50 Megapixel sinnvoll?

[Gast_430858]

Bei diesen Diskussionen geht mir immer wieder eine Denksportaufgabe, die ich mal irgendwo aufgeschnappt habe, durch den Kopf.

Ein Sensor hat N Pixel, die jeweils bis zu Ph Photonen zaehlen koennen. Damit kann er (Ph + 1)^N verschiedene Bilder darstellen. Die Maximalzahl MZ zaehlbarer Photonen auf dem ganzen Sensor, MZ = N * Ph, ist fest vorgegeben (bei aktuellen KB Sensoren ist ungefaehr MZ = 2 Billionen).

Wieviele Pixel N muesste ein Sensor bei MZ = 2 Billionen haben, um moeglichst viele Bilder darstellen zu koennen?


Gruesse,
Paul

 

[PeterRT]

Wieviele Pixel N muesste ein Sensor bei MZ = 2 Billionen haben, um moeglichst viele Bilder darstellen zu koennen?

Ohne jetzt Gedanken in die Sinnhaftigkeit investiert zu haben: möglichst viele.

 

[01af]

Wieviele Pixel N müßte ein Sensor bei MZ = 2 Billionen haben, um möglichst viele Bilder darstellen zu können?

Interessante Frage ... wenngleich ohne praktische Bedeutung

Wenn ich mich nicht vertan habe, ist die Lösung ein Sensor mit drei Pixeln, der pro Pixel 2/3 Billionen Photonen fassen würde.

Und weitergedacht würde ich aus dem Bauch heraus vermuten, der Grund dafür ist derselbe, warum der genetische Code in der DNS in Form von Tripletts von Basenpaaren angelegt ist – Tripletts sind am effizientesten.

 

[burkhard2]

AW: Re: 50 Megapixel sinnvoll?

Wenn ich mich nicht vertan habe, ist die Lösung ein Sensor mit drei Pixeln, der pro Pixel 2/3 Billionen Photonen fassen würde.

Da hast du dich wohl vertan – PeterRT hatte doch schon die Lösung: möglichst viele. Dann hast du 2^N ≈ 10^(0,3 N) Möglichkeiten. (Daran sieht man schon, dass die Frage ziemlich unsinnig ist).

Bei deiner Lösung gibt es "nur" ca. 3·10^35 Mögichkeiten, bei 2 Billionnen Pixlen sind es ca. 10^600000000000, und wer will, kann die Pixelzahl beliebig weiter erhöhen.

Oder anders (und vielleicht ein bisschen anschaulicher): Wenn ich jedes Pixel eines Sensors in vier Teile zerlege, habe ich für jede Konfiguration des niedrig auflösenden Sensors zahlreiche Möglichkeiten, die Photonen zu verteilen, also mehr mögliche Bilder.

L.G.

Burkhard.

 

[Waartfarken]

Ich erinnere mich noch an die Diskussion HD-ready und Full-HD beim Fernsehen. Danach hätte Full-HD keinen Sinn gemacht und heute ist man bei 4K-HD und der Unterschied zwischen Full-HD und 4 K ist groß, auch wenn es den gemäß der kruden Theorie nicht geben sollte.

Welche "krude Theorie" behauptet denn, dass man die Auflösung von "Full-HD" oder "4K-HD" nicht sehen kann?

 

[bloo]

Ich habe bereits vor 1 Jahr meine D800 verkauft, nachdem ich 2 Jahre lang größere Dateien produziert habe, ohne mehr Information darin zu sehen. Das habe ich nicht gemessen, sondern das war meine Wahrnehmung beim Bildbearbeiten.

Ich arbeite überwiegend mit Festbrennweiten bei kleinen Blendenzahlen und niedrigen ISO im Studio.

Lustigerweise hat ein Kumpel von mir mit einer Fotografin telefoniert, die bei Nikon in München arbeitet. Er hat seine D750 eingeschickt wegen dem Serienfehler. Er fragte sie, ob er die D810 hätte kaufen sollen und sie meinte, dass die meisten Objektive keine 36 Mpix auflösen könnten. Wer mal wie ich ein Otus 85 in der Hand hatte, weiß, dass dieses Objektiv kein Argument ist

Für mich als Studiotäterin wäre der logische Schritt Mittelformat.

 

[whr_]

Hier wird stillschweigend unterstellt, daß das Objektiv besser auflösen sollte als die Kamera, um die Auflösung der Kamera möglichst vollständig "ausnutzen" zu können.

