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Foveon vs. Bayer: Bilder wo der Bayer auf ein 1/4 einbricht?

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Alt 09.10.2013, 22:29   #1
Jab
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Standard Foveon vs. Bayer: Bilder wo der Bayer auf ein 1/4 einbricht?

Guten Abend!

Wie ihr weißt bin ich ein gemäßigter Foveon-Liebhaber, der sich auch für Bayer-Sensoren begeistern kann. Dieser Blogbeitrag hat mich auf das Auflösungsvermögen von Bayer-Sensoren neugierig gemacht. Mir war bereits klar, das Bayer-Sensoren keine feste, sondern eine Auflösung "von x bis y" haben, mir war aber nicht bewusst, das sie im Extremfall bis auf ein 1/4 der Nennauflösung einbrechen können. Habt ihr evt. Vergleichsfotos mit dem Foveon, wo man dieses Phänomen beobachten kann, oder wisst ihr wo man sich solche Fotos anschauen kann?
Jab ist offline  
Alt 09.10.2013, 22:29   #1
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Hast du schon mal in Fotos nach Rezept nachgelesen?
Eventuell hilft dir das ja bei deinem Problem ;-).
Jab ist offline  
Alt 10.10.2013, 06:58   #2
Robert
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Du könntest versuchsweise mal das Licht von Leuchtdiodenanzeigen aufnehmen: da sollte sich aufgrund der Art des abgestrahlten Lichts eigentlich ein Unterschied erkennen lassen!
Robert ist offline  
Alt 10.10.2013, 07:06   #3
oz75
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Ein echtes Wiedergängerthema.

Zum "Abfall bis auf 1/4 der Auflösung" mein bescheidenes Halbwissen:

1) Seit wann besteht das Licht in üblichen fotographischen Anwendungen aus diskreten Spektren / monochromatischem Licht?

2) Seit wann schneiden Farbfilter in ihrem Transmissionsverhalten Spektralbereiche rasiermesserscharf ab?

Nur mal so als Infoquelle: http://www.hebo-glass.com/de/filterglas_hebo

So ähnlich sieht es in Realität auch auf den gefilterten Pixeln des Bayer-Pattern aus. Bestenfalls! Ich glaube kaum, dass die exrem dünnen Filterschichten auf den Bayer-Sensoren auch nur annäherungsweise imstande sind, die Farbspektren präzise zu "sichten". Es gibt (fast) immer genug Signalinformation zum Interpolieren.

3) Interpolationsschema ist nicht gleich Interpolationsschema.

Kritisch wird die Bayer-Interpolation nicht in der Fläche, siehe o.g. Darlegungen, sondern an den Kanten, da dort der abrupte Wechsel von Signalinformationen (vom fotografierten Objekt) mit den Limitierungen des interpolationsalgorithmus korrespondiert.

In dieser Angelegenheit ist der Wikipedia-Artikel schon gehaltvoller, als der Blogbeitrag im Eingangsposting...

http://de.wikipedia.org/wiki/Bayer-Sensor

Schön zeigt die Kanteninterpolation auch das kleine "Papierchen" im Anhang, wo die Limitierung anhand einiger Algorthmen an einem Buchstabenbeispiels dargestellt wird.

http://www.matrix-vision.com/tl_file...rmosaic_de.pdf

Interessierst Du Dich im Detail für die (bekannten) Interpolationsverfahren, die verwendet werden, wirst Du hier fündig:

http://www.thedailynathan.com/demosa..._bayerized.png

Solche Sachen macht der Foveon in der Tat besser. Da wird nichts an den Kanten gerechnet.

---------------------

Alles in allem halte ich den zitierten Blogbeitrag für inhaltsarm und plakativ. Er negiert bei der "min. 1/4-Aussage" die wirklichen Einflußgrößen auf die Bayer-Interpolation.
Ein ärmlicher, um nicht zu sagen erbärmlicher Versuch, der Thematik gerecht zu werden.

---------------------

4) Auch wenn es nicht 100% zur Eingangsthematik passt:
Die PR-Information, dass der Foveon Schicht für Schicht sauber und brav und natürlich das Spektrum des einfallenden Lichts aberntet, ist ebenfalls eine sehr simplifizierte Darstellung.

Die oberste Schicht detektiert uneingeschränkt alle drei Farbspektralbereiche mit bestem Signal-Rauschverhältnis (speich das ganze einfallende Spektrum)...

...und ist natürlich zu dumm, um zwischen Farben zu unterscheiden.

Ich hatte auch hier
http://www.bilderforum.de/t16812-fov...tml#post174938
etwas dazu geschrieben.

Die "Farb"Detektion in den tieferliegenden Schichten ist durch wellenlängenabhängige Transmissionsverhalten durch die Siliziumschicht(en) limitiert. Aber nie 100% sauber.

Drei Abgreifpositionen (bl /gr /r ) für ein nichtlineares Phänomen? Immerhin.

Insofern wird auch beim Foveon ein Riesen-Berechnungsaufwand betrieben, um uns die "schönen, echten Foveonfarben" bereitszustellen.

