Schwarz-Weiss Fotografie mit Canon DSLR's: wird hiermit die Bayer-Matrix deaktiviert? Softwaremäßig sogar mit Filter-Effekten

Hallo Andreas,

auch im s/w-Modus bleibt (d)eine Kamera eine Farbkamera, der s/w-Effekt wird nur rechentechnisch erzeugt. Gerade dadurch wird auch die s/w-Farbfilterwirkung erzeugt. (Indem die Farbkanäle entsprechend gewichtet werden).

Bei meinen DSLR 's bleibt sogar das RAW-Bild farbig, nur die Jpg' s werden schwarz weiß wiedergegeben.

Es gibt aber auch Kameras die ohne Bayer-Filter arbeiten. Astro-Kameras und auch eine Leica.

Grüße

Dietrich

Servus Andreas,

Zitat von hobbyknipser

Die Pentax K-3 Mark III wäre auch eine Monochrom DSLR

Fast alle digitalen DSRLs können doch die Bilder in s/w abspeichern. Weshalb sollte die Pentax deiner Ansicht nach ein monochrome DSRL sein?

Zitat von hobbyknipser

Hier bei der Canon DSLR: Beispiel: HA-Filter: nur das R-Teil-Pixel ist etwas hell, der Rest GGB ist fast schwarz.

Wenn jetzt bei der Umwandlung in SW Alles zusammengerechnet wird, habe ich nur den etwas hellen Rot-Anteil und mehr nicht, nicht wahr?

Die Kamera-SW macht doch nichts anderes, als aus den Pixelwerten nicht die entsprechend Bayermatrix einen Farbwert zuzuordnen, sondern die Pixelwerte werden in reine Gruawerte umgerechnet. Und da wo nichts ist, weil die Bayermatrix an den Stellen von grün und blau bei h-alpha nichts durchgelassen hat, liegt eben nur ein minimaler Pixel- und entsprechend Grauwert vor. Und auf die blau/grün-Pixel wird auch nichts um- oder draufgerechnet, deine Kamera weiß ja nicht, dass mit einem h-alpha Filter vor dem Chip belichtet wurde

Gruß Stefan

Und bei Verwendung eines H-alpha-Filters wird nur der rote Bereich des Bayerfilters angesprochen (bei nicht astromodifizierten Kameras auch noch reduziert wg. der Filter-Charakteristik des UV/IR-Vorfilters.

Die Grün- und Blau-Pixel werden als fast schwarz wiedergegeben, was die Auflösung der Bilder ruiniert.

Hallo Andreas,

ich habe auch schon gesehen, das einer die Bayermatrix von einem Canon Sensor entfernt hat.

Entweder runterpoliert oder mit einem Laser weggebrannt.

Danach ist das dann auch eine echte S/W Kamera.

LG Jens

Aber du hast doch eine Canon-Kamera? Die haben fast alle einen Farbsensor. Und für s/w bzw Linienfilteraufnahmen, gibt es monochrome Astro-Kameras, die dann keine Farbfilter vor den Sensoren haben. Bei den meisten DSLR's ist die s/w-Wiedergabe nur errechnet, mit Auflösungsverlust.

Oder möchtest du dir die Pentax-Kamera kaufen? Sicher eine tolle Kamera.

Aber ich möchte auch Farben.

Grüße

Dietrich

Mal generell: Die Bayermatrix kann nicht "deaktiviert" werden, weil sie ein fest eingebauter Bestandteil der Hardware ist.

Es gibt Chips, egal ob CCD oder CMOS, entweder als Monochromechips oder als Farbchips. Der Unterschied ist die Bayermatrix, die als Raster von Farbfiltern auf dem Monochromechip sitzt. Ich habe das selber jahrelang nicht kapiert - ich dachte immer, wie kann ein x mal y - Farbship dieselben Pixelzahlen wie der Monochromechip derselben Serie haben? Ich dachte immer, die Farbpixel muessten halb so gross sein wie die Schwarzweisspixel, um die zweimal gruenen plus je einmal roten und blauen Pixel herzustellen. Aber nein - gerade hier liegt der Vorteil der Bayermatrix! Jedes physische PIxel bekommt seinen Farbwert von vier Pixeln, und das naechste Pixel daneben wieder aus vier Pixeln. Jedesmal ist jede Farbe dabei und damit bekommt jedes Monochrome-Pixel unter der Bayermatrix die volle Farbinformation.