Im Bereich kleiner Sensorformate ist es längst so, daß oft die Kamera besser auflöst als das Objektiv, um die Auflösung des Objektivs möglichst vollständig "ausnutzen" zu können. Dieser Paradigmenwechsel steht bei großen Formaten noch bevor. Prognose: in 10-15 Jahren wird es Kameras mit 500 MP geben.

 

[bildchenmacher]

Dann sind wir ja bald am Ende der "Fadenstange" angekommen. Oder stehen schon Objektive in der Pipeline, die ganz neue optische Eigenschaften haben?

Wie hoch ist denn die max. Auflösung eines Objektivs?

Wäre es ggf. Sinnvoller, bei neuen Objektiven statt dem Glas nur noch Frontprozessoren zu verwenden? Dazu sind natürlich neue CPUs notwendig. Die kameras würden flacher und das Zoomen würde die CPU mathematisch machen.

Aber bis dahin dauert es noch was

 

[Gast_430858]

Ohne jetzt Gedanken in die Sinnhaftigkeit investiert zu haben: möglichst viele.

Ja. Unter den genannten Bedingungen bedeutet "moeglichst viele" dann offenbar


N = MZ und Ph = 1,


d.h der Sensor sollte genausoviele Pixel haben, wie er Photonen zaehlen kann und jedes Pixelchen zaehlt dann entweder gar kein Photon oder ein Photon. Das digitale Bild dieses Sensors waere sozusagen dem optischen Bild am naechsten, wenn es kein Rauschen gaebe. So gesehen (man muss das nicht so sehen), ist ein 50 MP Sensor ein Witz und der kleine Schritt von 36 MP nach 50 MP immerhin ein Schritt in die richtige Richtung.


Gruesse,
Paul

 

[burkhard2]

Wie hoch ist denn die max. Auflösung eines Objektivs?

Das theoretische Maximum (bedingt durch Beugung) liegt bei 1500 Linienpaaren/mm geteilt durch die Blendenzahl. Gute Objektive erreichen heute in der Bildmitte 300 bis 400 Lp/mm. Um das bei KB auszunutzen, braucht man entsprechend 80 Mpx bis 140 MPx. (Mit Bayer-Sensor und farbigem Testmuster noch um den Faktor 4 mehr.)

Wie viel man durch die Halbierung/Verdopplung der Auflösung tatsächlich an Information gewinnt/verliert, ist wieder eine ganz andere Frage.

L.G.

Burkhard.

 

[burkhard2]

Ja. Unter den genannten Bedingungen bedeutet "moeglichst viele" dann offenbar


N = MZ und Ph = 1,

Jein. Mehr Megapixel bringen im Prinzip immer noch mehr mögliche Bilder, auch wenn dann die einzelnen Pixel vielleicht schon bei 1/4 Photon überlaufen. Aber das ist ziemlich hypothetisch, bei 2e12 Pixeln wäre der Pixelpitch schon bei 20 nm, also da, wo Beugung dominant ist.

Fotografisch sinnvoll wäre m.E. nur die Frage, wie viele statistisch signifikant unterscheidbare Bilder es abhängig von der Auflösung und der Photonenzahl geben kann.

L.G.

Burkhard.

 

[Gast_430858]

Jein. Mehr Megapixel bringen im Prinzip immer noch mehr mögliche Bilder, auch wenn dann die einzelnen Pixel vielleicht schon bei 1/4 Photon überlaufen.

Stimmt. Wenn man unterstellt (das habe ich getan), dass Ph ganzzahlig ist, kommt man "nur" auf 2^MZ Bilder.


Gruesse,
Paul

 

[dwuen]

Welche "krude Theorie" behauptet denn, dass man die Auflösung von "Full-HD" oder "4K-HD" nicht sehen kann?

Ich hatte auf die damalige Diskussion verwiesen, ob HD-ready und Full-HD merkliche Unterschiede hat. Das war eine analoge Diskussion wie die hier im Thread. Damals sagte man auch, dass der Abstand zum Bild gleich / größer der Bilddiagonale sein soll und bei dieser Entfernung sähe man den Unterschied nicht, obwohl Full-HD mehr Pixel hat. Trotzdem gibt es (glaube ich) nur noch Full-HD, weil eben diese Theorie falsch war.

