Kamerasensor, Rauschverhalten, RAW

[halemmerich]

Hat sich schon jemand detaillierter mit dem Sensor auseinandergesetzt?
Ich wollte mal ganz unabhängig von der Kamera-App schauen was der Sensor so kann und habe versucht eine Reihe von Aufnahmen zu machen mit dem SP 8.0, einer APS-C und einer Vollformat-Kamera.
Der IMX766 müsste soweit ich das finden konnte einen Crop-Faktor von 4,23 haben und ich habe dementsprechend versucht äquivalente Brennweiten und Blenden zu nutzen. Die Belichtung habe ich in der Nachbearbeitung angepasst, da die ISO-Angaben bei allen Kameras generell nicht ganz passen und ich das Maximum an Dynamikumfang aus den Sensoren holen wollte. Das kostet mindestens bei der NEX etwas Rauschen, weil diese nicht ISO-Invariant ist. Auch die A7 hätte noch eine zweite Verstärkungsstufe bei ISO 400 in Petto, die vermutlich bei wenig Licht zu besserem Rauschverhalten führen würde. Ob der IMX766 ISO-Invariant ist oder nicht habe ich (noch) nicht getestet.
Da ich es möglichst einfach halten wollte habe ich alle Kameras auf ISO 100 gestellt und es erst einmal dabei belassen.

Direkt auffällig war das flaue Ergebnis beim Entwickeln des RAWs aus dem SP8, da musste ich ganz ordentlich an den Reglern für die Farbigkeit ziehen bis der Baum so halbwegs grün war. Hat jemand eine Idee woran das liegen könnte? Eventuell fehlen RawTherapee da die richtigen Presets für die DNGs aus dem SP?

Was das Rauschverhalten angeht bin ich positiv überrascht. Das SP scheint da bei äquivalenter Belichtung besser zu sein als die NEX und minimal schlechter als die A7. Das ist schon ein echt ordentliches Ergebnis. Die beiden "richtigen" Kameras haben natürlich noch Luft nach oben wenn man die Äquivalenz verlässt und dem Sensor per größerer Blendenöffnung mehr Licht gönnt.

Die Bilder sind alle so minimal bearbeitet, dass sie einigermaßen vergleichbar aussehen was Helligkeit und Farbe angeht. Ansonsten mit dem neutralen Profil von RawTherapee entwickelt und dann auf gleiche Größe skaliert (von SP8 12MP, NEX 16MP, A7 33MP alle auf 12MP) und aus diesen Bildern dann einen 400*400 Pixel Crop genommen.

Das JPEG aus OpenCamera habe ich im wesentlichen mit reingenommen, damit die Ecke nicht leer bleibt. Die Aussagekraft ist gering, weil die Bedingungen mit so wenig Licht sehr mäßig waren. Bei "echten" Fotos sieht das besser aus

 

[daho86]

@halemmerich Danke für die spannenden Einblicke. Ich kenne mich mit der Materie leider überhaupt nicht aus, bin aber froh, dass es anscheinend in der Community Leute gibt, die das tun.

Mein "größtes" Bedenken beim Kauf der SP war es, dass die Kamera "schlechter" ist, als die meines aktuellen Samsung Galaxy S10 (bei der Kamera bin ich sehr zufrieden). Daher hoffe ich, dass es noch etwas Tuning gibt, vielleicht auch durch Unterstützung der Community ;-) wäre für alle eine Win - Win Situation.

