Forum Übersicht - RE: Vergleich Foveon-Sensor X3 gegen Sony EXMOR - 3

ZITAt (01af @ 2007-11-12, 14:57) ..
So ist es. Und außerdem -- was in Diskussionen wie diesen immer gern unterschlagen wird -- hat ein 12-MP-Bayer-Sensor 12 Mio. echte Luminanzwerte. Es wird also "nur" die Farbinformation um den Faktor drei hochinterpoliert, nicht aber die (ohnehin wichtigere) Luminanzinformation.
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-- Olaf[/quote]


Was wäre, wenn man einen "echten" SW-Modus in eine zukünftige Kamera integriert, in dem die Farbinterpolation entfällt?
Würde man ein höher auflösendes Bild oder ein Bild mit höherer Schärfe erhalten als mit einer heutigen DSLR, bei der man erst später am PC die SW-Umwandlung durchführt?
In beiden Fällen würden 12 Mio echte Luminanzwerte vorliegen. Theoretisch wäre die Bildschärfe gleich. Oder beinhaltet das Farbinterpolationsverfahren/Bayer Verfahren weitere Effekte die der Bildschärfe abträglich sind, so dass ein echter SW Modus doch schärfere Bilder produzieren würde?

Bei SW-Umwandlung von beispielsweise einem 16bit RGB Bild am PC sind Informationen, die in 3 Farbkanälen vorliegen, Ausgangsbasis. Methode z.B. Kanalmixer.
Diese würden bei einem echten SW Modus in einer zukünftigen DSLR fehlen. Müsste man bei einer solchen Kamera die bit-Tiefe, die zur Aufzeichnung der Luminanzwerte verwendet wird, ggü. heutigen DSLRs erhöhen, um eine der PC-Umwandlung gleichwertige (Abstufungsvielfalt der Werte für Luminanz) SW- Aufnahme zu erhalten? Auf jeden Fall könnte oder müsste man wieder echte Filter vor dem Objektiv verwenden. Die Sinnfrage hängt also daran, ob man schärfere/auflösungsstärkere Bilder erhielte.

hm, interessante Frage. Möglicherweise subjektiv ja. Nimmt man als Annahme, dass Schärfe sich durch Kantenkontrast definiert und empfunden wird, könnte die Interpolation der Farben eben an diesen Kanten eine gewisse Kontrast-mindernde Vermengung und damit gefühlte geringere Schärfe erreichen!?
Das allerdings bewegt in einem vermutlich sehr geringen Rahmen. Dzu müsste man auch wissen, ob bei der Beyer-Interpolation auch die Luminanz-Werte angepasst werden!? Das weiß ich allerdings nicht.


Marian

Edit: Was ich jedoch eher spannend finde ist die Überlegegung, ob man mit einem solchen SW-Chip ein ausgewogeneren Tonwertverlauf/Umfang erreichen würde!? Wobei sich die da wieder die Frage nach dem Vorteil gegenüber einer Nachbearbeitung am PC stellt.

ZITAt (Peanuts @ 2007-11-12, 18:21) Die ändert sich mit der Wellenlänge...[/quote]Ja, aber nicht mit der Schichtdicke des Wafers, wie Du uns anfänglich hast glauben machen wollen...

ZITAt (Eugene @ 2007-11-12, 20:48) Was wäre, wenn man einen "echten" SW-Modus in eine zukünftige Kamera integriert, in dem die Farbinterpolation entfällt?[/quote]Das kannst du ganz einfach für jede Digi, die im Raw-Format speichern kann, ausprobieren: Mit dcraw und gesetztem Parameter -D. Dann erhältst Du ein lineares, schachbrettartig gemustertes Bild.

ZITATWürde man ein höher auflösendes Bild oder ein Bild mit höherer Schärfe erhalten als mit einer heutigen DSLR, bei der man erst später am PC die SW-Umwandlung durchführt? In beiden Fällen würden 12 Mio echte Luminanzwerte vorliegen.[/quote]Nein, die liegen natürlich nicht vor. Ein Luminanzwert wird aus den drei Farbkomponenten gebildet. Wenn man nur einen davon hat, kann man keinen Luminanzwert berechnen. Das Bild wird an 12 Mio Stellen (unvollständig) aufgezeichnet, aber man erhält nicht 12 Mio Luminanzwerte. Das wäre bei einem Foveon-Chip der Fall, mit 3 x 12 Mio Fotodioden.

