Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : 12Bit via 14Bit auf dpreview
Hier
http://forums.dpreview.com/forums/read.asp?forum=1021&message=30240912
ist seit kurzem eine Diskussion im Gange.
Auch mir ist es nie gelungen aus den Bits 13 und 14 von Nikon und Canon
unter knappen Lichtbedingungen irgend ein sinnvolle Bildinformation zu
bekommen.
Man kann das relativ simpel nachweisen, indem man vom 14 Bit Bild das
hochskalierte 12 Bit Bild abzieht. Da bleibt reines statistisches Rauschen
übrig!
Sony, solange das Sensortechnisch nicht sinnvoll ist bin ich froh, dass
ihr uns die unnötigen 2 Bit erspaart, und nicht aus reinen Marketing-Gründen
auch auf den 14 Bit Zug mit aufspringt
Grüße Hans.
BodenseeTroll
06.12.2008, 21:49
Man kann das relativ simpel nachweisen, indem man vom 14 Bit Bild das
hochskalierte 12 Bit Bild abzieht. Da bleibt reines statistisches Rauschen
übrig!
Verstehe ich das richtig? 14bit RAW - 12Bit RAW * 4? Glaube ich sofort. Vermutlich wird es irgendeine Situation geben, in der die zusätzlichen Bits in den Schatten irgendwas bewirken. Oder man glaubt, dass sie irgendwas bewirken, weil sie teuer waren...
Die bei dpreview verlinkte Arbeit war das Beste, was ich seit langem gelesen habe.
Grüsse vom Bodensee,
Michael
Blackmike
06.12.2008, 22:00
Wahrscheinlich hatten dann die Ingenieure von Leaf oder PhaseOne Langeweile, wenn die ihre digibacks mit 16 Bit Sample auslesen....
Schmiddi
06.12.2008, 22:15
Warum Langeweile? Wenn von den 16 Bits die letzten 2 "unbrauchbar" sein sollten - dann bleiben verwertbare 14 Bit über. Womit man 14 Blenden im Bild hätte... Definitiv mehr wie die sonst üblichen 12,x :D
Viele Grüße,
Andreas
Wahrscheinlich hatten dann die Ingenieure von Leaf oder PhaseOne Langeweile, wenn die ihre digibacks mit 16 Bit Sample auslesen....
CCD Sensoren sind bei niedrigen ISO nativ zunächst mal rauschärmer als
CMOS Sensoren, also kann das in diesem Zusammenhang durchaus Sinn machen,
wenn auch 16 Bit ebenso hier mehr als oversized erscheinen. Da hätten vermutlich
die 14 Bit gereicht ;-)
Besonders wichtig fand ich auch die Erkenntnis, dass es bei Benutzung von RAW
gar keinen Sinn macht z.B. bei den Nikons mit 12800 oder 25600 überhaupt zu
arbeiten, da der einzige Effekt ein highlight Clipping wäre.
Genauso ist es bei den Canons mit den erweiterten Modi also z.B. macht es
an der C40D gar keinen Sinn ISO3200 zu benutzen!
Da werden nur noch die aus dem Sensor identisch ISO 1600 ausgelesenen
Daten unter Verlust der hohen Tonwerte (Dynamikverlust) umskaliert.
Grüße Hans
Giovanni
07.12.2008, 00:13
CCD Sensoren sind bei niedrigen ISO nativ zunächst mal rauschärmer als
CMOS Sensoren, also kann das in diesem Zusammenhang durchaus Sinn machen,
wenn auch 16 Bit ebenso hier mehr als oversized erscheinen. Da hätten vermutlich
die 14 Bit gereicht ;-)
Grüße Hans
Das ist ja kein großer Kostenfaktor. Es erscheint mir vernünftig, direkt auf 16 Bit zu gehen, wenn 8 Bit zu wenig sind - jedenfalls bei MF-Digibacks.
