Linearität des Sensors und den F-Stops etc. etc., ist also grundfalsch, das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lassen!

Ich halte folgende Passagen des Blogs für wichtig:
  • "It turns out that actually, for equal exposure (i.e. shutter and aperture), you want to use as high an ISO as you can. The noise will be almost identical but you will be more evenly using the analog to digital converter."

    Das heißt für mich: Je höher die ISO-Einstellung, desto besser für das Rauschverhalten.
  • "To get lowest noise, you should expose longer or increase the aperture. At the same time, to avoid blowing out the highlights, this means lowering ISO. Some folks make the conclusion from this that this means that lower ISO means lower noise or the inverse that high ISO means higher noise. However, as I showed above, this is simply not true. So if you have a fixed aperture and fixed shutter, it is probably better to increase the ISO until you get correct exposure, which in digital often means avoiding blown highlights that you care about, than it is to underexpose at lower ISO"

    Ich lese da raus: Blende weiter zu und/oder länger belichten bei höherer ISO ist besser als niedrige ISO und größere Blende und/oder kürzere Belichtungszeit.
Für die Praxis scheint das alles drauf rauszulaufen: Die ISO so hoch wie möglich halten und mit Belichtungszeit und Blende spielen, damit nicht überbelichtet wird. Was genau da getan werden kann, damit das funktioniert, muss ich mir "hands on" mal genauer ansehen. Alles in Allem bekommt der Begriff "Expose to the Right" aber eine neue Bedeutung für mich...
Andreas

ahinterl
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ahinterl » Montag 26. November 2012, 14:11

P.S.: Könnte das heißen: Wenn ich z.B. in einer Kirche mit Stativ fotografiere und sich da nichts bewegt, nehme ich den stärksten ND Filter den ich habe, stelle die Blende irgendwo von 8 bis 11 (wegen Schärfe/Linsenfehlern), kein Blitz, höchste ISO die geht, längstmögliche Belichtungszeit (eine Art Bulb), und fotografiere dann so, um das Rauschen minimal zu halten?
Andreas

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Herr Dose
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von Herr Dose » Samstag 1. Dezember 2012, 19:01

Ich würde da auch nochmal auf den Wikipedia Artikel verweisen in diesem Zusammenhang: http://de.wikipedia.org/wiki/Bildrauschen" onclick="window.open(this.href);return false;

Außerdem hat Lenno ja mit seinem Beispiel gut gezeigt, dass bei hohen ISO das Bildrauschen gut zu sehen ist - auch bei guten LIchtverhältnissen.
Lumix G3, 14-42mm
Lumix DMC TZ10
Photoshop Elements 10

Lenno

Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von Lenno » Samstag 1. Dezember 2012, 19:44

Also ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, das man mit einer hohen ISO-Zahl weniger Rauschen hinbekommen soll als mit einer niederen.
Hier mal ein anderes Fotopaar. Aufgenommen am gleichen Tag nur diesmal die richtige ISO eingestellt. ISO 100. Da sieht man was die Kamera hätte schon beim oberen Bild auflösen müssen, konnte sie aber nicht wegen den 1600 ISO.

Was aber funktioniert ist: Das man bei einer absichtlichen Überbelichtung und anschliessender Korrektur zurück auf 0, mit einer höheren ISO Zahl ein vergleichsweise geringeres Rauschen (bzw. nahezu identisch) als mit um die hälfte reduzierte ISO Zahl, erhält. Beispiel mit 1600 das gleiche / besseres Rauschergebnis als mit 800 ISO. (Bei Raw-Aufnahmen)
Wie ich ja schon mal woanders hier im Forum demonstriert habe.
http://lumix-forum.de/viewtopic.php?f=2 ... t&start=15
Der Nutzen davon ist aber mehr als fragwürdig.

