Hohe Megapixelzahlen unnötig - merkt jetzt auch der Spiegel

[maddjoe]

das menschlicheuge hat ein auflösungsvermögen von 1 bis 2 bogenminuten ("visus 0,5-1") wieviel MP bei welchem betrachtungsabstand in welchergröße ausreichen, kann jetzt jeder selbst errechnen.

 

[HaPeWe]

Ich möchte aber nicht bei Zahlenspielen bleiben, sondern die Vorteile von mehr Pixeln anhand eines Beispiels zeigen. Dazu habe ich mein Testbild (36cmx24cm) mal mit 6 MP (Sigma 50mm/2,8 an Dynax 7D) und 13,5 MP (entstanden aus 3 Fotos mit 35mm/3,5 Shiftobjektiv an Dynax 7D und anschließendem Zusammensetzen mit Panorama Studio) fotografiert.

Du meinst wirklich, dass das Zusammensetzen von drei Bildern einen Rückschluss auf mehr Megapixel bei gleicher Sensorfläche zulässt, denn nur darum geht es hier schließlich?

Zur Verdeutlichung:

Annahme: du benutzt ein Objektiv, dessen optische Auflösung ca. 3MP entspricht.

1. Wieviel MP entspräche die Auflösung eines Bildes mit diesem Objektiv vor einem 6MP Sensor?

2. Wieviel MP entspräche die Auflösung eines Bildes mit diesem Objektiv vor einem 100MP Sensor?

3. Wieviel MP entspräche die Auflösung von drei zusammengesetzen Bildern mit diesem Objektiv vor einem 2MP Sensor?

Was ist für mehr Auflösung sinnvoller, die Pixelzahl eines Sensors bei gleicher Objektivqualität endlos zu steigern oder die Sensorfläche bei einem Objektiv mit gleicher Auflösung pro qmm zu vergrößern?

Kommentare von Carl Zeiss zum Filmmarkt in Bezug auf das Auflösungsvermögen :

In den letzten Jahren haben alle großen Filmhersteller die Produktion hochauflösender Filme geringer Empfindlichkeit eingestellt. Dafür haben wir zwei Gründe gefunden:

1. Bei den Filmherstellern scheint der Eindruck vorzuherrschen, dass Objektive nie oder nur selten in der Lage sind, Filme mit einer Auflösung von 200 LP/mm und darüber hinaus überhaupt zu nutzen. ....

siehe auch:
http://www.zeiss.de/C12567A8003B0478/allBySubject/E0EA5757470B97F9C1256CED002B7036

 

[Lochkamera]

Kommentare von Carl Zeiss zum Filmmarkt in Bezug auf das Auflösungsvermögen :

In den letzten Jahren haben alle großen Filmhersteller die Produktion hochauflösender Filme geringer Empfindlichkeit eingestellt. Dafür haben wir zwei Gründe gefunden:

1. Bei den Filmherstellern scheint der Eindruck vorzuherrschen, dass Objektive nie oder nur selten in der Lage sind, Filme mit einer Auflösung von 200 LP/mm und darüber hinaus überhaupt zu nutzen. ....

siehe auch:
http://www.zeiss.de/C12567A8003B0478/allBySubject/E0EA5757470B97F9C1256CED002B7036

Das Zeiss-Experiment ist interessant, aber können übliche KB-Optiken überhaupt die 160 LP/mm erreichen bzw. reicht dafür eine normale Zeiss-Festbrennweite für 500 Euro aus? Wird der Wert auch am Bildrand erreicht oder nur im Bildzentrum? Ich hatte mal etwas von einer Optimierung auf 40 bis 50 LP/mm gehört und bin jetzt verwirrt. Können irgendwelche Scanner 160LP/mm (~8.000 ppi) auflösen?

