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Tests die ich mit meiner C-2000 Digitalkamera durchgeführt habe:

 

Qualitätsstufen:

Die C-2000 bietet 5 verschiedene Qualitätsstufen für die Bilder:

 

Oft stellt sich die Frage, welche Einstellung nun den beste Kompromiss aus Qualität und Speicherverbrauch darstellt.
Meistens verwende ich HQ und schalte nur für besondere Aufnahmen auf SHQ. TIFF ist wegen des enormen Speicherbedarfs und der langen Speicherzeiten nur für "Spezialanwendungen" zu gebrauchen.
Wegen der sehr starken Komprimierung sind die beiden SQ-Einstellungen leider nicht für den alltäglichen Einsatz sinnvoll zu gebrauchen, aber ich wollte genauer wissen, wie groß die Unterschiede zwischen den drei 1600x1200 Einstellungen ist und habe daher folgenden Versuch unternommen:

Sowohl in der Weitwinkel- als auch der Teleposition des Objektivs habe ich mit "mittlerer" Blende (5,6) und ISO100 vom Staiv Vergleichsaufnahmen mit den unterschiedlichen Einstellungen gemacht, die die Probleme der JPEG-Kompression deutlich zeigen soll.

Um es gleich vorwegzunehmen: die Unterschiede zwischen den 3 Einstellungen sind minimal und wenn überhaupt nur mit Mühe zu erkennen.

Um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen wurde die Kamera auf dem Manfrotto-Stativ montiert und per Fernbedienung ausgelöst. An dem Tag war es praktisch windstill, so dass Bewegungsunschärfe durch Bewegungen der Äste praktisch auszuschliessen ist. Die Bilder wurden also alle (beinahe) unter denselben Bedingungen aufgenommen, lediglich die Wolken sind weitergezogen. Ich habe mich aber bemüht Bildausschnitte zu wählen bei denen keine Wolken im Hintergrund sind.

Hier sind die verwendeten Motive dargestellt (Bilder hier auf 1/3 der Originalgröße verkleinert), die Rechtecke zeigen die für die Vergleichstests verwendeten Ausschnitte:

Weitwinkeleinstellung
(35mm äquiv.)

Blende 5,6
1/400sek.
ISO 100
Teleeinstellung
(105mm äquiv.)

Blende 5,6
1/400sek.
ISO 100

 

Hier nun die Ausschnitte, oben 1:1 aus den Originalbildern ausgeschnitten und darunter dasselbe, aber 4-fach vergrößert (nicht interpoliert), alle mit minimalster JPEG-Kompression gespeichert:

Weitwinkel
1 2 3

 

Tele

1

2

3

Nun verrate ich freilich nicht gleich, was bei Weitwinkel und Tele jeweils mit HQ, SHQ und TIFF aufgenommen wurde...

Wer glaubt es herausgefunden zu haben, schickt mir einfach eine Email mit den Lösungsvorschlägen (für WW und Tele getrennt!) an

Danke fürs mitmachen, die Lösung gibts dann umgehend per email!

Die Daten werden selbstverständlich absolut vertraulich behandelt.

 

Sozusagen außer Konkurrenz gibt es hier noch die Bilder in den SQ-Auflösungen, hier sind die Unterschiede zu obigen Bildern mehr als deutlich zu erkennen (Die Ausschnitte sind ähnlich aber nicht identisch zu den obigen):

Weitwinkel
640x480 1024x768

 

Tele
640x480 1024x768

 

 

Sensorrauschen:

 

Bei langen Belichtungszeiten und hoher Empfindlichkeit sowie hoher Temperatur "rauschen" die Bilder . Die C-2000 hat ein verstecktes Menü, in dem man lange Belichtungszeiten einstellen kann wodurch man in Bereiche kommt, wo das Sensorrauschen deutlich sichtbar wird. (weitere Infos hierzu bei den Tips&Tricks!)

Folgende Experimente zeigen das Sensorrauschen in Abhängigkeit der Größen Zeit, Empfindlichkeit und Temperatur.
Strenggenommen müssten dieses Experimente mehrmals gemacht und über alle Werte gemittelt werden, um ein genaueres Verhalten abschätzen zu können. Ausserdem würden die Ergebnisse mit einer anderen Kamera wieder komplett anders ausfallen - aber letzendlich soll das hier nur eine einfache Demonstration und keine wissenschaftliche Abhandlung sein :-)

Folgende Tests wurden gemacht:

1. Temperaturabhängigkeit des Sensorrauschens durch Eigenerwärmung bei Raumtemperatur
2. Kamera in der Kälte, Eigenerwärmung im Betrieb
3. Kamera in der Kälte, bei Raumtemperatur und Wärme
4. Sensorrauschen in Abhängigkeit von der Belichtungszeit und der Sensorempfindlichkeit
~. Hinweise

Jeweils unter den Tabellen sind die Links zu den zugehörigen Bildern!

 

Das Rauschen des Sensors ist sehr stark von der Temperatur abhängig. Zum einen wirkt hier freilich die Umgebungstemperatur, aber auch im Inneren des Kameragehäuses sitzen Wärmequellen (der CCD-Sensor selbst, die Elektronik, der TFT-Bildschirm, die Akkus,..) die das Rauschen stark beeinflussen.

Bei diesem ersten Test wurden die Kameraeinstellungen für alle Bilder gleich belassen, es wirkt also nur die Eigenerwärmung!