ZITATTheoretisch wäre die Bildschärfe gleich. Oder beinhaltet das Farbinterpolationsverfahren/Bayer Verfahren weitere Effekte die der Bildschärfe abträglich sind, so dass ein echter SW Modus doch schärfere Bilder produzieren würde?[/quote]Nein, egal, was Du "hinter" dem Chip machst, es können keine neuen Informationen hinzugefügt werden - das Bild kann also nicht "schärfer" werden. Die Kamera zeichnet das Raw-Bild auf, ob du das jetzt farbig oder s/w entwickelst, ist schnuppe.

ZITATDiese würden bei einem echten SW Modus in einer zukünftigen DSLR fehlen.[/quote]Um einen "echten" s/w-Modus an einer DSLR zu realisieren, muss der Bayer-Filter weg. So, wie bei der seeligen Kodak DCS640m. Einen wegschwenkbaren CFA kann ich mir nur schlecht vorstellen.

ZITAt (01af @ 2007-11-12, 14:57) ...hat ein 12-MP-Bayer-Sensor 12 Mio. echte Luminanzwerte.[/quote]Nein, hat er nicht. Du verwirrst den armen Eugen. Er hat 12 Mio Helligkeitswerte, die jeweils farbgefiltert sind. Ein Luminanzwert ist ein errechneter Wert der wahrgenommenen Helligkeit, der aus den drei Grundfarben errechnet wird. Da aber jedem der 12 Mio Bildpunkte nur die Helligkeit einer von drei Primärfarben bekannt ist, kann man daraus keine 12 Mio Luminanzwerte bilden, bzw. nur, wenn man die übliche Farbinterpolation bemüht. Daher kann ein s/w-Bild eines Bayer-Chips nie "schärfer" sein, als das farbige Bild desselben Chips.

ZITAt (Dennis @ 2007-11-12, 23:30) ZITAt (Peanuts @ 2007-11-12, 18:21) Die ändert sich mit der Wellenlänge...[/quote]Ja, aber nicht mit der Schichtdicke des Wafers, wie Du uns anfänglich hast glauben machen wollen...
[/quote]
Die Schichtdicke variiert auch. Fertigungstoleranzen. Ich seh schon, dass das Thema zu kompliziert ist.

ZITAt (Peanuts @ 2007-11-12, 23:58) Die Schichtdicke variiert auch. Fertigungstoleranzen. Ich seh schon, dass das Thema zu kompliziert ist.[/quote] /rolleyes.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="rolleyes.gif" /> Ja, aber leider vor allem für Dich...
Du solltest mal versuchen, die semantischen Zusammenhänge Deiner und meiner Aussagen zu sehen. Natürlich variiert die Schichtdicke, das hat ja auch niemand bestritten - auch wenn Du so tust, als ob das jemand getan hätte. Das hat aber gar nichts damit zu tun. Du hast oben behauptet, die Eindringtiefe der Photonen hänge von der Schichtdicke ab - und das stimmt nicht. Die Eindringtiefe der Photonen ins Silicium hängt von ihrer Wellenlänge ab. Wie dick das Silicium ist, spielt dabei keine Rolle. Logisch ist natürlich, dass wenn die Schichtdicke dünner als die Absorptionslänge ist, die Photonen eventuell gar nicht absorbiert werden. Das ist aber ein anderes Thema. Die Schichtdicke hat Einfluss auf die Elektronenausbeute, aber nicht auf die rein physikalisch bedingte Absorptionslänge der Photonen. Und genau das hast Du oben durcheinandergewürfelt.

ZITAt (Dennis @ 2007-11-12, 23:48) ZITATDiese würden bei einem echten SW Modus in einer zukünftigen DSLR fehlen.[/quote]Um einen "echten" s/w-Modus an einer DSLR zu realisieren, muss der Bayer-Filter weg. So, wie bei der seeligen Kodak DCS640m. Einen wegschwenkbaren CFA kann ich mir nur schlecht vorstellen.
[/quote]
+ der normalerweise (meist) vorhandene Antialiasing Filter. Wenn beides weg waere haette man wirklich ungewohnt scharfe Bilder.