 

[halemmerich]

Ich weiß nicht an welchen Stellschraube das aktuelle Tuning noch dreht und welche es überhaupt gibt.
Von Sensor zu RAW passiert auf jeden Fall schon etwas, da aus den 50 Mio. Quad-Bayer Pixeln irgendwie ein 12,5MP "RAW" wird. Dementsprechend sind da die Pixel schon zusammengefasst. Eventuell ist da noch eine Konfigurationsmöglichkeit vorhanden wie die 4 Subpixel pro Farbfilter zusammengefasst werden. Da gibt es Möglichkeiten von einfach addieren bis hin zu unterschiedlichen Belichtungszeiten pro Subpixel um mehr Dynamikumfang (quasi HDR direkt auf dem Sensor) rauszukitzeln auf Kosten von etwas mehr Bildrauschen. Aber da bin ich als interessierter Hobbyist auch zu weit weg um da irgendwie Aussagen zu treffen.
Wenn man nicht das RAW, sondern das JPEG anschaut ist natürlich ein riesiger Haufen Optimierung möglich. Von den "normalen" Schritten wie Farbanpassungen, Farbtonkurven oder auch Anwendung von Kalibrierungsprofilen über möglicherweise sehr komplexes Entrauschen bis hin zu irgendwie "KI"-Kram kann man da sicherlich fast beliebig viel Zeit versenken.
Mal ganz abgesehen davon, dass es mittlerweile auch üblich ist mehrere bis sehr viele Aufnahmen irgendwie zu kombinieren um bestimmte Bildeigenschaften zu verbessern (Stichwort "computational photography").

 

[halemmerich]

Der Sensor scheint nicht ganz ISO-Invariant zu sein, aber relativ nah dran. Das heißt, dass man mit höherem ISO bei gleichem Licht das Rauschen leicht vermindern kann auf Kosten des Dynamikumfangs. Dynamikumfang verliert man bei höherem ISO immer, zumindest wenn es tatsächlich auf die Verstärkung beim Auslesen wirkt. Also kann es sich lohnen bei dunklen Szenen mit hellen Lichtern (Weihnachtsmarkt bspw.) das ISO niedriger zu halten, damit noch Details in den Lichtern erhalten bleiben. Das bisschen mehr Rauschen dadurch finde ich nicht so dramatisch.

 

[halemmerich]

Ich habe versucht ein Profil zu erstellen mit recht beschränkten Mitteln (günstige und uralte Farbkarte). Das DCP habe ich angehängt, falls jemand damit rumspielen möchte. Es ist nur ein Profil mit einem einzelnen Illuminanten, weil ich die Beleuchtung mit StdA noch nicht hinbekommen habe. Zumindest nicht mit Ergebnissen, die nicht offensichtlich falsch sind.
Dabei kamen folgende Ergebnisse raus:

RawTherapee mit Standard-Kamera-Profil (dürfte eine der Matrizen aus DCRAW sein).

Dazu in den L*a*b-Einstellungen Chromatizität auf 100 gestellt. Besser, aber irgendwie noch farblich etwas daneben.

Mit meinem DCP-Profil ohne erhöhte Chromatizität. Schon ganz ordentlich, aber vermutlich geht noch mehr.

Hier nochmal mit einem tatsächlich echten Motiv:

Standardprofil + 100 Chromatizität

Mein DCP und sonst keine weiteren Anpassungen. Besonders deutlich der realistischere Grünton bei den Frühlingszwiebeln.

 

[Roever]

Ich habe versucht ein Profil zu erstellen mit recht beschränkten Mitteln (günstige und uralte Farbkarte). Das DCP habe ich angehängt, falls jemand damit rumspielen möchte. Es ist nur ein Profil mit einem einzelnen Illuminanten, weil ich die Beleuchtung mit StdA noch nicht hinbekommen habe. Zumindest nicht mit Ergebnissen, die nicht offensichtlich falsch sind.
Dabei kamen folgende Ergebnisse raus:

Anhang anzeigen 7050
RawTherapee mit Standard-Kamera-Profil (dürfte eine der Matrizen aus DCRAW sein).
Anhang anzeigen 7051
Dazu in den L*a*b-Einstellungen Chromatizität auf 100 gestellt. Besser, aber irgendwie noch farblich etwas daneben.
Anhang anzeigen 7052
Mit meinem DCP-Profil ohne erhöhte Chromatizität. Schon ganz ordentlich, aber vermutlich geht noch mehr.