Digitale Fotos sehen sauberer aus, als die körnigen, verkratzten und verdreckten Extremscans mit 4000ppi oder mehr. Ein welliger Film bei der Aufnahme oder beim Scan ist sowieso tödlich für die Auflösung. Sensoren werden nicht wellig. Insofern sehe ich für die Kleinbild-Analogtechnik nur noch in einigen sehr speziellen Nischen eine Zukunft. In meinem direkten Umfeld sehe ich nur Hobbyfotografen damit rumlaufen. Die Kollegen, einschließlich Atelier und Werbung, sind umgestiegen und ein Architekturfotograf benutzt immerhin (noch) analoges Großformat.

 

[Nightstalker]

Hallo,
was der schärfste Farbfilm aller Zeiten war, weiß ich nicht, aber die Datenblätter zweier von mir verwendeten AGFA-Filme habe ich vor mir liegen:
Negativ-Film CN 17 (1969): 85 Lp/mm
Dia-Film CT 13 (1969): 170 Lp/mm

und wo kaufst Du die heutzutage?

 

[Frank Klemm]

Das glaube ich gerne. Eine schwere Kamera (2,5kg) mit Weitwinkel-Festbrennweite, die bei Sonne freihändig verwendbar ist und 50MPixel beinhaltet, stellt warscheinlich die Grenze für eine akzeptable Hobbykamera dar. Alles über 50MP macht keinen Spaß mehr. Es würde zu Schwerstarbeit verkommen, wenn man immer mit Stativ unterwegs sein muss. Manche Leute machen sowas, aber die sind selten.

50 MPixel ist nicht die Grenze. Wenn ich einen Kleinbildsensor nehme, viel Licht habe und ordentlich abblende und eine hochwertige WW-Optik (möglichst ohne Retrofokus-Bauweise) dranhänge, kann man schon auf Werte >100 MPixel kommen.

Eigentlich braucht man dann 2 Kameras:

Kamera 1:

• ~125 MPixel (13824 x 9216 Pixel auf 36 mm x 24 mm, Pixelgröße 2,6 µm)
• ISO 50...ISO 200, max. ISO 400, extended ISO 800.
• ~125 MPixel auf 36 mm x 24 mm mit ~0,5 fps für Panoramen, vorzugsweise dann mit hochwertigen Weitwinkel- und Normalobjektiven.
• ~30 MPixel auf 18 mm x 12 mm mit ~2 fps für Teleaufnahmen mit integriertem 2x Telekonverter
• ~8 MPixel auf 9 mm x 6 mm mit ~5 fps für Teleaufnahmen mit integriertem 4x Telekonverter
  
• Zuschaltbarer zweistufiger AF: Stufe 1 über AF-Sensoren, Stufe 2 über Feinjustage über Sensor-Auslesen.

Kamera 2:

• ~8 MPixel (3456 x 2304 Pixel auf 36 mm x 24 mm, Pixelgröße 10,4 µm)
• ISO 50...ISO 3200, max. ISO 6400, extended ISO 12800.
• ~ 5 fps

Kamera 1 ist sozusagen die langsame Großformatkamera, Kamera 2 die schnelle Kamera, die auch für AL gut geeignet ist.

 

[Char]

Natuerlich sind 50 MP nicht die Grenze. Aber er sprach von der sinnvollen Grenze. Denn je mehr MP eine Kamera hat, desto mehr besteht auch die Gefahr, dass man verwackelt. Das merke ich ja schon bei meinen 10 MP .

Allerdings ist die Idee zweier Kameras nicht schlecht. Nur moechte ich eigentlich einfach nur eine Kamera, aus Preisgruenden so wie auch, weil ich nicht zwei Kameras mit mir rumtragen will .

Und ich will auch nicht fuer alls Vollformat. Crop hat einige Vorteile (und, ja, auch einige Nachteile).

 

[Ausloeser]

Die Gefahr des Verwackelns steigt aber langsamer als sqrt(2)*(neue Bildauflösung / alte Bildauflösung). Deshalb seh ich weniger die Gefahr im Verwackeln, als dass ich mir nicht die Linsen leisten könnte, die tatsächlich so hoch auflösen können.

 

[Char]

Die Gefahr des Verwackelns steigt aber langsamer als sqrt(2)*(neue Bildauflösung / alte Bildauflösung). Deshalb seh ich weniger die Gefahr im Verwackeln, als dass ich mir nicht die Linsen leisten könnte, die tatsächlich so hoch auflösen können.