Jetzt gibt es wieder eine Quantensprung in der Bildauflösung von Full-HD auf 4K. Nach der damalige Theorie und der gleichen wie hier im Thread sollte man keinen Unterschied sehen, wenn man mindestens einen Abstand von der Bilddiagonale hat. Man sieht den Unterschied aber trotzdem deutlich, vorausgesetzt, das Bild bzw. der Film ist 4K. Man braucht bloß mal in den Laden gehen und sich persönlich davon überzeugen.

Die Analogie zum TV sollte aufzeigen, dass diese Theorie mit der Bilddiagonale falsch ist. Das ist die gleiche Theorie, wonach z.B. 15 oder 18 Megapixel ausreichen, um ein Plakat scharf drucken zu können. Die Praxis hat eindeutig bewiesen, dass mehr Pixel schlechter sind als noch mehr Pixel.

Nur bei schlechtem Licht gibt es eine Ausnahme. Jeder Pixel braucht eine bestimmte Anzahl eingefangener Photonen, damit sich das Nutzsignal ausreichend vom Rauschen abhebt. Jede Verstärkung des Nutzsignals führt auch zu einer Verstärkung des Bildrauschens, z.B. durch ISO-Erhöhung. Eine größere aktive Fläche des Pixels und das bedeutet weniger Megapixel bei gleicher Sensorgröße, ermöglicht es, dass bei gleichem Licht mehr Photonen eingefangen werden können.

Bei gutem Licht gilt aber, je mehr Pixel, desto besser. Natürlich müssen die Objektive eine ausreichende optische Qualität haben, damit in den mehr Pixeln auch mehr Informationen eingefangen werden können.

 

[Waartfarken]

Die Analogie zum TV sollte aufzeigen, dass diese Theorie mit der Bilddiagonale falsch ist.

Die "Theorie mit der Bilddiagonale" sagt nicht viel mehr, als dass das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges ungefähr proportional zur Bilddiagonale steigt und proportional zum Betrachtungsabstand sinkt, eine Winkelauflösung eben. Und die ist bestimmt nicht falsch, es werden aber falsche Schlüsse daraus gezogen. Bspw. der, dass man bei "Normalbetrachtung" (Abstand=Bilddiagonale) nicht mehr als 1500 Bildpunkte pro Diagonale brauche (der übliche Wert aus der Schärfentieferechnerei). Nöö, "das Auge" löst viel mehr auf, die 1500 ist nur ungefähr die Grenze für "gerade eben noch akzeptabel scharf".

Nur bei schlechtem Licht gibt es eine Ausnahme. Jeder Pixel braucht eine bestimmte Anzahl eingefangener Photonen, damit sich das Nutzsignal ausreichend vom Rauschen abhebt. Jede Verstärkung des Nutzsignals führt auch zu einer Verstärkung des Bildrauschens, z.B. durch ISO-Erhöhung. Eine größere aktive Fläche des Pixels und das bedeutet weniger Megapixel bei gleicher Sensorgröße, ermöglicht es, dass bei gleichem Licht mehr Photonen eingefangen werden können.

Wenn Du "Ausleserauschen" benutzst, wird's einfacher und richtiger.

 

[gincool]

Ich hatte auf die damalige Diskussion verwiesen, ob HD-ready und Full-HD merkliche Unterschiede hat. Das war eine analoge Diskussion wie die hier im Thread. Damals sagte man auch, dass der Abstand zum Bild gleich / größer der Bilddiagonale sein soll und bei dieser Entfernung sähe man den Unterschied nicht, obwohl Full-HD mehr Pixel hat. Trotzdem gibt es (glaube ich) nur noch Full-HD, weil eben diese Theorie falsch war.

Jetzt gibt es wieder eine Quantensprung in der Bildauflösung von Full-HD auf 4K. Nach der damalige Theorie und der gleichen wie hier im Thread sollte man keinen Unterschied sehen, wenn man mindestens einen Abstand von der Bilddiagonale hat. Man sieht den Unterschied aber trotzdem deutlich, vorausgesetzt, das Bild bzw. der Film ist 4K. Man braucht bloß mal in den Laden gehen und sich persönlich davon überzeugen.

Die Analogie zum TV sollte aufzeigen, dass diese Theorie mit der Bilddiagonale falsch ist. Das ist die gleiche Theorie, wonach z.B. 15 oder 18 Megapixel ausreichen, um ein Plakat scharf drucken zu können. Die Praxis hat eindeutig bewiesen, dass mehr Pixel schlechter sind als noch mehr Pixel.