Bei DSLRs werden die Hersteller kalkuliert haben, was wirklich Sinn macht - bis jemand auf die Idee kam, aus 2 Bits mehr ein Marketing-Argument zu machen. Obwohl es 12 Bit tun: Bei einer Neuentwicklung denke ich schon, dass 14 Bit sinnvoll sind.
Meint
Johannes
Blackmike
07.12.2008, 10:34
CCD Sensoren sind bei niedrigen ISO nativ zunächst mal rauschärmer als
CMOS Sensoren, also kann das in diesem Zusammenhang durchaus Sinn machen,
wenn auch 16 Bit ebenso hier mehr als oversized erscheinen. Da hätten vermutlich
die 14 Bit gereicht ;-)
Besonders wichtig fand ich auch die Erkenntnis, dass es bei Benutzung von RAW
gar keinen Sinn macht z.B. bei den Nikons mit 12800 oder 25600 überhaupt zu
arbeiten, da der einzige Effekt ein highlight Clipping wäre.
Genauso ist es bei den Canons mit den erweiterten Modi also z.B. macht es
an der C40D gar keinen Sinn ISO3200 zu benutzen!
Da werden nur noch die aus dem Sensor identisch ISO 1600 ausgelesenen
Daten unter Verlust der hohen Tonwerte (Dynamikverlust) umskaliert.
Grüße Hans
Ganz so trivial, wie du es beschreibst ist es in Natura nunmal dummerweise nicht.
Eine Alpha bei iso3200 liest mir auch nur noch pixelmatch aus,- und das bei 12 bits.
Als Grundlage sollte zuerstmal der Begriff der Full well capaticy Bekannt sein,- der Kapazität an Elektronen, die eine Sensorzelle maximal aufnehmen kann. Bei dem als Substrat verwendeten Siliziums ist dies eine ziemlich feste Größe von x Elektronen pro µmm².
Hier ein bischen Background, wohl zur Canon 5d:
Quelle 1 (http://www.brisk.org.uk/photog/5dsnriso100.html)
Quelle 2 (http://www.brisk.org.uk/photog/5dgainiso100.html)
Blöderweise ist die theroretische Pixelgröße leider nicht die reale Pixelgröße,- da da auch noch die Isolierschicht zwischen 2 benachbarten Pixeln und die Leiterbahnen zum Auslesen der Sensorzelle sowie bei Canon zumindest noch der zellenverstärker mit zur effektiven Pixelgröße zählen.
Heißt also, je kleiner der Pixelpitch, desto kleiner die Sensorzelle und desto kleiner die Full well capacity. das prinzip macht sich auch Fuji mit seinem Super-CCD zu Nutze, wo es die größeren Zellen gibt, die dann halt nicht so schnell "überlaufen"
Hinzu kommt dann auch noch der Signal-Rauschabstand, die Auslegung der für das Wandlen benötigten Sample & Hold Schaltung sowie das Quantisierungsrauschen des AD-Wandlers...
Das was aus dem Sensor ausgelesen wird, ist auf jeden Fall an quantisiertes Signal,- die kleineste Einheit ist theoretisch ein Elektron. ein halbes oder ein viertel gibts nicht.
Hat eine Zelle maximal 32767 Elektronen, kann ich die mit 15 bit auslesen (+/-1 Digit bei optimaler Auslegung der S&H und des Wandlers.
Ist meine Zelle wesentlich kleiner,- macht genaueres Auslesen wenig Sinn.
12 zu 14 bits macht bei ISO 3200 wie du es schreibst, wenig Sinn, da dabei, wie du korrekterweise schreibst, wenig Elektronen mit einem hohen verstärkungsfaktor gezählt werden.
Bin ich allerdings bei der ISO bei bei der nativen Auslegung der Chips mit minimalem äußeren Verstäkungsfaktor, bringen die 14 bit zu den 12 bit ein leichtes Plus in der Dynamik und in der Genauigkeit der Farbumsetzung. (Natürlich in einem "Normalen, unkritischen Bild nicht zu merken, bei kritischen Bildern oder wenn eine Intensive Nachbearbeitung geplant ist, merke ich den Unterschied zwischen dem 12 bit RAW einer 5d und dem 14bit RAW einer MKIII),
Die Wahrheit liegt hier wie immer in der Werbung irgendwo dazwischen, ein genereller Vorteil sind die 14 Bits nicht, weil den Vorteil braucht man definitiv nicht immer,- nur wenn man ihn braucht, (und das Bild entsprechend mit niedrigen ISO´s aufgenommen wurde) hat man ihn.
