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Betreff: "Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nic..." Vorheriges Thema | Nächstes Thema
MaRiJonas Moderator Awarded for his wide variety of skills, a true generalist both in film and digital photography.  Nikonian since 11th Mar 2010Sat 04-Jun-11 03:39 PM
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"Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"


Kaufbeuren, DE
          

Hallo,

ich habe in letzter Zeit interessante Sachen herausgefunden:

Stellt Euch Mal so ein Sensorpixel vor, das 12 bit Dynamikumfang aufweist, dann kommt im dunkelsten Fall ein Photon an und im hellsten 4096. Wenn ich mir vorstelle, dass diese Anzahl durch eine Spannung representiert wird und dann deren Größe binär festgehalten wird, wird mir ganz schwindelig, wegen der hohen Genauigkeit.

Denn in der hellsten Blendenstufe stehen 2048 unterschiedliche Helligkeitstöne zu Verfügung. So genau wird nicht Mal die Größe der Pixel untereinander, oder die Beschichtung des Sensors sein. Je Blendenstufe sinkt aber das Auflösungsvermögen um den Faktor 2, so dass am Ende nur noch 1 oder 2 "Photonen" eine ganze Blendenstufe ausmachen.

Dass also im unteren Bereich jegliche Information wichtig ist, auch wenn diese durch das Signalrauschen sehr beeinträchtigt ist, ist offensichtlich. Im oberen Bereich hingegen kann meiner Meinung, getrost auf diese exorbitante Auflösung verzichtet werden.

Desweiteren ist die Farbinformation sowieso eingeschränkt, sobald eine Farbe oben "anschlägt" (Clipping). Das sieht man oft in den Himmelstönen, wenn diese nach dem abdunkeln ganz türkis sind. Capture NX holt diese Bereiche übrigens meist als Grautöne zurück. Die Highlights "ausgefressene Lichter" kann man sich ja am Camera Monitor anzeigen lassen und in View NX sieht man sogar, welcher Kanal wo übergelaufen ist.

Nikon hat aus diesem Grund bereits in der D70 ein komprimiertes NEF-Format eingeführt, das "verlustbehaftet" ist. Die 4096 Helligkeitswerte werden auf 683 zusammengeschrumpft wobei der untere Bereich in der Auflösung erhalten bleibt. Dadurch schrumpft die Dateigröße bereits um 20%. Einen ausführlichen Beitrag über das komprimierte NEF der D70 mit Formel und Kurven habe ich hier gefunden:

http://majid.info/blog/is-the-nikon-d70-nef-raw-format-truly-lossless/

Die Formel ist im NEF hinterlegt und kann somit von Nikon je nach NEF-Version angepasst werden. Ob dies bei den folgenden Kameramodellen gemacht wurde, weiß ich nicht.

Ich habe die Kurve Mal auf 256 Werte normiert:



Das komprimierte NEF bietet durchschnittlich über den ganzen Bereich eine etwa doppelte Auflösung als die 8-bit Auflösung der entsprechenden Sensorkurve. Im mittleren Bereich, wo die Kurve einen Knick hat, ist der Verbesserungsfaktor nur 1,5 groß. Evtl. wurde dieser aber mittlerweile beseitigt.

Schön zu sehen ist auch die lineare Umwandlung im unteren Bereich, wo die Sensorkurve, das komprimierte NEF-Format und die Lichtmenge sich decken.

Den Nikon-Kameras zu der Zeit, sagte man einen steilen Anstieg in den Höhen nach, sprich wenig Spielraum bei Überbelichtung. Meine Begründung hierfür ist, dass ein Shift in die Höhen um eine Blende, die Tiefen und die gesamte Auflösungsgenauigkeit gleich um Faktor 2 schrumpfen würde oder man müsste 13 statt 12 bit erfassen.

Die Kurve der Lichtmenge ist um 4 Blendenwerte verschoben, was mit Faktor 8 dann zu den 4096 Stufen der 12 bit Kodierung führt.


In diesem Zusammenhang habe ich auch einen Test über die 12 und 14 bit NEFs einer D300 gefunden:

http://www.nx101.com/12vs14.html

Zum einen interessant, weil meiner Meinung nach, beim 12-bit File, die Reihen und Zeilen des Sensors sichtbar werden und vermutlich bei den unteren Belichtungsstufen ein "active D-Lighting" eingesetzt wurde, da der Dynamikumfang im Histogramm geschrumpft ist.

