Tritt Aliasing in der Filmfotografie auf?

Ich habe Aliasing bei digitalen Fotos und Videos beobachtet. Während Film keine unendliche Auflösung hat, scheint es, dass die Filmkörnung nicht die Regelmäßigkeit eines digitalen Sensors hat, sodass Aliasing möglicherweise nicht auftritt. Kommt es bei der Filmfotografie auch bei zufällig verteilten Filmkörnern zu Aliasing?

Antworten (6)

Nein. Aliasing ist das Ergebnis des Samplings , also der Erfassung diskreter Abtastungen oder Messwerte eines Signals mit einer Frequenz, die niedrig genug ist, dass die Frequenzen im Eingangssignal mit anderen Frequenzen verwechselt werden, sodass sie nicht voneinander unterschieden werden können.

Wenn die Filmkörnung regelmäßig ausgerichtet wäre, würde ihre räumliche Frequenz Möglichkeiten für Aliasing schaffen, genau wie es digitale Sensoren tun.

Aka, ja, es gibt Aliasing: P Sehr, sehr wenig. Selbst zufällig verteilte Körner haben in einigen Bereichen nur zufällig eine regelmäßige Mikrostruktur. Effektiv keine, wie Sie sagen, mit ziemlicher Sicherheit nichts, was ein Mensch mit einer bloßen visuellen Inspektion erkennen könnte.
Stichproben sind immer noch Stichproben. Aliasing ist ein Ergebnis regelmäßiger Abtastung.
@Szabolcs Ich denke, der Punkt von ttbek war, dass selbst zufällige Stichproben manchmal zu einer regelmäßigen Verteilung führen.
@MichaelClark Zumindest verallgemeinert das Nyquist-Theorem auf zufällige Abtastintervalle und besagt, dass die durchschnittliche Häufigkeit definiert, wie sich die Abtastung verhält. Es hat nichts mit regelmäßiger Ausrichtung zu tun ... en.wikipedia.org/wiki/…
Aliasing ist kein Faktor der Photosite-Konfiguration ... mit anderen Worten, orthogonal ausgerichtete Zeilen und Spalten von Photosites sind nicht die einzige Konfiguration, die Aliasing erzeugt, und ohne diese genaue Konfiguration passiert nichts. Die Sättigung der Photosite (Filmkörnung) spielt ebenfalls eine große Rolle, da es fast nie einen einzigen Weg von einer Photosite (Filmkörnung) durch das Objektiv zur Außenwelt gibt.
@Andrew Ich habe nie orthogonal ausgerichtete Zeilen und Spalten benötigt. Ich sagte nur, dass, wenn es auf Regelmäßigkeit ausgerichtet ist, Gelegenheit für Aliasing auftreten wird. Beispielsweise tritt das Moiré, das bei der Aufnahme feiner Texturen mit einigen hochauflösenden DSLRs auftritt, bei Film einfach nicht auf. Die Regelmäßigkeit des DLSR-Sensors erzeugt das Muster.
@scottbb, das Moiré-Muster tritt auch beim menschlichen Auge auf und kann bei Filmkameras auftreten. Es ist einfach das Ergebnis, dass ein hochfrequentes Rauschen aufgezeichnet wird, was passieren kann, wenn eine Kamera fokussiert ist.
@Andrew Ich habe nicht gesagt, dass Moiré nur bei Digitalen auftritt oder bei Filmen nicht auftreten kann. Es gibt viele Moiré-Muster, die auftreten, bevor das Licht überhaupt in das Objektiv eintritt (z. B. beim Blick durch mehrere Bildschirme). Ich sage, dass das Moiré, das aufgrund des DSLR-Musters auftritt , bei Film nicht auftritt.
Ich habe über Film und das menschliche Auge gesprochen, weil beide unter Moiré leiden können und dennoch keine der Gitterorientierungen ihrer lichtempfindlichen Elemente teilen. Filmkörnung ist regelmäßig beabstandet und kann dennoch Moiree fotografieren. Es ist organisch und nicht geometrisch beabstandet und kann dennoch unter Moiré leiden. Außerdem hat das menschliche Auge zwei lichtempfindliche Rezeptoren mit ungleicher Verteilung, und dennoch sehen wir das Moiree mit unseren Zapfen, die im Bereich unseres Sehzentrums eine höhere Dichte haben. Daher können auch nicht geometrische Verteilungen von Photosites unter Aliasing leiden.
@Andrew Dieser Film oder das Auge kann Moiré / Bildmoiré sehen , ist nicht dasselbe wie das Verursachen von Moiré. Das von DSLR-Sensoren verursachte Moiré ist eine Form von Aliasing, das durch die Natur des Sensors (das regelmäßige Gittermuster) eingeführt wird. Das ist nur eine Form von Moiré, die es auf der Welt gibt. Aber wie ich bereits erwähnt habe, ist das Sehen von Moiré, das vor dem Eintritt in das optische System (Linse & Film oder Auge) aufgetreten ist, kein Beweis für die Struktur des Sensorelements selbst, das dieses Moiré einführt.
Aber ohne das optische System gibt es kein Moiré. Die Auflösung des optischen Systems hat einen dramatischen Einfluss auf das Ausmaß, in dem Moiree gesehen wird. Je höher die Auflösung des optischen Systems ist, desto weniger Moire wird es aufzeichnen. ... In der Natur gibt es kein Moiré, nur das optische System kann seine Form und seinen Charakter definieren. Sonst sind es nur Lichtstrahlen.
@scottbb... Klingt gut