Hier nochmal mit einem tatsächlich echten Motiv:
Anhang anzeigen 7053
Standardprofil + 100 Chromatizität
Anhang anzeigen 7054
Mein DCP und sonst keine weiteren Anpassungen. Besonders deutlich der realistischere Grünton bei den Frühlingszwiebeln.

moinsen, mit welcher app hast du die fotos gemacht? und was mache ich mit der datei? ich hatte grade mit den grüntönen im letzten urlaub ziemliche probleme, daher würde ich deine einstellungen seeeehr gerne übernehmen

 

[daho86]

Man merkt, die Kamera hätte Potential, nur an der Software müsste noch geschliffen werden. Vielleicht kann Shift ja @halemmerich Deine Ergebnisse mit einbringen

 

[halemmerich]

Ich habe diese Dateien und die RAWs dazu auch dem Support bereitgestellt und mir wurde zugesagt, dass es da laufende Kommunikation zu dem Thema mit dem Partner für die Kamera gibt. Also eventuell wird irgendwann ein Profil bereitgestellt.

Zusätzlich hatte ich vorgeschlagen, dass der genaue Kamerabezeichner mit in den Exif-Daten gespeichert wird, damit man die Bilder nicht nur nach Brennweite filtern kann. Das soll wohl schon umgesetzt sein und in einem Update dann mitkommen.

@Roever Ich habe die Bilder als RAW (DNG) in OpenCamera aufgenommen. Da speichere ich JPEG und RAW und bearbeite dann einzelne Bilder mit RawTherapee nach. Dort stelle ich das DCP als Kameraprofil ein. Für viele Bilder ist aber das JPEG aus OpenCamera close enough, zumindest wenn auf dem SP8 angeschaut oder kaputtkomprimiert per Messenger versendet. Das DCP kann man auch als automatisches Profil anwenden lassen, gefiltert für das Shiftphone. Ansonsten ist das das Format in dem auch Lightroom mit Profilen arbeiten kann. Dort und in den meisten anderen RAW-Konvertern sollte es also nutzbar sein. Wenn du ein JPEG machst ist die Profilanwendung schon passiert, das hängt dann von Kamera-App und was auch immer im Hintergrund noch passiert ab wie das aussieht. Mein Profil wird also bei JPEGs eher nicht hilfreich sein.

Als kleiner Tipp für OpenCamera: Versucht mal in den Verarbeitungseinstellungen die Rauschfilterung auszuschalten. Ist erstmal etwas gewöhnungsbedürftig, dass der Ölmalereieffekt weg ist, aber es bleibt doch einiges mehr an Details erhalten. Und den meisten Leuten, dich sich nicht näher mit der Materie befassen fällt das Rauschen auch gar nicht störend auf. Meine "ich muss sämtliches Rauschen in Kleinstarbeit wegfiltern"-Phase habe ich hinter mir gelassen. Das gehört jetzt für mich einfach mit zur aufgenommen Situation.

 

[Roever]

Ich habe diese Dateien und die RAWs dazu auch dem Support bereitgestellt und mir wurde zugesagt, dass es da laufende Kommunikation zu dem Thema mit dem Partner für die Kamera gibt. Also eventuell wird irgendwann ein Profil bereitgestellt.

Zusätzlich hatte ich vorgeschlagen, dass der genaue Kamerabezeichner mit in den Exif-Daten gespeichert wird, damit man die Bilder nicht nur nach Brennweite filtern kann. Das soll wohl schon umgesetzt sein und in einem Update dann mitkommen.

@Roever Ich habe die Bilder als RAW (DNG) in OpenCamera aufgenommen. Da speichere ich JPEG und RAW und bearbeite dann einzelne Bilder mit RawTherapee nach. Dort stelle ich das DCP als Kameraprofil ein. Für viele Bilder ist aber das JPEG aus OpenCamera close enough, zumindest wenn auf dem SP8 angeschaut oder kaputtkomprimiert per Messenger versendet. Das DCP kann man auch als automatisches Profil anwenden lassen, gefiltert für das Shiftphone. Ansonsten ist das das Format in dem auch Lightroom mit Profilen arbeiten kann. Dort und in den meisten anderen RAW-Konvertern sollte es also nutzbar sein. Wenn du ein JPEG machst ist die Profilanwendung schon passiert, das hängt dann von Kamera-App und was auch immer im Hintergrund noch passiert ab wie das aussieht. Mein Profil wird also bei JPEGs eher nicht hilfreich sein.