Bei 12 Blendenstufen Belichtungsumfang, die der D300 laut www.dxomark.com bestätigt werden, sind die 12 bit definitiv zu wenig, um noch detaillierte Schatten aus dem einem bit zu holen.

Mein Fazit:

Wer das NEF nutzt, um nachträglich eine Belichtungskorrektur um maximal eine Blende nach oben, den Vorteil des nachträglichen Weißabgleichs, oder die Gradationskurve leicht anpassen will, der ist mit dem komprimierten 12-bit NEF-File bestens gerüstet.

Wer aus den dunklen Tiefen alles herausholen will, sollte 14-bit verwenden und kann ohne Probleme auch das komprimierte NEF-Format. Auch wer in den Mitten und Höhen starke Veränderungen vornehmen will (größer Faktor 2) sollte 14-bit verwenden.

Für ein unkomprimiertes 14 bit Format kann ich mir höchstens eine ungewöhnliche Anwendungen vorstellen: Die Mitten um Faktor 4 oder mehr aufweiten, um ein "flaues" Bild ohne sichtbare Abstufungen zu erhalten.

Meine Ausführungen beziehen sich nicht auf das verlustfreie Komprimieren, denn da werden nur identische Bereiche zusammengefasst um Speicherplatz zu sparen.

Next Generation?! Das technische Potential aus einem herkömmlichen Layer ist, denke ich, langsam erschöpft. Wenn den Sensoren, wie auch immer, Mal eine zweite Lichtempfindlicher Schicht unter gelagert werden sollte, oder größere und kleinere Pixel auf einer Ebene integriert werden, dann wird sich der Dynamikumfang noch Mal kräftig erweitern lassen. Aber ob man das wirklich brauchen wird? Die Negativfilme verdanken den hohen Dynamikumfang auch dem mehrschichtigen Aufbau.

Vielen Dank für Euer Studium






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Subject Author Message Date ID
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
Asgard Administrator
04th Jun 2011
1
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
MaRiJonas Moderator
04th Jun 2011
6
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
gucky Silbermitglied
04th Jun 2011
2
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
Asgard Administrator
04th Jun 2011
3
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
MaRiJonas Moderator
04th Jun 2011
4
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
Asgard Administrator
04th Jun 2011
5
     Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
gucky Silbermitglied
04th Jun 2011
7
          Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
Asgard Administrator
04th Jun 2011
8
               Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
gucky Silbermitglied
05th Jun 2011
9
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
kirfs Silbermitglied
05th Jun 2011
10
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
MaRiJonas Moderator
08th Jun 2011
11

Asgard Administrator He is your Chief Guardian Angel at the Helpdesk and knows a lot about a lot  Nikonian since 07th Apr 2004Sat 04-Jun-11 04:20 PM
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#1. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 0


East Frisia, DE
          

Danke dir Richard für deine aufwendige Arbeit.

Ich bleibe bei meinem 14 Bit Unkomprimiert

Sonst könnte ich ja auch MP3 hören.

Gerold - Nikonian in East Frisia
Eala Freya Fresena

  

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MaRiJonas Moderator Awarded for his wide variety of skills, a true generalist both in film and digital photography.  Nikonian since 11th Mar 2010Sat 04-Jun-11 08:26 PM
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#6. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 1


Kaufbeuren, DE
          

>Ich bleibe bei meinem 14 Bit Unkomprimiert

Klar, das ist natürlich das Beste.

>Sonst könnte ich ja auch MP3 hören.

MP3 würde ich lieber mit jpg vergleichen.

Beim NEF komprimiert ist das bei weitem nicht so extrem.

Auf jeden Fall lieber 14-bit komprimiert als 12-bit unkomprimiert.

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gucky Silbermitglied  Nikonian since 23rd Sep 2010Sat 04-Jun-11 07:21 PM
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#2. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 0


Werl, DE
          

Halo Richard

Du schreibst nicht zufällig an einer Doktorarbeit?

Ich bin beeindruckt!

Eine Frage liegt mir im Momment auf der Seele, wie groß ist der Unterschied der Sensoren von D300 und D300S und des Bildprozessors?

Also wie ist der qualitäts Sprung?