Nur bei schlechtem Licht gibt es eine Ausnahme. Jeder Pixel braucht eine bestimmte Anzahl eingefangener Photonen, damit sich das Nutzsignal ausreichend vom Rauschen abhebt. Jede Verstärkung des Nutzsignals führt auch zu einer Verstärkung des Bildrauschens, z.B. durch ISO-Erhöhung. Eine größere aktive Fläche des Pixels und das bedeutet weniger Megapixel bei gleicher Sensorgröße, ermöglicht es, dass bei gleichem Licht mehr Photonen eingefangen werden können.

Bei gutem Licht gilt aber, je mehr Pixel, desto besser. Natürlich müssen die Objektive eine ausreichende optische Qualität haben, damit in den mehr Pixeln auch mehr Informationen eingefangen werden können.

jaa plakate sehn nur mit mindestens 300dpi gut aus .. is klar

um auf das beispiel mit dem fernseher zu kommen: ich weiss nicht woher du die "regel" mit abstand = bilddiagonale für fernseher hast, aber sie ist einfach nicht richtig.

bei einer auflösung des menschlichen auges von 1' braucht man bei einem seitenverhältnis von 16:9 und full HD auflösung (1920x1080) einen abstand von ca dem 1,5x der bilddiagonale (ca. 2m bei einem 50"er) für sehr feine strukturen erhöht sich dies sogar auf 4m ..

klar also dass man bei anwendung der bilddiagonale = betrachtungsabstand eine verbesserung erkennt bei 4k (für 4k sinds ca 85cm bei nem 50" bzw. knapp 2m für sehr feine details)

für kameras mit 16 MP gilt selbst für sehr feine strukturen (= 0,5' auflösevermögen des menschlichen auges) dass ein betrachtungsabstand von größer/gleich ca der bilddiagonalen ausreichend ist um keine pixel mehr wahrnehmen zu können. (seitenverhältnis 4:3)

wenn also keiner näher als diesen abstand an ein bild herantritt gibts auch keine probleme

fürs nächste mal: nicht die faustformeln des mitarbeiters von doofmarkt glauben sondern selber rechnen bevor man iwas verbreitet was am ende iwer auch wieder nachbrabbelt :/

 

[Mi67]

Wieviele Pixel N muesste ein Sensor bei MZ = 2 Billionen haben, um moeglichst viele Bilder darstellen zu koennen?

Gar keine.
Du kannst Dir die Gesamtheit aller möglichen Bilder berechnen lassen - und must ab dann eigentlich nur noch die besten davon aussuchen.
Das hätte auch den Vorteil, dass Du kein Geld mehr für Reisen ausgeben, keine kalte Füße oder klamme Finger im Winter oder sonstige Unbill mehr in Kauf nehmen müsstest ...


Zur Ausgangsfrage:
Ob man mit Sensoren hochzüchten sollte, um Optiken voll auszunutzen oder ob man Optiken hochzüchten sollte, um Sensoren voll auszunutzen - irgendwann verliert das an Relevanz für das Bild, einfach weil unser Auge das gar nicht mehr auf einen Blick erfassen *kann*. Steigert man die Auflösung dennoch weiter, dann bekommt man zusätzliche Vergrößerungs- bzw. Bildbeschnitt-Reserven - nur wozu denn überhaupt noch? Wie viele Fototapeten hängen in Deiner Wohnung, bei denen Du Details noch geniessen könntest? Wenn ich also über meinen Bedarf hoch auflöse (oder im ungünstigeren Fall nur leere Vergrößerung produziere), um so mehr steigt der Speicherplatzbedarf und Rechenaufwand ohne relevanten Gegenwert. Wann dieser Punkt für *Deine* Belange erreicht ist, verbleibt dann die einzige Frage.

Diese Frage hängt nicht an einer bestimmten Pixelzahl der Kamera oder einer Objektivauflösung (in lp/mm), sondern an Deinem Verständnis von Fotografie und Bildbetrachtung. Für mich beispielsweise ist es völlig irrelevant, ob ich mit meiner ur-5D das Auge in der Detailauflösung um Faktor 2 übertreffe, oder ob ich das mit einer 5Ds um Faktor 4 täte. Meine Objektive gäben das her, aber warum sollte ich es anstreben? Für meine 60x40-Ausbelichtungen benötige ich es nicht. Für einen 4k/5k-Monitor benötige ich es ebenso wenig - und gäbe es einen 50k-Monitor, dann würde sich die Frage wiederum stellen, für das ich einen solchen Monitor überhaupt einsetzen sollte.