Der ganze Zirkus wird in ein paar sehr schönen Publikationen dargestellt.

Viel wilde Interpolation und Umrechung auch beim Foveon - allerdings nicht in der Fläche, sondern in der Tiefe.

--------------------------------------

Mein Fazit: Jeder Sensor hat Stärken und Schwächen. Selten ist die vermeintliche Stärke/Schwäche "schwarz" oder "weiß" zu sehen.

Gruß,
Oz
oz75 ist offline  
Alt 10.10.2013, 18:32   #4
Robert
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Liest sich sehr interessant! Wie ist das denn nun aber mit der Abbildung von Licht, dass aus Leuchtdioden stammt? Das hat doch eigentlich eine ziemlich eng begrenzte Wellenlänge.
Robert ist offline  
Alt 10.10.2013, 19:44   #5
oz75
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Zitat:
Zitat von Robert Beitrag anzeigen
Liest sich sehr interessant! Wie ist das denn nun aber mit der Abbildung von Licht, dass aus Leuchtdioden stammt? Das hat doch eigentlich eine ziemlich eng begrenzte Wellenlänge.
Hallo Robert,

die Verwendung von farbigen LEDs als Beleuchtung führt in der Praxis, z.B. der Konzertfotografie zu einigen Problemen, da die Intensität der recht engen Bänder einzelne Kanäle "überschießen lässt".

http://redfishingboat.com/2012/02/le...t-photography/

Was die Selektion einer LED zur Reduzierung der Auflösung auf "bis zu 1/4 der angegebenen Pixelzahl" betrifft, schau Dir einfach mal das hier

http://www.olympusmicro.com/primer/d...gesensors.html

an, besonders das Diagramm der einzelnen Filtertransmissionen.

Du könntest einen Kr+ oder Rubin-Rotlaser mit seiner diskreten Emissionswellenlänge nehmen und den Sensor nicht auf 1/4 der Auflösung herunterzwingen, da sowohl der Grün- als auch der Blaufilter noch Anteile im Rotbereich durchlässt, welche als Signaldaten für die Bayer-Interpolation verwendet werden können.

Grüße,
Oz
oz75 ist offline  
Alt 10.10.2013, 19:56   #6
Robert
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Hallo Oz,

danke für Deinen Input
Robert ist offline  
Alt 12.10.2013, 22:28   #7
Jab
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Zitat:
Zitat von oz75 Beitrag anzeigen
Ein echtes Wiedergängerthema.

Zum "Abfall bis auf 1/4 der Auflösung" mein bescheidenes Halbwissen:

1) Seit wann besteht das Licht in üblichen fotographischen Anwendungen aus diskreten Spektren / monochromatischem Licht?

2) Seit wann schneiden Farbfilter in ihrem Transmissionsverhalten Spektralbereiche rasiermesserscharf ab?

Nur mal so als Infoquelle: http://www.hebo-glass.com/de/filterglas_hebo

So ähnlich sieht es in Realität auch auf den gefilterten Pixeln des Bayer-Pattern aus. Bestenfalls! Ich glaube kaum, dass die exrem dünnen Filterschichten auf den Bayer-Sensoren auch nur annäherungsweise imstande sind, die Farbspektren präzise zu "sichten". Es gibt (fast) immer genug Signalinformation zum Interpolieren.

3) Interpolationsschema ist nicht gleich Interpolationsschema.

Kritisch wird die Bayer-Interpolation nicht in der Fläche, siehe o.g. Darlegungen, sondern an den Kanten, da dort der abrupte Wechsel von Signalinformationen (vom fotografierten Objekt) mit den Limitierungen des interpolationsalgorithmus korrespondiert.

In dieser Angelegenheit ist der Wikipedia-Artikel schon gehaltvoller, als der Blogbeitrag im Eingangsposting...

http://de.wikipedia.org/wiki/Bayer-Sensor

Schön zeigt die Kanteninterpolation auch das kleine "Papierchen" im Anhang, wo die Limitierung anhand einiger Algorthmen an einem Buchstabenbeispiels dargestellt wird.

http://www.matrix-vision.com/tl_file...rmosaic_de.pdf

Interessierst Du Dich im Detail für die (bekannten) Interpolationsverfahren, die verwendet werden, wirst Du hier fündig:

http://www.thedailynathan.com/demosa..._bayerized.png

Solche Sachen macht der Foveon in der Tat besser. Da wird nichts an den Kanten gerechnet.

---------------------

Alles in allem halte ich den zitierten Blogbeitrag für inhaltsarm und plakativ. Er negiert bei der "min. 1/4-Aussage" die wirklichen Einflußgrößen auf die Bayer-Interpolation.
Ein ärmlicher, um nicht zu sagen erbärmlicher Versuch, der Thematik gerecht zu werden.

---------------------

4) Auch wenn es nicht 100% zur Eingangsthematik passt:
Die PR-Information, dass der Foveon Schicht für Schicht sauber und brav und natürlich das Spektrum des einfallenden Lichts aberntet, ist ebenfalls eine sehr simplifizierte Darstellung.

