Test: Nikon Z7 - viele Crop-Modi und deren Unterschiede in der Bildqualität beim Filmen

17.10.2018 von Rudi Schmidts



Nicht nur der bewegte Fullframe-Sensor und ein schneller Autofokus machen die Nikon Z7 auf dem Papier zum echten Konkurrenten der aktuellen Sony Alpha 7-Modelle. Mit Funktionen wie dem 4K-10 Bit Log-Output und der bis dato bewährt-beliebten Color Science könnten die neuen Z-Modelle bei manchem Filmer bald zur ersten Wahl werden. Doch bislang ist nur das teurere Modell Z7 erhältlich, welches für Videografen eigentlich eine viel zu hohe Auflösung bietet. Wir haben daher einmal genauer hingesehen, wie sich die Sensorauswahl bei der Z7 für Filmer auswirkt.

Technischer Hintergrund

Die Nikon Z7 unterscheidet sich von der Nikon Z6 praktisch nur durch die Sensor-Auflösung. Während die Z7 einen 45 MegaPixel-Fullframe-Sensor mit 8256 x 5504 Senseln besitzt, wird in der Z6 "nur" ein 24 MP-Sensor (6048 x 4024) verbaut, der aufgrund seiner größeren Sensel voraussichtlich etwas lichtstärker agieren wird. Doch noch wichtiger für Videofilmer ist das Downsampling. Also die Zusammenfassung mehrer Sensel zu einem 4K-Pixel. Denn da gibt es bei derart hochauflösenden Sensoren ein Problem:

Bei Full Frame-Aufzeichnung muss die gesamte Sensorfläche vor dem Downscaling ausgelesen werden, was bei so vielen Senseln a) relativ lange dauert und b) beim Zusammenlegen sehr viel Rechenleistung benötigt. Bei Nikon offensichtlich noch zu viel, weshalb beim Filmen mit voller Sensorfläche nicht alle Sensel separat ausgelesen werden können. Unter deswegen notwendigen "Tricks" wie Binning oder Line Skipping leidet die Bildqualität, weil feine Details und Strukturen im Pixelbereich nicht mehr sauber rekonstruiert werden können.

Viele Crop-Faktoren

Doch damit nicht genug: Der Z7-Kamerabody besitzt gleich zwei Methoden der Bildstabilisierung. Einmal mittels des bewegten Sensors und weiters kann zusätzlich auch noch eine digitale Korrektur namens Digital-VR zugeschaltet werden. Bei dieser werden auch noch Randpixel um das ausgelesene Sensorfenster genutzt, um eine digitale Stabilisierung zu ermöglichen. Diese verkleinert den Bildwinkel jedoch noch weiter.

Dabei "raubt" der Digital-VR sich weitere Pixel aus dem eigentlichen Sensor Ausschnitt. Bei voller Sensor-Auslesung ist diese Vorgehensweise verständlich. Bei einem DX-Crop könnte die Elektronik jedoch auch Sensel außerhalb des eigentlichen 4K-Fensters nutzen, tut dies jedoch nicht. Der Video-Auflösung muss dies dennoch nicht schaden, denn schon für den APS-C/Super35-Crop stehen mit ca. 5,4K Horizontal-Auflösung noch weit mehr Sensel zur Verfügung, als für einen 1:1 Sensor-Readout in 4K nötig wären. Und selbst mit aktiviertem Digital-VR im DX-Modus stehen noch rund 4,9K für das Downsampling nach 4K-UHD bereit.

Somit ergeben sich für die 4K-Aufzeichnung vier verschiedene Crop-Faktoren:

FX (Crop 1)

FX + Digital VR (Crop 1,11)

APS-C /DX/ 4K (Crop 1,52)

APS-C /DX/ 4K +Digital VR (Crop 1,69).

Interessanterweise wird auch für die externe Log-Aufzeichnung nur der jeweils kleinere Bildausschnitt genutzt. Der Digital-VR bleibt dabei dann jedoch wirkungslos.