ZITAt (Schmetterling im Eis @ 2007-11-12, 13:47) Also wenn ich die Bayer-Interpolation richtig verstehe wird allerdings jedem dieser 4 tatsächlichen Pixel/Dioden (die ja jeweils mit einem Farbfilter versehen sind, zwei Grün, ein Rot und ein Blau) eben durch die Interpolation aus den umgebenden Dioden im Nachhinein eine vollständige RGB-Farbinformation zugewiesen... die wir dann auf dem endgültigen Bild sehen.
Versteh ich also nicht, warum du immer noch behauptest, ein 12MP Sensor hätte keine 12Millionen Bildpunkte... hat er eben doch. Nur ihre jeweilige Farbinformation ist nicht absolut, sondern interpoliert![/quote]
Naja, aber wenn ich 2 von 3 Farben interpoliere, was bleibt denn dann ueber?
Ich finde zu 2/3 interpoliert ist schon ziemlich interpoliert ;-)
Schau Dir das Muster mal an
G R G R
B G B G
G R G R
B G B G
und ueberlege Dir mal fuer jeden Punkt, wo denn die anderen beiden Werte potentiell
herkommen, und was dabei alles schief gehen kann wenn vertikale/horizontale/diagonale Kanten
durchs Bild laufen...
Ok, wir muessen im Moment damit leben, weil es einfach das am besten funktionierende
fuer Single Shot ist... aber schoen ist das eigentlich nicht wirklich.

ZITAt (Schmetterling im Eis @ 2007-11-12, 22:27) hm, interessante Frage. Möglicherweise subjektiv ja. Nimmt man als Annahme, dass Schärfe sich durch Kantenkontrast definiert und empfunden wird, könnte die Interpolation der Farben eben an diesen Kanten eine gewisse Kontrast-mindernde Vermengung und damit gefühlte geringere Schärfe erreichen!?[/quote]
Genau, die Bayer Interpolation "verwischt" die Kanten (in einfacher Ausfertigung, die in der Praxis nicht zur Anwendung kommt).
Deswegen versuchen die verwendeten Interpolationsverfahren Kanten zu erkennen und Farben entlang
den geringsten Gradienten (also laengs zur Kante und nicht quer) zu interpolieren.
Das geht aber nur an der "1D Kante", an der "2D Kante" (sprich einem Punkt/kleiner Flaeche) geht das nicht.
Auch ein Grund weshalb vor dem Bayer Array eine Art Streuscheibe sitzt, die aus einem kleinen
Punkt einen groesseren Punkt macht, der nicht nur einen Pixel trifft.

ZITAt (Eugene @ 12. 11. 2007, 20.48 h) Was wäre, wenn man einen "echten" SW-Modus in eine zukünftige Kamera integriert, in dem die Farbinterpolation entfällt? Würde man ein höher auflösendes Bild oder ein Bild mit höherer Schärfe erhalten als mit einer heutigen DSLR, bei der man erst später am PC die SW-Umwandlung durchführt?[/quote]
Ja, das würde man -- wenn man das Bayer-Filter ganz wegließe. So eine Kamera hat's bereits gegeben (von Kodak), und sie ist mangels Käuferinteresse schon lange wieder ausgestorben. Eine solche Kamera kann dann natürlich nur S/W-Bilder aufnehmen, keine Farbbilder. Eine Kamera, die zwischen Farbmodus und "echtem" S/W-Modus hin- und herschaltbar ist, kann es gar nicht geben. Ein "echter" S/W-Modus impliziert zwangsläufig die vollständige Farbenblindheit.


ZITAt (Eugene @ 12. 11. 2007, 20.48 h) In beiden Fällen würden 12 Mio. echte Luminanzwerte vorliegen. Theoretisch wäre die Bildschärfe gleich.[/quote]
Nein, wäre sie nicht. Ohne Bayer-Filter wäre die Schärfe höher. Denn (wie Dennis schon sagte) ist meine obige Aussage etwas vereinfacht. Es liegt zwar für jedes Pixel je ein Luminanzwert vor -- doch der ist durch sein rotes, grünes oder blaues Farbfilter quasi "verfälscht". Wie groß diese "Verfälschung" ist und wieviel Luminanz man von den Nachbarpixeln wieder "herbeirechnen" muß, um die reine Luminanzinformation zu restaurieren, hängt sehr von der Auslegung des Bayer-Filters und des Antiinterferenzfilters ab. Der Interpolationsaufwand für die Luminanzen ist aber weitaus geringer als der für die Farben, daher habe ich mir oben jene vereinfachte Darstellung erlaubt.


