Zu den Grundannahmen gehört unter anderem, dass sich zwei benachbarte Pixel, auch wenn sie durch die vorgeschaltete Filterebene einmal rot und einmal blau beleuchtet werden, in der Farbe sehr wahrscheinlich nur geringfügig unterscheiden, also immer auch ein gewisser Anteil der „Nachbarfarbe" auftritt.

Auch die Farben des Nachbarn müssen mit ran

Zudem muss die Software natürlich dennoch Farbwechsel, insbesondere harte und abrupte Wechsel an Kanten, erkennen und verhindern, dass das Bild „vermatscht", weil Nachbarfarben zu große Bedeutung beigemessen wird.

Dazu muss über mehr als ein Pixel in die Nachbarschaft geblickt werden, und der Berechnungsalgorithmus muss entsprechend aufwendig sein. Bei der Bayer-Interpolation liegen also Farben nie als klare Messwerte vor, sondern es werden immer auch die Nachbarpixel über einen mehr oder weniger weiten Bereich mit herangezogen.

Kantenglättung - Anti-Aliasing

Dieses Streuen auf benachbarte Sensorzellen wird nicht nur ausschließlich durch die Software des RAW-Konverters (intern oder extern) ausgeführt, sondern vor der Sensorebene sitzt zusätzlich eine weitere Filterebene, ein Anti-Aliasing- Filter (auch als Tiefpassfilter bezeichnet), der das eintreffende Licht geringfügig streut.

Würden die Sensorinformationen ohne diese künstliche Streuung ausgewertet, wäre die Gefahr groß, Farbsäume oder Moirémuster in das Bild zu bekommen. Mit dieser Streuung wird andererseits jedoch eine leichte Unschärfe erzeugt.

Dies ist der Grund dafür, dass Digitalfotos in jedem Fall leicht nachgeschärft werden müssen - was im JPEG-Prozess, der ja nichts anderes als ein in der Kamera ablaufender RAW-Prozess ist, immer gleich direkt in der Kamera geschieht und was im externen RAW-Prozess manuell gesteuert durch den RAW-Konverter auszuführen ist.

Die Notwendigkeit zum Nachschärfen einer Digitalaufnahme rührt daher nicht aus der minderwertigen Qualität von Fotograf, Objektiv oder Kamera, sondern ist systembedingt erforderlich. Zur Kunst der Kamera- bzw. Sensorhersteller gehört es, den Anti-Aliasing-Filter so zu dimensionieren, dass der gewünschte Effekt (Verhinderung von Bildartefakten wie Moiré oder Farbsäumen) zwar eintritt, aber noch nicht zu einer zu starken Unschärfe führt. In detailreichen RAW-Konvertern wie etwa SILKYPIX sind diese Parameter direkt beeinflussbar.

Empfindlichkeiten - ISO, ASA, DIN

Eine Sensorzelle reagiert mit der Messung und Registrierung eines bestimmten Helligkeitswerts auf das Eintreffen einer bestimmten Menge Licht. Die Ausgangsempfindlichkeit eines Sensors, meist auch gleichzeitig niedrigste Empfindlichkeit, ist dabei so ausgelegt, dass übliche, durchschnittliche Motive von den Sensorzellen sauber verarbeitet werden können, also weder zu wenig Signal (Untersättigung) noch einen zu hohen Signalpegel (Übersättigung) erzeugen. Die Lichtmenge, die auf den Sensor auftrifft und von diesem registriert wird, wird, wie immer schon und bei jeder Kamera, durch Blende und Belichtungszeit gesteuert.

Bei einer bestimmten Helligkeit und einer bestimmten Lichtmenge muss die korrekte Lichtmenge durch eine Abstimmung von Blende und Zeit erfolgen, wobei beide Parameter auch Auswirkung auf andere, bildgestalterische Aspekte haben. Die Blende beeinflusst u. a. die Schärfentiefe, die Belichtungszeit sowie das Verwackeln durch Kamera- und Objektbewegung.

Digitalkameras und nicht nur Spiegelreflexkameras bieten die Möglichkeit, die Empfindlichkeit dynamisch und von Bild zu Bild zu verändern, manuell oder automatisch.

Die Automatikfunktion sollte allerdings nicht genutzt werden, da sie zu eher unglücklichen, unvorhersehbaren Ergebnissen führen kann.

Rauschen

Eine Veränderung der Empfindlichkeit ist jedoch nicht anderes als eine Verstärkung der Messwerte jeder Sensorzelle und damit auch eine Verstärkung aller ungewollten Daten. Diese ungewollten Daten rühren aus Pixelfehlern des Sensors oder einfachen Messfehlern. Eine höhere Temperatur des Sensors kann zu gehäuftem Auftreten von solchen Messfehlern führen - man nennt dies „Rauschen".

Eine Erhöhung der Empfindlichkeit ist also nichts anderes als eine Verstärkung der Messwerte. Der Fotograf muss sich darüber im Klaren sein, dass er damit zwar mehr Möglichkeiten hat, die „richtige" Lichtmenge aufs Bild zu bekommen, aber dafür Qualitätseinbußen, insbesondere Rauschen, einkalkulieren muss.

Kurz:

• RAW-Dateien sind (zunächst) Graustufendateien mit Aneinanderreihungen von Messwerten der einzelnen Sensorzellen.
• Eine Erhöhung der Empfindlichkeit (ISO-Zahl) entspricht einer gleichmäßigen Erhöhung aller Messwerte bzw. einer Verstärkung der gemessenen Signale - und der Messfehler (Rauschen).
• Farbinformation wird durch ein Filtermosaik in den Farben Rot, Grün, Blau, Grün ermittelt, wobei vor jeder Sensorzelle eine Filterfarbe platziert wird.
• Präzise Farbmessung erfordert vier Sensorzellen und würde damit zu einer Viertelung der Sensorauflösung führen.
• Volle Nutzung der Sensorauflösung erfordert komplette Rot-Grün-Grün-Blau-Farbinformation auf jeder Sensorzelle.
• Da nur eine dieser Farben direkt gemessen werden kann, muss die volle Farbinformation mathematisch geschätzt (interpoliert) werden.
• Zur Farbinterpolation wird die Farbinformation der Nachbarzellen herangezogen.
• Ein Anti-Aliasing-Filter ist zur Streuung der Lichtinformation einer Filterzelle erforderlich, schafft aber leichte Unschärfen, die nachgeschaltet behoben werden müssen.
• Im RAW-Konverter, der in der Kamera oder außerhalb im Computer ausgeführt werden kann, wird diese Information bei Veränderbarkeit einer Vielzahl von Parametern zu einem finalen Farbbild verarbeitet.

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