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Forum>Fotografie>Die Grenzen der Auflösung

Die Grenzen der Auflösung

sonorman
sonorman21.05.1216:32
Nachdem das Thema schon auf diversen englischsprachigen Seiten abgehandelt wurde, hat jetzt photoscala einen deutschen Artikel zum Thema "Wie viele Megapixel verkraftet eine Kamera" veröffentlicht. @@

Darin wird recht anschaulich erläutert, warum kleinere Sensorformate wie FT und APS-C inzwischen schon an den Grenzen des Sinnvollen angelangt sind, was die Anzahl der Megapixel angeht, und dass bei Vollformat zwar noch etwas Luft nach oben ist, die Grenzen aber auch schon in Reichweite kommen.
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Kommentare

unrath
unrath23.05.1214:15
Danke! Ist interessant und deckt sich auch in etwa mit meinen (bescheidenen) Experimenten.
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eiq
eiq23.05.1214:31
Solange die standardmäßig verbauten Sensoren nur interpolierte Bilddaten liefern, kann bzw. muss man die dort genannten Megapixelzahlen allerdings weiter erhöhen, um die bei Blende x maximal mögliche Auflösung auch wirklich ausnutzen zu können.
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sonorman
sonorman23.05.1214:37
eiq
Es sei nochmals betont, dass die genannten Werte rechnerische Maxima sind. Wir gehen dabei vom theoretisch perfekten optischen System ohne jeden Fehler aus (ein sogenanntes „beugungsbegrenztes“ Objektiv, bei dem nichts als die Beugung die Leistung begrenzt); nicht berücksichtigt sind Auswirkungen wie Antialiasing-Filter, Signalverarbeitung (Stichwort Nyquist-Frequenz), das steigende Rauschen (= Detailverlust) bei höherer Packungsdichte der Sensoren, oder die notwendige Farbinterpolation eines Sensors mit Bayer-Mosaik (= Detailverlust).
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ela23.05.1214:37
wird ja auch immer wieder dazu geschrieben: Gilt nur für das theoretisch perfekte Objektiv, dass nur durch die Beugung begrenzt wird, bei absolut statischem Motiv und statischer Kamera ohne Spiegelschlag und sonstige Verwackelungen

Das dort genannte, theoretische Maximum ist vermutlich schon wegen der AA-Filter vorm Sensor nicht erreichbar - wird ja auch geschrieben.

Edit: @@sonorman na toll, zeitgleich
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eiq
eiq23.05.1214:55
OK, dann anders formuliert: sinnloser Artikel, da die Werte keinerlei Aussagekraft besitzen.
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mbh
mbh23.05.1215:21
eiq

Naja, die Werte beschreiben zumindest Tendenzen, die wiederum durchaus eine gewisse Aussagekraft besitzen. Dass da gewisse, nicht unwichtige Details fehlen, ist, wie bei praktisch jedem Artikel, von vornherein klar. Dass nicht alles neu ist, ebenfalls.
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eiq
eiq23.05.1215:35
mbh
Naja, die Werte beschreiben zumindest Tendenzen, die wiederum durchaus eine gewisse Aussagekraft besitzen. Dass da gewisse, nicht unwichtige Details fehlen, ist, wie bei praktisch jedem Artikel, von vornherein klar. Dass nicht alles neu ist, ebenfalls.
Tendenzen ja, mehr aber auch nicht. Schlussfolgerungen wie
sonorman
Darin wird recht anschaulich erläutert, warum kleinere Sensorformate wie FT und APS-C inzwischen schon an den Grenzen des Sinnvollen angelangt sind, was die Anzahl der Megapixel angeht, und dass bei Vollformat zwar noch etwas Luft nach oben ist, die Grenzen aber auch schon in Reichweite kommen.
sind daher vollkommen falsch. Deshalb ist die Angabe von optimalen Megapixelwerten nicht existenter perfekter Sensoren nicht sinnvoll, da sie dazu verleiten, mit aktuellen, "realen" Megapixelwerten zu vergleichen.
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sonorman
sonorman23.05.1215:36
eiq

Keinerlei Aussagekraft würde ich das nicht nennen. Mit den Werten wird zumindest klar, wo das absolute Ende der Fahnenstange ist. Dass die Werte durch andere begrenzende Faktoren nie erreicht werden können, ändert daran nichts.