Die oberste Schicht detektiert uneingeschränkt alle drei Farbspektralbereiche mit bestem Signal-Rauschverhältnis (speich das ganze einfallende Spektrum)...

...und ist natürlich zu dumm, um zwischen Farben zu unterscheiden.

Ich hatte auch hier
http://www.bilderforum.de/t16812-fov...tml#post174938
etwas dazu geschrieben.

Die "Farb"Detektion in den tieferliegenden Schichten ist durch wellenlängenabhängige Transmissionsverhalten durch die Siliziumschicht(en) limitiert. Aber nie 100% sauber.

Drei Abgreifpositionen (bl /gr /r ) für ein nichtlineares Phänomen? Immerhin.

Insofern wird auch beim Foveon ein Riesen-Berechnungsaufwand betrieben, um uns die "schönen, echten Foveonfarben" bereitszustellen.

Der ganze Zirkus wird in ein paar sehr schönen Publikationen dargestellt.

Viel wilde Interpolation und Umrechung auch beim Foveon - allerdings nicht in der Fläche, sondern in der Tiefe.

--------------------------------------

Mein Fazit: Jeder Sensor hat Stärken und Schwächen. Selten ist die vermeintliche Stärke/Schwäche "schwarz" oder "weiß" zu sehen.

Gruß,
Oz
Vielen Dank für die vielen Infos! Ich werde mir morgen die Links genauer anschauen.
Jab ist offline  
Alt 12.10.2013, 23:09   #8
tippex
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Entschuldigung, vielleicht bin ich doof, aber ich habe von diesen Theorien kein einziges Wort verstanden.

Kann man das auch für Laien verständlich erklären?
tippex ist offline  
Alt 13.10.2013, 11:13   #9
Robert
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So wie ich das verstehe bedeutet es, dass die Grenzen der Filterung bzw. der Absorbtion des Lichts fließend sind!

Bayer-Sensoren (die ja unterschiedlich Farbfilter nutzen) nutzen zur Interpolation unter z.B. den grün gefilterten Sensoren nicht nur den Bereich der grünen sondern auch anderer Wellenlängen des Lichts, Foveon-Sensoren absorbieren in den einzelnen Schichten zwar überwiegend aber eben doch nicht ausschließlich die einzelnen Farbanteile, es muss also auch dort aufwändig interpoliert werden.

Kann man das laienhaft so ausdrücken?
Robert ist offline  
Alt 13.10.2013, 11:25   #10
oz75
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Zitat:
Zitat von tippex Beitrag anzeigen
Entschuldigung, vielleicht bin ich doof, aber ich habe von diesen Theorien kein einziges Wort verstanden.

Kann man das auch für Laien verständlich erklären?
Hallo Tippex,

das ist leider nicht wirklich einfach zu erklären.

Eigentlich ist in der Thematik alles drin, "was kompliziert und unverständlich ist": Halbleiter- und Quantenphysik, Lichttransmission, Signalverarbeitung und Mathematik.

Ein Versuch:

Wenn Du einen Bayer-Sensor unter dem Mikroskop betrachtest, sieht er schematisch so aus:

http://upload.wikimedia.org/wikipedi...yer_matrix.svg

Du kannst die einzelnen Pixel zählen. Die Summe der Pixel ist die Auflösung des Sensors.

Nun siehr man aber, dass die Pixel eingefärbt sind. Sie lassen nur eine bestimmte Sorte Licht durch:

Grünes Licht (50% aller vorhandenen Pixel)
Blaues Licht (25% aller vorhandenen Pixel)
Rotes Licht (25% aller vorhandenen Pixel)

Der Blog, den Jab zitiert, behauptet, dass wenn z.B. nur rotes Licht auf den Sensor trifft (= kein grünes und blaues Licht), die Auflösung des Sensors schlimmstenfalls auf 25% der Nennauflösung sinkt, da nur die "roten Pixel" aktiv sind.

Ich habe versucht darzulegen, dass dies bestenfalls ein theoretisches Gedankenkonstrukt ist, und das in Realität soviele Randeffekte dagegenspielen, dass es zu solchen Extremen nicht ansatzweise kommt.

Warum?

Sichtbares, natürliches Licht bildet ein kontinuierliches Spektrum aus

http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtspektrum

Man sieht das Spektrum von violett-blau bis tiefem rot als kontinuierliches Band ohne Abrisse.

Für einen Bayer-Sensor bedeutet dies, dass bei natürlichem Licht immer genug blaue, grüne und rote Lichtbestandteile vorhanden sind, um alle roten, grünen und roten Pixel des Sensorschachbretts anzusprechen (Was ein Pixel wirklich ist, erläutere ich später).

Vergleiche nun das oben Gezeigte mit diesem diskreten Spektrum (Linienspektrum):

http://de.wikipedia.org/wiki/Linienspektrum

Nur einige, diskrete Wellenlängen sind sichtbar. Alles andere ist "dunkel".
So etwas kommt zum Beispiel bei Natriumdampf- oder Quecksilberdampflampen vor.