Die Auflösung der Nikon Z7

Doch welcher Modus ist nun für die Aufzeichnung besonders empfehlenswert? Wenn man es sich aussuchen kann und man nicht schon durch die genutzten Objektive eingeschränkt ist, gilt auf jeden Fall für alle 4K-Aufnahmemodi, dass DX/Super35 besser als FX/FullFrame ist:

Die Nikon Z7 im FX-Modus bei 4K-Aufzeichnung mit 24-30fps
Die Nikon Z7 im FX-Modus bei 4K-Aufzeichnung mit 24-30fps

und

Die Nikon Z7 im DX-Modus bei 4K-Aufzeichnung mit 24-30fps
Die Nikon Z7 im DX-Modus bei 4K-Aufzeichnung mit 24-30fps

Während im FX-FullFrame-Modus u.a. wohl durch Binning oder Lineskipping viele Artefakte und fehlende Details deutlich ins Auge fallen, gefällt der DX-Modus durch ein relativ fehlerfreies Bild, das nur feinste Details ausfiltert.

Schaltet man jedoch den Digital-VR-Stabilisator hinzu, so verschlechtert sich das Debayering-Verhalten etwas:

Die Nikon Z7 im DX-Modus bei 4K-Aufzeichnung mit 24-30fps mit Digital-VR
Die Nikon Z7 im DX-Modus bei 4K-Aufzeichnung mit 24-30fps mit Digital-VR

Bei der externen Ausgabe nutzt die DX-Ausgabe ebenfalls einen Crop von 1,69, die Bildqualität ist dabei jedoch noch "cinematischer", weil das 10 Bit Signal komplett ohne Nachschärfung und Rauschunterdrückung übertragen wird:

Die Nikon Z7 im DX-Modus bei 4K-Aufzeichnung extern über HDMI 10 Bit Log
Die Nikon Z7 im DX-Modus bei 4K-Aufzeichnung extern über HDMI 10 Bit Log

Noch gibt es keine offizielle Nikon LUT, nur ein N-Log Whitepaper zum Selbermachen (z.B. in Nuke). Verpasst man dem Log-File jedoch mehr Kontrast, so bekommt man schon einen Eindruck, dass das DX-Debayering in der Praxis recht cinematisch rüberkommen kann:

!

Slow Motion

Die 4K-Aufzeichnung ist in allen Sensor-Modi intern und extern nur mit 24, 25 oder 30fps möglich. Die Z7 beherrscht jedoch auch eine Slow-Motion Aufzeichnung mit bis zu 120p, allerdings nur in FullHD.

Nur bei der internen Aufzeichnung sind dabei über 60 bis zu 120 fps möglich, und dies auch nur, wenn die Kamera im DX-Modus filmt. Dies ergibt dann folgende Qualität für alle Frameraten:

Die Nikon Z7 im DX-Modus bei FullHD-Aufzeichnung mit 24-120fps
Die Nikon Z7 im DX-Modus bei FullHD-Aufzeichnung mit 24-120fps

Schaltet man in den FX-Modus, sind nur noch maximal 60p möglich:

Die Nikon Z7 im FX-Modus bei FullHD-Aufzeichnung mit 24-60fps
Die Nikon Z7 im FX-Modus bei FullHD-Aufzeichnung mit 24-60fps

Der FX-Modus ist dabei erstaunlicherweise sogar etwas besser als der DX-Modus. Auch bei der externen Aufzeichnung bekamen wir vergleichbare Debayering Ergebnisse für die Aufzeichnung in FullHD.

Rolling Shutter

Je nach Auslesefläche verändert sich auch die Auslesezeit des Rolling Shutters. Unsere Messergebnisse sind leider noch immer noch nicht so exakt, wie wir es persönlich gerne hätten, jedoch kommen wir unseren Ansprüchen immer näher: Bei DX-Auslesung schätzen wir die Auslese-Zeit der Nikon Z7 so um die 19ms, bei FX-Auslesung kommen wir auf ungefähr 25ms.

Das sind gute Werte, jedoch schaffen sehr gute 4K-Kameras mittlerweile Auslesezeiten von 15ms oder sogar darunter.