Langsamer als? Wahrscheinlich genau so schnell.

Und wenn hier von 40 MP geredet wird, ist das immerhin doppelt so leicht zu verwackeln, bei 125 MP etwa 3.5mal so schnell. Das heisst, nicht mehr (z.B.) 1/100s stabil halten, sondern nur noch 1/350s. Ein rechter Unterschied....

 

[Lochkamera]

50 MPixel ist nicht die Grenze.

...


[*] ~125 MPixel (13824 x 9216 Pixel auf 36 mm x 24 mm, Pixelgröße 2,6 µm)

...


[*] Zuschaltbarer zweistufiger AF: Stufe 1 über AF-Sensoren, Stufe 2 über Feinjustage über Sensor-Auslesen.
[/list]

Zwischen 50 und 125MPixel ist ja kein so großer Unterschied. Das ist eine Steigerung wie 5 zu 12 MPixel. Ursprünglich waren wir bei 700MPixel und die damit verbundenen Schwierigkeiten.

Stufe 2 würde ich fast als Grundlage für eine korrekte Funktion ansehen. Die korrekte Justage von Stufe 1 würde warscheinlich zum täglichen Albtraum des Fotografen werden. Bei Stufe 2 fällt die Justage bekanntermaßen weg.

 

[Frank Klemm]

Die Gefahr des Verwackelns steigt aber langsamer als sqrt(2)*(neue Bildauflösung / alte Bildauflösung). Deshalb seh ich weniger die Gefahr im Verwackeln, als dass ich mir nicht die Linsen leisten könnte, die tatsächlich so hoch auflösen können.

Landschafts- oder Architekturaufnahme, Sonnenschein, ISO 200, Blende 8, 1/500 sec.
Im Bildzentrum einer halbwegs ordentlichen Festbrennweite (für Zooms kenne ich keine Werte) ist immer noch der Sensor der limitierende Faktor.

Außerdem, was soll's. Wenn ich genügend Licht habe, nehme ich die Auflösungsvermögen getrimmte Kamera, die nicht für Action, wenig Licht und schnelle Bildfolgen optimiert ist, die aber dafür das aus der Optik herausholt, was diese hergibt.

Die zweite Kamera macht es genau umgedreht. Unter besten Bedingungen ist die Auflösung im wesentlichen durch den Sensor gegeben. Das Spezialgebiet der Kamera ist aber eher Blende 1.4, ISO 6400, 1/30 sec, da sind selbst 8 MPixel oberhalb dessen, was man überhaupt benötigt.

 

[Lochkamera]

• ~125 MPixel (13824 x 9216 Pixel auf 36 mm x 24 mm, Pixelgröße 2,6 µm)

Bei einem 2 x 1,33m** Foto käme man auf 176dpi Druckauflösung. Für ein Foyer, Manager-Büro oder Messestand eine gebräuchliche Größe und eine akzeptable Druckauflösung. Wenn der Druck von solchen Formaten preiswert genug wird, könnte das als Mode um sich greifen.

Tintenstrahldrucker mit ~90cm Bildbreite und beliebiger Bildlänge sind schon stark verbreitet, d.h. Panoramaformate wie 2 x 0,9m können in vielen Kleinstadt-Copyshops gedruckt werden. (viel Wettbewerb = Preis relativ dicht über dem Materialaufwand)

**79 x 52 inch

 

[Char]

Dann muss man aber erst mal ein Foto machen, das auf 2x1.33m ausgedruckt gut aussieht. Und das koennen die meisten Amateure (ich eingeschlossen) nicht. Und Manager haben wahrscheinlich keine Zeit, sich eingehend mit Fotographie zu beschaeftigen und Fotobuecher zu lesen.
Die Manager haben doch eh genug Geld, sich ein professionelles Bild von einem analogen Mittelformat-Fotographen zu kaufen .

Mir graut es jedenfalls vor schlechten Bildern auf 2x1.33m vergroessert.....

