Was ist der Unterschied zwischen digitalem High-ISO-Rauschen und Filmkörnung?


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Was ist der Unterschied zwischen digitalem High-ISO-Rauschen und Filmkörnung? Warum "frisst" einer das Detail und der andere nicht?


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+1. Diese Frage bittet um einige Nebeneinander-Vergleiche ... Ich würde sie gerne sehen. Ich suchte ein bisschen, kam aber zu kurz.
Reid

Antworten:


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  • Die Größe der Körner im Film variiert in Abhängigkeit von der Filmempfindlichkeit. Je empfindlicher der Film ist, desto größer sind die Körner. Digitales Rauschen hat unabhängig von der ISO-Einstellung immer die Größe eines Pixels.

  • Das Filmkorn ist farbneutral, da es hauptsächlich aus Helligkeitsunterschieden besteht. Digitales Rauschen besteht sowohl aus Luminanz- als auch aus Farbunterschieden und ist im blauen Farbkanal am sichtbarsten.

  • Bei den neueren Digitalkameras ist das digitale Rauschen ziemlich gleichmäßig. In früheren Modellen hatte das Geräusch mehr Streifen und Muster. Das Filmkorn hat keine Streifen oder Muster, daher wird es als reines Rauschen angesehen. Wenn das digitale Rauschen Streifen oder Muster aufweist, kann das Gehirn dies leicht erkennen, und das ist störender als reines Rauschen.

  • Weder Getreide noch Lärm fressen Details. Die Rauschunterdrückung frisst Details, da sie den Unterschied zwischen kleinen Details und Rauschen nicht erkennen kann. Die Rauschunterdrückung wird für digitales Rauschen verwendet, kann jedoch auch zur Reduzierung der Filmkörnung verwendet werden.

Es gibt ein Beispiel unten. Auf der linken Seite sehen Sie die Filmkörnung eines Kodak Gold ISO 200-Films. Rechts ist das digitale Rauschen einer Canon EOS 5D Mark II bei ISO 3200 zu sehen. Beachten Sie das blaue Rauschen in den dunklen Bereichen im rechten Bild.

Körner gegen Lärm


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Kann man das Filmkorn überhaupt als Rauschen bezeichnen?
Karel

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Es wird normalerweise nicht als Rauschen bezeichnet, aber es ist ein ähnlicher Prozess, da er von zufälligen Prozessen abhängt. Sie können sogar Geräusche in Ihren Augäpfeln sehen: Schauen Sie auf eine flache weiße Oberfläche, und Sie können sehen, wie Flaum herumschwimmt. Dieselbe Idee - zufällige Schwankungen in einem Teil des Prozesses führen zu hochfrequenten Schwankungen im Bild.
Reid

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Interessantes Beispiel und es gibt eine Vorstellung von den Unterschieden, aber da der Film hier bereits digitalisiert wurde, kann man nicht wirklich sagen, welches Muster durch Filmkörnung und welches durch Scannerrauschen verursacht wird. Ich wette, ein Teil des Chroma-Rauschens in tiefen Schatten wird durch die Digitalisierung verursacht.
Karel

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@Karel: Das ist ein interessanter Punkt. Der Scanvorgang verursacht natürlich ein wenig Rauschen, aber ich glaube nicht, dass es wirklich sichtbar ist. Das Bildrauschen des Scanners ist wie im rechten Bild pixelgroß, Sie können jedoch deutlich die größeren Körner des Films erkennen. Bei beiden handelt es sich um 1: 1-Bildausschnitte.
Guffa

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Dein Bildlink ist kaputt! Bitte reparieren Sie es oder hosten Sie Ihre Uploads auf unserem imgur-Konto. Vielen Dank.
Kevin Vermeer

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Es gibt auch das Problem von Chroma (Farbe) vs. Luma (Helligkeit) Digitalrauschen. Menschen empfinden das Chroma-Rauschen im Allgemeinen als unangenehmer, da es weniger natürlich erscheint. Aus diesem Grund funktionieren verrauschte Fotos bei einer Schwarzweißkonvertierung manchmal besser. Die besseren Rauschunterdrückungsalgorithmen können auch den einen oder anderen selektiv ansprechen.

Ich glaube, dass der Film so gut wie nur Luma-Rauschen hat, was ein Grund dafür ist, dass Menschen es manchmal weniger als digitales Rauschen empfinden.


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Der größte Unterschied besteht in den Rauschmustern. Filmkörnung wird durch die im Film vorhandenen Silberkörner verursacht und weist kein einheitliches Muster auf.

ISO-Rauschen wird im digitalen Sensor verursacht und basiert auf Pixeln und daher auf einem Muster.