Black
BodenseeTroll
07.12.2008, 12:52
Mich wundert, dass die Kamerahersteller nicht mehr Möglichkeiten zur Einstellung bieten.
Zitat:
Reading out the sensor more slowly allows it to be read more accurately, and so there may indeed by a perceptible improvement in D300 14-bit files over D300 12-bit files (specifically, less read noise, including pattern noise).
Zitat Ende.
Warum also nicht in der Firmware die Möglichkeit schaffen, das Ausleseverhalten zu beeinflussen und vielleicht auch die Art der ersten Rauschunterdrückung? Wir hätten noch mehr zum Spielen und die Hersteller ein weiteres Marketingargument. "Unser 12-bit-slow-readout" ist besser als eine 14-bit Kamera!"
guenter_w
07.12.2008, 14:52
Noch'n Schlachtfeld für Foren...
Wenn ich noch Auto fahren muss, ist beim zweiten Bit eh schon Schluss - was wäre da erst mit 12 oder 14 los!:top:
Giovanni
07.12.2008, 15:06
Mich wundert, dass die Kamerahersteller nicht mehr Möglichkeiten zur Einstellung bieten.
Zitat:
Reading out the sensor more slowly allows it to be read more accurately, and so there may indeed by a perceptible improvement in D300 14-bit files over D300 12-bit files (specifically, less read noise, including pattern noise).
Zitat Ende.
Es ist bei der D300 wohl so, dass im 12-bit-Modus die internen Wandler des Sensors benutzt werden - das ist die Betriebsart, in der dieser Sensor in der Alpha 700 immer läuft. Das geht schnell.
Der 14-Bit-Modus ist eine Zusatzfunktion, bei der der interne Wandler übergangen wird, und die A/D-Wandlung extern in einem von Nikon hinzugefügten Wandler passiert. Das geht nicht so schnell.
Die Qualität im 14-bit-Modus ist bei der D300 nicht deshalb etwas besser, weil dieser langsamer ist (das hat wohl hier nur mit der Zahl der parallel verarbeitbaren Kanäle zu tun), sondern weil dabei ein anderer Wandler verwendet wird.
Die Nikon D300 ist so gesehen ein schaltungstechnischer Sonderfall. Sicher kein Muster für die Zukunft, sondern eine Notlösung, damit Nikon dieses Alleinstellungsmerkmal mit diesem Sensor überhaupt zusammenbekommen hat.
Eine hardwareseitige Umschaltung der Bittiefe ist normalerweise Unsinn. Es wird hier nur gemacht, weil der 14-bit-Modus in dieser speziellen Konstruktion keine hohen Serienbildgeschwindigkeiten erlaubt.
Das ist meine Einschätzung. Wenn es jemand genauer weiß: Gerne.
Gruß
Johannes
Eine Alpha bei iso3200 liest mir auch nur noch pixelmatch aus,- und das bei 12 bits.
Ja, genau wie die Canon/Nikon auch, aber bei 14 Bit! Der Witz ist ja gerade,
dass die Leute dachten bei hohen ISO davon zu profitieren, was mit nichten
der Fall ist.
Denn so liest die Canon/Nikon die paar Elektronen mit 14 Bit aus,
während die Alpha dies mit 12 Bit tut.
Aber Black wenn es dir schon gelungen ist in irgend einem Bild bei ISO 3200
einen Unterschied zwischen 14 und 12Bit nachzuweisen wäre ich dir sehr
dankbar hier einfach mal ein RAW zu posten, das würde ich mir wirklich gerne
mal ansehen, mit meiner 40D krieg ich das einfach nicht hin.