 

[Lochkamera]

Dann muss man aber erst mal ein Foto machen, das auf 2x1.33m ausgedruckt gut aussieht. Und das koennen die meisten Amateure (ich eingeschlossen) nicht. Und Manager haben wahrscheinlich keine Zeit, sich eingehend mit Fotographie zu beschaeftigen und Fotobuecher zu lesen.
Die Manager haben doch eh genug Geld, sich ein professionelles Bild von einem analogen Mittelformat-Fotographen zu kaufen .

Mir graut es jedenfalls vor schlechten Bildern auf 2x1.33m vergroessert.....

Sag das nicht. Besonders Landschaftsfotografen sind nicht selten "nur" nebenberuflich oder für den Spaß an der Freude tätig. Solche Motive wären optimal dafür diese Auflösung und bei dem Zeitaufwand, den gute Landschaftsfotos kosten können, würden viele Profis verhungern.

Freihändig muss man solche Fotos eher nicht machen. Ist doof, wenn man 50km durch den Wald läuft und dann zurück zum Auto muss, weil das Licht knapper ist als angenommen.

 

[Char]

Hmmm. Ich versuche mich gerade selber an Landschaftsaufnahmen (mit Stativ) und merke dabei, wie schwer das ist....

 

[Stuessi]

Du meinst wirklich, dass das Zusammensetzen von drei Bildern einen Rückschluss auf mehr Megapixel bei gleicher Sensorfläche zulässt, denn nur darum geht es hier schließlich?

Du hast Recht, natürlich erzeuge ich durch das Zusammensetzen ein Bild bei doppelter Sensorfläche. Nun bin ich bei dieser Überlegung davon ausgegangen, dass das verwendete Objektiv 50% mehr Auflösung hat. Dann wird das Ergebnis bei gleicher Sensorfläche etwa auch so aussehen.
Gruß,
Stuessi

 

[HaPeWe]

Nun bin ich bei dieser Überlegung davon ausgegangen, dass das verwendete Objektiv 50% mehr Auflösung hat. Dann wird das Ergebnis bei gleicher Sensorfläche etwa auch so aussehen.

Leider lässt sich die Auflösung einer Linse nicht so einfach steigern wie die der Sensoren.

Ich glaube daher nicht so recht, dass in absehbarer Zeit bezahlbare Objektive mit einer 50% höheren Auflösung als aktuelle Festbrennweiten als Massenware verfügbar werden.

Zudem darfst du auch den Auflösungsverlusst durch den geringeren Dynamikumfang bei kleineren Pixeln nicht ganz außer Acht lassen.

Ich bleibe bei meiner pragmatischen Sichtweise:

Wenn mehr Megapixel schechtere Ergebnisse liefern sind sie schlecht, wenn sie gleichwertige Ergebnisse liefern sinnlos und nur wenn tatsächlich, praktisch eine Auflösungsteigerung in meinen Ergebnissen erkennbar ist, gut.

 

[AndreasD]

... Ich bleibe bei meiner pragmatischen Sichtweise:

Wenn mehr Megapixel schechtere Ergebnisse liefern sind sie schlecht, wenn sie gleichwertige Ergebnisse liefern sinnlos und nur wenn tatsächlich, praktisch eine Auflösungsteigerung in meinen Ergebnissen erkennbar ist, gut.

Grundsätzlich teile ich diese pragmatische Sichtweise. Allerdings muss man hinzufügen, dass mehr Megapixel dann bessere Bilder erzeugen - vor allem Größere - wenn man nicht permanent versuchen würde sie auf zu kleine Chips zu pressen.

 

[Frank Klemm]

Leider lässt sich die Auflösung einer Linse nicht so einfach steigern wie die der Sensoren.

Ich glaube daher nicht so recht, dass in absehbarer Zeit bezahlbare Objektive mit einer 50% höheren Auflösung als aktuelle Festbrennweiten als Massenware verfügbar werden.

Eine gute Festbrennweite auf Blende 5,6 abgeblendet liefert Dir bei sauberem Fokusabgleich >100 MPixel. Die Auflösung ist nicht so weit vom Beugungslimit entfernt.
Quelle: Vortrag eines Schott-Mitarbeiters über optische Gläser.