Im absoluten Extremfall eines Lasers, siehst Du Licht einer einzigen Wellenläge als Strich im optischen Spektrum. Alle anderen detektierbaren Wellenlängen (="Bereiche des Farbspektrums") sind nicht existent (denke bei der Aussage an den Bayer-Sensor!!).

Hier Beispiele für Lasertypen:

http://upload.wikimedia.org/wikipedi...r_lines.de.svg

Nun nimm mal den Helium-Neon-Laser: 632,8 Nanometer = Tiefrot.

Beleuchtest Du ein Motiv (bei sonst aboluter Umgebungsdunkelheit) mit diesem roten Laser (=perfekt monochromatisches Licht) und fotografierst es, könnte man nun meinen, dass nur noch die roten Pixel auf dem Bayer-Sensor (25% der verfügbaren Pixel) ansprechen.

Hurra - der Bayer hat nur noch 25% seiner Auflösung!

Wirklich?

Nun muss man sich mal Gedanken darüber machen, was eigentlich ein Pixel und ein Farbfilter ist.

Sehr vereinfacht:
Ein Pixel auf dem Sensor ist prinzipiell eine Photodiode. Ein Element, dass auf Basis des photoelektrischen Effekts Licht(quanten) "sammelt" bis eine Schwelle überschritten ist und dann Elektronen aus der Siliziumschicht ausgelöst werden. Diesen elektrischen Strom kann man messen. Fließt Strom, war Licht da.

Die Pixel auf dem Bayer-Sensor sind alle gleich.
Ein Pixel schert sich nicht um Farben, sondern nur um die Menge einfallender Lichtenergie um bei ausreichender Verfügbarkeit (von Lichtquanten) einen aus dem photoelektrischen Effekt resultierenden (Elektronen-) Strom zu erzeugen.

Das ist schon einmal die Basis für die Hell-Dunkel- (=Schwarzweiß-) Fotografie mit so einem Sensor.

Möchte man aber Farbaufnahmen mit einem Sensor (aus vielen einzelnen Pixeln bestehend) machen, so muss man einzelnen Pixeln Farben zuweisen. Deswegen beschichtet man sie mit Farbfiltern, die im Idealfall nur eine bestimmte Bandbreite aus dem (kontinuierlichen) optischem Spektrum durchlassen.

So werden halt auf einem Bayer-Sensor die Pixel so beschichtet, dass

50% grünes Licht
25% blaues Licht
25% rotes Licht

detektieren können sollen.

((Nur nebenbei. Das "echte" Farbbild wird daraufhin über eine Interpolation aus den einzelnen Farbpixeln zusammengerechnet: Beispiel: http://www.thedailynathan.com/demosa...ouse1_orig.png)

Zu den Filtern:
Eine Farbfilterung durch diese ganz dünnen Farbfilter auf dem Sensor funktioniert aber nie perfekt, da die Beschichtungen immer auch andere Wellenlängenbereiche durchlassen. Weniger davon, aber für ein Pixel detektierbar.

Konkret:

Ein grün eingefärbtes Pixel "sieht" durchaus auch noch etwas rot und blau!

Ein rotes Pixel durchaus auch grün und blau. etc...

Schau Dir mal diesen (übrigens vorzüglichen) Link genauer an:

http://www.olympusmicro.com/primer/d...gesensors.html

Im Diagramm "Bayer Filter Transmission Spectral Profiles" sind die Farbdurchlässigkeiten der einzelnen Filterlagen dargestellt.

Und nun stellt Dir noch einmal die Situation des mit dem Helium-Neon-Laser (632,8 Nanometer) beleuchteten und fotografierten Motivs vor.

Die QuantenAUSBEUTE der Pixel unterhalb der blauen Filterlage liegt dann bei 5%, bei der grünen Filterlage (50% alle Pixel!!) immerhin bei 7,5%.

Das bedeutet zwar, dass es länger dauert, bis die blaue und grünen Pixel "feuern", aber sie tun es!

Ok, das Bild wird stärker rauschen, aber die Auflösung des Bayer-Sensors wird selbst in dieser Extremsituation nicht einmal annähernd auf 25% abfallen.

-----------------

Daher halte ich die "weise Predigt aus o.g. Blog" schlichtweg für unseriösen Unfug. Das, was dort propagiert wird, ignoriert die wirklichen Rahmenbedingungen die der ganzen Sache zugrundeliegen.

