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04.
Januar
2010
Vielleicht gab es ja zu Weihnachten eine neue
Digitalkamera unter dem Weihnachtsbaum zu finden?
Vielleicht eine kleine, handliche »Schnappschusskamera«
oder eine digitale Spiegelreflexkamera? Vielleicht ist es
auch das Zweit- oder Drittgerät?
Oder Google hat bei den Suchbegriffen »Bildrauschen«,
»Digitalkamera« und »ISO-Wert« auf diese Seite geführt.
Wie auch immer, hier nun ein paar Zeilen von mir zu
diesem Thema.
Zunächst einmal was Bildrauschen ist und wie es ensteht.
Möglichst einfach und verständlich formuliert. Profis
mögen mir daher meine Ausführungen verzeihen. 
Stellt euch vor ihr schließt eure Augen und setzt euch
noch eine Augenbinde auf. Eigentlich sollte nun doch
alles rabenschwarz sein? Macht selbst den Test: Augen mit
den Händen zuhalten und die Augenlider geschlossen
halten.
Je länger man sich konzentriert, desto eher sind
irgendwelche »Flecken«, »Sternchen« oder ganze Felder zu
sehen. Insbesondere dann, wenn man gerade in einen hellen
Monitor oder in ein Licht (beispielsweise einen Blitz)
geblickt hat. Manche Kinder formulieren dann, sie könnten
»Ufos fliegen sehen«.
So ähnlich geht es auch der Digitalkamera. Sie »sieht«
auch bei vermeindlich völliger Dunkelheit Flecken,
Sternchen und dies in der Regel als kleine Farbpunkte.
Dies hängt mit der Elektronik in der Kamera zusammen,
welche sozusagen permanent solche Flecken »sehen«
kann.
Je länger man die Kamera belichten lässt oder je
empfindlicher man die Kamera einstellt, desto mehr solche
»bunte Bildpunkte« werden vom Sensor in den Speicher
übertragen. Dabei handelt es sich nicht um Pixelfehler
(welches einfach permanent falsche Farben in einem
einzelnen Pixel wären), sondern um Spannungen, welche dem
CCD-Sensor (dem »Auge« in der Kamera) vorgaukeln, er
würde gerade belichtet werden.
Normalerweise nimmt der CCD-Sensor Licht wahr und wandelt
es in Daten um. Da er aufgrund von Spannungen, welche
beim CCD-Sensor immer vorhanden sind »glaubt« Licht
wahrnehmen zu können, speichert er diese Informationen
mit ab. Bei Bildern bei Tageslicht oder in sehr hellen
Räumen fällt dies so gut wie gar nicht auf, schließlich
ist tatsächlich so viel Licht vorhanden, dass der Sensor
auch wirklich etwas abbekommt.
Damit man sich diese Theorie besser vorstellen kann, habe
ich eine Bilderserie mit unterschiedlichen Einstellungen
an meiner Digitalkamera gemacht. Die Bilder wurden
allesamt bei einer Beleuchtung mit einer 60-Watt-Birne in
einem Hausflur aufgenommen. Die Lampe befindet sich dabei
hinter dem Motorradlenker, welchen ich aus einem größeren
Bild herausgeschnitten habe. Die Bilder sind gänzlich
unbearbeitet, lediglich der Bildbereich wurde
ausgeschnitten.
Jedes Bild ist auch in einer größeren Version vorhanden.
Einfach anklicken um die große Version zu erhalten (dort
dann in Originalgröße und mit noch deutlicherem
Rauschen).
Über den Bildern gebe ich jeweils den verwendeten
ISO-Wert an. Die übrigen Einstellungen wie Blende und
Belichtungszeit habe ich der Automatik der Kamera
überlassen.
ISO-Empfindlichkeit: 1600
Ein deutlich sichtbares Rauschen im Bereich wo
normalerweise ein mattes Schwarz vorherrschen sollte.
ISO-Empfindlichkeit: 800
Das Rauschen ist geringer, jedoch noch immer deutlich zu
erkennen.
ISO-Empfindlichkeit: 400
Im Vergleich zum ersten Bild liegen Welten zwischen dem
noch immer vorhandenen Rauschen und den großen
Farbblöcken beim ISO-Wert von 1800.
ISO-Empfindlichkeit: 200
Wechselt man zwischen dem 400er und 200er Bild in seiner
großen Variante hin und her (beispielsweise mittels Tabs
im Browser), wird die weiterhin feiner werdende Struktur
deutlich.
ISO-Empfindlichkeit: 100
Der kleinste ISO_Wert, welchen ich bei meiner Kamera
auswählen kann. Wiederum eine geringfügige Verbesserung
zum Bild mit ISO-Wert 200. Vergleicht man das Bild mit
dem ersten mit der Einstellung 1800, genügt eigentlich
schon die verkleinerte Variante um den
Qualitätsunterschied sehen zu können.
