Der Woodstock

Knipser aus Leidenschaft: Betrachtungen über das Bildrauschen

Eine Website von Bernhard Wedel (Impressum & Info)

Seit die Digitalfotografie Popularität erlangt hat, ist das Bildrauschen (im Gegensatz zur analogen Fotografie) eines der Themen in Testberichten, Publikationen und Internetforen. Das Rauschen wird einerseits gescheut, wie man dies dem Teufel in Bezug auf das Weihwasser nachsagt, Kameras werden unter Verweis auf manchmal tatsächliches, oft jedoch nur angeblich "erhöhtes Bildrauschen" verteufelt und schlecht geredet.

Auf der anderen Seite gibt es sehr viele Hobbyfotografen oder Knipser (ich meine diesen Begriff gar nicht negativ, zähle ich mich doch selbst zu dieser Sparte), die ganz offensichtlich mit dem Begriff "Rauschen" im Zusammenhang mit der Fotografie gar nichts anfangen können und unter diesen sind gar nicht wenige, deren fotografische Ergebnisse auch wirklich unter Rauschen leiden, was bei ein wenig Kenntnis der Zusammenhänge leicht vermeidbar oder wenigstens auf ein erträgliches Maß reduzierbar wäre. Gerade für diesen Personenkreis möchte ich im Folgenden versuchen, auf möglichst auch für Laien verständliche Weise ein wenig Licht ins Dunkel zu bringen. Sicher ist das Maß des Bildrauschens auch durch das verwendete Gerät bestimmt; so rauscht eine preiswerte Kompaktkamera im Prinzip tatsächlich stärker als eine DSLR mit Vollformatsensor, Allerdings kann ein Fotograf bei Kenntnis der Ursachen dieses Effektes mit einer solchen Kompaktkamera unter vergleichbaren Bedingungen durchaus ansprechende Ergebnisse erzielen, während ein anderer, in Unkenntnis der Zusammenhänge auch mit der teuersten und hochwertigsten Profikamera enttäuschende Ergebnisse erhalten kann, weil er einfach unbedarft drauflos knipst.

 Ich erhebe dabei keinerlei Anspruch auf Richtigkeit, schon gar nicht auf technisch und physikalisch einwandfreie Terminologie (zumal ich immer gerne anhand von seltsamen Beispielen und Vergleichen zu erklären versuche) und übernehme deshalb auch keine Gewähr für irgendwas :-)

Ein Klick auf die Fotos zeigt diese in höherer Auflösung.

Rauschen und Bildrauschen - was ist das eigentlich?

Rauschen in der gewohnten Umgangssprache

Das Meer rauscht. Der Wind rauscht in den Bäumen. Ein Gebirgsbach rauscht, der Wasserhahn und die Klospülung. Hält man das Ohr an die im Urlaub am Strand gefundene Muschel, so glaubt man, wieder das Meer rauschen zu hören. Die etwas Älteren unter uns erinnern sich sicher an das Rauschen aus den Lautsprechern, wenn bei der laut angehörten Schallplatte plötzlich eine leise Stelle auftauchte, auch an das Rauschen, wenn man am Radio den Senderabstimmknopf drehte und diejenigen, die sich sogar noch an einen Sendeschluss im Fernsehen (ja, sowas gab´s mal) erinnern können, die sind sicher auch schon plötzlich mitten in der Nacht im Sessel oder auf dem Sofa aufgewacht (das gibt´s noch immer) und hatten sofort diesen unangenehmen Ton des Fernsehers im Ohr, das Rauschen, das zu hören war, wenn der Fernseher noch lief, aber kein Signal mehr empfangen konnte.
Mit "Rauschen" verknüpfen wir normalerweise etwas, was man hören kann, ein Geräusch nämlich. Ist ja auch der selbe Wortstamm. Das ist auch allen oben genannten Beispielen gemeinsam: es handelt sich immer um Geräusche, in aller Regel um solche, die eher als unangenehm empfunden werden (das ist auch schon die erste Gemeinsamkeit mit dem Bildrauschen).
Doch halt! Wie war das mit dem Fernseher? Ausser dem unangenehmen Lärm nach dem Aufwachen sahen wir doch auch etwas. Kein Bild mit definiertem Inhalt, sondern ein schwarz-weisses Gekriesel, ein aufgeregtes Flimmern, chaotisch und doch irgendwie regelmäßig, ebenfalls ziemlich unangenehm anzusehen. Voila, das war für viele von uns wohl die erste Begegnung mit einer nahezu reinen Form des Bildrauschens, Bildrauschen ohne Bild, sozusagen. Und jetzt, wo wir uns zurückerinnern, fallen uns in diesem Zusammenhang auch Situationen ein, in denen Bildrauschen mit Bild auftrat, mehr oder weniger stark: dann nämlich, wenn der Wind die Antenne verdreht hatte oder wenn Schnee darauf lag, wenn das Antennenkabel marode war oder dessen Stecker aus der Buchse herausgerutscht. Wir nannten das dann "Schnee", weil es so aussah, als würde es im Bild schneien, wenn´s sein sollte, auch im Tagesschaustudio bei Herrn Köpcke.


Was ist nun also dieses Rauschen technisch betrachtet, wie kann man es allgemein beschreiben, definieren?

Für den Techniker oder Physiker beschränkt es sich nicht auf sicht- oder hörbare Effekte, für uns in aller Regel schon. Zumindest interessieren uns normalerweise nur solche. Weil sie uns nämlich stören! Tatsächlich ist das "Stören" eine ganz wesentliche Eigenschaft des Rauschens. Und wobei stört es? Meist dann, wenn wir etwas (ungestört) hören oder sehen wollen, sei es das Fernsehprogramm, die Radiosendung, die Schallplatte, die CD, die Freundin am Telefon oder eben das Foto, das wir gerade mit der neuen Kamera gemacht haben.
Wodurch und auf welche Weise stört es? Dadurch, das es das eigentliche Nutzsignal, also das Bild oder den Ton, durch im Prinzip ähnliche, jedoch unregelmäßige, chaotische, wie zufällig entstandene Störsignale mehr oder weniger stark überlagert. Selbstverständlich gibt es auch andere Störungen: jemanden, der durchs Bild läuft, die Ehefrau, die den Telefonstecker aus der Wand zieht, wenn Sie mit der Freundin telefonieren, das Müllauto, das gerade dann einen Heidenlärm macht, wenn Sie gerade Nachrichten hören wollen, das Ketchup, das Sie über den Bildschirm Ihres IPad geschüttet haben.  All dies ist aber kein Rauschen, weil diese Störungen meist wohldefiniert, also nicht chaotisch sind und/oder auch nicht im Prinzip dem Nutzsignal gleichen.