Farben und 1200LUX

Die interne Color Science empfinden wir nicht mehr als grundsätzlich so problemlos einsetzbar wie bei früheren Nikon Modellen. Manche Ergebnisse "Out-of-the-Box" sahen erst einmal etwas klinisch und digital aus, was vielleicht auch daran liegt, dass man so scharfe 4K-Aufnahmen von Nikon bislang kaum kannte. Teilweise lag es aber auch sicherlich daran, dass es in den Bildprofilen mittlerweile eine Einstellung gibt, welche nicht nur Schärfe wegnimmt, sondern sogar bei negativen Werten das Bild weichzeichnet (Detailkontrast/Mitteltöne scharfzeichnen). Hier muss man also etwas herumspielen, bis man mit den eigenen Ergebnissen zufrieden ist.

Uns haben jedoch vor allem die Farben der Nikon in der externen Log-Aufzeichnung begeistert. Beim Herumspielen in Resolve bekamen wir dabei auch ohne firmeneigene Nikon N-Log LUT schon tolle Ergebnisse zu sehen. Hier einmal eine subjektive Auswahl von drei Bildprofilen und einer externen 10 Bit N-Log-Aufnahme mit dem Atomtos Ninja V:

Neutral
Neutral

Standard
Standard

Portrait
Portrait

Externe 10 Bit N-Log Aufzeichnung nach ProRES
Externe 10 Bit N-Log Aufzeichnung nach ProRES

Low Light und 12 LUX

Bei wenig Licht hinterlässt die Z7 einen sehr guten Eindruck. Unsere typische 12 LUX Test Belichtung (F2,8, 1/25s, ISO6400) meistert sie aus dem Stand mit einem sehr detailreichen Bild, das fast wie normal belichtet aussieht:

Die Nikon Z7 bei 12 LUX
Die Nikon Z7 bei 12 LUX

Nachdem weder der automatische Weißabgleich noch der manuelle Weißabgleich bei Nikon unter 2500K einzustellen ist, haben wir die Farben noch einmal manuell korrigiert:

Die Nikon Z7 bei 12 LUX korrigiert
Die Nikon Z7 bei 12 LUX korrigiert

Und noch der Vollständigkeit halber ein Eindruck wie das ganze bei externem N-Log aussieht:

Die Nikon Z7 bei 12 LUX in N-Log
Die Nikon Z7 bei 12 LUX in N-Log

Sensor-Fazit

Die beste Bildqualität erhalten 4K-Filmer mit der Z7 bei externer 4K-DX-Aufzeichnung, was jedoch mit einem Cropfaktor von 1,69 einhergeht. Das ist nun auch kaum weniger als der viel kritisierte 4K-Cropfaktor der Canon EOS R, der bei 1,75 liegt.

In FullHD gelingen die besseren Aufnahmen bei voller Sensorfläche im FX-Modus. Hierbei sind auch bis zu 60fps möglich. Wer bis zu 120fps in FullHD nutzen möchte, kommt um die DX-Modi bei der Z7 nicht herum. Auch der geringere Rolling Shutter spricht für die DX-Modi.

Die Color Science der neuen Nikon Z7 will vielleicht von manchem noch etwas gezähmt bzw. entdigitalisiert werden. Grundsätzlich sind mit der Kamera weiterhin sehr angenehme, analog anmutende Farbimpressionen möglich.

Bei wenig Licht legt bereits die Z7 ein beeindruckendes Verhalten an den Tag, das von der kommenden Z6 sogar noch getoppt werden dürfte. Und das bringt uns auch zu einem grundsätzlichen "Problem":

Auch wenn Nikon schon so viel an der Z7 richtig macht, der hochauflösende Sensor macht für Anwender, die primär Filmer sind, wenig Sinn. Die Z6 dürfte in dieser Hinsicht das wirklich spannende Modell für Filmer werden, wie dieser erste Qualitätseindruck der Z7 bereits eindrucksvoll ahnen lässt.

   

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