IBC2012: Neuer Sensor in Grass-Valley-Kameras – Vorteile und Besonderheiten
Grass Valley kündigte bei der IBC die Nachfolgemodelle der LDK-Kameralinie an. Die Kameras der neuen LDX-Linie sind mit Full-Frame-Transfer CMOS-Chips ausgerüstet. Klaus Weber erläutert die Vorteile der Chips, zieht Vergleiche von 4K- zu Full-HD-Kameras und erläutert, weshalb man Auflösung differenziert betrachten muss.
Eine der Besonderheiten der neuen LDX-Kameras sind die eingebauten Sensoren. Dabei handelt es sich um FT-CMOS-Chips, die das Frame-Transfer-Prinzip, das man von CCD-Chips kennt, mit dem CMOS-Prinzip kombinieren. Die neuen Chips kombinieren also die Vorteile der CCD-Chips wie etwa geringere Stromaufnahme, geringere Erwärmung, höhere Lebenserwartung, schnellere Auslesemöglichkeiten mit den Vorteilen der CMOS-Technologie, etwa dem Global Shutter.
Um dies technisch realisieren zu können, wurde bei dem Sensor die Möglichkeit geschaffen wurde, das Bild für ein komplettes Frame zwischenzuspeichern. Vorteil: Man kann dadurch die Belichtungs- und die Auslesephase von einander trennen, wodurch man ein Global Shutter-Verhalten erreicht: die Kamera reagiert also beispielsweise nicht mit Balken-Effekten auf Blitzlicht, wie das CMOS-Chips üblicherweise tun.
Als weiteren großen Vorteil des Sensors führt Klaus Weber an, dass eine verlustfreie Formatumschaltung zwischen 1080i und 1080p möglich sei. Bei den bisher verfügbaren CCD-Kameras war es immer so, dass die Aufzeichnung in 1080p mindestens eine Blende an Empfindlichkeit kostete.
Klaus Weber führt weiter aus, dass CCD-Kameras öfter zu einem vergleichsweise starken, niederfrequenten Rauschen tendierten, was zum einem vom Ausleseprinzip herrühre, aber auch daher, dass aus dem Sensor selbst ein analoges Signal komme, das erst im weiteren Verarbeitungsweg in ein digitales Signal gewandelt werde. Im Unterschied dazu wandelten CMOS-Sensoren das Signal direkt im Sensor in einen Datenstrom, was deutlich weniger Signalstörungen verursache. »Somit ist dieses niederfrequente Rauschen bei CMOS-Kameras kaum zu sehen«, erklärt Klaus Weber.
Er spricht noch einen weiteren interessanten Effekt an: Die heutigen Single-Sensor-Kameras, die mit einem Chip und einem Bayer-Pattern-Filter arbeiten, verwenden üblicherweise die Hälfte der vorhandenen Pixel im Grünkanal und jeweils ein Viertel der Pixel im Rot- und Blaukanal. Bei einem 4K-Sensor wären das 2.000 grüne Pixel, 1.000 rote und 1.000 blaue Pixel. Im Rot- und Blaukanal sind das also weniger als die 2.000 Pixel, die man beim RGB-Prinzip mit einem Prismenteiler hat, erläutert Klaus Weber, der mit einem plakativen Beispiel verdeutlicht, dass man hier differenzieren muss: »Wenn man also dieselbe Zählweise auf eine Dreichip-Kamera anwenden würde wie bei einer Single-Chip-Kamera mit Bayer-Patter-Filter, würde es sich bei unseren neuen LDX-Kameras um 6K-Kameras handeln«.
Letztlich hänge es zudem auch vom jeweiligen Motiv ab, wie gut die Bildqualität mit dem jeweiligen Sensor ausfalle, denn abhängig vom Motiv funktioniere das De-Bayering einer Single-Chip-Kamera mehr oder weniger gut, so Weber: »Es kann durchaus eine Verbesserung der Qualität geben, die bei nahezu 4K liegt, aber die Qualität kann auch durchaus eher bei 2K liegen – je nachdem, wie farbig das aufgezeichnete Objekt ist und wie groß die Pixel sind«. Den Vorteil einer Dreichip-CMOS-Kamera sieht Weber darin, dass man immer und unter allen Bedingung mindestens 2K-Auflösung für rot, grün und blau habe. Weber bilanziert: »Heutiges 4K ist nicht wirklich 4K, weil es eben durch einen Single Sensor mit Bayer-Pattern-Filter erzeugt wird«.
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