Beugung bei Pixel Shift Technologie / High Res. Modus?

Hallo,

ich frage mich wie die Beugung bei der Pixel Shift Technologie verhält. Ich denke, bei der Kamera wo 4 Bilder entstehen (Verschiebung eine Pixelgröße) bleibt die Beugung gleich wie die Einzelbilder.

Bei der Kamera wo 8 Bilder entstehen (Verschiebung eine halbe Pixelgröße) bin ich mir nicht sicher ob man die Beugung nicht früher beobachten kann. Zwar bleibt die Beugung von den einzelnen Bildern gleich, aber ob das nicht durch die Berechnung oder das Zusammenfügen der Bilder man den Beugungseffekt einen Sensor mit den kleineren Pixeln konsenquenterweise simuliert?

Natürlich würde keiner sich bei diesen gigantischen Bildern interessieren, ob die Beugung eingetretten ist oder nicht, aber bin etwas neugierig ob man durch diese Technik praktisch einen 4 fachen Sensor geschaffen hat welche man infolgedessen die Blendezahl halbieren (halbe Pixelgröße) muss um die Beugung zu verhindern.

Beugung kann man nicht verhindern. Das sieht man schon anhand von MTF-Diagrammen. Man kann einen Zusammenhang zwischen Pixelshift und Beugung über das Abtasttheorem herstellen:

Bei Blende 8 ist die Grenzfrequenz beugungsbedingt bei 200/mm. Bei 3,3µm Pixeln (z.B. beim 20 MP MFT-Sensor) ist die Grenzfrequenz bei 300/mm (die Pixel selbst wirken als Filter!) und stimmt ohne Pixelshift mit der Abtastfrequenz überein. Nach dem Abtasttheorem ist es für die Rekonstruktion des Signals vorteilhaft, wenn die Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch ist wie die Maximalfrequenz des Signals. Dafür sorgt nun der Pixelshift um halbe Pixel. Die Abtastfrequenz steigt auf 600/mm.

Bei Blende 16 ist die beugungsbedingte Grenzfrequenz bei 100/mm. Das schafft der Sensor auch ohne Pixelshift, der Pixelshift schadet aber auch nicht.

pmk schrieb:

Bei der Kamera wo 8 Bilder entstehen (Verschiebung eine halbe Pixelgröße) bin ich mir nicht sicher ob man die Beugung nicht früher beobachten kann. Zwar bleibt die Beugung von den einzelnen Bildern gleich, aber ob das nicht durch die Berechnung oder das Zusammenfügen der Bilder man den Beugungseffekt einen Sensor mit den kleineren Pixeln konsenquenterweise simuliert?

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Freilich. Wann immer eine höhere Auflösung der Abtastung erzielt wird (kleinere Pixel oder in gewissen Grenzen auch Pixel Shift), wird sich die vorhandene Beugung in der Detailansicht des Bildes stärker auswirken können.

Mit Pixel-Shift soll (je nach Auslegung der Kamera) allerdings nicht ausschließlich die Auflösung gesteigert werden, sondern es kann auch um eine korrektere, von Aliasing-Artefakten befreite Farb- und Luminanzwiedergabe gehen. Sofern ohne Pixel-Shift solche Artefakte bestehen, war die Beugung noch nicht so ausgeprägt und ein Pixel-Shift wird Abhilfe bieten können.

Gerade im Hinblick auf ausgeprägte Farbartefakte (Moirée) bei AA-Filter-freien Sensoren ist zu bedenken, dass der Pixelabstand der Rot- und Blau-Pixel wesentlich größer ist, als jener der Grünpixel. Somit divergieren die Grenzblenden für die Beugungs-bedingte Dämpfung von Luminanz- und Chroma-Signalen um 1-2 Blendenstufen. Es gibt also gleich zwei Beugungslimits parallel - und Pixel-Shift kann in der Farbdarstellung auch dann noch helfen, wenn die Beugung den Luminanzkontrast bereits gedämpft hat.