(An die Analog-Fotografen ich erinnere an den Kodachrome 64 - Ein Gedicht sag ich nur.)
_1050029.jpg
Original
_1050029.jpg (421.96 KiB) 3356 mal betrachtet
1.jpg
100% Crop
1.jpg (619.64 KiB) 3356 mal betrachtet

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ehenkes
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ehenkes » Freitag 7. Dezember 2012, 19:59

Die ISO so hoch wie möglich halten und mit Belichtungszeit und Blende spielen, damit nicht überbelichtet wird.
Also ich weiß nicht. Bei der 5D³ kann man bis ISO 12800 noch brauchbare Fotos schießen ...
http://www.fotocommunity.de/pc/pc/pcat/ ... y/29146897" onclick="window.open(this.href);return false; ... im Gegensatz zu den Lumix-Modellen, aber bei ISO 3200 ist ein leichtes Rauschen doch schon sichtbar. Für rauschfreie Bilder würde ich unter ISO 1600 bleiben, bei Lumix max. ISO 400.
Canon 5D Mark III; Olympus OM-D; EF- (L, IS, USM), mFT-, M42-Objektive;
Canon Speedlite 600EX-RT; Metz 58 AF-2, Dörr DCF 50 Wi; Raynox 150,250,202

ahinterl
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ahinterl » Dienstag 19. März 2013, 14:47

Nach einiger Recherche bin ich zu folgendem Ergebnis gekommen, das ich als "krönenden Abschluss" noch anhängen will, damit keine Missinformation hier stehenbleibt:

Jeder Sensor hat eine "native ISO", bei der das Maximum aus dem A/D Wandler in Sachen Dynamik und Rauschverhalten herausgeholt wird. Die wird eigentlich nie in den Kameraspezifikationen angegeben, deshalb ist man auf Schätzung oder Messung angewiesen. Schätzung heißt: Niedriger ist besser. Leider kann es theoretisch sein, dass niedriger aber auch zu niedrig bedeuten kann und die native ISO unterschritten wird, was Qualitätsverluste zur Folge hat. Besser ist Messung, DXO Labs macht sowas in seinen Kamera Reviews. Wenn man sich die Grafen für den Dynamikbereich dort ansieht, ist es fast immer so, dass die niedrigste ISO auch die höchste Dynamik hat (und den besten Rauschabstand). Also: Niedrigste ISO rein! Wer will schon auf einige Stops verzichten ;)?

Keine Ahnung, wie der Autor des Artikels im ursprünglichen Beitrag auf die Idee kommt, die ISO so hoch wie möglich zu halten, das ist blanker Unfug, wenn man sich die Messwerte ansieht. Als Faustregel kann man denke ich sagen, dass die niedrigste ISO so lange wie möglich beibehalten werden sollte.

Mit ETTR (expose to the right) scheint der Artikel indes Recht zu haben. Wird das Histogramm "nach rechts geschoben", bedeutet das meist eine Verlängerung der Belichtungszeit. Je länger belichtet wird, desto besser wird die Photonenfalle der Sensorzelle gefüllt, desto klarer wird der Wert und desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass sich Rauschen durchsetzt. Mit verschiedenen Dynamikbereichen usw., so wie das z.B. auf Wikipedia behauptet wird, hat das überhaupt nichts zu tun. Der Sensor ist linear aufgebaut und hat keine versteckte "binäre Logik"!

So, gut is'!
Andreas

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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von emeise » Dienstag 19. März 2013, 15:51

Das Thema ist hoch kompliziert und die Meinungen gehen weit auseinander.

Und einfach so zu Ende ist es auch nicht.

"Je länger belichtet wird, desto besser wird die Photonenfalle der Sensorzelle gefüllt, desto klarer wird der Wert und desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass sich Rauschen durchsetzt." Das ist falsch.

So führt eben eine längere Belichtung zu mehr Rauschen,
weil die freien Rausch-Elektronen gegenüber den nützlichen Photonen ( im Verhältnis ) zunehmen. Je schneller eine Zelle 'gefüllt' ist, desto weniger Einfluss der
Rausch-Elektronen gibt es.

"Mit verschiedenen Dynamikbereichen usw., so wie das z.B. auf Wikipedia behauptet wird, hat das überhaupt nichts zu tun." Doch.
Das Histptogramm ist auf der waagrechten Achse nicht linear, sondern logarithmisch aufgebaut, damit es unseren Sehgewohnheitewn entspricht.

Die Mitte des Histogramms zeigt die 50% Helligkeit, so wie sie das Auge wahrnimmt.

Die meisten Informationen sind in der rechten Hälte des Histogramms, von der linken Seite bis zur Mitte sind nur 12% Info ( Photonen ) dargestellt.
Die Skale geht in etwa von 2^0 bis 2^8. Fehlen die Photonen im äußeren rechten Bereich sind schon mal bis zu 50% der Bildinformation weg.

Oder anders, sind Zellen maximal mit 2^8 ( volle Spannung ) nur mit 2^7 gefüllt ( halbe Spannung ), so ist die Hälfte aller ( Fein-)Abstufungen flöten.