Vielleicht kann man das mit den Übertragungsgeschwindigkeiten im Netzwerk vergleichen, wo beispielsweise Gigabit-LAN theoretisch 1 Gigabit in der Sekunde übertragen kann, diese Werte praktisch aber nie erreicht werden, weil andere begrenzende Faktoren im Spiel sind.

Zumindest sollte aufmerksamen Lesern, die in der Lage sind, die Konsequenzen daraus zu erkennen, dadurch klar werden, dass eine endlose Steigerung der Megapixel einfach keinen Sinn macht, auch wenn es technisch möglich ist, noch viel mehr Photo-Sites auf die selbe Fläche zu packen.
Ist ja irgendwie auch blöd, wenn man bei immer kleineren Blendenwerten einsetzende Beugungseffekte einkalkulieren muss, womit der Blendenspielraum immer weiter sinkt. Mir ist klar, dass auch Faktoren gegengerechnet werden können, wie etwa der Umstand, dass man Bilder mit sehr hoher Megapixelzahl verkleinern kann, aber das kann ja wohl kaum im Sinne des Erfinders sein.

Ganz entscheidend und viel zu oft unerwähnt finde ich das Problem mit der Datenmenge. Da müssen immer mehr Megabyte pro Bild verwurstet werden, nur um am Ende wieder verkleinert zu werden, um Unschärfen zu kaschieren. Was soll das bringen?

Mit Kameras wie der D800 ist IMHO heute schon fast die Obergrenze für 24x36-Sensoren erreicht. Selbst die 36 Megapixel sind meiner Meinung nach schon totaler Overkill für die meisten User, die damit gar nicht umzugehen verstehen, oder am Ende zu faul dazu sind, immer ein Stativ mitzuschleppen.

Dann lieber so wie bei der D4 oder der 1D X auf ein paar MP verzichten und stattdessen einen besseren Signal-/Rauschabstand und höhere Serienbildgeschwindigkeiten gewinnen. Zur Not kann man deren Bilder auch skalieren und so (wenn man es denn braucht) annähernd die selben Ergebnisse erreichen, wie mit nativen 36 MP, wie ich neulich schon mal dargelegt habe.

Ein weiter Faktor ist, dass die tatsächlich benötigte Menge an zusätzlichen Megapixeln für tatsächlich größere Bilder exorbitant steigt. Für eine Verdoppelung der Fläche (doppelt so breit, doppelt so hoch) ist weit mehr als eine Verdoppelung der Megapixel notwendig.
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mbh
mbh23.05.1216:35
sonorman
Mit Kameras wie der D800 ist IMHO heute schon fast die Obergrenze für 24x36-Sensoren erreicht. Selbst die 36 Megapixel sind meiner Meinung nach schon totaler Overkill für die meisten User, die damit gar nicht umzugehen verstehen, oder am Ende zu faul dazu sind, immer ein Stativ mitzuschleppen.

Ich pflichte dir bei vielem bei, doch dieser Mythos wird nicht zur Wahrheit, nur weil er ständig an jeder Ecke des Netzes wiedergekäut wird. Ich benutze die D800 nun seit etwa einem Monat und mache - auch wenn die Kamera eine gewisse Technik verlangt - knackscharfe Bilder vom Stativ und aus der Hand. Und ich rede nicht von Belichtungszeiten jenseits der 1/1000. Nach dieser Logik müsste man eine NEX7 einbetonieren, um irgendwie ein annähernd scharfes Bild damit zu machen.
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Krypton23.05.1216:54
eiq
OK, dann anders formuliert: sinnloser Artikel, da die Werte keinerlei Aussagekraft besitzen.

Sehr seltsame Ansicht. Dass die Werte eine Aussagekraft besitzen, kann man schon an den Beispielbildern der 5D Mark II sehen. Hier nimmt (mit einem realen und eigentlich guten Objektiv) die Schärfe bei Blende 16 schon so stark ab, dass die Auflösungsverluste durch einen Anti-Aliasing-Filter doer die Interpolation der Bayer-Matrix schon keine Rolle mehr spielen.

In sofern bildet die dargestellte Tabelle durchaus das aktuelle Problem dar, bei Vollformat und Blende 16 sind nur ca. 7,5 MP drin. Kein Fantasiewert sondern aktuell beobachtbar.