Grüße
Vielleicht war dies ja schon vorher klar oder geschrieben, trotzdem. Mein Verständnis 12bit/14bit ist so, daß (und auch nur bei RAW-Format) die verfügbare Helligkeit statt in 4096 (=12bit) Stufen nun in 16384 (=14bit) Stufen unterteilt wird. Deshalb kann man bei RAW-Bildern (und nur hier) feinere Abstufungen der Helligkeit finden. Sehen kann man dies übrigens nur, wenn auch der verwendete Monitor diese Helligkeitstufen differenziert wiedergeben kann. Und mit mehr oder weniger Rauschen und den ISO-Werten hat es gar nichts zu tun.
Blackmike
07.12.2008, 18:07
Mein Vorposter hat den Zusammenhang da schon um einiges richtiger Wiedergegeben...
Das RAW biete etwas mehr an Reserven,- wenn an sie nicht braucht, (was meist der Fall ist), gut,- wenn man sie mal braucht, sind Sie aber da.
Die Reserven beziehen sich auch auf die Möglichkeiten, die das RAW in der weiteren Bearbeitung unter 16 Bit bietet, nicht auf das RAW selbst oder gar das JPEG out of Cam.
@Weberhj:
Da du ja unbedingt mal Pixelmatsch aus meiner Cam sehen willst,-
Dachte ich mir, nehm ich mal ein Bild von mir, das ich letztes Jahr hier mal im Fotoalbum gepostet habe. Ok, nix Weltbewegendes, ein Tierportrait, Aber Felle und hohe Isos sind halt so zwei sachen, die sich nicht so richtig vertragen:
Der Originalthreat mit dem Bild (und dem Hintergrund und der Entstehung der Aufnahme) aus der Galerie ist hier:
Originalthreat (http://www.sonyuserforum.de/forum/showthread.php?t=44441)
Das Pixelmatschbild ist übrigens mit ISO 3200 aufgenommen. Da jetzt im nächsten Post von dir wahrscheinlich kommt,- ist ja runtergerechnet, da ist das ja kein Wunder....
hab ich mal vorgegriffen und die Originaldatei auf meinen Server geladen.
Original Printvorlage (http://www.foto-paintings.de/Stubentiger.jpg)
(Achtung Groß !)
Der Link war übrigens die Vorlage zu der 30*45 Ausbelichtung für die Freundin meines Sohnes, ist also auf 100% geschärft für Print und nicht für 25% Bildschirmdarstellung!!
Also ich kann mit dem 14 bit Pixelmatsch recht gut leben
Black
Hi Black,
Also ich kann mit dem 14 bit Pixelmatsch recht gut leben
cooles Bild, aber wie sehe ich jetzt daraus wie das mit 12bit ausgesehen hätte? Ich steh' grad auf dem Schlauch.
ciao
Frank
..., aber wie sehe ich jetzt daraus wie das mit 12bit ausgesehen hätte? Ich steh' grad auf dem Schlauch.
Hallo frank,
ich sag da nix mehr dazu, sonst meint da blos wieder ein Admin rettend einspringen zu müssen...
Grüße Hans
Vielleicht war dies ja schon vorher klar oder geschrieben, trotzdem. Mein Verständnis 12bit/14bit ist so, daß (und auch nur bei RAW-Format) die verfügbare Helligkeit statt in 4096 (=12bit) Stufen nun in 16384 (=14bit) Stufen unterteilt wird. Deshalb kann man bei RAW-Bildern (und nur hier) feinere Abstufungen der Helligkeit finden. Sehen kann man dies übrigens nur, wenn auch der verwendete Monitor diese Helligkeitstufen differenziert wiedergeben kann. Und mit mehr oder weniger Rauschen und den ISO-Werten hat es gar nichts zu tun.
Hallo minomax,
die genannten Kameras erreichen bei hohen ISOs nicht mal mehr den
Dynamikumfang von 12 Bit was soll man da mit 14 Bit abtasten?