Ich will die Diskussion nicht nochmal anwerfen, da gibt es bereits schon threads drüber ...
FZ1K, TZ101, EOS 600D, GX7, G9, E-M5 m II / 12-40 und 7-14mm 2.8 Pro
Wenn ich all mein Equipment aufzähle, ist die Seite vollgemüllt.

keep it simple
Grüßle, Dieter

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Der_Pit
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von Der_Pit » Dienstag 19. März 2013, 19:12

emeise hat geschrieben:Das Thema ist hoch kompliziert und die Meinungen gehen weit auseinander.

Und einfach so zu Ende ist es auch nicht.

"Je länger belichtet wird, desto besser wird die Photonenfalle der Sensorzelle gefüllt, desto klarer wird der Wert und desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass sich Rauschen durchsetzt." Das ist falsch.

So führt eben eine längere Belichtung zu mehr Rauschen,
weil die freien Rausch-Elektronen gegenüber den nützlichen Photonen ( im Verhältnis ) zunehmen. Je schneller eine Zelle 'gefüllt' ist, desto weniger Einfluss der
Rausch-Elektronen gibt es.
Sorry, nein. Das ist auch falsch. Oder jedenfalls erstmal nicht wichtig - Elektronik- und thermisches Rauschen wird erst bei langen Belichtungszeiten (jenseits einiger Sekunden) wirklich relevant, davor zählt, wie auch im ursprünglichen Artikel erwähnt, erstmal nur das Poisson-Rauschen des Lichtes selbst, und das ist eben proportional zur Wurzel aus der Lichtmenge. Für den 'Normalbetrieb' heisst das also so lang wie möglich belichten, die Blende so weit auf wie möglich, und dann ISO so weit runter dass nichts überbelichtet ist.
Was falsch ist, ist natürlich dass man durch mittels Graufilter verlängerter Belichtungszeit was gewinnt, denn bei sonst gleichen Einstellungen (ISO, Blende) wird man hinterher genausoviele Photonen in einem korrekt belichteten Bild gemessen haben wie ohne Filter - das (Photonen)Rauschen ist also gleich.....
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von basaltfreund » Dienstag 19. März 2013, 20:13

witziger Thread!!! ...wenn ich das recht verstehe muss man die ISO auf, am besten auf, 10000000 hochstellen um die besten Bilder zu bekommen ;)
...komisch das das bei meiner G3 schon ab 3200 nicht mehr klappt!
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ThomasT » Dienstag 19. März 2013, 20:20

Sorry, das verstehe ich nicht.
Belichte ich länger, müsste das Rauschen abnehmen.

Grund: das Rauschen ist statistisch. Mittelt sich auch statistisch weg. Das Bild addiert sich auf.
Lumix G3, GF3
Blackmagic Pocket Cinema Camera (super16 sensor, Cropfaktor 2.88 KB)
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von basaltfreund » Dienstag 19. März 2013, 20:24

verstehen tu ich das auch nicht aber wenn ich länger belichte wird das Rauschen immer doller...sieht man dann als erstes in den dunkeln Bildteilen
viele Grüsse aus der Eifel Michael
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ThomasT » Dienstag 19. März 2013, 20:31

emeise hat geschrieben: Die Mitte des Histogramms zeigt die 50% Helligkeit, so wie sie das Auge wahrnimmt.
Alles richtig. Auch was du schreibst. Zeigt nur das wesentlich nicht.

Das was wir normalerweise sehen, liegt im Schatten, ist damit deutlich dunkler als der Durchschnitt. Trotzdem sehen wir den Schatten.
Und auch das was hell beleuchtet ist, ist noch viel dunkler als die Belechtung selbst.
Die mittlere Helligkeit von dem was uns interessiert (Häuser, Bäume, Strasse, Menschen etc.) ist relativ dunkel.
(der Anteil profitiert vom exposure to the right)

Aber die Lichtquellen (Sonne, Himmel, Lampen) sind viel viel heller als das. Und die Sensoren sind blöderweise linear, nicht logarithmisch wie analoger Film.
Diese hellen Bildteile sind nun viel schneller geclippt als es der Wahrnehmung entspricht!

Während im Schatten "nur" Rauschen droht, aber noch Bildinhalt da ist, sind die hellen Bildteile auch im Raw sehr schnell überbelichtet.

Kann das zunehmende Rauschen mit Erwärmung zusammenhängen?