Das Rauschen ist übrigens immer da. Glauben Sie nicht? Schalten Sie Ihre Stereoanlage, den AV-Verstärker , die IPhone-Dockingstation oder was immer sie zum Musikhören verwenden, ein. Legen Sie keine CD, keine Schallplatte ein, stöpseln Sie das IPhone nicht ein und speisen Sie auch sonst kein Nutzsignal ein. Jetzt regeln Sie die Lautstärke hoch. Noch höher. Irgendwann hören Sie es ganz deutlich, das Rauschen aus den Lautsprechern oder den Ohrhörern.
Oder denken sie nochmal an die Schallplatte. Auch zwischen den Stücken, da wo eigentlich "nichts" sein sollte, konnte man Rauschen hören, wenn man laut genug aufdrehte. Bei alten oder schmutzigen Platten brauchte man dazu nicht ganz so weit aufdrehen...
Wenn das Rauschen immer da ist, warum stört es dann nur manchmal bzw. warum bemerkt man es oft gar nicht? Weil alles relativ ist. Es kommt auf das Verhältnis von Nutz- zu Störsignal an. Wie eben bei der Schallplatte: ist die Musik gerade sehr leise oder hat Pause, hören Sie das Knacken und Rauschen der Nadel und des Staubes recht deutlich, steigert sich das Orchester mit Pauken und Trompeten zu einem Allegro Furioso, können Sie das Rauschen auch mit viel gutem Willen nicht mehr wahrnehmen.
Es kommt letztlich einzig auf den Unterschied zwischen der Größe oder Stärke (physikalisch: Amplitude) von Stör- und Nutzsignal an. Je kleiner also die Amplitude des Rauschens und je größer zugleich die des Nutzsignales ist, desto weniger stört das Rauschen und desto hochwertiger ist die Signalübertragung und deren Qualität. In technischen Daten von Audiogeräten taucht dieser Unterschied übrigens oft unter den Begriffen "Geräuschspannungsabstand", "Nutzsignalabstand" oder "Dynamik" auf. Er wird dort in der Regel in Millivolt (mV) oder Dezibel (Db) angegeben.
Kleiner Exkurs: der Grund, warum die CD die Schallplatte abgelöst hat und normalerweise im Ruf steht, den besseren Klang zu haben, liegt nicht etwa darin, dass sie einen besseren Übertragungsbereich hat (also höhere oder mehr Frequenzen übertragen könnte), sondern darin, dass die digitale Speicherung und Übertragung eine deutlich höhere Dynamik ermöglicht, als es gängige analoge Verfahren (wie Schallplatte oder Magnetband) ermöglichen; vereinfacht ausgedrückt: die CD rauscht im Verhältnis viel weniger.


Und woher kommt nun das allgegenwärtige Rauschen?

In den Fällen, in denen Elektronik bzw. elektrische Effekte beteiligt sind (und das sind fast alle uns interessierenden): hauptsächlich durch Wärme. Sobald Leiter, elektrische und elektronische Bauelemente usw. wärmer als minus 273 Grad Celsius sind (das sind sie allerdings immer, weil, wie wir aus der Schule vielleicht noch wissen, die sog. absolute Temperatur von - 273 Grad Celsius oder 0 Kelvin, bei der jede Teilchenbewegung zum Erliegen kommt, so gut wie nicht erreicht werden kann) entsteht aufgrund der Teilchenbewegung Rauschen, weil Ladungen (Elektronen) zu schwingen beginnen bzw. ein mehr oder weniger starkes Eigenleben führen, auf das ich hier gar nicht weiter eingehen will (auch gar nicht kann).
Je wärmer es also ist, desto mehr Teilchenbewegung (Wärme ist nichts anderes als Teilchenbewegung) und desto mehr Rauschen!
Dazu kommen unter Umständen noch - wie im Fall der Schallplatte und der Magnetbänder - mechanische Ursachen (es gelingt schlicht nicht, eine Schallplattenrille dermassen "glatt" und "gerade" herzustellen, dass die Nadel auch bei eigentlicher Stille nicht doch minimal und unkontrollierbar ausgelenkt wird), diese haben aber für das Bildrauschen in unseren Kameras keine Bedeutung, weshalb wir hier nicht weiter darauf einzugehen brauchen.

Rauschquellen
Der ehrwürdige Plattenspieler

Rauschquellen
Rauschen in Bild und Ton

foto/tipps/rauschen-13.jpg
Verstärkerrauschen

Wie kommt Bildrauschen in Kameras zustande?

Elektrischer Film

Zu analogen Zeiten wurde hinter dem Objektiv , der Blende und dem Verschuß ein Film aufgespannt, auf den das Objektiv ein verkleinertes Abbild des fotografierten Objektes solange projizierte, solange der Verschluss geöffnet war. Der Film wurde "belichtet" und speicherte das Bild durch chemische Veränderung der auf ihm aufgebrachten Substanzen. Als Negativ später sichtbar gemacht wurde das Bild wiederum durch einen chemischen Prozess, der Entwicklung. Wie lange der Verschluss zum richtigen Belichten geöffnet sein musste, hing (neben der gerade herrschenden Helligkeit und der gewählten Blendenöffnung) von einer chemisch-physikalischen Eigenschaft des verwendeten Filmtyps ab, seiner "Empfindlichkeit". Diese wurde in Verhältniswerten angegeben, die man anfangs mit DIN/ASA bezeichnete, später dann mit ISO.

In der modernen Digitalfotografie hat sich am Prinzip der Bildprojektion nichts geändert. Immer noch sind Objektiv, Blende und Verschluß vorhanden. Einzig der Film wurde durch ein elektronisches Bauteil ersetzt, den sogenannten Bildsensor oder kurz Sensor, der das auf ihn projizierte Bild mit Hilfe ihm zur Seite stehender Elektronik in digitale Werte umwandelt und auf ein Speichermedium schreibt, von wo aus es später wieder ausgelesen werden kann. Einfallendes Licht wird also mit elektronischen Mitteln in elektrische Ladungen umgewandelt, diese dann ausgelesen, quantisiert, verstärkt, digital codiert und dauerhaft gespeichert. Klingt kompliziert und ist es auch.
Weil es aber zum Verstehen mancher in der digitalen Fotografie auftretenden Effekte (z.B. dem Bildrauschen) hilfreich ist, eine funktionierende Vorstellung von diesen Vorgängen zu haben, stellen wir uns die Zusammenhänge vereinfacht und anhand verständlicher Gedankenbilder vor. Dazu brauchen wir Ostereier, Schnapsgläser und ein Tablett  :-)

Stellen wir uns den auf der Rückseite der Kamera gegenüber dem Objektiv montierten Sensor als unser Tablett vor. Darauf befinden sich die einzelnen Bildpixel (Gläser) in denen beim Öffnen des Verschlusses die Photonen (Ostereier) auftreffen und dort Ladungsträger, also Elektronen, erzeugen. Nach der Aufnahme "zählt" die Elektronik die in den Gläsern enthaltenen Ladungsträger und erreichnet so Helligkeits- und Farbwerte. Je mehr Gläser auf das Tablett passen, desto höher ist die Bildauflösung.
Tatsächlich sind in der Wirklichkeit für jeden Bildpunkt (Pixel) eigentlich drei "Gläser" vorhanden. Dies ist deshalb notwendig, weil die Rezeptoren (Gläser) keine Farben "sehen" können. Deshalb behilft man sich, indem man für ein Bildpixel drei Gläser vorsieht, die jeweils mit einem Filter für Rot, Grün und Blau versehen sind. Nach dem Auslesen der Anzahl der eingefangenen roten, grünen und blauen Photonen kann damit Helligkeit und Farbe für diesen RGB-Pixel errechnet werden.

Um unser Gedankenmodell bezüglich des Rauschens nicht zu kompliziert werden zu lassen, verzichten wir aber auf Farbe und denken nur mehr in Helligkeitswerten, also in Schwarzweiß. Die Farbe der Lichtteilchen sei also egal. Weiterhin denken wir nicht mehr flächig, sondern eindimensional, indem wir nur eine Reihe von Pixeln auf dem Sensor betrachten, denn das genügt, um die prinzipiellen Zusammenhänge zu verstehen.