Was die Schwarzweissfunktion in der Kamera macht, ist halt das Zusammenzaehlen der Intensitaet beim gleichzeitigen Fortlassen der Farbinformation.

Aber: Jedes Pixel unter der Bayermatrix bekommt nur 1/3 des Lichts, weil es eben nur R, G oder B bekommt.

Ein Farbsensor, der ueber einen dichroitischen Farbteiler drei Schwarzweisssensoren bedient, wuerde im Idealfall alle Photonen nutzen. Alternativ waere ein Sensor, bei dem die Energie der Photonen entscheidet, in welcher Tiefe im Chip das Photon in Elektronen umbewandelt wuerde. Es gab mal so einen Sensor (FOVEON) kommerziell, aber in der Praxis war er damals viel zu verrauscht. Hat sich nicht durchgesetzt. Aber im Vergleich zu den heutigen super rauscharmen und super empfindichen CMOS-Sensoren waere da nochmal ein Faktor drei im Signal drin!

Ich gebe auch mal meinen Senf dazu.

Habe mir mal die Beschreibung der Pentax durchgelesen.

Das ist tatsächlich ein Monochromer Chip!

Also auch so wie Andreas angenommen hatohne Bayer Matrix!

Nicht schlecht. Wenn jemand keinen Laptop haben möchte, um die Bilder speichern zu können vieleicht eine Lösung.

Für mich wäre es dann doch eher eine 2600mm pro oder sowas =)

Grüße

Mario

Zitat

Zitat von JSchmoll

Aber: Jedes Pixel unter der Bayermatrix bekommt nur 1/3 des Lichts, weil es eben nur R, G oder B bekommt.

Dieser Satz stimmt aber nicht, oder? R und B sollten doch 1/4 des Lichtes erhalten und G 1/2 des Lichts, oder?

viele Grüße

Andreas

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Es kommt darauf an, wie Du es berechnest. Ich machte das Spektral: Das sichtbare Licht wird in etwa gleich grosse Wellenlaengenbereiche fuer rot, gruen und blau aufgeteilt. Deshalb das Drittel. Wenn Du das so siehst, dass ein 2x2-Metapixel in zwei gruene und je ein rotes/blaues Pixel aufgeteilt wird, dann teilen sich die Farbpixel die Geometrie des 2x2-Metapixels. Aber das ist nur die geometrische Aufteilung, das Licht an den Filtern geht immer noch verloren. Das gruene Pixel verliert rot und blau, das blaue Pixel rot und gruen und das rote Pixel gruen und blau.

Die Foveontechnologie wollte erreichen, dass Licht verschiedener Energie in verschiedenen Schichttiefen des Detektors in Elektronen umgewandelt wird und damt die Farbinformation abgemolken werden kann, ohne Photoen an Filtern zu verlieren. Hat aber wohl in der Praxis nicht geklappt. In unserer Forschungsgruppe hier in Durham arbeitet jemand an MKIDS. Das sind ebenfalls spektral empflindliche Detektoren. Aber diese muessen nahe zum absoluten Nullpunkt gekuehlt werden und derzeitige Prototypen haben nur eine Handvoll Pixel.

Servus Jürgen,

Zitat von JSchmoll

Aber nein - gerade hier liegt der Vorteil der Bayermatrix! Jedes physische PIxel bekommt seinen Farbwert von vier Pixeln, und das naechste Pixel daneben wieder aus vier Pixeln.

Zu erwähnen ist dabei, jedes einzelne Pixel erhält natürlich nur das Licht, das auch durch das davorliegende Farbfilterchen durchkommt. Was du mit dem Satz aussagst, ist das, was anschließend per Verrechnung daraus gemacht wird. Also aus den von den Pixeln gesammelten Werten für rot, blau und grün aus einer Vierergruppe wird der "Mischwert" als resultierende Farbe gebildet.

Zitat von JSchmoll

Aber: Jedes Pixel unter der Bayermatrix bekommt nur 1/3 des Lichts, weil es eben nur R, G oder B bekommt

Nö, jedes Pixel bekommt 100% des auf ihn fallenden Lichts. Auf eine Vierergruppe gedacht ist es dann je 1/4 für rot und blau und nicht 1/3, grün ist dabei halt zweimal vertreten, also 2/4

Gruß Stefan

Hi Stefan,

es ist die Frage, wie wir "Pixel" definieren.

