nikonians

Als Nikon-Liebhaber und -Fans sind wir dennoch eigenständig und stehen in keiner Verbindung zur Nikon Corporation


Registrieren Login
Home Foren Artikel Galerien News Fotokurse Shop Empfohlene
Mitglieder
Alle Mitglieder Wiki Wettbewerbe Vouchers Apps Newsletter THE NIKONIAN™ Magazine Podcasts Fundraising

Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder nicht?

MaRiJonas

Kaufbeuren, DE
3198 Beiträge

Eine eMail an diesen User senden Eine private Mitteilung an diesen User senden
MaRiJonas Moderator Awarded for his wide variety of skills, a true generalist both in film and digital photography. Nikonian seit 11th Mar 2010
Sat 04-Jun-11 03:39 PM

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:

Klicken Sie auf das Bild um es in voller Größe zu eröffnen


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







Anhang #1, (jpg file)

Zu meiner Fotogalerie
Zu der aktuellen Kugelpanorama Homepage
Zu den Kugelpanoramen

Subject
ID
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
1
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
6
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
2
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
3
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
4
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
5
     Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
7
          Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
8
               Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
9
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
10
Reply message RE: Teil 2: Die Höhen und Tiefen - NEF komprimiert oder...
11

G