Wird ein Foto ausgelöst, "fallen" solange der Verschluss geöffnet ist, Photonen in unsere Gläser und bilden dort, entsprechend ihrer Anzahl, verschiedene Helligkeitswerte ab. Im Foto "Belichteter Sensor" rechts hätten wir als Beispiel in der Mitte einen weissen Bildpunkt (Glas ganz gefüllt), links und rechts davon je einen mittelgrauen Punkt (ca. halbvoll) und ganz außen jeweils einen schwarzen Bildpunkt (leer).

An dieser Stelle können wir mit unserem Modell schon einige Effekte der Fotografie ganz gut erklären.
Ein volles Glas bedeutet einen ganz weißen Bildpunkt, ein leeres Glas einen ganz schwarzen. Füllwerte dazwischen repräsentieren unterschiedliche Grauwerte. Das hat verschiedene Konsequenzen:
  • Die erzielbare Dynamik (der Unterschied zwischen Schwarz und Weiß, also die Anzahl der darstellbaren Grauwerte) hängt von der Anzahl der Photonen ab, die in einen Sensorpixel passen und damit von dessen Grösse (Volumen). Daher erzielen größere Sensorpixel immer eine bessere Dynamik als kleinere.
  • An den ganz weissen Stellen des Bildes sollten die entsprechenden Gläser möglichst randvoll gefüllt werden, nicht mehr (Überbelichtung, Glas läuft über, benachbarte Gläser laufen voll, Lichter fressen aus, denn weisser als Weiss geht nun mal nicht), aber auch nicht weniger (Unterbelichtung, der Unterschied zu Schwarz wird kleiner, geringe Dynamik, weniger darstellbare Grauwerte). Wichtig ist also eine möglichst exakte Belichtung!

Empfindlichkeit (ISO-Einstellung), EV-Werte, Dynamik

Eine moderne DSLR oder Systemkamera ist in der Lage, eine Dynamik von rund 8-9 Blendenwerten (EV) zu erfassen, zu verarbeiten und abzuspeichern. Eine Reduzierung um einen Blendenwert (oder EV-Wert) bedeuted jeweils eine Halbierung der Lichtmenge, die auf den Sensor fällt. Verstellen Sie also beispielsweise die Blende von 5,6 auf 8, so erreicht nur noch halb so viel Licht den Sensor. Genauso ist es, wenn die Belichtungszeit halbiert wird. Die bekannten Einflüsse, die Blendenwert und Belichtungszeit bezüglich Tiefenschärfe und Verwacklungsgefahr bzw. Bewegungsunschärfe haben, sollen uns hier gar nicht interessieren. Interessant ist aber die Nichtlinearität der Dynamik!
Wenn die Kamera 8 EV-Werte darstellen kann, dann heisst das, dass man zwischen Weiss und Schwarz acht mal die Blende um einen Wert schließen, bzw. die Belichtungszeit halbieren kann. Übertragen auf unser Sensormodell, nämlich das Glas mit den Eierchen bedeutet das: Das Glas ist zunächst voll. Ein EV weniger und die Lichtmenge halbiert sich, das Glas ist also noch halb voll. Die Hälfte ist also schon weg, es bleiben aber noch 7 mögliche EV-Werte übrig. Ein weiterer EV weniger und das Glas ist noch ein Viertel voll, es sind noch 6 EV übrig. Einer weniger, das Glas ist nur noch ein Achtel gefüllt, und so weiter. Der letzte mögliche EV-Wert muß sich deshalb mit einem 1/256 der Ladungsträger des ersten begnügen! Was das für das Rauschen bedeutet, werden wir nachher sehen.

Zunächst zu den ISO-Einstellungen, was hat es damit auf sich? Der Sensor einer Digitalkamera hat eine sogenannte Grundempfindlichkeit, die in der Regel mit ISO 100 bezeichnet wird. Stellen wir also an der Kamera ISO 100 ein, sowie Zeit und Blende so, dass die weissen Stellen des Bildes optimal belichtet werden, dann wird unser zuständiges Glas bis zum Rand mit Ladungsträgern (Eiern) gefüllt. Werden nun die Lichtverhältnisse schlechter, weil Wolken aufziehen, sagen wir um 1 EV (Halbierung der Lichtmenge), dann haben wir, um wieder optimal zu belichten, drei alternative Möglichkeiten:
  • Öffnen der Blende um 1 Wert
  • Verdoppeln der Belichtungszeit
  • Einstellen von ISO 200
In den beiden ersten Fällen wird sich unser Glas beim Belichten wieder bis zum Rand mit Ladungsträgern füllen. Beim Erhöhen der ISO nicht. Das Glas wird nur halb voll sein, weil ja Blendenöffnung und Belichtungszeit gleich geblieben sind. Aber beim Auslesen des Sensors wird die Kamera die ermittelten Werte um den Faktor Zwei verstärken, dh. die Eierchen werden gezählt und das Ergebnis verdoppelt.
Bei der Verwendung höherer ISO-Werte passiert entsprechendes, bei ISO 1600 beispielsweise wird das Ergebnis um den Faktor 16 verstärkt. Dies bedeuted aber auch, das keines der Gläser zu mehr als 1/16 seiner eigentlichen Kapazität gefüllt sein darf, andernfalls kommt es dort zu einer Überbelichtung, bzw. zum "Ausfressen" der Lichter! Diese Beschränkung wirkt sich also genauso aus, als wären die Sensorpixel von Haus aus kleiner, die Erhöhung der Empfindlichkeit reduziert also auch grundsätzlich die theoretisch erzielbare Dynamik. Aber es kommt noch schlimmer und damit sind wir endlich beim


Bildrauschen

In unserem Modell mit den Gläsern, dem Tablett und den Eiern sind wir bislang davon ausgegangen, dass alles exakt abläuft, dh. alle Eier auch in den Gläsern landen, in die sie gehören und vor allem auch , dass nicht irgendwo einfach Eier entstehen. Tatsächlich läuft jedoch nicht alles so exakt ab, wie im Modell. Es kommt einerseits vor, dass sich einige Photonen in Gläser verirren, in die sie nicht gehören (z.B. Streuungs- Brechungs- und Beugungseffekte), andererseits entstehen durch die weiter oben schon erwähnten Wärmeeffekte in den elektronischen Bauteilen unvermeidbar vereinzelt Ladungsträger, die gar nicht durch Photonen hervorgerufen wurden. Nach dem Belichten "entstehen" also zufällig in den Sensorpixeln auch immer einige Ladungsträger, die nichts mit dem fotografierten Bild zu tun haben. Tendenziell umso mehr, je höher die Temperatur des Sensors und seiner peripheren Elektronik ist.

An dieser Stelle kommt jetzt die Prozentrechnung ins Spiel: einige wenige solche Zufallsprodukte (sagen wir einfach mal, es wären zwei bei einem zufällig betrachteten Sensorpixel) wirken sich gar nicht auf das Bildergebnis aus, wenn dieser Pixel relativ groß ist, maximal 1000 Ladungsträger fasst, eine weisse Bildstelle darstellt und optimal belichtet ist. Selbst wenn der Pixel eine 1 EV dunklere Stelle im Bild darstellt (er hätte dann theoretisch 500 Ladungsträger, tatsächlich nun 502) beträgt der Fehler lediglich 4 Promille; das ist im Bild nicht feststellbar.
Stellt der Pixel jedoch einen dunkleren Bereich des Bildes dar, der z.B. 5 EV unter Maximum liegt, dann würde der Pixel dort noch ca. 30 Ladungsträger haben, nun aber 32 (das sind schon 6,6 Prozent). Ist nun auch noch ein höherer ISO-Wert gewählt, sagen wir 400, dann beträgt der Fehler an der selben Stelle bereits rund 40 Prozent, da ja auch die Fehler verstärkt (multipliziert) werden!
Handelt es sich bei dem Sensor um ein flächenmäßig sehr kleines Modell (Kompaktkamera oder gar Handy) mit hoher Auflösung, dann hat der einzelne Pixel von Haus aus nur noch ein Fassungsvermögen von vielleicht 300 Ladungsträgern, was in unseren Beispielrechnungen zu absolut katastrophalen Ergebnissen führt!


