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Bildbearbeitung, Fototechnik und Tipps Fragen rund um die Bildbearbeitung, Fototechnik und Tipps.

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  #1  
Alt 26.11.07, 11:09
André
Gast
 
Beiträge: n/a
Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Ich habe mal eine (vermutlich total doof anmutende^^) Frage.
Und zwar habe ich gerade beim durchgucken meiner frühmorgendlich geschossenen Fotos bemerkt, dass die Bilder mit großer Blende (F3,7) weit weniger rauschen, als die mit kleiner Blende (F11).
Ich vermute, dass das daran liegt, dass ich mit kleiner Blende länger belichtet habe (1/125sec statt 1/500sec bei F3,7), damit die Helligkeit ok ist.
Aber man sieht schon einen ziemlich eklatanten Unterschied (bei ISO100), der ja bei der immer noch kurzen Belichtungszeit eigentlich so nicht sein sollte, oder?

Hm ja, mich würde jetzt interessieren, ob die Wahl der Blende Einfluss auf das Rauschverhalten hat?


[size=small]Die Bilder, die ich meine (schadet ja vllt nicht):
F3,7:

F11:
[/size]
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  #2  
Alt 26.11.07, 12:27
Benutzerbild von WolfgangF
WolfgangF WolfgangF ist offline
 
Registriert seit: 27.06.07
Ort: Ludwigsburg (BW)
Beiträge: 4.989
RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Zitat:
Zitat von André
Hm ja, mich würde jetzt interessieren, ob die Wahl der Blende Einfluss auf das Rauschverhalten hat?
Ich glaube logischerweise "Ja"

Bildrauschen entsteht, unter anderem, durch die Erwärmung des Sensors. Blende klein > längere Belichtungszeit > längerer aktiver Sensor > stärkeres Rauschen.
Erscheint mir logisch.
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  #3  
Alt 26.11.07, 12:31
André
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Beiträge: n/a
RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Ja, das würde ich ja verstehen, wenn es um sekundenlange Belichtung ginge... Aber bei 1/125sec im Gegensatz zu 1/500 rauscht das dann schon so sehr mehr?
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  #4  
Alt 26.11.07, 13:17
Benutzerbild von fred-art
fred-art fred-art ist offline
Administrator
 
Registriert seit: 28.06.07
Ort: 82275 Emmering
Alter: 57
Beiträge: 3.777
RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Hallo André,

mein bescheidenes Wissen dazu:

'Rauschen' wird bei der digitalen Fotografie in mehrere Bereiche eingeteilt.
Da gibt es ertmal das 'Dunkelrauschen'. Auch wenn kein Licht auf den Bildsensor trifft, so werden die einzelenen Pixel des Sensors doch mit Strom versorgt und da diese gewissen Fertigungstoleranzen unterworfen sind, bilden sie auch leichte Helligkeitsunterschiede ab, obwohl eigentlich alles schwarz ist.
Dann kommt das 'Ausleserauschen'. Wenn die Bildinformation aus dem Sensor geholt wird, wird diese verstärkt. Und weil der Verstärker nicht unterscheiden kann, was gewollt ist und was nicht, wird natürlich auch das Dunkelrauschen verstärkt.
Das 'Photonenrauschen' ist bei den Spiegelreflexkamerras kaum messbar, wohl aber bei den meisten Kompakten und bei einigen Hybrid-Kameras, warum dazu später mehr. An sich einfach zu erklären: Wenn zwei Bildsensoren nebeneinanderliegen, dann kann es sein, dass der eine mehr Photonen abbekommt als der Andere und somit einen helleren Lichtwert speichert.
Schlußendlich kommt dann noch das Quantisierungsrauschen dazu (mein Spezialgebiet, meine Diplomarbeit behandelt die suzzesive Approximation ) Das Quantisierungsrauschen entsteht, wenn der analoge Lichtwert in eine digitale Form gebracht wird. Während man die Kennlinie des analogen Signals wie eine diagonale, gerade Line aussieht, hat die digitale Kennlinie eher die Form einer Treppe. Zwischenwerte müssen Auf- oder abgerundet werden, und das führt zu sichtbaren 'Pixelfehlern' was wir als Rauschen bezeichnen.