Daraus folgt ETTR ja, aber nur soweit bis die hellen Bildteile nicht clippen.
Aber das wiederum bedeutet ein der Praxis, bei hohen Konstrasten (z.B. aber nicht nur Gegenlichtaufnahmen) eher ein exposure to the left.
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Re: Rauschen/ISO etc. - Etwas Theorie...

Beitrag von ahinterl » Mittwoch 20. März 2013, 09:11

ThomasT hat geschrieben:Sorry, das verstehe ich nicht.
Belichte ich länger, müsste das Rauschen abnehmen.

Grund: das Rauschen ist statistisch. Mittelt sich auch statistisch weg. Das Bild addiert sich auf.
Genauso ist es auch. Anderslautende Meinungen irren hier leider...

Das mit dem Histogramm mag schon so sein, dass das logarithmisch ist oder sowas. Ist im Grund egal, weil einzig und alleine zählt, dass ich es verwende, um die Kurve nach Rechts an den Rand zu schieben. Und damit die Belichtungszeit erhöhe. Und damit den Rauschabstand erhöhe, siehe mein Zitat oben. Mit irgendwelchen Rumrechnereien und Informationsverteilungen am Sensor hat das überhaupt nichts zu tun.
ThomasT hat geschrieben:Daraus folgt ETTR ja, aber nur soweit bis die hellen Bildteile nicht clippen.
Aber das wiederum bedeutet ein der Praxis, bei hohen Konstrasten (z.B. aber nicht nur Gegenlichtaufnahmen) eher ein exposure to the left.
Da muss ich dir wiedersprechen. Du sagst selbst, Sensoren arbeiten linear, was sie auch tatsächlich tun. Alles, worauf geachtet werden muss, ist also, clipping gleichermaßen bei weiß und bei schwarz zu vermeiden. Ich wundere mich, warum immer wieder white clipping als ein fürchterliches Übel angesehen wird, während black clipping mehr oder weniger tolerierbar sein soll und zugesehen werden sollte, mehr Information in den dunklen Bereichen zu halten, also z.B. durch ETTL. Ich halte das für widersinnig und Ergebnis falscher Interpretation der Fakten. Beide Enden des Sensor-Spektrums sind gleichermaßen heikel, weder links noch rechts im Histogramm sollte im Idealfall irgendwas geclippt werden. Das Gegenteil ist der Fall (nochmals: Siehe mein Zitat oben): Im dunklen Bereich neigt die Photonenfalle dazu, zu rauschen, was sie im helleren nicht tut. Was macht man also? Man füllt die Falle so gut es geht ohne sie zu überfüllen. So "einfach" ist's ;)! Je leerer sie ist, desto mehr Rauschen. Auch simpel ;)!
basaltfreund hat geschrieben:verstehen tu ich das auch nicht aber wenn ich länger belichte wird das Rauschen immer doller...sieht man dann als erstes in den dunkeln Bildteilen
Die hellen Bildteile rauschen weniger als die dunklen. Je länger belichtet wird, desto voller wird die Photonenfalle. Je voller, desto mehr "Abstand" vom Rauschpegel vereinfacht gesagt.

Ich denke mal, man braucht kein Physiker zu sein, um die Grundprinzipien zu verstehen und bin der Meinung, dass ich das für meinen Teil habe. Die Praxis bestätigt mich jedenfalls darin. Mehr ist für mich persönlich nicht notwendig, um so zu fotografieren, dass ich weiß, mit welchem Ergebnis ich rechnen kann. Ich glaube, dass hier viel Wirbel um recht Wenig gemacht wird, die ganze Sache scheint eigentlich relativ einfach und nicht so kompliziert zu sein, wie das manche hier weismachen wollen. Lange genug bin ich irgendwelchen "Hirngespinsten" aufgesessen, gottlob habe ich das jetzt überwunden und die Geschichte ist zumindest für mich sonnenklar :D!

Man darf nicht vergessen, dass die Kamera sowieso keine ultraexakten Informationen zeigt, und dass in der Realität die Dinge u.U. sowieso nicht so gemacht werden können, wie die Theorie das sagt (Zeitmangel,...). Fotografie ist für mich auch ziemlich Glücks- und Gefühlssache, mit reiner Physik komme ich für meinen Teil jedenfalls nicht sehr weit. Je mehr man die Chose im Gespür hat, desto weniger braucht man sich um irgendwelche Fakten aus dem Lehrbuch kümmern ;).
Andreas

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