Gruß,
Oz
oz75 ist offline  
Alt 13.10.2013, 12:27   #11
Stoneage
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Toller Beitrag Oz, den sollte man irgendwo anpinnen
Stoneage ist offline  
Alt 13.10.2013, 14:41   #12
oz75
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Zitat:
Zitat von Stoneage Beitrag anzeigen
Toller Beitrag Oz, den sollte man irgendwo anpinnen
Danke der Blumen, Stoneage!
Aber damit es anpinnenswert wird, müsste ich das Ganze noch etwas umarbeiten. Auch im Sinne der nicht immer feinen Wortwahl.
oz75 ist offline  
Alt 13.10.2013, 21:23   #13
xya
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Zitat:
Zitat von oz75 Beitrag anzeigen
Danke der Blumen, Stoneage!
Aber damit es anpinnenswert wird, müsste ich das Ganze noch etwas umarbeiten. Auch im Sinne der nicht immer feinen Wortwahl.
wortwahl hin oder her, große güte, endlich mal eine erklärung, die innerhalb einer halben stunde linkverfolgung alle fragen klärt, die ich bisher nicht so richtig verstanden habe. chapeau, wie man hier in frankreich sagt. danke.
xya ist offline  
Alt 13.10.2013, 21:31   #14
Robert
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Da stimme ich voll und ganz zu - und habe es nun oben angepinnt
Robert ist offline  
Alt 13.10.2013, 21:45   #15
oz75
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Ups, na dann sag ich mal merci beaucoup.
oz75 ist offline  
Alt 13.10.2013, 21:59   #16
Klaus-R
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Auch ich darf mich bei Oguzhan für diesen engagiert geschrieben und insbesondere "einleuchtenden" Beitrag herzlich bedanken.

Wenn Du Dein Werk mit einem eigenen Thread manifestieren würdest, dann würde das ganz sicher ein häufig diesbezüglich referenzierter bzw. zitierter Faden werden.

Ich würde da gerne im Sinne vieler, die zur Thematik "Bildsensortechnik" Klärungsbedarf haben, für plädieren.

Bayer vs. Foveon ....

Die ewige Frage, was nun besser ist, wird wohl eine ewige bleiben.....

-Wäre der Foveon bei LOW LIGHT bzw. hohen Sensorempfindlichkeiten stärker, wäre die Antwort klar.

-Wäre der Bayer-Sensor in Sachen Eingangsdynamik Farbdifferenzierung, Pixelschärfe und Farbmoiré-Problematik stärker (bzw. auf Foveon-Niveau) wäre die Antwort ebenfalls klar.

-Das Thema "Auflösung" ist für mich inzwischen total durch ... das können beide Systeme inzwischen bis über die Grenzen der Objektivtechnik hinweg so gut, dass da keine Debatte mehr lohnend erscheint. Für den Foveon spricht diesbezüglich vielleicht noch, dass die Bilddateien bei gleicher Nettoauflösung erheblich kleiner ausfallen.

Fakt ist für mich (und ich finde beide Bildsensorkonzepte gut), dass die Technik zwar interessant sein mag, für "Sein- oder Nichtsein" Debatten aber nicht mehr herhalten kann, weil sie schlicht und einfach so oder so viel zu gut ist, um das noch zu rechtfertigen.

Grüße und schöne Photos

Klaus

P.S. Dass die Foveon X3 Bildsensortechnik die letzten 10 Jahre für ernstzunehmende Konkurrenz zum "Bayer-Sensor-Monopol" gestanden hat, ist umso erstaunlicher, als dass nur eine einzige relativ kleine Firma 'drangeblieben ist. Schade nur, dass SIGMA sich immer wieder durch idiotisches Marketing selber die Knüppel zwischen die Beine geworfen hat.
Klaus-R ist offline  
Alt 13.10.2013, 22:10   #17
oz75
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Ich zitiere mal frei eine gute Seele des Forums: Kamera und Sensor egal- mach was damit!

Das mit einem separaten Thread finde ich auch besser. Mach ich so - wird aber noch ein paar Tage dauern, da ich die Woche nicht dazu kommen werde. Man muss die Leutchen ja nicht mit kontroversen Blogdiskussionen belasten.

Grüße,
Oz
oz75 ist offline  
Alt 13.10.2013, 22:13   #18
Klaus-R
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Zitat:
Zitat von Robert Beitrag anzeigen
(...) es muss also auch dort aufwändig interpoliert werden.

Kann man das laienhaft so ausdrücken?
Ganz kleiner Widerspruch Euer Ehren.

Bei der Foveon X3-Bilderfassungstechnik muss wirklich nicht interpoliert werden.

Beim Bayer-Sensor müssen ja nun die RGB-Werte aller Einzelpixel aus den R oder G oder B Werten der umliegenden Pixel interpoliert (also geschätzt) werden.

Der X3 Sensor liefert je Pixel einen individuell "ausgelösten" vollständigen RGB-Wert, der allerdings RGB-mäßig mit unterschiedlicher Signalstärke (je Farbe) abgelifert wird und rechnerisch der Realität angepasst werden muss.
leider ist im Vergleich zum Bayer-Sensor auch der Signal-Störabstand prinzipbedingt schlechter, was ja zur relativen HIGH-ISO Schwäche des Systems führt. Die enorme Datenflut bremst die Signalverarbeitung und letztlich die Arbeitsgeschwindigkeit der Kamera.

EGAL .... so oder so sind die Bildergebnisse unserer Kameras besser, als alles, was je da war.