So, jetzt hab ich endlich mal wieder mein Schulwissen jemandem auf's Auge gedrückt

Wie wirkt sich das Ganze jetzt auf das Bild aus und warum?

Meiner Meinung nach der wichtigste Punkt ist die Packungsdichte. Ein Vollformatsensor hat 24x36mm Sensorfläche, eine Kompaktkamera hat z.B. eine Fläche von 9x14mm. Beide Sensoren haben als Beispiel 10Megapixel, also 10 Millionen Pixel.
Beim kleinen Sensor ist die Packungsdichte weitaus höher, die einzelnen Fotozellen stehen sehr viel enger beieinander.
Der zweite wichtige Punkt ist die Temperatur. Je höher die Temperatur des Sensors, desdo höher wird auch das Rauschen.

Beide Faktoren spielen hier zusammen, sie addieren sich nicht nur, sie multipizieren sich sogar.
Die Fotozellen, aus denen der Bildsensor aufgebaut ist, bestehen aus Halbleitern. Halbleiter haben die negative EIgenschaft, dass sich deren Verhalten unter Einfluß der Temperatur verändert. NTC's z.B., also Heißleiter, werden immer leitfähiger, je wärmer sie werden. Je dichter diese beieinander stehen, umso mehr wirkt sich die Erwärmung eines dieser Fotozellen auf seine Nachbarn aus, der gesamte Chip wird schneller aufgeheizt und somit erhöht sich das Rauschen extrem. Da die meisten Kompakten Fotosensoren mit hoher Packungsdichte haben, merkt man das da besonders.

Kommen wir zur Belichtungszeit: Je länger die Belichtungszeit, um so länger fließt auch Strom durch den Bildsensor. Um so mehr Strom durchfließt, umso mehr erwärmen sich die Fotozellen, folglich nimmt das Rauschen mit der Belichtungszeit zu.

Der ISO-Wert: Was passiert bei der Digitalkamera, wenn wir den ISO-Wert erhöhen? Es wird nichts anderes gemacht, als dass der oben angesprochene Verstärker (Stichwort Ausleserauschen) höher angesteuert wird, also mehr Strom bekommt, damit er das Signal vom Sensor mehr verstärkt. Mehr Strom für mehr Leistung - ihr wisst schon: Höhere Temperatur = höheres Rauschen.

Die Blende: Die Einstellung der Blende hat primär keine Auswirkungen auf das Rauschen des Bildsensors.

Fazit: In Deinem Bild, was einen sehr hohen Schwarzanteil aufweist kommen eigentlich alle hier beschriebenen Möglichkeiten des Rauschens ins Spiel, von daher hilft wohl nur eine Möglichst kurze Belichtungszeit und die Kamera vorher in den Kühlschrank zu legen, um das Rauschen zu minimieren. Oder aber tiief in die Tasche greifen und eine Kamera mit Vollformat-Sensor kaufen.

Wer sich wirklich bis hierher durchgelesen hat, der muß fast so verrückt sein wie ich


Fred
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  #5  
Alt 26.11.07, 13:29
***
Gast
 
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RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Zitat:
Zitat von fred-art
...
Wer sich wirklich bis hierher durchgelesen hat, der muß fast so verrückt sein wie ich
Fred
Danke für das Kompliment.
Sehr anschaulich erklärt.

Wäre schade, wenn der Beitrag verloren ginge.
Wie wär's das als Tipp "Ursachen des Rauschens" zu konservieren?
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  #6  
Alt 26.11.07, 13:46
André
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RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Ich hab's mir auch durchgelesen^^. Sehr interessant, auch, wenn nicht alles neu war. Danke für deine ausführlichen Erklärungen .

Es waren draußen 2 oder 3°C, also das mit dem Kühlschrank passt irgendwie schon ^^. Und da die kamera vorher im "Warmen" lag, hätte es bei den Fotos, die eher geschossen wurden, ja eigentlich mehr rauschen müssen, oder?
Und das Dunkelrauschen: Es rauscht ja der Mond, und nicht die dunkle Umgebung .
ISo-Werte waren bei beiden Bildern gleich, daran kann's also auch nicht liegen.
Bliebe ja nur die Belichtungszeit... Aber bei so'n Rauschen wie beim Mond hab ich eigentlich nicht mal, wenn ich Nachtaufnahmen mit mehreren Sekunden Belichtung mache.
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  #7  
Alt 26.11.07, 14:05
Dana
Gast
 
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RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Auch ich habs mir durchgelesen.

