Verständnisfrage: Reale und simulierte Bits

[TobiGH3]

Hallo zusammen.

Bei meiner letzten Bildbearbeitung, wo ich meine RGB Luminanz durch Ha Luminanz ersetzt habe, habe ich ein Video dazu geschaut.
Die Helligkeit beider Luminanzen sollte gleich sein, da sonst die Farben ausgewaschen werden.
In der Analogie wurde ein Glas mit Saft (Farbe) genommen, was einen Pixel darstellen sollte. Die Luminanz war Wasser, was das Farbsignal verdünnt. Irgendwann läuft der Pixel über, also clippt, da er nur eine gewisse Anzahl an Helligkeits- und Farbinformationen aufnehmen kann. - Soweit alles klar.

So, bitte nicht böse sein dass ich hier jetzt mit Sicherheit Unsinn erzähle, aber in meinem Kopf ist es nun so:

Die "Höhe des Glases", also wie viel der Pixel aufnehmen kann, wird bestimmt von der Full-Well-Capacity der Kamera.
Das wird dann umgerechnet in Bit, wodurch man je nach Bittiefe der Kamera eine bestimmte Dynamic Range bekommt.

Die Bilder werden aber in 32-bit FITS gespeichert. Es ist ja schon alles digital. Habe ich nun dadurch mehr Spielraum, Helligkeits- und Farbinformationen durch Stretchen/Sättigen hinzuzufügen, als würde ich weiterhin in der selben Bittiefe wie meine Kamera arbeiten?
Als Extrembeispiel sagen wir ich habe eine Kamera mit nur 8 bits, ich habe also vergleichsweise wenige unterschiedliche Helligkeitsinformationen.
Da ich aber Softwareseitig mit 32 bits arbeite, werden ja die gleichen Helligkeitsinformationen quasi "aufgeteilt" in viele simulierte Bits.
Aber was ist da nun der Unterschied? In der Bearbeitungssoftware kann ich ja dann weiter stretchen/Sättigen bevor ich ins Clipping gerate.
Wenn ich dagegen mit den originalen 8 bits arbeiten würde, hätte ich ja viel weniger Spielraum.

Und hier habe ich mit Sicherheit einen riesen Denkfehler drin. Es ergibt ja eigentlich keinen Sinn, weil sonst wäre ja die Bittiefe der Kamera irrelevant, wenn es sowieso simuliert hochgerechnet wird egal wie die Kamerabittiefe ist. Aber das ist es ja bestimmt nicht.


CS Tobi

 

[radiofotograf]

Hi Tobi,

Deine Gedanken gehen schon alle in die richtige Richtung. Was noch wichtig ist, ist folgendes:

1. Wenn Dein Ausgangsbild einen begrenzten Dynamikumfang hat (beispielsweise die 8 Bit, die Du angesprochen hast), dann macht es zwar Sinn, die weitere Verarbeitung in 32 Bit zu machen, aber dadurch werden die Ausgangsdaten natürlich nicht besser. Viele Bildprozesse sind aber nicht-linear, insbesondere das Stretchen. Daher kann man tatsächlich vorhandene Bildinformationen, die aber stark modifiziert werden, besser in 32-Bit erhalten.
2. Selbst wenn alle Einzelframes nur in 8 Bit vorliegen - wenn man die vorher in 32-Bit konvertiert und erst dann Stacken lässt, dann ist das Ergebnis effektiv besser als die Ausgangs-8-Bit-Dynamik. Das liegt daran, dass Du effektiv Mittelwerte bildest. Und der Mittelwert von ganzen Zahlen kann z.B. auch eine Kommazahl werden (um es ganz vereinfacht zu sagen).

 

[TobiGH3]

Danke für deine Antwort!

Viele Bildprozesse sind aber nicht-linear, insbesondere das Stretchen. Daher kann man tatsächlich vorhandene Bildinformationen, die aber stark modifiziert werden, besser in 32-Bit erhalten.

Ja genau in dem Kontext hatte ich mir das gedacht.
Aber die Dynamic Range einer Kamera wird ja immer als besonders wichtig angeprisen. Aber wenn sich das mit simulierten Bits auch machen lässt, wo ist dann der Vorteil?

Auch frage ich mich wo hier die Farbe ins Spiel kommt, denn in der Kamera werden ja nur die Helligkeitsstufen gespeichert. Farbe kommt ja dann erst beim Debayern, aber Farbe scheint ja auch ein Faktor zu sein wie "voll" der Pixel ist in der Bearbeitung. Wo da der Zusammenhang ist leuchtet mir auch noch nicht ganz ein..

Selbst wenn alle Einzelframes nur in 8 Bit vorliegen - wenn man die vorher in 32-Bit konvertiert und erst dann Stacken lässt, dann ist das Ergebnis effektiv besser als die Ausgangs-8-Bit-Dynamik. Das liegt daran, dass Du effektiv Mittelwerte bildest. Und der Mittelwert von ganzen Zahlen kann z.B. auch eine Kommazahl werden (um es ganz vereinfacht zu sagen).

Das ergibt Sinn!