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Einleitung: Fujifilm ist der herausragende Innovationstreiber für die Weiterentwicklung digitaler Bildsensoren. 2003 kündigte Fujifilm Finepix F700 an, welche die versammelte Konkurrenz, und die war damals wirklich zahlreich, in Sachen aufzeichenbarer Dynamikumfang geradezu deklassieren sollte [dk.deA]. 2003 erzielten bessere Digitalkameras durchaus die Bildauflösung ihrer analogen Vorgängern, aber der Dynamikumfang war beim klassischen Farbnegativfilm noch über eine Dekade danach signifikant besser. Die Fujifilm F700 sollte die Lücke bereits 2003 schließen. Als sie dann im September 2003 nach mehreren Terminverschiebungen auf den Markt kam, war das Echo ernüchternd: Der Dynamikumfang war nicht wirklich besser als bei anderen Kameras. Wenn man nett war, sprach man von subtilen Verbesserungen [dpreview_F700A], was später auch Fujifilm übernahm[dk.deB]. Was lief da schief? Technischer Hintergrund: Der in der F700 (und später in der S20 Pro sowie F710) verbaute 3+3 Megapixel Bildsensor war der einzige CCD Sensor für Kompaktkameras, welcher zwei Pixeltypen auf einem Sensor vereinte. Es gab drei Millionen Pixel mit hoher und drei Millionen Pixel mit niedriger Lichtempfindlichkeit. Da je ein R- und ein S-Pixel unter einem Farbfilter lagen, betrug das Auflösungsvermögen der Kamera nur 3 Megapixel. Im Gegensatz zu damals üblichen Techniken wie Belichtungsreihen, kann man mit dieser Anordnung jedoch zeitgleich ein helles 3 Megapixel Bild (S-Pixel) sowie ein dunkles 3 Megapixel (R-Pixel) Bild aufnehmen. Es geht also auch für bewegte Motive und ist nicht auf windstille Tage limitiert. Und dann braucht man das nur noch zu verrechnen und hat einen großen Dynamikumfang aufgezeichnet. So die Theorie. Technisches
Problem: Bei Problem
#1: Mikrolinsendesign
Bei Linsen, auch bei kleinen, ist es jedoch so, dass der Ort des fokussierten Lichtpunkts vom Einfallswinkel abhängt, eine Eigenschaft auf der alle Wirbeltieraugen und auch die komplette Fotografie beruht. Und was passiert, wenn man Fläche unter der Linse in einen S- und einen R-Pixel teilt? Richtig, der S-Pixel sammelt bevorzugt Licht aus einer anderen Richtung als der R-Pixel. Praktisch bedeutet dass, dass die S-Pixel bevorzugt durch einen anderen Teil des Objektivs blicken und als die R-Pixel. Solange man in der Fokusebene ist (und das Objektiv gut korrigiert ist), stört das nicht. Aber vor und hinter der Fokusebene sind beide Bilder dann nicht mehr deckungsgleich. Entwickelt man das S- und das R-Bild getrennt (und hellt das R-Bild beträchtlich auf), legt sie übereinander, wird das Problem offensichtlich.
Im letzten Bild sieht man auch gut, dass S- und R-Pixel über dem Sensor je nach Ort (, Brennweite, Blende, Fokusentfernung, Farbe, ...) eine andere Empfindlichkeit aufweisen, was die korrekte Konvertierung von RAW-Daten echt zu einer Wissenschaft macht. Wenn man jedoch Makros und extreme Telebrennweiten mal außen vor lässt und im Zweifelsfall die Blende etwas schließt, ist der Effekt eigentlich nicht wirklich dramatisch. Bei nur drei Megapixel Sensorauflösung, den kleinen Sensoren und leichtem Abblenden, ist die Schärfentiefe in der Praxis ohnehin riesig. Problem
#2: Lichtempfindlichkeit In der Praxis wird man die ISO5 mangels Histogrammfunktion für die R-Pixel im manuellen Modus nie erreichen. Die maximale Belichtungskompensationsstellung ist +2.0, womit man noch zwei Blendenstufen Reserve zum Abfangen lokaler Überbelichtungen bzw. intensiver Farben hat und die Empfindlichkeit von ISO50 (Canon-Notation) auf immer noch gewöhnungsbedürftige ISO12 absinkt. Und hatte ich schon erwähnt, dass man bei Motiven mit großer Abstandsvariation und im Tele die Blende besser etwas schließt? Das liest sich jetzt alles sehr technisch, aber die F700 benötigt für den S+R-Pixelmodus bei kurzen Belichtungszeiten einfach Unmengen an Licht. Ohne Stativ ist das Ganze eigentlich nur bei hellem Sonnenschein praktikabel. Aber praktischerweise sind gerade im gleißenden Sonnenlicht oft Kontraste besonders harsch, sodass das manchmal gut zusammen passt. Spielende Kinder im prallen Sonnenschein mitten im Grünen sind ein dankbares Motiv, wo das Konzept der Kamera voll einschlägt. Weniger gut schlägt sich die Kamera, wenn man die gleichen Kinder auch unterm Weihnachtsbaum ablichten will.