Bei statischen Bildern treten die Effekte, die mit dem Begriff "Aliasing" beschrieben würden, bei fotografischen Filmen nicht auf, da es keinen regelmäßigen Abstand oder keine regelmäßige Ausrichtung der lichtempfindlichen Körner gibt, also kein gleichzeitiges oder nahezu gemeinsames Auftreten eines regelmäßigen Abstands Muster und die Filmkörnung.

Bei bewegten Bildern spielt es keine Rolle, welches Medium zum Aufnehmen des Bildes verwendet wird, Dinge wie Wagenräder oder rotierende Propeller können manchmal scheinbar in die entgegengesetzte Richtung und/oder langsamer als ihre wahre Rotation rotieren. Dies liegt an den regelmäßigen Zeiten, zu denen Einzelbilder abgetastet werden (entweder Filmbelichtung oder Bildsensorabtastung). Bei Filmen ist diese Art von Aliasing unvermeidlich, da Filmrahmen während einer gewissen Belichtungszeit stationär im Tor gehalten und dann bei geschlossenem Verschluss vorgeschoben werden müssen. Dadurch wird jedes Bild zu einem diskreten Zeitpunkt. Während die Belichtung lang genug sein kann, um ein gewisses Maß an Bewegungsunschärfe zu erfassen, gibt es eine Trennung vom nächsten Frame, sodass die tatsächliche aufgezeichnete Bewegung mehrdeutig sein kann.

Bei einer ausreichend großen Stichprobengröße (wie viele Milliarden Filmbilder wurden in den letzten 150 Jahren produziert?) führt die zufällige Verteilung der Filmkörnung schließlich zu einigen Vorkommen einer gleichmäßigen Verteilung dieser Filmkörnung. Zu sagen, dass es im Film sehr selten vorkommt, wäre richtig. Zu sagen, dass es in fotografischen Filmen nie vorkommt, wäre falsch.

Scottbbs Antwort ist insofern richtig, als in einer Filmkamera kein Aliasing auftritt. Einige Formen von Aliasing treten jedoch außerhalb der Kamera auf:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Diese Moiré-Muster sind sowohl für Film- als auch Digitalkameras sichtbar.

Subsampling findet in allen Kameras statt, daher tritt auch Aliasing auf. Die Existenz von Moiré, wie Scottbb mich korrigierte, ist unabhängig von jedem optischen System frei. Dass jemand ohne eine Digitalkamera ein Moiré-Muster erstellen kann, bedeutet jedoch nicht, dass Filmkameras kein gewisses Maß an Aliasing aufweisen

Ja ... Anti-Aliasing kommt von einer einzelnen Foto-Site, die mehrere Lichtstrahlen empfängt ... in CG-Begriffen wird dies als Subsampling - oder stochastisches Sampling - bezeichnet, abhängig von Ihrem Anti-Aliasing-Algorithmus. Einige Antworten erwähnen, dass Aliasing in der Filmfotografie nicht auftritt, da die lichtempfindlichen Kristalle nicht in einer perfekten 4-seitigen Gitterkonfiguration ausgerichtet sind. Dies ist irrelevant, da Aliasing bei jeder Art von Photosite oder lichtempfindlicher Kristallkonfiguration auftreten kann.