Gehen wir mal von folgenden Gedankenmodell aus:
In unseren Licht-Töpfchen tummeln sich bei einer dunklen Partie gar
keine Elektronen, und im am hellst beleuchteten tummel sich 255 Elektronen,
also 8Bit Dynamikumfang nicht wahr? Macht Sinn die mit 8 Bit zu wandeln nicht
wahr?
Was bringt dir die Abtastung mit 12 Bit oder 14 Bit für zusätzliche Daten, wenn
der Signal/Noise Ratio nicht mehr liefert?
Ja man ermittelt schlicht nur noch statistisches Rauschen.
Grüße Hans
Blackmike
08.12.2008, 20:25
Hallo minomax,
die genannten Kameras erreichen bei hohen ISOs nicht mal mehr den
Dynamikumfang von 12 Bit was soll man da mit 14 Bit abtasten?
Gehen wir mal von folgenden Gedankenmodell aus:
In unseren Licht-Töpfchen tummeln sich bei einer dunklen Partie gar
keine Elektronen, und im am hellst beleuchteten tummel sich 255 Elektronen,
also 8Bit Dynamikumfang nicht wahr? Macht Sinn die mit 8 Bit zu wandeln nicht
wahr?
Was bringt dir die Abtastung mit 12 Bit oder 14 Bit für zusätzliche Daten, wenn
der Signal/Noise Ratio nicht mehr liefert?
Ja man ermittelt schlicht nur noch statistisches Rauschen.
Grüße Hans
Bei der Ausführung wäre vielleicht ein bischen Lektüre aus Themengebiet: "Grundlagen Elektrotechnik" empfehlenswert...
Bei der Ausführung wäre vielleicht ein bischen Lektüre aus Themengebiet: "Grundlagen Elektrotechnik" empfehlenswert...
Black, ja das stünde dir gut an, ja tu es!
Blackmike
08.12.2008, 21:35
ich glaub, im gegensatz zu dir weiß ich wodrüber ich da rede.....
ich glaub, im gegensatz zu dir weiß ich wodrüber ich da rede.....
Da hab ich aber massive Zweifel.
Blackmike
08.12.2008, 22:15
ROFL,- ich trink mir jetzt lieber mit Frau nen Wein.
Schade jetzt schon,
ich trink mir jetzt lieber mit Frau nen Wein.
aber darin liegt hoffentlich eher deine Berufung.
Schönen Abend
Und jetzt? Ich sitze hier mit einem riesen Eimer Popcorn, das Bier ist kalt und die Pantoffeln an ihrem Platz.
Muss ich mir jetzt tatsächlich den Original Thread auf dpreview reinziehen?
Systemwechsel
08.12.2008, 22:45
In unseren Licht-Töpfchen tummeln sich bei einer dunklen Partie gar
keine Elektronen, und im am hellst beleuchteten tummel sich 255 Elektronen,
also 8Bit Dynamikumfang nicht wahr? Macht Sinn die mit 8 Bit zu wandeln nicht
wahr?
Dann wäre das SNR gerade mal 16. Dein Geschrei möchte ich hören. Ach ja, was machst du, wenn sich da ein paar tausend Elektronen tummeln? Quantisierst du dann auch noch mit 8 bit?
Dann wäre das SNR gerade mal 16. Dein Geschrei möchte ich hören. Ach ja, was machst du, wenn sich da ein paar tausend Elektronen tummeln? Quantisierst du dann auch noch mit 8 bit?
Junge es geht doch nicht um die absolute Zahl, sondern um den Signal Noise Ratio
und den damit zusammenhängenden Dynamikumfang.
Aber lass gut sein...
Ich finde die Diskussion spannend (INHALTLICH!) und es würde mich interessieren, welche Argumente für 14 Bit sprechen. Rein von der Logik (ohne jegliches Wissen!) würde ich nämlich davon ausgehen, dass die maximale Bitzahl auch eine maximale Abstufung erlaubt. Unabhängig von ISOs oder sonstigen Parametern. Ich würde gern die Diskussion sachlich weiterlesen und sehe keinen Grund für Streitigkeiten. Bitte legt doch einfach Eure Ansichten dar und der Leser kann dann selbst entscheiden was logischer klingt und das mit anderen Meinungen quervergleichen.