In 30-sekündigen Abständen wurden SHQ-JPEG-Bilder mit 16s und ISO 400 gemacht. Das Objektiv ist vollständig abgedunkelt.
Begonnen wurde direkt nach dem Einschalten der Kamera (nach einer längeren Ruhepause zum abkühlen) bei Raumtemperatur (ca. 22°C), TFT-Monitor eingeschaltet, Kamera in der Hand.

Die Werte in der Tabelle geben die Anzahl der unterscheidbaren Farben im Bild an. (*)
"1" bedeutet also, dass das ganze Bild aus einer schwarzen Fläche besteht und im Rahmen der 24bit Fabrauflösung absolut kein Sensorrauschen erkennbar ist. Je höher der Wert, umso "verrauschter" ist das Bild.

Zeit

Anzahl der Farben
0 min. 2405
1 min. 7303
2 min. 20335
3 min. 39780
4 min. 52537
5 min. 95264
6 min. 128773
7 min. 150156
8 min. 227915
9 min. 234397
10 min. 302781

=> die Fotos zur Tabelle

(*) Es ist zu beachten, dass dies nur die Anzahl der unterscheidbaren Farben angibt und nicht exakt die Anzahl der verfälschten Pixel, diese Zahl könnte noch ein wenig höher liegen da mehrere einzelne Pixel gleicher Farbe vorkommen könnten (Die Wahrscheinlichkeit liegt bei 24bit Farbtiefe aber ungünstigstenfalls bei < 2%).

Aber bereits dieser erste Versuch in der Extremeinstellung der Kamera zeigt deutlich die Temperaturabhängigkeit des Sensorrauschens!
Deswegen werden z.B. in der Astronomie eingesetzte Bildsensoren aktiv gekühlt, um trotz langer Belichtungszeiten das Rauschen so gering wie möglich zu halten. Dies wird im 2. Test "simuliert":

 

Auch bei diesem Test wurden die Kameraeinstellungen nicht verändert. Die Kamera befand sich vor und während dem Test im Freien bei ca. 0°C

In 30-sekündigen Abständen wurden SHQ-JPEG-Bilder mit 16s und ISO 400 gemacht.
Kamera vorher 20min. in der Kälte (ca. 0°C) abgekühlt, Objektiv abgedeckt, TFT-Monitor an, auf Stativ.

Zeit

Anzahl der Farben
0 min. 583
1 min. 765
2 min. 953
3 min. 1193
4 min. 1363
5 min. 1627

=> die Fotos zur Tabelle

Wer dieses Experiment nachahmen möchte, sollte darauf achten, dass durch Betauung beim Wiedererwärmen keine Kurzschlüsse im Inneren der Kamera auftreten können! Daher ausschalten und die Akkus entnehmen bevor die Kamera wieder in den warmen Raum gebracht wird. Dort ca. 30min. warten, bevor die Kamera wieder in Betrieb genommen wird, damit das entstandene Kondenswasser verdunsten kann.
Desweiteren muß man unbedingt die Spezifikation des Herstellers beachten, in welchem Temperaturbereich die Kamera betrieben werden darf! ..und man macht freilich alles auf eigene Gefahr! :-)

Vergleicht man die Werte der ersten beiden Tests, so wird deutlich, dass sich kalte Winternächte für Langzeitaufnahmen besonders gut eignen :-)

 

Bei diesem Test kommt nur der Einfluß der Umgebungstemperatur zum Tragen, die Eigenerwärmung der Kamera dürfte zu vernachlässigen sein da die Aufnahmen jeweils sofort nach dem Einschalten gemacht wurden.

Aufnahmen in SHQ-JPEG bei 16s / ISO 400, Objektiv abgedeckt.
- nachdem die Kamera ca. 20min. bei ca. 0°C abgekühlt wurde,
- bei Raumtemperatur (ca. 22°C) und
- bei gleichmäßig aufgeheizter Kamera (ca. 35°C)

  Anzahl der Faben
Kälte 583
Raum 1194
Warm 182100

=> die Fotos zur Tabelle

 

 

Anzahl der Farben bei
Belichtungszeit ISO 100 ISO 200 ISO 400
1s 1 2 3
2s 2 6 16
4s 4 27 173
8s 24 276 469
16s 280 711 1771

=> die Fotos zur Tabelle

 

Diese Extrembeispiele haben gezeigt, dass es garnicht so einfach ist, den hochempfindlichen Sensorchip der Kamera wirklich lichtdicht abzudecken:
Ein Objektivdeckel allein reichte nicht aus, selbst wenn dieser eng anliegt und das Umgebungslicht mehrere male an schwarzen Flächen reflektiert werden muß um ins Objektiv zu gelangen, so reichte dies doch noch aus um eine deutlich erkennbare Beleuchtung auf den Bildern zu bekommen.
Erst ein zusätzlich um das Objektiv herum angebrachter, lichtundurchlässiger Stoff brachte wirklich schwarze Bilder (abgesehen vom Rauschen!) bei der empfindlichsten Einstellung. Auch eine lichtdichte Box in die man die ganze Kamera legt wäre nicht hilfreich, da sich an der Rückseite der C-2000 eine grüne LED befindet, die während der Aufnahme blinkt.

 

(c) , 06.09.2003, URL: http://www.emling.de
Alle Angaben auf dieser Seite sind ohne Gewaehr!