Verschiedene Beispiele für Aliasing-Muster und wie sie als Filmkörnung aussehen würden

Der in der Filmfotografie natürlich vorkommende Mechanismus, der die visuellen Artefakte des Aliasing verhindert, besteht darin, dass jeder lichtempfindliche Kristall durch mehrere Lichtstrahlen aktiviert wird, wobei jeder Lichtstrahl eine geringfügige Abweichung im Vektor aufweist und daher ein etwas anderes Stück des Vektors trägt Bild. Hinzu kommen Belichtungszeiten und leichte Wackler, die Aliasing-Artefakte drastisch reduzieren.

In der Filmfotografie gibt es einen weiteren Mechanismus, der zur Reduzierung von Aliasing-Artefakten beiträgt: die geringe Größe der lichtempfindlichen Kristalle. Dies entspricht direkt der Pixelanzahl, wenn die Kamera digital wäre. Kleinere Fotokristalle bedeuten eine kleinere ISO-Zahl, weniger Rauschen im Bild, aber viel mehr lichtempfindliche Kristalle, die aktiviert werden müssen, um eine korrekte Belichtung zu erhalten.

Höhere ISOs bedeuten größere Kristalle, was wiederum bedeutet, dass weniger Kristalle belichtet werden müssen – also Low-Light- oder Action-Fotografie.

Der letzte Beweis dafür, dass die Filmfotografie unter Aliasing leidet, ist das Beispiel der Filme mit höheren ISO-Werten selbst. Diese Körnigkeit – das ist die Signatur von Filmen mit hohem ISO-Wert – bedeutet, dass Sie jeden lichtaktivierten Kristall betrachten. Mit anderen Worten ... je größer die Körnung auf Ihrem Film (höherer ISO-Wert), desto größer ist Ihr Rauschfaktor, was bedeutet, desto größer ist Ihr Aliasing-Faktor.

Ihr Bild weist kein Aliasing auf. Sie zeigen zwei Bilder, bei denen die Mehrheit der Unterscheidungsinformationen in den hohen Ortsfrequenzen liegt. Die tiefpassgefilterten Versionen demonstrieren, dass ihre niedrigen Raumfrequenzinformationen größtenteils gleich sind. Aber das ist kein Aliasing.
@scottbb ... Das gilt nur, wenn Sie davon ausgehen, dass die rechte Hälfte des Bildes ein Nachbearbeitungseffekt ist. Die linke Hälfte zeigt das Aliasing vollständig, da jede Fotostelle oder Körnung belichtet wird und die Grenze jedes Pixels aufgrund fehlender Unterabtastung stark von ihren Nachbarn getrennt ist
Ich kann dir nicht folgen. Wo genau wird das Aliasing demonstriert?

Ja. Oder besser gesagt, es kann; das muss nicht unbedingt so sein. Film hat eine endliche Anzahl diskreter Moleküle, die auf Licht reagieren; jeweils ein Muster. Aliasing tritt immer dann auf, wenn die Anzahl der Samples geringer ist als zur Darstellung der Bandbreite des Signals erforderlich ist. Oder aus der umgekehrten Perspektive, wenn das Signal nicht ausreichend bandbegrenzt ist, entsprechend der Anzahl der zu entnehmenden Samples.

Kommt es nun tatsächlich zu Aliasing? Ob es sich bei Ihrer Kamera um eine Film- oder Digitalkamera handelt, hängt von der Optik ab: Begrenzen Sie durch die Begrenzungen der Objektive effektiv das Bild, das den Film / Sensor erreicht, unterhalb der Nyquist-Frequenz für die Abtastung.

Aliasing ist ein Begriff aus dem Computerjargon. Es ist eine Verzerrung oder falsche Identifizierung.

