Test: Double Cropper - Canon EOS R7 Sensorqualität, Debayering und Rolling Shutter

01.09.2022 von Rudi Schmidts



Die Canon EOS R7 klingt für viele Filmer besonders verlockend: Eine 4K-S35-Kamera mit beweglichem Sensor, DualPixel AF, 10 Bit 4:2:2 C-Log 3 Aufzeichnung sowie EF-Mount Kompatibilität durch einen mitgelieferten Adapter klingt für die meisten szenischen Anwendungen perfekt ausgestattet. Für 1.500 Euro muss Canon da doch noch irgendwo Abstriche gemacht haben, oder?

Die Canon EOS R7
Die Canon EOS R7

Die Canon EOS R7 ist ein gutes Beispiel dafür, warum Debayering-Tests auch im Jahre 2022 immer noch Sinn machen. Denn nach wie vor ist es nicht selbstverständlich, in allen Aufzeichungsmodi die gleiche Bildqualität bereitzustellen. Die EOS R7 ist in dieser Hinsicht sogar ein Extrem, wie wir hier sehen können:

4K Debayering

Wenn man mit der Canon in 4K aufzeichnen will, bietet sie einem gleich drei verschiedene Modi: "4K Fine", "4K" sowie "4K Crop".

Nur der "4K Fine"-Modus nutzt jedes Sensel der gesamten 7K-Sensorbreite und skaliert diese anschließend sauber auf eine 4K-Ausgabe herunter:

Die Canon EOS R7 Readout 7K, Output 4K Fine, Log und korrigiert 24-30p
Die Canon EOS R7 Readout 7K, Output 4K Fine, Log und korrigiert 24-30p

In "4K Fine" ist das Debayering tadellos und zudem recht cinematisch, weil die feinsten 4K-Details in einer leichten Filterung untergehen und dabei praktisch null Aliasing-Artefakte erzeugt werden.

Wer jedoch mehr als 30 Bilder pro Sekunde mit voller Sensorbreite aufzeichnen will, muss in den "normalen" 4K-Modus wechseln. Hierbei werden jedoch ganz offensichtlich beim Auslesen ganze Zeilen ausgelassen - was die Debayering-Qualität sichtlich reduziert:

Die Canon EOS R7 Readout 7K, Output 4K, Log und korrigiert 24-60p
Die Canon EOS R7 Readout 7K, Output 4K, Log und korrigiert 24-60p

Die beim Line-Skipping entstehenden Artefakte werden hier deutlich sichtbar, weshalb wir diesen 4K-Modus bei einem Projekt wenn möglich meiden würden.

Wenn man mit 50-60p aufzeichnen will, sollte man daher lieber auf den 4K Crop-Modus zurückgreifen, der über einen 1:1 Sensor-Readout realisiert wird:

Die Canon EOS R7 Readout 1:1 4K, Output 4K, Log und korrigiert 50-60p
Die Canon EOS R7 Readout 1:1 4K, Output 4K, Log und korrigiert 50-60p

In diesem Modus gibt es -typisch für einen 1:1 Readout- weniger Details und leichte Artefakte trotz zusätzlicher Filterung - aber dennoch mehr Details als in den Lineskipping-Modi des normalen 4K-Modus.

Leider gibt es in diesem 4K-Crop Modus keine "kleinen" Frameraten (24-30p), was einem einheitlichen, durchgängigen Look in einem Projekt mit verschiedenen Frameraten entgegensteht.

Crop-Fakt(or)en

Der horizontale Crop-Faktor der Canon EOS R7 erhöht sich im 4K Crop-Aufnahmemodus gegenüber der vollen Sensorfläche auf exakt 1,81. Da aber der Sensor sowieso schon etwas kleiner als S35/APS-C ausgelegt ist (22,3 mm Breite) wollen wir an dieser Stelle einmal kurz die geläufigeren Cropfaktoren bezogen auf Kleinbild-Vollformat (KB) ermitteln:

So besitzt die Canon EOS R7 in 4K HQ bereits einen Crop-Faktor (KB) von 1,61, der sich bei der 4K-Crop-Aufzeichnung auf 2,93 erhöht. Dies entspricht gerade noch einer Sensorbreite von 12,30 mm und liegt damit weit unter MFT-Kameras, die typischerweise eine Sensorbreite von 17-19mm bei einem Crop Faktor (KB) um die 2 besitzen.