Problem #3: Blooming Anbei ein
Beispiel. Folgendes Bild ist ein mittels Adobe Lightroom konvertiertes
S+R-RAW-Bild. Mittels massivem Einsatz von Spitzenlicht-Rekonstruktion
und Schattenaufhellung ist ein HDR-Bild entstanden, welches auf
einem normalen Monitor darstellbar ist. Das
S-Pixel- und das R-Pixel-Bild (beide via s7raw) zeigen, was eine damals handelsübliche
Kamera aufgezeichnet hätte bzw. was auf einem herkömmlichen Monitor
darstellbar wäre:
Problem #4: Kein passendes Wiedergabemedium Nutzwert
der F700, S20 Pro und F710 heute Man kann vermuten, dass Fujifilm versucht hat, das Problem mit vielen Entwicklungsstunden über eine gute RAW-Software zu lösen (wenn in der Kamera schon zu wenig Rechenpower zur Verfügung hat). Vermutlich sind sie an einer hochqualitativen Lösung gescheitert. Es kamen später einzig s7raw als kostenfreier RAW-Konverter sowie Adobe Photoshop CS2 und später das noch bessere Adobe Lightroom mit entsprechender Funktionalität. Bei Adobe muss es einen Liebhaber dieser Sensoren gegeben haben, denn speziell Lightroom ist schlussendlich richtig gut geworden. Bei all dem Einschränkungen muss man auch konstatieren, dass man die oben genannten Probleme oft umgehen kann und dann die SR-Sensoren ihrer Zeit 15 Jahre voraus sind. Schade das 2003 die Courage gefehlt hat, den Modus wenigstens mit durchaus schmerzhaften Einschränkungen frei zu schalten. Die Anmutung der entwickelten RAWs ist jedenfalls sehr analog mit einem gleichmäßigem Filmkorn und brachialem Dynamikumfang.
Lernen
aus dem Scheitern - Weiterentwicklung: Das Konzept hat dann wirklich funktioniert und ich persönlich halte die S5 Pro nach wie vor für die sensortechnisch mit Abstand beste DSLR bis weit nach 2010 [dpreview_S5Pro]. Vor allem weil ausreichend Dynamikumfang in erster Linie mit Hinblick auf korrekte Farbreproduktion kritisch ist und man kippende Farben selbst auf einem 9x13 cm Abzug sofort sieht. Die führenden Testmagazine wie dpreview sahen das anders und bewerte(te)n Kameras nach ihrer Eignung für großformatige Fine-Art-Projekte. Bei den Auflösungslimitierungen üblicher Fotoreproduktions-Technologien wie Bildschirmen und Abzügen ist das ungefähr so sinnvoll, wie die Präzision eines Sturmgewehrs in einer Laborumgebung durch Einspannen in einen Schraubstock zu bestimmen. In den 2020ern sind große Bildsensoren (ab 4/3s Format) hinreichend rauscharm, dass man einen hohen Dynamikumfang durch krasses Unterbelichten und Aufhellen der Schatten in der Nachbearbeitung erzielen kann. Die in diesem Beitrag diskutierten technischen Problemstellungen rund um die Sensormikrooptik sind jedoch nach wie vor aktuell und tauchen z.B. bei der scheinbaren Transmissionsabnahme bei Offenblende von hochlichtstarken Optiken wie dem Voigtländer 29 mm F0.8 wieder auf. Quellen: September 2023 |