Bei Tageslicht beziehungsweise einer besseren
Ausleuchtung wäre das Rauschen noch geringer. Die Ursache
für das noch immer vorhandene Rauschen ist die relativ
lange Belichtungszeit, welche einen weiteren Faktor beim
Entstehen von Bildrauschen darstellt.
Hätte ich die Bilder nicht mit einem Stativ aufgenommen,
wären sie allesamt »verwackelt« gewesen.
Das ich zu jedem Bild den ISO-Wert angegeben habe ist
natürlich kein Zufall. Der ISO-Wert gibt einfach gesagt
die (Licht)Empfindlichkeit an. Je größer die Zahl, desto
lichtempfindlicher ist die Kamera. Dieser Wert stammt
noch vom analogen Filmmaterial, welches dementsprechend
kürzer belichtet werden konnte.
Bei der modernen Digitalkamera ist das Prinzip identisch:
Eine höhere Lichtempfindlichkeit sorgt für kürzere
Belichtungszeiten. Beworben wird dies in Anzeigen und den
Bedienungsanleitungen damit, dass bei »wenig Licht Bilder
ohne Blitz gemacht werden können«.
Das daraus das unschöne Bildrauschen resultiert, wird
häufig verschwiegen. Für Bilder auf dem Mobiltelefon oder
im Kameradisplay spielt es auch erst einmal kleine Rolle.
Will man das Bild dann als Abzug an die Wand hängen oder
im Internet in einem größeren Format veröffentlichen,
fällt die schlechte Qualität dann jedoch plötzlich
auf.
Wie lautet nun die optimale Einstellung für jede Kamera
auf dieser Welt? Den Königsweg gibt es nicht. Schließlich
fotografiert jeder unterschiedliche Objekte bei
unterschiedlichen Lichtverhältnissen.
»Versuch macht klug« bewahrheitet sich auch in diesem
Fall. Einfach ein paar Testaufnahmen mit
unterschiedlichen ISO-Werten erstellen und daheim am PC
überprüfen. Die kleinen Displays der Digitalkameras
lassen keine wirklich aussagekräftige Bewertung der
Aufnahmen zu.
Insbesondere bei starker Vergrößerung beziehungsweise
Darstellung in »1:1« am Bildschirm lassen einen
Rückschluss zu wie du mit deiner Kamera am Besten
zufriedenstellende Ergebnisse erzielst.
Grundsätzlich kann man nur eins sagen: Die am wenigsten
verrauschten und somit besten Ergebnisse sind in der
Regel mit einer fest auf den geringsten Wert eignstellten
ISO-Zahl zu erreichen.
Kurz zusammengefasst welche Faktoren das Bildrauschen begünstigen (die Reihenfolge entspricht keiner Wertung welcher Faktor welche Gewichtung hat):
Diese Liste ist natürlich nicht vollständig. Es gibt auch
noch andere Faktoren, beispielsweise neigen warme Kameras
beziehungsweise CCD-Sensoren eher zum Bildrauschen. Aber
auf alle möglichen Ursachen einzugehen würde hier den
Rahmen sprengen und zu sehr in die Tiefe gehen.
In Fotografie-Foren sowie Fachbüchern finden sich
tiefergehende Informationen zu diesen Aspekten und
natürlich auch weitere Tipps rund ums Thema der
(digtalen) Fotografie.
Wenn man sich die Angaben oben durch den Kopf gehen lässt
könnte man zum Schluss kommen, dass ein hoher ISO-Wert in
Kombination mit dem in der Kamera integrierten Blitz
eigentlich das Bildrauschen vermeiden lassen
könnte.
Der Gedankengang ist nicht gänzlich verkehrt, jedoch
sollte man den ISO-Wert von 400 nur dann überschreiten,
wenn es gar nicht anders geht. Denn selbst bei sehr
hellem Tageslicht sind bei den aktuell auf dem Markt
befindlichen Kompakt und günstigeren Spiegelreflexkameras
CCD-Sensoren verbaut, bei denen weiterhin ein
Bildrauschen bei maximalen ISO-Werten zu erkennen
ist.
ISO-Empfindlichkeit: 1600 und kameraeigenem
Blitz
Auch hier ist ein Bildrauschen zu erkennen. Zwar nicht so
stark wie auf den Bildern ohne Blitz, aber es ist noch
immer vorhanden. Die »kleine Version« des Bildes sieht
dabei gar nicht mal so schlecht aus, die Version in
Originalgröße (einfach auf das Bild klicken) zeigt
jedoch, dass auch hier ein Rauschen vorhanden ist.
X_FISH