Resumee:

Die von mir angeführten Beispielwerte sind natürlich willkürlich gewählt und stark überzeichnet, aber sie zeigen, denke ich, sehr deutlich, welche Bedingungen Bildrauschen fördern und welche gewählt werden müssen, um es möglichst gering zu halten.

Bildrauschen tritt umso heftiger und störender auf, je
  • höher die Temperatur des Sensors und der Ausleseelektronik ist
  • länger die Belichtungszeit ist (der Wärmeeffekt kann länger wirken)
  • dunkler der dargestellte Bildbereich ist
  • kleiner der einzelne Sensorpixel ist, und damit
    • je kleiner die Sensorfläche ist
    • je höher die Bildauflösung ist
  • je höher der eingestellte ISO-Wert ist

Der Sensor in der Kamera
Tablett, Gläser und Ostereier

Modell eines Sensors
Modell des Sensors

RGB-Pixel
Modell eines RGB-Pixels

BW-Sensor mit Auflösung 5 x 1
BW-Sensor mit Auflösung 5 x 1 Pixel

Belichteter Sensor
Belichteter Sensor

Größere Sensorpixel

Größerer Sensorpixel
Größere Sensorpixel

Wie wirkt sich das Bildrauschen praktisch aus und wie kann es im Nachhinein beseitigt werden?


Farb- und Luminanzrauschen

Die oben in ihrer Entstehung beschriebenen Bildstörungen wirken sich in den Bildern als eine Art "Schnee" aus, der das ganze Bild oder Teile davon (vornehmlich die dunkleren -  wir wissen ja jetzt, warum) überzieht. Man kann unterscheiden zwischen dem sogenannten Farbrauschen (hier treten bunte Störpixel auf, vornehmlich in dunklen  Rot- Grün- oder Violettönen) und dem Luminanzrauschen, das nicht die Farbe der Bildpixel verändert, sondern deren Helligkeit (Luminanz).
Das Farbrauschen sieht dabei viel störender aus als das Luminanzrauschen, ist dafür aber auch wesentlich einfacher mittels entsprechender Software zu eliminieren.


Bildbeispiele

Ob sich vorhandenes Bildrauschen beim Betrachten eines Fotos störend auswirkt, hängt nicht nur von der Intensität des Rauschens ab, sondern ganz entscheidend auch von der Ausgabegröße des Fotos. Das Bild 1 rechts wurde mit einer Bridgekamera (Canon Powershot  SX50 HS, kleiner 1/2,3 Zoll Sensor, 12 MP) bei ISO 6400 als RAW aufgenommen und unbearbeitet als jpg-Datei ausgegeben. Hier auf dieser Seite in einer Auflösung von 300 x 200 Pixel, wenn Sie drauf klicken, bekommen Sie es in 1200 x 800 zu sehen. Beide Male also verkleinert, in für Zwecke des Internets oder kleiner Papierabzüge von etwa 15 x 10 cm geeignet. In der kleinen Auflösung rechts wird Ihnen das deutlich vorhandene Bildrauschen kaum auffallen, in 1200 x 800 jedoch schon, wobei das Foto als solches durchaus noch gut erkennbar und auch halbwegs ansehnlich ist.

Deshalb machen wir nun etwas, was man eigentlich nicht tun sollte, weil es in der Praxis unsinnig ist: wir gehen ins Detail und betrachten einen Ausschnitt des Fotos in 1:1, das heisst, 1 Pixel des Fotos entspricht einem Pixel auf Ihrem Bildschirm. Der Ausschnitt (Bild 2) ist 301 x 201 Pixel groß. Das sieht schon recht erschreckend aus, deutlich ist das Farb- und Luminanzrauschen zu sehen, insbesondere in den dunklen Bereichen. Auch dieses Bild ist bis auf die Umwandlung in jpg unbearbeitet.

Ich möchte an dieser Stelle gleich auf zwei in diesem Stadium mögliche, fatale Fehler hinweisen. Oft wird das Bild per Hand oder per Software automatisch gleich einmal geschärft, denn man weiss ja, dass Digitalfotos vor der Ausgabe nachgeschärft werden müssen... Schärft man hier bereits mit Standardmethoden, erhält man ein Ergebnis wie in Bild 3 gezeigt. Die Lage ist schlimmer geworden. Eigentlich logisch, denn es wurden ja die Bildfehler mitgeschärft und dadurch erst recht auf sie aufmerksam gemacht.

Ebenfalls beliebt ist das Aufhellen des Bildes. Entweder insgesamt, weil es vielleicht etwas unterbelichtet war, oder in den dunklen Bereichen, um dort noch Details erkennen zu können. In Bild 4 sehen Sie das Ergebnis einer Aufhellung von Bild 2 (also ohne Schärfen) um 1/2 EV und mit zusätzlicher Anhebung dunkler Bildbereiche, wie es mit Adobe Lightroom und anderer Grafiksoftware möglich ist oder sogar standardmäßig eingestellt wird.
Vergleichen Sie Bild 4 mit Bild 2: insbesondere das Farbrauschen in den dunklen Bereichen tritt nun noch viel störender hervor! Dies deshalb, weil in den dunklen Bildbereichen, wie wir uns erinnern, das Rauschen stärker auftritt, als in hellen. Zusätzlich ist der Dynamikspielraum in dunklen Bereichen ja wesentlich geringer, als in hellen. Eine Anhebung der Helligkeit dort ist aber nichts anderes als eine Multiplikation der dort herrschenden Luminanzwerte, die Störpixel werden mit verstärkt, der prozentuale Fehler steigt abermals. Da wäre es  als Gegenmaßnahme noch besser, schon bei der Aufnahme leicht überzubelichten und lieber danach per Software abzudunkeln, da dadurch der Effekt umgekehrt wird. Natürlich hat aber auch dieser kleine Trick Grenzen und einige andere Nachteile.

Wie soll man nun  - ausgehend von Bild 2 - besser vorgehen?
Zunächst einmal macht es Sinn, das Farbrauschen zu beseitigen. Wie bereits erwähnt, ist dies relativ einfach möglich, die gängigen Softwarelösungen (ich arbeite mit Lightroom 5.2 und beziehe mich im Folgenden auf dieses Programm; aber auch andere Fotosoftwareprodukte bieten entsprechende Funktionen) halten entsprechende Regler bereit. In Lightroom brauchen wir im Entwicklungsmodul die Abteilung "Details", dort bringt der Regler "Farbe" bei Werten zwischen 20-25 sehr gute Ergebnisse; das Farbrauschen wird gut unterdrückt ohne dem Bild erkennbar zu schaden. "Details" und "Glättung" können in der Mittelstellung verbleiben. In Bild 5 ist zu sehen, wie sich das auswirkt.