Auch wenn man mich nun prügeln mag: das Auge ist mit 2 MP bzw. 3 MP in Bayer für eine Ganzbild-Betrachtung schon recht gut bedient. Will ich mal kurz ein Detail erfassen, dann gehe ich auf halbe Distanz zum Bild und freue mich vielleicht noch über 8 MP bzw. 12 Bayer-MP. Mit einer 5Ds könnte ich auch noch auf ein Viertel der üblichen Betrachtungsdistanz auf weitere Detailpirsch gehen - nur gelingt mir das bei einem 60x40-Bild kaum mehr, da ich mit meiner Altersweitsichtigkeit ohne Lesebrille aus 20 cm nichts mehr scharf sehe ...

Ich bin nun beileibe kein Auflösungs-Nihilist, aber mir sind die 12,8 kontrastreich gezeichneten MP der ur-5D aus den o.g. Gründen nun mal ausreichend. Alles was über die 12 MP hinausgeht und optimalerweise auch noch mit weiterer Detailstruktur aufwartet, wäre also nur dann relevant, wenn ich deutlich größere Ausgabeformate nutzen würde oder wenn ich in meiner Arbeit auf stärkeren Bildbeschnitt angewiesen wäre, als dies jetzt der Fall ist.

Jeder kann diesen Punkt entsprechend für sich etwas anders entscheiden. Ich wollte nur ein Instrumentarium darlegen, nach dem man seinen individuellen "Bedarf" an MP begründet abschätzen kann.

 

[Stuessi]

Für den Hausgebrauch -Postkartengröße- reichen 2 MPixel (bzw. 4 MPixel in Bayer), wie Bild 1 zeigt. Meine IXUS 400 und die Olympus C-5050 sind dafür die richtigen Kameras.
Wenn ich aber auch noch Bilder im DIN A4 Format in der Hand halten und -auch im Alter- mit Lupe betrachten möchte, komme ich auf 16 MPixel ... mit Beschnittreserve auf vielleicht 20 .. 30 MPixel.
Diese Betrachtung setzt voraus, dass die Aufnahmen nicht verwackelt und perfekt fokussiert sind. Beides trifft auf viele Bilder nicht zu. Da helfen auch keine 16, 50 oder 100 MPixel.

Natürlich braucht man für manche Aufgaben, wie z. B. Reproduktionen von Gemälden ..., viel MPixel bei möglichst hoher Auflösung.

Wenn ich meine 24 x 36 cm² große Testtafel mit 300 ppi drucken lassen wollte, sollte die Aufnahme mehr als 100 MPixel groß sein.
In s/w habe ich ein Negativ mit der nötigen Auflösung im Kleinbildformat mit einem Sigma Makro 50mm/2,8 bei Blende 5,6 gemacht.
Sonst hilft nur Stitching:
Ich setze mehrere Bilder zu einem (Panorama-) Bild zusammen.
Dieses Übersichtsbild (Bild 2, Objektbreite 5 cm, 14000 x 6000 Pixel) durchmustere ich am Computer in 100% Auflösung (Bild 3), um interessante Ausschnitte auszuwählen, die durch ein Mikroskop fotografiert werden (Bilder 4 und 5). Bild 5 zeigt einen 0,2 mm breiten Bereich.

 

[comis99]

Im MF allemal, denn bei Ausschnittvergrößerungen stößt man gelegentlich auf Grenzen. Im 35mm-Format vielleicht - als zuschaltbare Alternative, wenn es nicht ein allzu teurer Spass werden wird. Für APS-C sehe ich keinen Bedarf oberhalb von 20 MP.

Das ist aber nur meine Meinung, also bitte nicht wieder lange Diskussionen über diese Aussage anzetteln!

 

[Mi67]

Im MF allemal, denn bei Ausschnittvergrößerungen stößt man gelegentlich auf Grenzen. Im 35mm-Format vielleicht - als zuschaltbare Alternative, wenn es nicht ein allzu teurer Spass werden wird. Für APS-C sehe ich keinen Bedarf oberhalb von 20 MP.

Das ist aber nur meine Meinung, also bitte nicht wieder lange Diskussionen über diese Aussage anzetteln!

Man braucht doch Pixelzahl xy nicht für ein Aufnahmeformat als solches, sondern für die damit zu erschlagende Aufgabe.

 

[comis99]

Man braucht doch Pixelzahl xy nicht für ein Aufnahmeformat als solches, sondern für die damit zu erschlagende Aufgabe.

Also braucht man für die damit zu erschlagende Aufgabe das geeignete Aufnahmeformat!