Als kleiner Tipp für OpenCamera: Versucht mal in den Verarbeitungseinstellungen die Rauschfilterung auszuschalten. Ist erstmal etwas gewöhnungsbedürftig, dass der Ölmalereieffekt weg ist, aber es bleibt doch einiges mehr an Details erhalten. Und den meisten Leuten, dich sich nicht näher mit der Materie befassen fällt das Rauschen auch gar nicht störend auf. Meine "ich muss sämtliches Rauschen in Kleinstarbeit wegfiltern"-Phase habe ich hinter mir gelassen. Das gehört jetzt für mich einfach mit zur aufgenommen Situation.

nutze aktuell der einfachheithalber die shiftcam, aber werde ich mir bei "wichtigeren" fotos nochmal angucken. danke

 

[daho86]

Vielleicht hilft es an der Stelle: Ich habe etwas recherchiert, das ähnlichste Kamera Setup hat das Nothing Phone 1 wie das SP. Für dieses gibt es die GoogleKamera Mods inkl recht guter Config Dateien. Vielleicht lässt sich damit was anfangen bzw. das werde ich mal testen..

 

[Hanghuhn]

Ich bin der Ansicht, dass die Open Camera App schon ganz gute Resultate liefert. Zumindest ist das Ergebnis nach der JPEG-Konvertierung durchaus akzeptabel, wenn man auf bunte Bilder steht.

Das ist das, was der RAW-Daten-Speicher mit 24 MB liefert:

Das "fertige" Resultat der Open Camera sieht dann mit 5,6 MB so aus:

Das Problem, das ich bei der SHIFT-Kamera sehe: die System-Kamera, die im ShiftPhone 8 vorinstaliiert ist, stammt (zumindest bei der SOS-L Variante) ja von Lineage - und ist völlige Grütze. (was kann ich von so einer App erwarten, wenn sie gerade mal 3,2 MB groß ist. Dass da keinerlei Funktionalität enthalten sein kann, erscheint mit logisch)

Die SHIFT-Kamera aus dem Repository ist ja deutlich besser - ist aber eben nicht als System-App integriert. (dass die fast vier Mal größer ist als die OpenCamera (14 MB) erschließt sich mir zwar nicht ganz, aber ok...)

Und darüber hinaus heissen beide auch noch gleich und habe das identische Logo.

Da kann ich mir gut vorstellen, dass es zu Verwechslungen kommt...

Ich bin jedenfalls ziemlich zufrieden mit OpenCamera. Dass die Optik selbst keine Wunder leisten kann, muss jedem klar sein. Aber jedes Mehr an Qualität (höhere Lichtempfindlichkeit, Bildstabilisator usw.) hätte ja auch bedeutet, dass das Handy auch so einen hässlichen und unpraktischen Kamerabuckel bekommen hätte, von den 2 Euro dreissig mehr oder so mal ganz abgesehen...

Das ShiftPhone ist ein schnurloses Telekommunikationsgerät mit der Option zu durchaus brauchbaren Schnappschüssen. Müsste ich mein Geld mit Fotografieren verdienen, müsste ich meine SLR eben öfter mit mir herumtragen.

 

[halemmerich]

Ja, bei Tageslicht liefert OpenCamera wie du sagst ganz OK und etwas zu bunt ab. Interessanter wirds bei schlechtem Kunstlicht, da ist es schon gar nicht so einfach "von Hand" gleich gute Ergebnisse zu erzeugen. Deswegen habe ich überhaupt erst mit der Profilspielerei angefangen. Aber Profile für Kunstlicht bauen hat sich leider als schwieriger herausgestellt