Einige glauben, dass Filmgran wegen des inkonsistenten Musters, in dem das Rauschen auftritt, angenehmer ist.


Ich denke nicht, dass die Rauschmuster für moderne Digitalkameras problematisch sind.
Karel

Es ist definitiv ein Problem auf meiner D90 bei höheren ISOs; es entsteht ein klares quadratisches Muster. Es ist auf einigen Bildern offensichtlich schlimmer als auf anderen.
Reid

Bei niedrigen ISO-Werten (weniger als 400 oder so) ist dies bei modernen Digitalkameras wahrscheinlich kein Problem, aber je nach Modell ist dies immer noch weit verbreitet, insbesondere wenn Sie Ihre ISO-Werte bei schlechten Lichtverhältnissen maximieren, um die Aufnahme zu erhalten.
chills42

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Filme mit einem höheren ISO-Wert neigten dazu, mehr Körnung zu haben. Digitalaufnahmen mit höheren ISO-Werten weisen mehr Rauschen auf - eine ähnliche Ursache, aber ein anderes visuelles Erscheinungsbild.

Digitales ISO-Rauschen hängt von der Größe jedes Pixels ab, da das Rauschen pro Pixel (je mehr Pixel Sie haben, desto weniger Rauschen tritt bei gleicher Größe auf), wohingegen bei Filmen das Rauschen pro Kristall - Sie - auftritt benötigen größere Kristalle für eine höhere Empfindlichkeit.

Eine Analogie, die ich in der Vergangenheit verwendet habe, um dies zu demonstrieren, besteht darin, mehrere Personen mit einer Stoppuhr nach der Zeit zu fragen, wie lange ein Auto benötigt, um auf einem Parkplatz zu fahren, und dann nach der Zeit, wie lange eine Person für dieselbe Fahrt benötigt - Da die Person langsamer ist, ist die Fehlerquote im Verhältnis zur Gesamtzahl geringer, auch wenn verschiedene Personen die Zeitangaben innerhalb weniger Sekunden voneinander vornehmen.


Ich dachte, ein Film mit niedrigerem ISO-Wert hat mehr Körnung ?!
txwikinger

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@txwikinger geringere Empfindlichkeit == höhere ISO-Nummer == auffälligere Körnung / Rauschen
Rowland Shaw

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Ein interessanter Unterschied besteht darin, dass das Rauschen der Digitalkamera zu einem guten Teil das Quantisierungsrauschen ist, das mit dem Bildgebungsprozess zusammenhängt. Dies kann bis zu "ISO-invarianten" Sensoren gehen, bei denen die ISO-Einstellung keinen Einfluss mehr auf die Rohbilderfassung hat, sondern bestimmt, auf welche Belichtung die Kamera zielt und wie die Rohwerte dann interpretiert werden. Bei einem solchen Sensor hängt der Rauschpegel von der tatsächlichen Belichtung ab, nicht jedoch vom eingestellten ISO-Wert.

Im Gegensatz dazu bestimmt die Wahl der ISO / ASA-Stufe für den Film die Filmkörnung. Ein durch 3EV unterbelichteter ASA100-Film behält seine feine Körnung im Vergleich zu einem ASA800-Film bei, verliert jedoch seinen Kontrast. Wenn Sie den Kontrast bei der Vergrößerung erhöhen, erhalten Sie eher ein punktuelles Aussehen als ein grobkörniges.

Einige Digitalkameras bieten die Möglichkeit, höhere ISO-Werte bei reduzierten Auflösungen zu verwenden. Dies entspricht eher dem Verhalten von ASA-Filmen mit höherer Körnung, obwohl die "Körnung" der Digitalkamera ein rechteckiges Muster ist, während die Filmkörnung unregelmäßig verteilt ist.


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Großer Unterschied.

Filmkorn ist eher eine Textur, die die Bilder zum Leben erweckt.

Rauschen ist ein Defekt der Lichtempfindlichkeit der Kamera. Rauschen ist das Ergebnis der Interpretation des Lichts in einem Bild, das die Kamera nicht erfassen kann. Die Kamera kann in Situationen mit schlechten Lichtverhältnissen kein Licht erfassen und erfindet daher die Farben, die der Sensor nicht erfassen kann. Dieses Rauschen ist also nicht die Darstellung eines realen Bildes, sondern eine Interpretation dessen, was der Sensor für möglich hält.


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Das scheint mir nicht richtig zu sein. Können Sie beschreiben, wie die Kamera Farben "erfindet"?
Mattdm

Kamera kann nicht erfinden. Die Kamera empfängt das Licht mit einem Sensor und verarbeitet dann ein Signal (vom Sensor kommend).
Dragos
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