Jetzt kann man das Luminanzrauschen angehen, auch dafür gibt es einen Regler ("Luminanz"). Mit diesem sollte man es aber nicht übertreiben, denn zu heftiges Entrauschen führt hier zu Verlusten an Bilddetails, an Kontrast und Feinzeichnung. Lieber eine Spur Rauschen zurücklassen, denn wenn wir die 1:1-Ansicht verlassen, wird der Bildeindruck sowieso wieder besser. Den im Luminanzbereich vorhandenen Regler für Details kann man fast immer auf mittleren Werten belassen, der Kontrastregler kann meist auf 0 bleiben.
Anschließend wird gezielt aber in Maßen nachgeschärft. Bei hohen ISO-Werten wie hier mit dem Schärferegler "Betrag" zurückhaltend sein, Werte um 40 sollten genügen, 50 ist für mich die Grenze. Mit dem "Radius" stellt man ein, wie sich die "Betrag"-Werte auf die Kanten im Bild auswirken. Da wir es hier mit feinkörnigen Bildstörungen zu tun haben, die möglichst nicht mitgeschärft werden sollen, ist es von Vorteil, die Schärfungswirkung auf die Hauptkanten zu beschränken. Hierzu stellt man den Radius etwas höher ein als bei "saubereren" Bildern. Etwa 1,5 bis 2 sind gute Werte. Drücken Sie die ALT-Taste, während Sie mit der Maus die Schärferegler betätigen. Lightroom schaltet dann auf eine monochrome Darstellung um, die die Bereiche hervorhebt, auf die die getroffene Einstellung wirkt! Nachdem die Kanten eingestellt sind, bedienen wir den "Detail"-Regler (ALT-Taste!). Wieder kann man gut erkennen, was alles geschärft werden wird. Den Regler soweit nach links schieben, bis keine feinen Krümel (Rauschen!) mehr zu sehen sind. Das dürfte so etwa zwischen 20 und 25 der Fall sein.
Sofern es nötig ist, können Bildbereiche jetzt noch maskiert werden. Maskierte Bereiche werden von der Schärfung ausgenommen und sind die (ALT-Taste!) schwarzen Bereiche. Schieben nach rechts maskiert mehr Bildanteil, schieben Sie soweit, bis nur noch die Kanten hell zu sehen sind, die geschärft werden sollen.

Das Endergebnis dieser Aktionen sehen Sie in Bild 6.

Ich möchte nochmal darauf hinweisen, dass die Betrachtung und Beurteilung digitaler Fotos im Maßstab 1:1 eine Art "Hardcore" darstellt. Trotzdem wird es immer wieder gemacht (einfach weil es möglich ist?) und führt oft zu unzufriedenen Usern, die dann (vornehmlich in Foren) über Bildfehler, Mängel etc. klagen. Es ist so ähnlich, wie wenn man sich im Abstand von einem halben Meter vor eine Plakatwand stellt und sich wundert, warum man den Inhalt des Werbeplakates nicht erfassen kann und nichts scharf sieht; stattdessen nur grobe, farbige Punkte erkennt., die in keinem sinnvollen Zusammenhang zu stehen scheinen.
In der Praxis sieht man sich die Produkte von Digitalkameras so gut wie immer als Ganzes an, also i.d.R. deutlich verkleinert. Moderne Digitalkameras lösen mit 12 bis 34 MP auf, das ergibt Bildgrößen von  grob 4000-6000 x 3000-4000 Pixel. Auf gängigen Monitoren in HD-Auflösung und Fernsehern müssten Sie also, wenn Sie Ihr Bild 1:1 betrachten wollen, 2-3 Bildschirme horizontal und 3-4 vertikal scrollen, wenn Sie das komplette Bild sehen wollen. Niemand tut das. Und auch bei Papierabzügen sind selbst 12 MP noch allemal für DIN A3 gut.


Resumee dieses Abschnittes

Obwohl Rauschen immer vorhanden ist, bei ungünstigen Bedingungen sogar durchaus deutlich, läßt sich bei einiger Kenntnis der Zusammenhänge und einer gewissen Sorgfalt beim Aufnehmen und Nachbearbeiten der Fotos selbst mit nicht ganz so tollen Kameras ein ansprechendes Ergebnis erzielen, auch wenn man einmal gezwungen ist, mit hohen ISO-Einstellungen zu arbeiten.
Um eine gewisse Vorstellung davon zu vermitteln, wie ISO-Werte die Bildergebnisse beeinflussen, habe ich in dieser Galerie das schon bekannte Foto in webgerechter Auflösung mit verschiedenen, ansteigenden ISO-Werten aufgenommen und jeweils einmal unbearbeitet und einmal mit entsprechender Nachbearbeitung  abgespeichert. Beim höchsten Empfindlichkeitswert von ISO 6400  sind auch Versionen mit Aufhellung von 1 und 2 EV zu sehen. Sie werden feststellen, dass in einem überraschend weiten Bereich der sichtbare Qualitätsverlust durch höhere ISO-Werte durch entsprechende Nachbearbeitung recht gering gehalten werden kann. Und dass nachträgliches Aufhellen der Bilder mittels Software die Qualität überproportional verschlechtert und das Rauschen gewaltig ansteigen lässt.

Tipp für Lightroom-Nutzer:
Lightroom bietet die Möglichkeit, bereits beim Importieren von Bildern in die Datenbank bestimmte Entwicklungseinstellungen automatisch anzuwenden, und zwar sogar verschiedene Einstellungen in Abhängigkeit von Kamera und vom ISO-Wert des jeweiligen Fotos. Dazu müssen in "Voreinstellungen/Vorgaben" die Optionen "Standardeinstellungen an Seriennummer der Kamera ausrichten" und "Standardeinstellungen an ISO-Wert der Kamera ausrichten" mit einem Haken versehen sein. Dann folgt eine Fleißaufgabe:
Kamera auf das Stativ montieren, ein geeignetes Motiv wählen und dieses mit allen(!) ISO-Stufen, die sich an der Kamera einstellen lassen, richtig belichtet fotografieren. Anschliessend die Bilder in LR importieren (ohne dabei irgendwelche Entwicklungseinstellungen anzuwenden) und nun jedes einzelne Bild individuell und sorgfältig im Entwicklungsmodul entrauschen und schärfen, dann im Menü "Entwickeln" die Option "Standardeinstellungen festlegen..." wählen. Im sich öffnenden Fenster auf  "Auf aktuelle Einstellungen aktualisieren" klicken (der Warnhinweis, dass die Einstellung nicht rückgängig gemacht werden kann ist falsch und darf beruhigt ignoriert werden). Fertig, nächstes Bild.
Hat man mehrere Kameras in Gebrauch, macht es Sinn, die ganze Prozedur mit jeder davon durchzuführen. Zugegeben, das ist aufwendig und man hat ein, zwei Abende gut zu tun. Aber es ist ungeheuer praktisch, wenn man fürderhin Fotos importiert. Denn diese sind dann bereits unter Berücksichtigung der Kamera immer für den jeweiligen ISO-Wert passend entrauscht und geschärft. Nachbessern in diesem Bereich ist nur sehr selten notwendig, wenn man gründlich vorgearbeitet hat, die aufgewendete Zeit holt man schnell wieder herein.
Ausserdem traut man sich sogar guten Gewissens die ISO-Automatik der Kamera nutzen, was in vielen Situationen eine gewaltige Erleichterung darstellt!



ISO 6400 OOC
Bild 1: ISO 6400 out of Camera

Bild 2 Crop 1:1 ooC
Bild 2: ooC

Bild 3 ooC geschärft
Bild 3: nachgeschärft

Bild 4: + 1/2 EV, Tiefen angehoben
Bild 4: aufgehellt, Tiefen angehoben

Bild 5: Farbrauschen entfernt
Bild 5: Farbrauschen entfernt

Bild 6: entrauscht und geschärft
Bild 6: entrauscht und nachgeschärft

Wie vermeide ich Bildrauschen?