--
cu Burkhard



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Asgard Administrator He is your Chief Guardian Angel at the Helpdesk and knows a lot about a lot  Nikonian since 07th Apr 2004Sat 04-Jun-11 07:41 PM
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#3. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 2


East Frisia, DE
          

Einen Vergleich kannst du hier anstellen:

http://www.dxomark.com/index.php/eng/Camera-Sensor/Compare

Gerold - Nikonian in East Frisia
Eala Freya Fresena

  

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#4. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 3


Kaufbeuren, DE
          

Genau, da habe ich auch gerade nachgeschaut.
Der Unterschied ist nicht groß, meint auch www.dpreview.com im Fazit zur 300s beim Review.

Gruß

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Asgard Administrator He is your Chief Guardian Angel at the Helpdesk and knows a lot about a lot  Nikonian since 07th Apr 2004Sat 04-Jun-11 08:04 PM
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#5. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 2


East Frisia, DE
          

Wenn ein Upgrade anstehen sollte, dann die D300S

Ein paar Verbesserungen sind schon da.

Von der D300 auf die D300S zu wechseln lohnt sich allerdings nicht.

Gerold - Nikonian in East Frisia
Eala Freya Fresena

  

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gucky Silbermitglied  Nikonian since 23rd Sep 2010Sat 04-Jun-11 08:26 PM
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#7. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 5
Sun 05-Jun-11 07:11 AM von gucky

Werl, DE
          

Hallo Gerold

>Wenn ein Upgrade anstehen sollte, dann die D300S
>
>Ein paar Verbesserungen sind schon da.
>
>Von der D300 auf die D300S zu wechseln lohnt sich allerdings
>nicht.
>
>

Ne, wenn dann von der D70 zur D300S

Die D7000 spielt zwar auch noch mit, aber die D300S hat mir einfach nicht so viel Spielereien.

Man, ist das ein gemeines Spiel

--
cu Burkhard



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#8. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 7


East Frisia, DE
          

Yep, wobei fast sagen könnte, die D7000 ist besser, zumindest im High-Iso Bereich.

Aber vom Anfassgefühl klar die D300S.

Gerold - Nikonian in East Frisia
Eala Freya Fresena

  

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gucky Silbermitglied  Nikonian since 23rd Sep 2010Sun 05-Jun-11 07:19 AM
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#9. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 8


Werl, DE
          

Moin Gerold

>Yep, wobei fast sagen könnte, die D7000 ist besser, zumindest
>im High-Iso Bereich.

Du meinst diese Zusatzoptionen H1 u. H2?
Ich weiß nicht so recht was ich davon halten soll.
>
>Aber vom Anfassgefühl klar die D300S.
>
>
Ist auch mein Gefühlsfavorit.

--
cu Burkhard



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kirfs Silbermitglied  Nikonian since 27th May 2009Sun 05-Jun-11 07:26 PM
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#10. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 0


Berg, DE
          

Hallo Richard,
toller Beitrag, danke dafür

Herzlichen Gruß
Franz


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#11. "RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?"
Als Antwort auf Antwort # 0
Thu 09-Jun-11 05:42 AM von MaRiJonas

Kaufbeuren, DE
          

Hallo,

jetzt will ich doch noch einen kleinen Nachtrag liefern:

Also die Kurve für sRGB ist die Kurve, die zum Ansteuern der Monitore entwickelt wurde.
Der Gammawert der Kurve verändert sich von 1 bis etwa 2,4. Die Kurve findet Ihr hier:

http://en.wikipedia.org/wiki/SRGB

Bei der 8-bit Monitorkurve ist bei 10 Blendenstufen Schluss (Kontrast 1:1000).

Die Gammakurve des Adobe RGB-Farbraums ist stets 2,2 und entspricht der anderen eingezeichneten Kurve. Diese kann in den dunklen Partien besser auflösen und ist in den Schatten etwas heller.

Den Gradationsverlauf legt Eure Kamera fest, bzw. Ihr durch die Wahl der Bildoptimierung, "neutral", "standard", "Landschaft", etc. fest.

Wenn Ihr RAW fotografiert übernimmt View NX oder Capture NX diese Gradationskurve.

Wie gut das funktioniert könnt Ihr hier sehen: 3 Bracketingbilder anschließend mit der Belichtungskorrektur in Capture NX wieder angeglichen:



Andere RAW-Konverter legen Ihre eigene Gradationskurve auf die RAW-Daten.

Gruß

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