Grüße und schöne Photos

Klaus
Klaus-R ist offline  
Alt 13.10.2013, 22:21   #19
Klaus-R
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Zitat:
Zitat von oz75 Beitrag anzeigen
Ich zitiere mal frei eine gute Seele des Forums: Kamera und Sensor egal- mach was damit!

Das mit einem separaten Thread finde ich auch besser. Mach ich so - wird aber noch ein paar Tage dauern, da ich die Woche nicht dazu kommen werde. Man muss die Leutchen ja nicht mit kontroversen Blogdiskussionen belasten.

Grüße,
Oz
Grundsätzlich bin ich mit unserem Laden hier inzwischen sicher, das "Grundsatzdiskussionen" nicht in sinnfreien Grabenkämpfen enden ... das können wir doch!

Die Kamera ist in dem Moment ABSOLUT EGAL, wo sie im Sinne der Erfinder
als höchstwertiges Bilderfassungsgerät genutzt wird.
Das nämlich können inzwischen alle "ordentlichen" Kameras wirklich ausnahmslos.
So einige "Testbildknipser" sehen da natürlich "gewaltige" Unterschiede ... so im "auf 1/4 einbrechen" Bereich ....

Grüße

Klaus
Klaus-R ist offline  
Alt 13.10.2013, 22:29   #20
tippex
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Zitat:
Zitat von Klaus-R Beitrag anzeigen
Ganz kleiner Widerspruch Euer Ehren.

Bei der Foveon X3-Bilderfassungstechnik muss wirklich nicht interpoliert werden.

Beim Bayer-Sensor müssen ja nun die RGB-Werte aller Einzelpixel aus den R oder G oder B Werten der umliegenden Pixel interpoliert (also geschätzt) werden.
....
Die enorme Datenflut bremst die Signalverarbeitung und letztlich die Arbeitsgeschwindigkeit der Kamera.
Danke!
Auch ich halte die obigen Erklärungen - zumindest was den Foveon betrifft - für falsch. Ich bin nicht in der Lage ebenso wortreich das Gegenteil zu beweisen, aber die Realität, Erfahrungen und eigene Bildvergleiche sind für mich eindeutig.
tippex ist offline  
Alt 13.10.2013, 23:01   #21
oz75
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Zitat:
Zitat von Klaus-R Beitrag anzeigen
Bei der Foveon X3-Bilderfassungstechnik muss wirklich nicht interpoliert werden.
Also auf keinem Fall in der Ebene. Deswegen haben die Foveon-Bilder auch diese wunderbaren Mikrokontraste.

Zitat:
Zitat von Klaus-R Beitrag anzeigen
Der X3 Sensor liefert je Pixel einen individuell "ausgelösten" vollständigen RGB-Wert, der allerdings RGB-mäßig mit unterschiedlicher Signalstärke (je Farbe) abgelifert wird und rechnerisch der Realität angepasst werden muss.
Genau das. Die Farbermittlung auf Basis der wellenlängenabhängigen Eindringtiefe der Photonen in die Siliziumschichten des Foveons ist aber eine haarige Angelegenheit.
Ich bin mir recht sicher, dass dort enorm viel Kalibrierarbeit bei der Sensorentwicklung und der Anpassung der verarbeitenden Einheiten erforderlich ist.

S.27 in der nachfolgenden Thesis zeigt das ganz gut. Dort wurde ein Foveon mit einem Monochromator vermessen.

http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA429699

Die "blaue Schicht" des Foveon (blau?) sieht nicht nur blau, sondern alles!! Blau, rot, grün.

Die "grüne Lage" kriegt schon weniger von dem in der oberen, "blauen Lage" absorbierten kurzwelligen Lichtbestandteilen mit. Dies gilt natürlich umso stärker für die unterste Lage - jene, die für die "Rot"-Detektion zuständig ist.

Das muss man sich mal auf der Zunge zergehen lassen:

Die blauabsorbierende Schicht sieht (und detektiert!) das ganze optische Spektrum von violettblau bis dunkelrot (420nm - 670nm).

Die grünabsorbierende Schicht sieht von blaugrün bis dunkelrot (470 - 670nm).

Die rotabsorbierende Schicht sieht von grün bis dunkelrot (490 - 670nm).

Es ist auch logisch, da Photodioden im Silizium des Foven nicht zwischen Farben unterscheiden. (Genausowenig, wie ein Bayer-Sensor ohne Farbfilter Farben in der Pixelebene unterscheiden kann.)

Daher ist der Berechnungsaufwand zur Farbrekonstruktion aus diesen Signaldaten der einzelnen Ebenen aufwändig. Rechenaufwändig - denn sie kommen nicht naturgegeben aus dem Sensor.

Teilweise werden diese Berechnungen in der Kamera durchgeführt (für die jpg-Ansicht ist es unumgänglich) aber wohl hauptsächlich in der Postprocessing-Software. Sicherlich liegen im SPP entsprechende Lookup-Tabellen vor, die mit welchen Algorithem auch immer in den per Monochromator generierten Signaldatentabellen hin- und herrechnen. Ich sage auch mal ketzerisch: "Interpolieren".