ZITAt (Eugene @ 12. 11. 2007, 20.48 h) Oder beinhaltet das Farbinterpolationsverfahren/Bayer-Verfahren weitere Effekte, die der Bildschärfe abträglich sind, so dass ein echter S/W-Modus doch schärfere Bilder produzieren würde?[/quote]
Allerdings.


ZITAt (Eugene @ 12. 11. 2007, 20.48 h) Bei SW-Umwandlung von beispielsweise einem 16-bit-RGB-Bild am PC sind Informationen, die in drei Farbkanälen vorliegen, Ausgangsbasis. Methode z. B. Kanalmixer. Diese würden bei einem echten SW-Modus in einer zukünftigen DSLR fehlen.[/quote]
Richtig. In der Praxis würde das bedeuten, daß man die Tonwerte der Farben relativ zueinander nicht mehr nachträglich per Bildbearbeitung beeinflussen könnte. Stattdessen müßte man solche Verschiebungen mit Hilfe farbiger Filter bei der Aufnahme vornehmen, genau wie bei S/W-Film.


ZITAt (Eugene @ 12. 11. 2007, 20.48 h) Müsste man bei einer solchen Kamera die Bit-Tiefe, die zur Aufzeichnung der Luminanzwerte verwendet wird, ggü. heutigen DSLRs erhöhen, um eine der PC-Umwandlung gleichwertige (Abstufungsvielfalt der Werte für Luminanz) SW-Aufnahme zu erhalten?[/quote]
Nein. Du hättest zwar "nur" noch 16 bit statt 48 (3 × 16) pro Pixel als Ausgangsbasis -- aber dafür hast du ja auch nur noch eine "Farbe" statt drei. Die Zahl der Helligkeitsstufen bleibt also gleich. Und außerdem sind von den 48 RGB-Bits sowieso 32 nachträglich herbeiinterpoliert worden. In den Rohdaten stehen pro Pixel auch in einer farbtüchtigen Kamera nur 1 × 16 bit pro Pixel als Ausgangsbasis zur Verfügung ... tatsächlich sogar noch etwas weniger, nämlich gewöhnlich 12 bis 14 bit. In einer reinen S/W-Kamera (also ohne Bayer-Filter) stünden diese Roh-Bits zu 100 % der Darstellung der Luminanz zur Verfügung; in einer RGB-Kamera müssen sich die Farb- und die Luminanzinformation diese Bits teilen.

-- Olaf

ZITAt (01af @ 2007-11-13, 12:14) Ja, das würde man -- wenn man das Bayer-Filter ganz wegließe. So eine Kamera hat's bereits gegeben (von Kodak), und sie ist mangels Käuferinteresse schon lange wieder ausgestorben. Eine solche Kamera kann dann natürlich nur S/W-Bilder aufnehmen, keine Farbbilder.[/quote]Nur als kleine Ergänzung: Man kann schon mit ihr Farbbilder aufnehmen, aber eben nicht im "single shot"-Verfahren. Man müsste drei Aufnahmen mit jeweils einem anderen Farbfilter machen. So wurden auch in grauer Vorzeit die ersten Farbfotografien angefertigt, mit hölzernen Plattenkameras und drei Farbfiltern. Umständlich, aber funktioniert. Ist mir nur gerade so eingefallen...

ZITAt (Dennis @ 13. 11. 2007, 14.43 h) ZITATEine solche Kamera kann dann natürlich nur S/W-Bilder aufnehmen, keine Farbbilder.[/quote]Nur als kleine Ergänzung: Man kann schon mit ihr Farbbilder aufnehmen, aber eben nicht im "single shot"-Verfahren. Man müsste drei Aufnahmen mit jeweils einem anderen Farbfilter machen.[/quote]
Ja klar ... und so kommen wir vom hundertsten zum tausendsten. Auf diese Weise könntest du natürlich auch mit Agfapan 100, Ilford Pan F oder Kodak Tri-X Farbfotos machen ...

-- Olaf