Ganz vermeiden kann man das Bildrauschen nicht, wie wir gesehen haben. Rauschen ist schließlich immer da. Aber man kann das Rauschen durch verschiedene Strategien soweit minimieren, dass es nicht mehr stört oder sogar gar nicht mehr wahrgenommen wird. Ob dem so ist, hängt natürlich nicht nur davon ab, wieviel Rauschen bei der Aufnahme entsteht, sondern auch davon, was mit den aufgenommen Daten geschieht, also wie sie ggf. nachbearbeitet werden und vor allem, wie sie ausgegeben und betrachtet werden. In diesem Kapitel möchte ich deshalb darauf eingehen, was am besten zu tun oder zu lassen ist, wenn man das Ziel verfolgt, möglicht wenig störendes Rauschen in den fotografischen Ergebnissen zu haben.
Natürlich ist Rauschfreiheit nicht alles, es gibt Aspekte, die viel wichtiger für ein gutes Foto sind und oft wird ein gewisses Rauschen durchaus auch als Stilmittel eingesetzt. Da aber hier nun mal Rauschen das Thema ist, lasse ich die anderen Faktoren einmal ausser Acht und versuche konsequent Tipps zur Minimierung des Rauschens auf dem Weg zum fertigen Foto zu geben. Dieser Weg fängt genaugenommen schon bei der Frage an, welche Kamera man verwenden will...

Kamerakauf

Wie weiter oben gezeigt wurde, hängt das Rauschen grundsätzlich von der Größe bzw. Kapazität der einzelnen Sensorpixel ab. Je größer diese sind, desto weniger Bildrauschen wird bei den Aufnahmen entstehen. Deshalb sollte man bei der Entscheidung, welche Kamera es denn werden soll, auf das Verhältnis von Sensorfläche zu Auflösung (die in der Werbung und in den technischen Daten so verbissen propagierten Megapixel, abgekürzt MP), achten. Je dichter die Pixel auf der Fläche angeordnet sind, desto kleiner müssen sie sein und desto rauschanfälliger das Ergebnis. Nebenstehend habe ich die ungefähren Flächen gängiger Sensoren aufgeführt.
Wenn man nun bedenkt, dass heute eine Vollformat-DSLR wie die Canon 5D Mark III mit 22 MP auflöst, während APS-C Modelle wie die 7D bereits 18 MP auf deutlich weniger als der Hälfte dieser Fläche, Compact- und Bridgekameras 12 MP auf rund einem 30stel und Handies gar bis zu 8 MP auf  nur 1/86 dieser Fläche unterbringen, dann kann man sich vorstellen, was dies für das Rauschen bedeutet!

Nun ist es allerdings auch so, dass der Fortschritt der Technik ebenfalls mit in die Kaufentscheidung hereinspielt. Tendenziell kann man sagen, dass modernere Kameras aufgrund technischer Fortschritte bei den Bildsensoren und den Grafikprozessoren auch ein besseres Rauschverhalten zeigen, als Ihre Vorgänger. So sind heute zum Teil mit Bridgekameras schon bessere Rauschwerte möglich, als mit APS-C vor 10 Jahren; gute Kameras in Top-Smartphones besser als manche Billigkompaktkamera.
Trotzdem gilt: für minimales Rauschen nehmen Sie eine aktuelle DSLR oder spiegellose Systemkamera mit Vollformatsensor. Ein wenig schlechter sind die aktuellen Modelle mit APS-C Sensoren, dicht gefolgt von den Four-Thirds Vertretern. Merklich schlechter schon Compaktkameras mit 1/2,3 Sensor (Top-Modelle haben etwas größere Sensoren, 1/1,8 z.B. und sind einen Tick rauschärmer)  am Ende rangieren Handies mit ihren extrem winzigen Sensoren.

Abgesehen vom Sensorformat: entscheiden Sie sich möglichst für eine Kamera, die das RAW-Format beherrscht. Neben der Tatsache, dass Sie damit ganz allgemein bei der späteren Bildbearbeitung fein raus sind, bietet das RAW-Format eine deutlich höhere Dynamik als JPG. Kameras, die nur JPG-Bilder abspeichern, speichern systembedingt 8 Bit pro Farbkanal. RAW-Bilder verwenden 10, 12 oder gar 14 Bit. Damit sind deutlich mehr Reserven in hellen und vor allem dunklen Bildbereichen vorhanden, in der Nachbearbeitung wird man damit dem Rauschen (und einigen anderen Dingen) leichter Herr. JPG-Dateien aus der Kamera haben noch zwei weitere Nachteile: Sie können nicht verlustfrei bearbeitet werden, denn bei jedem Abspeichern wird neu (und mit Qualitätsverlust!) komprimiert. Und noch was: jedes JPG, das aus der Kamera kommt, hat seine "Entwicklung" von den Rohdaten zum fertigen Bild bereits hinter sich. Sie sind insofern den Vorstellungen des Kameraherstellers und seiner Software ausgeliefert. Meist langen die Hersteller bei der kamerainternen Rauschunterdrückung kräftig hin, es soll ja, auch bei hohen ISO-Werten, im Ergebnis möglichst kein Rauschen mehr zu sehen sein. Dies geht dann oft zu Lasten der Auflösung und Detailzeichnung, führt zu Strukturverlusten und wachsartigen Hauttönen. Bei Bilddaten im RAW-Format haben Sie diese Dinge selbst in der Hand!
Als letztes nochmal zur Erinnerung der allgemeine Hinweis: mehr Megapixel bedeutet nicht automatisch bessere Bildqualität!

Motivauswahl

Klar, niemand rennt mit der Kamera herum und sucht gezielt nach Motiven, die möglichst wenig Rauschen. Man möchte schließlich das fotografieren, was man fotografieren will (oder muß) und nicht unbedingt das, was geringes Rauschen verspricht. Deshalb nur der Hinweis: achten Sie, soweit möglich, auf gutes Licht. Gute Ausleuchtung auch der dunklen, schattigen Bereiche (gerade auch bei Porträts, insbesondere im Gegenlicht) erspart späteres Aufhellen per Software, was Rauschen stets hervortreten lässt. Vermeiden Sie auch Motive, die eine Dynamik aufweisen, die die Kamera nicht bewältigen kann. Entweder auf Belichtungsreihen für HDRI ausweichen (aber das ist ein anderes, äußerst reizvolles Thema) oder nur einen Ausschnitt des Geschehens wählen, der sich belichtungstechnisch erfassen lässt.