Da sich die meisten Fotografen in Alltagssituationen im Bereich von Blende 4 – 8 bewegen und dort auch noch gute Ergebnisse erwarten, lassen sich die Sinnvollen Sensorauflösungen durchaus aus der Tabelle ablesen (Vollformat beispielsweise zwischen 30 und 50 MP). Da einige Kameras schon an dieser »Grenze« kratzen, kann man absehen, dass eine Erhöhung der Auflösung für die meisten Situationen keinen wirklichen Effekt mehr bringt.

Bei APS-C wäre denman bei Blende 8 bei etwa 15 – 20 MP Schluss, da durch den kleineren Sensor allerdings auch die Schärfentiefe sinkt, kann man hier eher mit einer oder zwei Blenden weniger das selbe Motiv fotografieren. Dadurch sind hier durchaus auch noch 30 – 50 MP sinnvoll, allerdings macht dann ein ND-Filter sinn, um das zuviel an Licht noch sinnvoll abschotten zu können.

Ähnlich sieht es bei MFT aus. Auch hier kommt man mit weiter geöffneter Blende dank des kleinen Sensors gut zurecht, so dass hier ebenfalls 30 – 50 MP sinnvoll sein können. Hier setzen jedoch nichtmehr das Problem der Beugungsunschärfe sondern meist die Objektivqualität oder das Sensorrauschen die sinnvolle Grenze.

Das selbe gilt bei den mini-Sensoren in Handys oder Kompaktkameras. Hier kann man der Beugungsunschärfe durch eine weit offene Blende aus dem Weg gehen (was die aktuellen kompakten mit Blendenwerten von 1,8 – 2,0 auch machen). Die Objektivqualität und die Photosites des Sensors stellen hier das Limit dar.

Das konnte man schön am iPhone 4s sehen, bei dem mit einem neuen Objektiv aus einem Winz-Sensor was brauchbares gemacht wurde. Auch das Nokia Superpixel-Handy mit 41 Megapixeln (Pure View 808) ist ein Beispiel dafür. Die 41 MP sind zwar direkt nicht unbedingt zu gebrauchen, die Bilder sind für ein Handy aber trotzdem sehr erstaunlich.

Trotz allem, beschreibt der Artikel ein Problem, dass bei weiter gesteigerter Auflösung für viele Fotografen tatsächlich ein Problem oder zumindest unscharfe Bilder bedeutet. In sofern ist es sehr gut, diese Grenzen zu kennen.
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Krypton23.05.1217:01
mbh
Nach dieser Logik müsste man eine NEX7 einbetonieren, um irgendwie ein annähernd scharfes Bild damit zu machen.

Nein, der Artikel zeigt ja lediglich die Grenzen auf. Wenn du mit der D800 scharfe Bilder hin bekommst, deutet das lediglich darauf hin, dass du die meisten (die Scharfen) Bilder mit einer Blende unter 8 aufnimmst, was ja hierzulande und mit den Nikon-Objektiven kein Problem darstellt.

Schraubst du die Blende dagegen auf 8 oder höher, siehst du die Beugungsunschärfe und entsprechend unscharfe Bilder.

Das Problem dabei ist, dass manche Bilder (große Gruppen, Architektur, Landschaft, Makro) eine hohe Blende (8+) erfordern. Bei solchen Motiven bringt dann eine Kamera, die mehr als 30 MP auf einem Kleinbild-Sensor versammelt, keinen Vorteil mehr.

Das sagt der Artikel aus, nicht mehr, aber auch nicht weniger.
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mbh
mbh23.05.1222:33
Krypton

Mir ist schon klar, was der Artikel aussagt. Ich habe, wie du unschwer erkennen kannst, auch nicht auf den Artikel direkt Bezug genommen, sondern auf einen Kommentar von sonorman, der eben nicht die besprochene Beugungsunschärfe thematisiert. Dort spielt die hohe Pixeldichte noch eine ganz andere Rolle, gewissermaßen unabhängig von deinen Ausführungen - Bewegungsunschärfe tritt einfach stärker zu Tage.

Was die Blenden-Problematik angeht: Sie ist definitiv vorhanden, allerdings erfahrungsgemäß nicht ab F/8, sondern eher ab F/10 oder F/11.
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