Digitale Stabilisation und 4K Debayering

Zudem bietet Canon die Möglichkeit, bei der Stabilisation eine digitale Korrektur hinzuzuschalten. Hierfür wird der Sensorbereich ebenfalls gecroppt und der dabei entstehende Rand genutzt, um unerwünschte Bewegungen zusätzlich digital zu korrigieren. Diese Verkleinerung der Aufnahmefläche hat natürlich ebenfalls sichtbare Auswirkungen auf das Debayering. Wir haben unsere Messungen im erweiterten Modus des digitalen Stabilisators gemacht, weil hiermit sowohl die Stabilisierung signifikant unterstützt wird und gleichzeitig auch der maximale Qualitätsverlust deutlicher darzustellen ist.

Wie zu erwarten reduziert der digitale Stabilisator die Qualität des 4K HQ-Modus am wenigsten, da hier die meisten Sensel-Reserven vorliegen:

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In diesem Fall ist der digitale IS kaum wahrnehmbar, einzig der zusätzliche Crop (s.u.) lässt erkennen, dass hier zusätzlich stabilisiert wird.

Ganz anders dagegen im "normalen" 4K-Modus. Hier reduziert der digitale IS die sowieso schon niedrige Bildqualität noch zusätzlich, was in der schlechtesten Debayering-Qualität aller Bildmodi resultiert:

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4K-Details sind hier praktisch gar nicht mehr vorhanden und das Bild wird insgesamt "sehr weich".

Besser wird's dann wieder im dritten Aufzeichnungsmodus. Allerdings fällt bei der 4K Crop Aufzeichnung mit digitalem Stabilisator das Debayering/Sensel-Verhältnis unter 1:1 und die Qualität des Debayerings geht unnötig zurück, weil um diesen Ausschnitt herum ja noch jede Menge -leider ungenutzte- Sensel vorhanden sind.

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Das Debayering zeigt hier wenige Details sowie einige Artefakte, zudem liegt der effektive KB-Crop Faktor in diesem Modus bei 4,1, was einer Sensorbreite von gerade noch 8,78mm entspricht!

Rolling Shutter

Die Rolling Shutter Zeiten bestätigen ja oft unsere Debayering Erkenntnisse und dies ist bei der Canon EOS R7 nicht anders. Im Modus mit der besten Bildqualität (4K Fine, 24-30fps) benötigt die Kamera für einen kompletten 16:9-Readout 30,6 Millisekunden.

Will man die volle Sensorfläche mit Line-Skipping im 4K Standardmodus (also nicht "4K Fine") nutzen, halbiert sich diese Zeit ungefähr auf 15,5 Millisekunden (24-60 fps). Dieser Wert gilt auch für den 4K-Crop-Modus mit 50-60p, der jedoch ohne Line-Skipping arbeitet.

Schaltet man den einfachen digitalen Bildstabilisator hinzu, so reduzieren sich die Auslesezeiten im Verhältnis zum genutzten Sensorrand. In 4K Fine 24-30fps verkürzt sich der Rolling Shutter von 30,6 auf 27,7 Millisekunden. Es wird also hier nur noch ca. 90 Prozent der ursprünglichen Fläche genutzt. Auch die anderen 4K Modi gehen auf ca. 14ms zurück.

Noch kürzer wird´s im erweiterten Modus des digitalen Bildstabilisators, der noch mehr Rand zur Stabilisierung freigibt. Hier beträgt der Rolling Shutter in 4K Fine nur noch 21,7 Millisekunden, in den übrigen Modi geht er auf ca. 11 Millisekunden zurück.

Fazit

Wer in sehr guter 4K Qualität filmen will, muss bei der R7 entweder mit 24-30p filmen - oder mit weiteren Abstrichen bei 50p einen gehörigen Sensor-Crop in Kauf nehmen. Die naheliegenden 4K-"Non-Fine"-Modi lassen dagegen beim Downscaling so viele Zeilen aus, dass viel Auflösung verschenkt wird und die meisten 4K-Details verschwinden.

Dazu lässt sich die R7 bei bester Bildqualität in 4KFine mit 24-30p mit dem Auslesen des Sensors so viel Zeit, dass ihre Rolling Shutter Werte buchstäblich aus der Zeit gefallen scheinen. Rund 30 Millisekunden machen sich beim Filmen aus der Hand in der Regel bereits deutlich bemerkbar.

Gegenüber den S35-Cine-Modellen aus dem eigenen Hause bleibt die EOS R7 mit diesen Eigenschaften also recht deutlich auf Abstand - trotz 10 Bit 4:2:2 und C-Log 3 Aufzeichnung. Gegenüber der Konkurrenz in diesem Preisbereich bekommt man "im Tausch" dafür immerhin einen sehr guten Stabilisator und einen sehr guten Autofokus.

   

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