Bei der Aufnahme
  • Fangen wir mit dem wohl banalsten Hinweis an: Wählen Sie einen möglichst niedrigen Wert für die Empfindlichkeit. Das geringste Rauschen wird sich bei ISO 100 einstellen, da der Sensor mit seiner Grundempfindlichkeit  arbeitet und die von ihm aufgenommenen Signale nicht künstlich verstärkt werden müssen.
  • Wenn Ihre Kamera den RAW-Modus unterstützt, verwenden Sie ihn auch! Zwar müssen Sie in diesem Fall die Fotos vor der Verwendung "entwickeln", also am Rechner mittels Software nachbearbeiten, dafür haben Sie aber auch die umfangreichsten Möglichkeiten der Bildoptimierung zur Verfügung. Wegen der umfangreicheren Bilddaten, die eine höhere Dynamik umfassen, lassen sich nachträglich zu helle Bildbereiche besser abdunkeln und zu dunkle besser aufhellen, ohne dass gleich störende Artefakte und erhöhtes Rauschen auftreten. Ebenso ist individuelles und effektiveres Entrauschen und Nachschärfen möglich.
  • Verzichten Sie nach Möglichkeit auf die Verwenung des LifeView-Modus. Sofern dies nicht möglich oder nicht erwünscht ist, halten Sie die Betriebszeit im Life-View gering. Grund: Rauschen entsteht umso mehr, je höher die Temperatur der Elektronik, insbesondere des Bildsensors ist. Da im LifeView-Modus das im Display angezeigte Bild natürlich durch den Sensor erzeugt werden muss, erwärmt sich dieser relativ rasch. Sie können das nach einiger Zeit deutlich an der Kamera spüren. Bei einer spiegellosen Kamera (Sytemkamera, Evil, Bridge, Compact) wird das Sucher- oder Displaybild allerdings zwingend durch den Bildsensor erzeugt, hier läßt sich nicht auf rein optischen Sucherbetrieb umschalten. Lassen Sie die Kamera deshalb zwischendurch auch wieder abkühlen; verwenden Sie die angebotenen Energiesparmodi, die Display und/oder Kamera nach einiger Zeit automatisch abschalten. Auch die Akkulaufzeit wird es Ihnen danken.
  • Achten Sie im gleichen Zusammenhang auch darauf, dass sich Ihre Kamera nicht bereits durch äußerliche Einfüsse aufheizt. Also nicht in der Sonne liegen lassen, beim Transport in der prallen Sonne lieber in die Fototasche stecken als am Tragegurt der direkten Bestrahlung aussetzen, nicht in der Nähe von Wärmequellen lagern.
  • Denken Sie auch daran, dass mit längerer Belichtungszeit ebenfalls die Temperatur des Sensors ansteigt, einfach, weil er länger in Betrieb ist. Auffällig wird dieser Effekt vor allem bei Langzeitbelichtungen, also Nachtaufnahmen, auch deshalb, weil in solchen Situationen meist weitere rauschfördernde Umstände hinzukommen: hohe ISO-Werte, viele dunkle Bildbereiche, generell schlechte Beleuchtung.
  • Wie schon bei der Morivauswahl erwähnt: sorgen Sie für gutes Licht und belichten Sie sorgfältig. Was bei der Aufnahme bereits optimal belichtet wurde, braucht später nicht künstlich aufgehellt werden.
  • Die Verwendung eines Statives ist immer nützlich, schon deshalb, weil Sie dann niedrigere ISO-Werte einstellen können.

Nachbearbeitung der Aufnahmen

Wenn Sie in JPG fotografieren, können Sie die Nachbearbeitung weitestgehend vergessen. Denn zum einen ist das Ihnen vorliegende Bild bereits durch die in die Kamera integrierte Software des Herstellers nach dessen Vorstellung endsachbearbeitet, d.h., Maßnahmen zum Entrauschen, zur Kontrastanhebung, zum Farbabgleich und zur Schärfung  sind bereits durchgeführt und lassen sich auch nicht mehr rückgängig machen. Details, die einer Glättung im Zuge der Rauschreduzierung zum Opfer gefallen sind, können nicht wieder hergestellt werden, da sie in der Bilddatei nicht mehr enthalten sind.
Zum anderen führt jede Veränderung am Bild, die Sie mit gängigen Bildbearbeitungsprogrammen vornehmen dazu, dass die JPG-Datei neu abgespeichert werden muss. Dazu wird das Bild, dass beim Laden von der Software aus der JPG-Datei dekomprimiert und ins RAM Ihres Rechners geladen wurde, um es dort bearbeiten zu können, erneut komprimiert und wieder in die Datei geschrieben. Weil der Algorithmus der JPG-Komprimierung systembedingt mit Qualitätsverlust arbeitet, gehen bei jedem solchen Vorgang Bildinformationen dauerhaft verloren. Nach ein paarmal Bearbeiten hätten Sie dann zwar eine handlich kleine Datei, das Bild wird aber stufige Farbübergänge, weiche Konturen, quaderförmige Artefakte und andere unschöne Mängel aufweisen. Am besten ist es also, man lässt das JPG-Foto, wie es aus der Kamera kommt.

Haben Sie in RAW fotografiert, sieht die Sache anders aus. Zunächst fallen einige Nachteile gegenüber JPG auf: die Dateien sind deutlich größer. Je nach Kameraauflösung (Megapixel) hat ein Bild im RAW-Format eine Größe von 20-50 MB. Das entsprechende Pendent in JPG vielleicht nur 1,5 - 6 MB. Und vor allem müssen die Dateien konvertiert (entwickelt) werden, bevor man sie überhaupt betrachten oder etwas anderes damit anfangen kann. Das ist aufwendig, es erfordert geeignete Software, einen halbwegs potenten Rechner, einen guten Monitor (möglichst profiliert), auf längere Sicht große Festplatten, ein wenig Sachkenntnis und natürlich Zeit.
Dafür erhält man jedoch die Option, das Optimum aus dem herauszuholen, was der Bildsensor bei der Aufnahme "gesehen" hat! Und eine verlustlose Bildbearbeitung, weil die RAW-Dateien selbst keine Änderung erfahren.

Auf die Hardware will ich nicht groß eingehen, es würde den Rahmen sprengen und sie hat auch keinen besonders großen Einfluss speziell auf das Entfernen von Rauschen. Dennoch einige wenige Worte zum Monitor. Man sollte hier nicht zu sehr sparen, ist doch der Monitor die unmittelbare Schnittstelle Mensch - Maschine. Bei der Bildbearbeitung wird man im Lauf der Zeit viele Stunden vor dem Monitor zubringen und angestrengt hineinstarren. Deswegen muss er gewissen Mindestanforderungen genügen. Er sollte ein ruhiges Bild absolut scharf und ohne Farbränder oder Schatten darstellen können, jedenfalls größer als 20 Zoll sein und mindestens HD-Auflösung (1920 x 1080 Pixel) haben.
Es schadet aber auch nicht, ein wenig in einen gewissen Komfort zu investieren: toll sind 27 Zoll Bilddiagonale und eine Auflösung von 2560 x 1440 Pixel. Weiterhin sollte der Monitor ein gutes Kontrastverhalten aufweisen und wenigstens den sRGB-Farbraum zufriedenstellend wiedergeben können. Ausserdem empfehle ich, den Monitor zu profilieren (ich verwende Spyder 3 und bin sehr zufrieden), man tut sich dann bei der Beurteilung von Farben, Weißabgleich und Kontrasten einfach leichter. Monitore, die diese Anforderungen erfüllen, sind inzwischen ab etwa 500 Euro erhältlich, Profilierungsgeräte schlagen mit gut 100 Euro zu Buche.

Leisten Sie sich für die Bildbearbeitung und -archivierung eine gute Software! Für die Entwicklung von RAW benötigen Sie sowieso einen entsprechenden RAW-Konverter. Der von Canon bei seinen Cameras mitgelieferte Converter DPP macht seinen Job recht gut, man erzielt mit ihm sehr ansprechende Bildergebnisse und er beherrscht natürlich einige Canon-spezifische Features, die andere RAW-Converter nicht bieten. Allerdings unterstützt er keinen kompletten Workflow vom Import der Fotos bis zur Erstellung von Webgalerien, Fotobüchern oder anderen zweckgebunden Ausgabeformen. Ausserdem bietet er keine ausgeklügelte und komfortable Fotoverwaltung und auch nicht derartig mächtige Werkzeuge, wie man sie inzwischen zum Beispiel bei Lightroom findet. Deshalb habe ich schon vor längerer Zeit die Entwicklung, Bearbeitung und Verwaltung meiner Fotos komplett auf Lightroom umgestellt und kann diese Software uneingeschränkt empfehlen, zumal sie seit der aktuellen Version auch deutlich erschwinglicher angeboten wird, als früher. Photoshop (die "große" Lösung) habe ich bislang nicht vermisst; es ist um ein Vielfaches teurer und wird  in seinem Funktionsumfang in aller Regel durch Hobbyfotografen wie mich nur zu einem Bruchteil ausgenützt.