Das die breite Wellenlängen-Detektion der Sensorebenen kein Hingespinst ist, kann sich jeder SD1-Besitzer im Monochrom-Modus des SPP vor Augen führen. Einfach einmal mit der gezielten Aussteuerung des Blau-, Grün- und Rotkanals spielen.


Zitat:
Zitat von tippex Beitrag anzeigen
Auch ich halte die obigen Erklärungen - zumindest was den Foveon betrifft - für falsch.
Schau mal tippex, ich habe versucht, Dir die Sachverhalte anschaulich darzulegen. Dafür erwarte ich kein Danke, aber Kategorien wie "falsch" solltest Du verwenden, wenn Du sie belegen kannst.

Gruß,
Oz

oz75 ist offline  
Alt 14.10.2013, 07:26   #22
tippex
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Und wie hat man das beim Dreischichten-Farbfilm gemacht?
Dessen Prinzip ist dem Foveon ja sehr ähnlich.
In der Analogfotografie ist keine rechnerische "Interpolation" im Computer möglich und dennoch hatten die Dias naturgetreue Farben.

http://de.wikipedia.org/wiki/Dreischichtenfilm
tippex ist offline  
Alt 14.10.2013, 21:10   #23
oz75
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Zitat:
Zitat von tippex Beitrag anzeigen
In der Analogfotografie ist keine rechnerische "Interpolation" im Computer möglich und dennoch hatten die Dias naturgetreue Farben.
Sind das naturgetreue Farben?

http://pavel-kosenko.livejournal.com...hread=22669914

Dennoch phantastisch.

Es war ein langer Weg, bis man Farbfilme soweit gebändigt hat, dass sie passable Farben lieferten.

Ich mag die Anmutung - gerade von Farbdiafilmen, aber nicht umsonst gab es Verfechter unterschiedlicher Farbrikate. Richtig - wegen der jeweils filmabhängigen speziellen Farbanmutung.

Aber darum geht es hier überhaupt nicht.

Zitat:
Zitat von tippex Beitrag anzeigen
Und wie hat man das beim Dreischichten-Farbfilm gemacht?
Das kannst Du in Deinem Link nachlesen.

Zitat:
Zitat von tippex Beitrag anzeigen
Dessen Prinzip ist dem Foveon ja sehr ähnlich.
Nein. Du vergleichst einen photochemischen Prozess mit der quantenmechanischen Auslösung von Elektronen aus einem Silizium-Halbleiter.
Bloß weil in beiden Fällen untereinanderliege Schichten zum Einsatz kommen, sind die Verfahren noch lange nicht sehr ähnlich.

Es wäre mir neu, dass man nach jeder Foveon-Aufnahme den Sensor wechseln muss, weil er chemisch reagiert hat.

Egal. Ich will hier gar nicht den Foveon kleinreden. Nicht umsonst habe ich alle SDs im Sortiment.

Man sollte halt nur prinzipiell betrachten, was im Marketing behauptet wird und letztendlich physikalisch passiert (bzw. was alles rechnerisch erforderlich wird, um einen RGB-Wert pro Foveon-Pixel zu erhalten).

Wissen ist in diesem Fall besser als Glauben.

Grüße,
Oz
oz75 ist offline  
Alt 14.10.2013, 22:09   #24
tippex
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Ich schätze die Foveons auch sehr.
Dies haben wir dann schon einmal gemeinsam.

Funktionen und Charakteristiken von Sensoren und die persönlichen Gedanken und Theorien dazu sind sicher interessant. Daneben halte ich es für sinnvoller gute Fotos zu machen (egal ob mit Bayer oder Foveon).

In diesem Sinne "Gut Licht!"
tippex ist offline  
Alt 15.10.2013, 06:17   #25
oz75
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Zitat:
Zitat von tippex Beitrag anzeigen
Ich schätze die Foveons auch sehr.
Das merkt man zweifelsohne.

Zitat:
Zitat von tippex Beitrag anzeigen
Funktionen und Charakteristiken von Sensoren und die persönlichen Gedanken und Theorien dazu sind sicher interessant. Daneben halte ich es für sinnvoller gute Fotos zu machen (egal ob mit Bayer oder Foveon).
Man sollte m.E. die Dinge (wertungsfrei) trennen (können).

Themenorientierte technische Diskussionen haben immer ihre Berechtigung in einem Forum.

Jenen, die sich nicht dafür interessieren, wird glücklicherweise viel Alternativprogramm geboten.

-------------------

Zurück zur Sache:
Ein Paper, in dem die Auflösung der einzelnen Farbkanäle eine Bayer-Sensors getestet wird.

http://www.foveon.com/files/Resoluti...hotography.pdf

Man sollte sich jedoch beim o.g. Paper ein wenig Gedanken um den Versuchsaufbau machen, um die Ergebnisse endgültig zu bewerten. Ebenso ist die Abszissenskalierung der Diagramme beachtenswert.