BodenseeTroll
09.12.2008, 09:05
Ich denke, es gibt "in freier Wildbahn" keinen wirklichen Unterschied von 12- zu 14-bit.
Erstens zeigt die in dpreview zitierte Arbeit ausführlich, dass der sogar der theoretische(!) Gewinn bestenfalls gering ist. Selbst, wenn man diese Arbeit in Zweifel zieht, gibt es eine statistische Begründung:
Das hier ist das Internet. Da wird freudig jede Sau durchs Dorf getrieben. WENN es jemand gelungen wäre, ein alle überzeugendes Bild zu machen, das beweist, dass 14 Bit wirklich 4x so toll sind wie 12, dann hätte sich das wie der Blitz durch die einschlägigen Foren verbreitet. Da das nicht passiert ist, hat im Umkehrschluss noch niemand das Beweisbild erzeugen können, obwohl sicher viele es versuchen. Also kann der Unterschied nur marginal sein.
Aber abgesehen davon, ich bearbeite meine RAWs in Photoshop auch mit einem 16-Bit-Workflow, einfach weil ich kann... Und das, obwohl ich gelesen habe, dass das keinen wirklich dicken Vorteil gegenüber 8 Bit Workflow bringt. Aber ich fühle mich mit 16 Bit einfach besser. :lol:
Also, jedem sein Bit!
Grüsse vom Bodensee,
Michael
Ich finde die Diskussion spannend (INHALTLICH!) und es würde mich interessieren, welche Argumente für 14 Bit sprechen...Man muss zuerst zwei Dinge deutlich trennen, dann wird die Sache IMHO besser durchschaubar:
1. Dichteumfang D = Differenz zwischen stärkster noch von "Weiss" unterscheidbarer Lichtmenge/pixel und schwächster noch von "schwarz" unterscheidbarer Lichtmenge/pixel.
2. Tonwertabstufung = Anzahl der Abstufungen zwischen diesen beiden Grenzen.
Das z.Zt. der Dynamikumfang der aktuellen DSLR-Sensoren um 12 Blendenstufen herum liegt, hat nichts mit der 12bit-Auflösung der A/D-Wandler zu tun (der Sensor selbst ist analog!), sondern ist reiner Zufall.
12 Blendenstufen = 1:2^12 = 1:4096 = ca. D 3,6.
Wieviele Ladungsträger (jeder mit einer Elementarladung e-) sich maximal in einem Pixel durch Belichtung ansammeln können hängt wohl primär von der (wahren!) Fläche des lichtempfindlichen Bereiches ab.
Bei 12MP-APS-C sind das weniger als 5,7x5,7µm², bei 24MP-FF weniger als 5,9x5,9µm².
Da passen wohl einige zehntausend Elektronen rein (ich meine etwas um 90 000 irgendwo gelesen zu haben). Bis hier her ist das Ganze rein theoretisch.
Ein CCD- oder CMOS-Sensor ist leidlich linear, also doppelt so viel Licht = doppelt soviele Ladungsträger. Am oberen Rand der "Füllbarkeit" entstehen Probleme, die überzähligen Ladungsträger tunneln in Nachbar-Pixel (Ausbluten). Daher werden wohl heute bei beginnender Überladung Ladungsträger abgeleitet. Am unteren Rand gibt es verschiedene Grenzen: ein Pixel enthält niemals keine Ladungsträger, da ist die Quantenphysik vor. In der Realität wichtiger ist aber das thermische Rauschen, Zimmertemperatur entspricht etwa 1/40 eV. Dadurch können immer Ladungsträger in den Pixel hineintunneln, und es stellt sich ein nur von der Temperatur des Pixels abhängiger "Mindestfüllstand" ein. Wird es in dem Pixel wärmer, steigt dieser Wert. Daher werden Teleskop-Sensoren idR gekühlt.