Mit der Definition

Pixel := kleinste lichtempfindliche Flaecheneinheit

Metapixel := Gruppe aus vier Pixeln, RGGB

sieht das so aus:

Jedes Pixel bekommt ca. 1/3 des einfallenden Lichts (unter der Annahme, dass das Spektrum intensitaetsmaessig auf ca. drei Drittel aufgeteilt wird - was natuerlich vom Objekt abhaengt).

Wenn einem Pixel nun der Wert eines Metapixels zugeordnet wird, bekommt es die vier Drittel der Intensitaet, die die Einzelpixel nach Filterung registrieren. Du sieht den Nenner (es sind ja vier Viertel), eines davon bekommt die volle R-Intensitaet, so enthaelt das Metapixel 1/4 R-Signal und die anderen Farben analog), ich sehe den Zaehler, das Drittel, das jedes Pixel nach der Filterung enthaelt.

Aber da jedes Pixel durch die Filterung ca. 2/3 des Signals Intensitaet verliert, ist ein Farbchip nur 1/3 so empfindlich wie ein Monochromchip. Andererseits, wenn ein Monochromchip mit Filterrad verwendet wird, wird pro Filterung wieder global nur 1/3 des Lichts genutzt.

Ideal waere fuer Kontinuumsimaging mit Farbinformation halt ein System mit dichroitischen Strahlteilern oder ein energieaufloesender Sensor wie der Foveon. Da wuerde fast jedes Photon genutzt.

Servus Jürgen,

Zitat von JSchmoll

Jedes Pixel bekommt ca. 1/3 des einfallenden Lichts (unter der Annahme, dass das Spektrum intensitaetsmaessig auf ca. drei Drittel aufgeteilt wird - was natuerlich vom Objekt abhaengt).

Genau das ist doch nicht der Fall, das menschliche Auge ist auf Grün empfindlicher und genau aus dem Grund gibt es RGGB, um die Bilder dem Farbemfpfinden des Auges entsprechend aussehen zu lassen. Das Bild in diesem Artikel zur Bayer Matrix zeigt das auch, der Lichtanteil wird nicht gedrittelt

Bayer filter - Wikipedia

en.wikipedia.org

Zitat von JSchmoll

Wenn einem Pixel nun der Wert eines Metapixels zugeordnet wird, bekommt es die vier Drittel der Intensitaet, die die Einzelpixel nach Filterung registrieren.

Wenn vier drittel zugeordnet würden, müsste das Ergebnis ja um 1/3 heller werden

Den Pixeln wird beim Debayern ein Farbwert zugeordnet, der sich aus dem Wert des Pixels selbst und den Werten der angrenzenden Pixeln ergibt. Bei harten Übergängen zwischen zwei Farben gibt es dadurch keine scharfe Kante, an der die Fläche einer Farbe endet und im Nachbarpixel dann mit der anderen weitergeht. In diesem Grenzbereich bildet sich dadurch ein unscharfer Übergang, da durch die Farbwertzuordnung eine Mischfarbe entsteht. Siehe auch die beiden Bilder, die rechts unten mit Pfeil markierte kleine Fläche am Bildschirm max. vergrößert und den Ausschnitt abgespeichert. (das Bild zeigt einen Teil des Beschleunigers für Schwerionen zur Krebsbehandlung)

In dem Grenzbereich von rot zu blau sieht man die Unschärfe, da rote Anteil dem blauen Bereich und umgekehrt zugeordnet werden. Auch rot zu grau bzw. blau zu grau ist das deutlich erkennbar

Gruß Stefan

Hi Stefan,

die 4/3 beziehen sich auf die Zusammenzaehlung der vier Pixel des Metapixels. Jedes davon hat in meinem Modell eben dieses Drittel, entweder R, G oder B, das nicht herausgefiltert wird. Gibt es eigentlich irgendwo eine Definition der Wellenlaengenbereiche fuer R, G und B? Damit koennte mein "Drittel" etwas praezisiert werden.

Jedem PIxel wird ja gleitend je ein rotes, ein blaues und zwei gruene Mixel aus dem zugehoerigen 2x2-Metapixel zugeordnet. Deshalb die 4/3. Ohne Bayermatrix waere das 4, aber natuerlich dann ohne Farbinformation und sinnfrei - im Prinzip ein gleitendes Binning.

Dass die Farblaufloesung bei dem gleitenden Binning leidet, ist klar und es kommt in Deinem Bildbeispiel gut heraus.

Habe gerade gefunden, das es zumindest wohl hardwaremässig geht. Da gibt es einen Thread in einem anderen Forum.

Aber dann ist sie eben umgebaut.

Gruß Thomas