Beim Siemensstern, der dort verwendet wird

http://www.falklumo.com/lumolabs/articles/sharpness/

ist klar, dass dieser Anwendungsfall der härteste Testfall ist, dem man einen nach der Bayer-Interpolation funktionierten Sensor unterziehen kann.
oz75 ist offline  
Alt 15.10.2013, 20:39   #26
Jab
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Vielen Dank Oz für die vielen tollen Links und Ausführungen und vielen Dank an den Mod, der den Thread angepinnt hat. Das Thema ist sehr interessant.
Zitat:
Zitat von oz75 Beitrag anzeigen
Ich zitiere mal frei eine gute Seele des Forums: Kamera und Sensor egal- mach was damit!

Das mit einem separaten Thread finde ich auch besser. Mach ich so - wird aber noch ein paar Tage dauern, da ich die Woche nicht dazu kommen werde. Man muss die Leutchen ja nicht mit kontroversen Blogdiskussionen belasten.

Grüße,
Oz
Hier muss ich Einspruch erheben. Zwar ist der Blog-Post einfach geschrieben (richtet sich wohl an Laien und keine Experten), die einfache Beschreibung dort deckt sich aber mit einigen Beispielbildern die ich gefunden habe viel besser, als die Theorie, mit der du argumentierst.

Wenn Bayer-Sensoren wirklich so toll Licht durchlassen und es praktisch nie zu Situationen kommt, wo sie einbrechen, wie kann man dann solche Fotos erklären? Zwar sind die Bilder klein, man sieht aber auf den ersten Blick, wie stark das Auflösungsvermögen des mächtigen 36MP Bayers in der D800 leidet, sobald er rot darstellen muss. Sogar auf der stark hochgerechneten SD1 Aufnahme kann man die rote Schrift "caffe open" lesen, auf dem Foto des Bayer-Sensors ist da nur Matsch. Und das ohne Laser mit monochromatischem Licht, sondern unter ganz normalem Tageslicht.
Jab ist offline  
Alt 15.10.2013, 22:26   #27
Klaus-R
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Sorry,

auch als Foveonfan muss ich Zweifel an diesem Bild anmelden! Ich halte die NIKON-Aufnahme deshalb für manipuliert, weil neben der roten Schrift merkwürdigerweise auch das unmittelbare Umfeld verschmiert ist.

Derartig nachlassende Auflösung im Rot-Bereich ist mir bei Bayeraufnahmen noch nie aufgefallen und müsste (analog zum gleichen Anteil der blauen-Photozellen) ebenso die "Blauauflösung" betreffen.

Grüße

Klaus
Klaus-R ist offline  
Alt 15.10.2013, 22:35   #28
Klaus-R
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Jou .... jetzt bin ich mir noch viel sicherer, dass das ein Fake ist!

BILD-1.jpg

BILD-1b.jpg

Ich habe mir mal erlaubt, das Bild zu entsättigen und wie erwartet festgestellt, dass allein der kräftige Luminanzkontrast der ROTEN Schrift auf dem schwarzen Schild ausreichen MUSS, damit der Bayer-Sensor hier problemlos greifen kann.

Bei dem SW-Bild sieht man IMHO ganz deutlich, dass da jemand rumgeschmiert hat. Es gibt solche Leute.

Grüße

Klaus
Klaus-R ist offline  
Alt 15.10.2013, 22:48   #29
Klaus-R
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.... um es nochmal deutlicher zu machen ....

Wäre (wie unerwartet) zufällig der Luminanzwert (Grauwert) der Roten Schrift
ähnlich oder gar identisch zur grauen Tafel gewesen, dann hätte man hier mit eingeschränkter Roterkennung des Bayersensors vielleicht noch argumentieren können (nur 25% der Photozellen sind ja rotgefiltert).

Einerseits liegt aber ein sehr deutlicher Luminanzunterschied hier vor, der in jedem Fall vom Bayer-Senor erkannt wird und andererseits haben wir oben gelesen, dass 'ne rote Photozelle nicht wirklich NUR Rot sieht ... mal ganz abgesehen davon, dass die Rote Schrift nicht mit Sicherheit genau die Wellenlänge der Rotfilter auf dem Sensor haben wird ... als Mischfarbe also auch von anderen Photzellen mitgesehen werden müsste.

Grüße

Klaus
Klaus-R ist offline  
Alt 15.10.2013, 22:50   #30
Robert
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Zitat:
Zitat von Klaus-R Beitrag anzeigen
Sorry,

auch als Foveonfan muss ich Zweifel an diesem Bild anmelden! Ich halte die NIKON-Aufnahme deshalb für manipuliert, ...
Ich würde Klaus da zustimmen.

Hier hätte das Rot ja auch keinesfalls einen eng begrenzter Wellenbereich: der ergibt sich doch hauptsächlich bei LEDs oder Laserlicht!


Tante Edith fragt: ... oder sind das eventuell doch Leuchtdioden
Robert ist offline  
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