Selbstverständlich gibt es aber auch andere Softwarelösungen vergleichbaren Umfangs, die Ihnen genauso gut oder sogar besser liegen oder gefallen. Da ich einige davon gar nicht, andere nicht gut genug kenne, kann und will ich mich über deren Eignung, Vor- und Nachteile nicht weiter äußern. Wäre auch nicht seriös.

Worauf Sie in jedem Fall achten sollten, wenn Sie sich für die Anschaffung einer Software zur Entwicklung und Bearbeitung von Foto im RAW-Format entscheiden:
  • Zuallererst muß die Software Ihre Hardware unterstützen, also die mit Ihrer Kamera erzeugten RAW-Dateien öffnen und verarbeiten können. Insbesondere wenn Sie ein ganz neu auf den Markt gekommenes Kameramodell besitzen, lohnt sich ein Blick in die Kompatibilitätsliste des Softwareherstellers.
  • Achten Sie darauf, dass Ihre Software möglicht in allen Bearbeitungsschritten und -werkzeugen 16 Bit pro Farbkanal unterstützt! Es wäre unsinnig und kontraproduktiv, wenn man extra RAW verwendet, um entsprechende Dynamik und Bearbeitungstiefe zu erhalten und die Software rechnet dann vor der Anwendung bestimmter Operationen klammheimlich die Farbtiefe auf auf 8 Bit herunter.... Dies ist insbesondere dann besonders wichtig, wenn Sie vorhaben, mit Ihren Bildergebnissen auf speziellen Gebieten weiterzuarbeiten, genannt seien beispielhaft HDRI, Focusstacking oder Panoramas.
Zum Vorgehen beim Entfernen von Bildrauschen mit Software wie Lightroom verweise ich auf die Ausführungen oben im Kapitel "Wie wirkt sich Bildrauschen praktisch aus und wie lässt es sich im Nachhinein beseitigen?" unter der Überschrift "Bildbeispiele".

Flächeninhalte gängiger Sensoren

Vollformat (Kleinbild)   ca.         864    qmm
APS-C                           ca.         337   qmm
Four-Thirds                    ca.         243   qmm
1/2,3  Zoll                       ca.           28   qmm
Handykamera                 ca.          10   qmm

Die EOS 7D und das Rauschen: Wahn und Wirklichkeit


Schließen möchte ich mit einigen Anmerkungen quasi in eigener Sache, nämlich als Besitzer einer Canon EOS 7D, zu deren Ruf in Sachen Bildrauschen und dazu einige Beispielbilder zur Verfügung stellen.
Wenn ich ein Hobby betreibe oder mich über ein Thema informieren will, nutze ich gerne das Internet, speziell fachspezifische Foren und ähnliche Publikationen. Dabei fällt auf, das speziell die EOS 7D offenbar in dem Ruf steht, überdurchschnittlich starkes Bildrauschen zu erzeugen. Ein stärkeres Rauschen auch als ihre direkten Artverwandten, EOS 550D, EOS 600D, 60D, 700D etc.  Manchmal gewinne ich den Eindruck, dass solche Aussagen vornehmlich von Personen kommen, die selbst gar keine 7D besitzen oder nutzen, denn nur selten las ich entsprechende Lamentis von Leuten, die (für mich erkennbar) eine verwenden.
Klar, ich weiss natürlich auch, dass der Mensch, vor allem der "Homo technicus", viel eher dazu neigt, Sachen und Geräte, für deren Anschaffung er sich - aus welchen Gründen auch immer - entschieden hat, fürderhin eher zu loben und zu preisen, als sie schlecht zu reden. Würde er mit übermäßiger Kritik doch indirekt zugeben, bei seiner Kaufentscheidung einen Fehler gemacht zu haben und fachlich inkompetent zu sein. Womöglich sind aber auch die meisten 7D Besitzer einfach nur zufrieden?

Egal. Irgendwie hält sich diese negative Meinung aber erstaunlich gut. Vielleicht auch, weil viele potentielle Interessenten einmal davon gehört haben und nun Bildergebnisse der 7D mit besonderer Leidenschaft untersuchen und erforschen. Akribisch genau und natürlich auf Pixelebene im Maßstab 1:1. Und siehe da: es ist wirklich Rauschen vorhanden! Die gewonnene Erkenntnis wird selbstverständlich sofort weitergegeben und von einer Anschaffung tunlichst abgesehen. Und wieder hat die Sache mit der bösen Rausch-7D einen neuen, expertisen Sachverständigen gewonnen.

Aber ich mag - unter Berücksichtigung der physikalischen Zusammenhänge - nicht recht einsehen, warum gerade die EOS 7D so ein signifikant schlechteres Rauschverhalten haben soll, wie Kameras der gleichen Preis- und Leistungsklasse, ja sogar der preiswerteren Schwestermodelle. Zumal, wenn diese mit dem selben Sensor und Bildprozessor ausgestattet sind. Ich selbst kann aus eigener Erfahrung nicht bestätigen, dass dem so ist. Aber auch nicht das Gegenteil. Weil ich nicht alle Vergleichskameras selbst unter identischen Bedingungen testen konnte.

Was ich guten Gewissens jedoch bestätigen kann, auch aus eigener Erfahrung, ist :
  • Ja, die 7D rauscht. Weil jede Kamera rauscht.
  • Man kann das Rauschen bei Bildern der 7D sogar entdecken und sehen. Insbesondere , wenn man diese unbearbeitet und in 1:1-Ansicht betrachtet.
  • Das Rauschen ist unter sonst gleichen Bedingungen bei der 7D stärker als bei der EOS 5D Mark III, 5D Mark II, 1DX. Dies gilt tendenziell vermutlich auch im Vergleich zu vielen anderen Vollformatkameras. Weiter oben habe ich beschrieben, warum.
  • Bilder der 7D, die unter weniger günstigen Bedingungen entstanden sind, müssen im Hinblick auf das Rauschen nachbearbeitet werden. Die anderer Kameras aber auch.
So. Nun aber mal Hand auf´s Herz. Das ist alles logisch und zu erwarten. Es gilt aber so oder ähnlich auch für andere Kameras. Und im wirklichen Leben, ausserhalb von Meßlaboren und abseits von "Pixelpeekern", kommt es doch vornehmlich auf die tatsächlichen Ergebnisse an, auf deren Brauchbarkeit, Verwendbarkeit, Aussagekraft. Auf das, was man mit diesen Bildern anstellen will, was sie einem selbst bedeuten und wie sie auf andere wirken.
Wenn Sie auf das Foto rechts klicken, gelangen Sie zu einer kleinen Galerie mit Fotos der 7D, die ziemlich wahllos zusammengestellt sind, aber alle mit ISO-Werten zwischen 1600 und 6400 aufgenommen wurden. Deshalb sind auch alle entsprechend nachbearbeitet. Entrauscht, nachgeschärft, zugeschnitten.
Machen Sie sich ein eigenes Bild. Sollten Sie dabei zu dem Schluß kommen, dass eines oder mehrere der Fotos aufgrund von Rauschen schlecht oder unbrauchbar sind, dann dürfen Sie sich gerne dem allgemeinen Gezeter über das schlimme Bildrauschen der 7D anschließen :-)

In diesem Sinne: viel Spaß beim schönen Hobby "Fotografie" wünscht weiterhin

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