Jetzt kommen die Ausleseverstärker, diese müssen die beim Auslesen gemessenen Ladungsmenge so verstärken, dass die nachfolgenden A/D-Wandler arbeiten können.
Kein Analog-Verstärker kann rauschfrei gebaut werden, auch hier zieht zuallerletzt die Quantenphysik wieder Grenzen (wir sind heute nicht mehr weit von diesen Grenzen weg, sie sind bereits spürbar). Auch sind Analogverstärker niemals ideal linear usw.
Das Signal wird also bereits "schlechter". Wenn mehr verstärkt werden muss (höhere ISO-Einstellung), wirken sich die Limitierungen der Ausleseverstärker immer deutlicher aus.
Nächstes Problem sind die Analog-Digital-Wandler: Prinzipiell machen die ebenfalls Fehler, Quantisierungsrauschen z.B. (hat nichts mit Quantenphysik zu tun!), real kommen weitere Unsauberkeiten hinzu. Umso schneller ein A/D-Wandler ist, umso unpräziser wird er schon theoretisch, auch dass verstärkt das Rauschen speziell bei niedrigen Werten.
Jetzt haben wir also endlich einen digitalen Wert, der irgendwie mit der Ladungsmenge im Pixel zusammenhängt, die wiederum eine nichttriviale Funktion der auf den Pixel eingefallenen Lichtmenge ist.
Es hängt jetzt von der "Qualität" des erhaltenen Wertes ab, wie fein man diesen unterteilen kann, also wieviele Stufen die A/D-Wandler unterscheiden können und damit letztendlich, wieviele Bits als Repräsentation für die möglichen Abstufungen benutzt werden (können).
Offensichtlich läßt die heutige Technik bei ca. 5x5µm² Silizium-Detektoren mit 5-10 Auslesevorgängen/s, integrierten Verstärkern, A/D-Wandlern und ohne Kühlung bei "Raumtemperatur" nicht wesentlich mehr als 2^12 Abstufungen zu. Feinere Abstufungen liefern in erster Linie bei sehr niedrigen Werten (in den niederwertigsten Bits) mehr Rauschen. Daran sind alle Schritte beteiligt: der Sensor, der Verstärker und der A/D-Wandler.
Slowscan-Sensoren (DigiBacks z.B.), stark gekühlte Sensoren, mit externen Verstärkern, externen A/D-Wandlern und/oder deutlich größeren Pixeln können mehr!
Übrigens: schon mal nachgesehen, was ein A/D-Wandler (1-kanalig) mit echten 16bit-Auflösung kostet? Die A900 hat schlappe 6048 A/D-Wandler...
PS: es können Fehler in dieser Überlegung stecken. Wer welche findet, möge bitte darauf hinweisen.
Systemwechsel
09.12.2008, 21:30
Junge es geht doch nicht um die absolute Zahl, sondern um den Signal Noise Ratio
und den damit zusammenhängenden Dynamikumfang.
Aber lass gut sein...
Bei 255 Elektronen beträgt das Signal to Noise Ratio nun mal knapp 16, genauer Wurzel aus 255. Wenn dir das genügt...
Systemwechsel
09.12.2008, 21:37
12 Blendenstufen = 1:2^12 = 1:4096 = ca. D 3,6.
Wieviele Ladungsträger (jeder mit einer Elementarladung e-) sich maximal in einem Pixel durch Belichtung ansammeln können hängt wohl primär von der (wahren!) Fläche des lichtempfindlichen Bereiches ab.
Bei 12MP-APS-C sind das weniger als 5,7x5,7µm², bei 24MP-FF weniger als 5,9x5,9µm².
Da passen wohl einige zehntausend Elektronen rein (ich meine etwas um 90 000 irgendwo gelesen zu haben). Bis hier her ist das Ganze rein theoretisch.
Gute CMOS-Sensoren schaffen 70000 Elektronen bei 4-5 Elektronen Rauschen. Da werden 12 Bit langsam knapp.