Herkömmliche chemische Fotografie (fotografischer Film und fotografische Abzüge) ist oft mit Verzerrungen, Fehlidentifikationen usw. geplagt.

Das erste ist ein unangemessenes Rendering: Wir wollen ein originalgetreues Bild. In der Schwarz-Weiß-Fotografie wollen wir eine korrekte monochromatische Wiedergabe. Mit anderen Worten, wir haben eine vorgefasste Vorstellung davon, wie sich die verschiedenen Farben in der Natur als Grauschattierungen reproduzieren sollten. Es hat über 150 Jahre gedauert, Filmrezepte anzupassen, und wir sind noch nicht so weit (digital leidet auch).

Das Gleiche gilt für die Farbabbildung. Die Farbempfindlichkeit von Filmen wird seit über 100 Jahren fein abgestimmt. Noch nicht da (gilt auch für digital).

Folie ist eine durchsichtige Basis, die sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite mehrfach mit verschiedenen Schichten von Leckereien beschichtet ist. Einige Farbfilme haben bis zu 17 Schichten. An den Übergängen der Mäntel treten Reflexionen auf. Außerdem durchdringen superhelle Motiv-Highlights alle Schichten und werden dann in den Film zurückreflektiert, wodurch dieser von hinten belichtet wird. Dies führt zu einer Ausbreitung eines eigentlich winzigen Belichtungsbereichs, der einen Heiligenschein um das Glanzlicht herum bildet. Dies wird Lichthof genannt.

Die Filmschichten sollten mit Ausnahme der Lichthofschutzbeschichtung transparent sein. Aber leider haben sie eine Trübung. Diese Matschigkeit verzerrt das Bild. Durch die transparente Folienbasis entsteht ein „Light Piping“. Streulicht, das zwischen Kreuzungen eingeschlossen ist, wandert herum und legt es frei, wodurch es beschlägt.

Es gibt Hunderte anderer bildverzerrender Phänomene; Viele sind sowohl für Film als auch für Digital üblich. Wenn es darum geht, wo das Gummi auf die Straße trifft, haben sowohl Digital als auch Film Vor- und Nachteile.

Bei der Reproduktion von Fotografien durch Druck (Lithografie oder analog) wird das Original durch ein Sieb (Gurtband oder Lineatur) erneut fotografiert. Das Ergebnis ist ein „Halbton“. Dies sind die Bilder, die in Büchern und Zeitungen abgedruckt sind. Das Bild unterliegt Aliasing. Diese Plage ist die gleiche für Digital und Film.

Diese Antwort scheint darauf hinzudeuten, dass Aliasing ein Oberbegriff für Verzerrung oder falsche Identifizierung ist. Das ist einfach falsch. Aliasing ist ein sehr spezifischer Begriff aus der Signalverarbeitung. Es bezieht sich auf die Eigenschaft, bei der Signale (räumlich oder zeitlich) mit Frequenzen über der Nyquist-Frequenz als Signale mit niedrigerer Frequenz reproduziert werden. Ich empfehle Ihnen dringend, diesen Link zu lesen: en.wikipedia.org/wiki/Nyquist_frequency . Der Rest der Antwort ist zwar korrekt, hat jedoch größtenteils nichts mit der ursprünglichen Frage zu tun.
Obwohl es bei dieser Antwort einige grundlegende Probleme gibt, erzeugen Halbtonbilder eine Form von analogem Aliasing, ähnlich wie viele analoge Audioeffektpedale mit Tremolo dies könnten, wenn die Frequenz der musikalischen Tonhöhe eine Harmonische der Rate von wäre Tremolo.
Der letzte Absatz enthält den Kern von etwas Interessantem, das mit der Frage zusammenhängt.
Eigentlich werde ich sagen, dass es ab dem vierten Absatz viele wertvolle Informationen gibt. Es erklärt ziemlich viel über den Unterschied zwischen dem Look von Film und Digital.
@CarstenS im letzten Absatz geht es um das Drucken über einen Bildschirm. Das Aliasing kommt von der Leinwand, nicht vom Film – es geht um die Interferenz zweier unterschiedlicher Muster. Die Leinwand hat ein Muster, der Film fängt nur das der Szene innewohnende Muster ein.
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