Allgemeines 50, 100, 200 MP aus der Smartphone Kamera - ergibt das Sinn?

[01af]

Wenn man d = λ / NA nimmt mit NA = 1 / (2 × f) ...

Erstens: f ist das Formelzeichen für Brennweite, nicht für Blendenzahl. Zweitens: Große Blenden – also kleine Blendenzahlen wie z. B. 1,7 – sind in diesem Zusammenhang irrelevant, weil unsere Fotoobjektive, selbst die guten, bei solchen Öffnungen noch lange nicht beugungsbegrenzt sind. Drittens: Warum sollte man das "nehmen"? Und viertens: Selbst wenn man das so nähme, ist deine Tabelle trotzdem Unfug. Rechnen kann ChatGPT also auch nicht ... selber einmal nachgerechnet hast du offenbar nicht, oder? Deine Megapixelzahlen sind um mehr als das vierfache zu groß.

 

[AlfonsFloetzinger]

Danke reofoto!

Also ist f die Blendenzahl. Für eine Lichtwellenlänge lambda von 275 nanometer passen deine Erläuterungen wunderbar zu der Tabelle.

Alfons

 

[shreblov]

Lichtwellenlänge lambda von 275 nanometer

So in etwa der typische Bereich für die Smartphone-Fotografie.

 

[01af]

... Lichtwellenlänge lambda von 275 Nanometer ...

So in etwa der typische Bereich für die Smartphone-Fotografie.

Na ja, logisch: kleine Kamera, kleines Licht. Es paßt mehr davon auf den kleinen Sensor ...

 

[reofoto]

@01af Ich sehe hier keinen Fehler bei ChatGpt. Einzig, das f=F ist unschön.



Rechnung passt auch.

 

[01af]

reofoto, der Kern des Problems mit deiner merkwürdigen Rechnerei ist, soweit ist das durchschaue, diese hirnrissige Definition der numerischen Apertur NA als NA = 1 / (2 × k) mit Blendenzahl k = f/D, wobei f = Brennweite, D = Durchmesser der Eintrittspupille. Wo hast du diesen Unsinn nur her!?

 

[AlfonsFloetzinger]

Hallo reofoto!

Es gibt immernoch eine Inkonsistenz, die allerdings leicht aufzulösen ist. Ich zitiere dich mal:#78 d=lambda/NA, #80 d=deltax, #85 deltax=lambda/(2 NA). Schreib doch in #80 einfach d=2deltax und alles passt zusammen.

Alfons

 

[reofoto]

reofoto, der Kern des Problems mit deiner merkwürdigen Rechnerei ist, soweit ist das durchschaue, diese hirnrissige Definition der numerischen Apertur NA als NA = 1 / (2 × k) mit Blendenzahl k = f/D, wobei f = Brennweite, D = Durchmesser der Eintrittspupille. Wo hast du diesen Unsinn nur her!?

Ja die Definition sieht erst seltsam aus weil man ja die NA als NA= n*sin(alpha) mit n=1 für Luft und alpha als halben Öffnungswinkel kennt.

Jetzt ist sin(alpha)=alpha für kleine Winkel. Da der Durchmesser der Blendenöffnung << als die Brennweite ist, ist die Näherung erlaubt.
-->NA=alpha

Eine geometrische Betrachtung ergibt:
alpha=arctan((Blendenöffnung:2)/Brennweite)=arctan(1/(2*k))

aber auch hier gilt in Näherung solange k >1 gilt
alpha=1/(2*k)

also NA=1/(2*k)

 

[01af]

.

 

[01af]

Da der Durchmesser der Blendenöffnung << als die Brennweite ist ...

Das ist Unsinn. Sie ist in der Regel kleiner ... aber bei weitem nicht so viel kleiner, daß die Näherung alpha = sin(alpha) zulässig wäre.

.

alpha=arctan((Blendenöffnung:2)/Brennweite)

Und schon wieder Unsinn! Was bitte sollte diese Formel mit dem Öffnungswinkel zu tun haben?

Du rechnest wild in der Gegend herum, ohne zu verstehen, was du da eigentlich berechnest.

 

[reofoto]

Das ist Unsinn. Sie ist in der Regel kleiner ... aber bei weitem nicht so viel kleiner, daß die Näherung alpha = sin(alpha) zulässig wäre.

Bis F5.6 ist man bei etwa 5° für alpha. Also geht das.

Und schon wieder Unsinn! Was bitte sollte diese Formel mit dem Öffnungswinkel zu tun haben?

Abbildung 1 sollte es erklären:
edmundoptics.de

Du rechnest wild in der Gegend herum, ohne zu verstehen, was du da eigentlich berechnest.

Eigentlich habe ich nur die Berechnung von ChaGpt überprüft und dort keinen Fehler gefunden.

Übrigens etwas weniger Gebrauch von "Unsinn und Unfug" würde das ganze sachlicher machen.