Somit ist es doch eine größere Anzahl von Verrückten.

***s Idee ist gut.
Wir haben doch auf der Homepage so eine Tipp-Unterpage.
Kann man es da nicht unterbringen?
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  #8  
Alt 26.11.07, 14:42
Benutzerbild von fred-art
fred-art fred-art ist offline
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Registriert seit: 28.06.07
Ort: 82275 Emmering
Alter: 57
Beiträge: 3.777
RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Servus André,

ich weiß ja nicht, welche Kamera Du verwendest und wie groß deren Bildsensor im Verhältnis zur Pixelanzahl ist.
Aber grundsätzlich hilft die Außentemperatur nicht automatisch, das Rauschen zu minimieren. Der Tipp mit dem Kühlschrank ist also durchaus ernst gemeint. Es brauch schon seine Zeit, bis die Kälte bis zum Sensor durchdringt.

Wenn Du das gleiche Bild mit einer analogen Kamera gemacht hättest, dann würdest Du feststellen, dass dieses Rauschen nicht vorhanden ist. Liegt einfach am Aufbau der Filmemulsion, die Streulicht weit mehr eliminiert als der Bildsensor der Digitalen.
Das Problem, Deiner Digitalen ist der hohe Kontrast zwischen dem überwiegend schwarzem Himmel und dem hellen Licht des Modes. Da hat meine 20D auch große Schwächen im Vergleich mit meinen analogen EOS-Modellen.
Nun wäre es einfach, wenn der Mond eine einfarbige Scheibe wäre, Du würdest dann nur Rauschen am Rand der Scheibe feststellen. Der Mond hat aber Struktur, und die hat für den digitalen Sensor zu wenig Kontrast. Die Kamera möchte diese Struktur jedoch aufnehmen und reißt in diesen Bereichen den Verstärker voll auf, und das führt zu dem Rauschen.
So zumindest würde ich mir Dein Phänomen erklären. Ist lediglich meine persönliche Schlußfolgerung, nichts, was ich irgendwo mal gelesen oder gelernt hätte.

Kannst Du mit Deiner Kamera im RAW-Modus fotografieren? Das wäre mal ein Versuch wert.
Das ganze Rauschgedöns von oben ist zwar unabhängig vom Bildformat, das RAW ist aber ein 1zu1-Abbild Deines Sensors, während das jpg-Format in Deiner Kamera schon berechnet und gepackt wird. Dabei wird die Qualität zwangsläufig schon in der Kamera schlechter.

@*** und Dana: Wenn mein Geschreibsel brauchbare Informationen enthält, dann dürfen diese natürlich in jeder Form genutzt und weiterverwendet werden

Fred
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  #9  
Alt 26.11.07, 16:50
Benutzerbild von Uwe Hennig
Uwe Hennig Uwe Hennig ist offline
 
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RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

vielen Dank, für die Ausführungen! Sehr hilfreich, sollte wirklich abgespeichert werden.
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  #10  
Alt 26.11.07, 18:01
***
Gast
 
Beiträge: n/a
RE: Höheres Rauschen bei kleiner Blende?

Zitat:
Zitat von fred-art
@*** und Dana: Wenn mein Geschreibsel brauchbare Informationen enthält, dann dürfen diese natürlich in jeder Form genutzt und weiterverwendet werden
Fred

Man hätte noch einen kleinen Abstecher in die Quantenmechanik und
Betrachtung des Wellen- und Teilchencharakters der Lichtquanten
machen können und kurz auf ihr Aufschlagen mit Lichtgeschwindigkeit
auf die Sensorberfläche verbunden mit den damit einhergehenden
Wechselwirkungen machen können. Aber für's Fußvolk ist das so wie
geschrieben sicherlich ausreichend.

Ich denke, Micha sollte es in die Tipps integrieren, was du geschrieben hast.
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