 

[AlfonsFloetzinger]

Hallo reofoto!
Für Smartphones ist die erste Zeile der Tabelle , also 1 Zoll Sensor, Blende 1,7, 133 MP interessant. Das Kriterium, das hier angewendet wird, liegt deutlich näher bei Sparrow als bei Rayleigh und ist wohl nicht unüblich für Monochromsensoren. Mit Bayerfilter sollten sich 800MP ergeben. Faktor 4 wegen Bayer, Faktor 1,5 wegen kürzerer Wellenlänge bei blau. Von dieser Warte aus betrachtet wirken 200MP bei 0,7 Zoll Sensoren nicht sehr erschreckend.

Leider haben viele Smartphonesensoren kein klassisches Bayerfilter und die Streuung der Qualität von Objektiven bei der Fertigung macht aus meiner Sicht den Kauf eines Geräts zum Glücksspiel.

Alfons

 

[01af]

alpha = arctan((Blendenöffnung / 2) / Brennweite) = arctan(1 / (2 × k))

Was bitte sollte diese Formel mit dem Öffnungswinkel zu tun haben?

Abbildung 1 sollte es erklären:
edmundoptics.de

Aha – also gar nichts.

Na schön, fangen wir noch einmal von vorne an: Die von mir kritisierte Aussage von schmadde – oder eigentlich: eine seiner von mir kritisierten Aussagen – lautete, daß die Erhöhung der Sensorauflösung sinnlos sei, sobald der Pixelabstand kleiner werde als der Durchmesser der Beugungs-Streuscheibchen. Noch kleinere Pixel brächten dann keinen weiteren Auflösungsgewinn mehr. Und bei größeren Pixeln sähe man die beugungsbedingten Verluste erst gar nicht. Na ja – und daß beides nicht stimmt, weiß jeder, der die Größe von Beugungs-Streuscheibchen bei in der bildmäßigen Fotografie üblichen Blendenöffnungen kennt und schon einmal eine Digitalkamera benutzt hat.

 

[Berlin Photo]

Von vorn anfangen ist gut, denn es bleibt unberücksichtigt, dass die native Zielausgabe aktuell 12,5 MP sind. Die aus Marketinggründen so genannten 50 oder 200 MP SP-Sensoren bieten mit ihren 4 oder 16 farbgleichen Pixeln zunächst keine real höhere räumliche Auflösung, denn die Technologie wurde ursprünglich für das Erreichen eines besseren SNR designed. Es handelt sich nämlich nicht um klassische Bayer-Sensoren, sondern um 2x2 oder 4x4 Pixelbinningtechnologie, die die On-Sensor Daten nicht stumpf zusammenrechnet, sondern abhängig von den Aufnahmeverhältnissen verarbeitet und ausgibt. Die, weil es die User gefordert haben, höheren Ausgabeauflösungen in den DNG Dateien enthalten NICHT die Daten ungebinnter Sensorpixel, sondern sind das Ergebnis eines aufwändigen RE-Mosaiking Prozesses der dazu führt, dass die Ausgabe abhängig von den Aufnahmebedingungen unberechenbar schwankt und die fallweise höhere räumliche Auflösung lediglich herbeigerechnet wird. Diese extreme Verarbeitung der Sensordaten, lässt potentielle optische Beugungsseinflüsse völlig zurücktreten.

What is pixel binning? Smartphone sensor technology explained

Smartphone cameras have come a long way with developments in sensors and AI algorithms. Key to this is 'pixel binning'. Jeff Meyer explains.

amateurphotographer.com

Kommende Sensoren sollen nach Herstellerangaben selbst bei Single-Shots ein dynamsiches Range von bis zu 110 dB erreichen.

OmniVision OV50X: Neuer Smartphone-Kamerasensor mit 1 Zoll Größe und 50 Megapixeln

Die Kamerasensoren von Smartphones stammen von unterschiedlichen Zulieferern wie Samsung, Sony, aber auch OmniVision. Letztere haben mit ...

stadt-bremerhaven.de

In der Praxis hat die Binning-Technologie den Vorteil, dass bei weniger Licht ein besseres SNR errechnet werden kann und bei optimalem Licht eine bessere räumliche Auflösung herbeigerechnet wird. Bei meinem X14U besteht die Option der Speicherung als Single-RAW und als so genanntes Ultra RAW, was eine Mehrfachbelichtung ist und bei identischer Dynamik in den Spitzlichtern, ca. 2 bis 3 Blenden mehr SNR in den anderen Bildbereichen bietet.

Hier die original RAWs als direkter Vergleich zwischen 50 MP und 12,5 MP als RAW vs UltraRAW: https://drive.google.com/drive/folders/1u580S7zbV0pK1qB3oJrpyC0Tv6aLMLeQ?usp=sharing

Als Sweetspot nutze ich bei meinem X14U inzwischen nur noch 12,5 MP ooc JPG mit implementiertem Gain Map HDR, oder 20 MP Zielgröße aus 50 MP UltraRAW:

Als Gain Map HDR 1000 für OLED Panels und Chrome Browser: https://eu.zonerama.com/Link/Photo/535811230/12918494

Oder als Link zu Flickr:

https://flic.kr/p/2r8G7La