Die einfachste Art und Weise der Auflösungerhöhung von Optiken wäre das Weglassen des AA-Filters. Zur Zeit tritt die paradoxe Situation auf, daß mit sehr viel Aufwand die Optik gut gemacht wird und dann durch einen AA-Filter wieder hinreichend vermatscht wird, damit man keine Artefakte durch die derzeit grobpixeligen Sensor bekommt.

Ideal wäre ein Sensor mit einer höheren Auflösung als alle verfügbaren Optiken, dann könnte man den AA-Filter weglassen.
Ein weiterer Weg wäre das Weglassen des AA-Filters und ein Unscharfrütteln in Fällen, in denen zu scharfe Bilder drohen. °)

Zudem darfst du auch den Auflösungsverlust durch den geringeren Dynamikumfang bei kleineren Pixeln nicht ganz außer Acht lassen.

Bei 2,6 µm Pixelgröße hast Du bei ISO 100 immer noch 9 Blenden Dynamikumfang.
Die Dynamik ist kleiner als die Sensoren von 10 µm x 10 µm-Sensoren, aber bei ISO 100 nicht so viel (zumindest so lange nicht 16 bit-AD-Wandler zum Einsatz kommen).

Außerdem ist der geringere Dynamikumfang nur dann von Nachteil, wenn man viel Dynamik benötigt.

Wenn mehr Megapixel schechtere Ergebnisse liefern sind sie schlecht, wenn sie gleichwertige Ergebnisse liefern sinnlos und nur wenn tatsächlich, praktisch eine Auflösungsteigerung in meinen Ergebnissen erkennbar ist, gut.

So pragamatisch, so falsch.

Technischer Ansatz für heutige Flächensensoren:
Was gut und was schlecht ist, hängt von der Lichtmenge ab. Für gute Lichtverhältnisse können 125 MPixel besser als 60 MPixel sein, für schlechte können selbst 4 MPixel zu viel sein (jeweils für Sensoren mit Ausleserauschen).

Theoretischer Ansatz (und für Punkt- und Liniensesnoren schon verfügbar):
Hat man Sensoren ohne Ausleserauschen, dann hat bis auf Speicherplatzbedarf und Verarbeitsgeschwindigkeitsanforderungen eine höhere Auflösung keinerlei Nachteile mehr. Ich wiederhole: Keinerlei Nachteile.

Du könntest Sesnoren mit Gigapixeln bauen, und bei schlechten Lichtverhältnissen und bei hohen Kontrasten ist das Bild nicht schlechter (sogar marginal besser!) als ein Bild mit einem niedrigauflösenden Sensor.


°)
Sensor ist an allen 4 Ecken an einem xyz-Aktor befestigt.
Dieser wird benutzt zum:

• Body-Antishake
• Rudimentäres Scheinfluging
• Schneller AF (<10 ms) für die letzten 50 µm der Fokusebenen-Einstellung
• Weichzeichnen von Aufnahmen, in denen Schärfeartefakte drohen
  • z-Fokus-Verstellung während der Aufnahme (bis ca. 1/250 sec + große Blende)
  • xy-Fokus-Kreiseln während der Aufnahme (bis ca. 1/80 sec + beliebige Blende)

 

[Stuessi]

Kodak (IMO eine echte Autorität auf diesem Bereich) bietet im Pro-Bereich für die volle digitale Archivierung eines normalen Kleinbildfilms eine Auflösung von gerade mal 6MP (2048 x 3072) von und für hochauflösende Kleinbildfotos sowie Mittelformat eine Auflösung von 24MP (4096 x 6144) an.
Den normale Kleinbildfilm kann man daher problemlos mit deutlich kleiner 6MP ansehen.

Hallo,
bei vielleicht 90% der Bilder mag das stimmen. Was ist aber mit dem Rest?
Um den möglichen Verlust an Informationen zu demonstrieren habe ich mal schnell meine Testtafel mit einem niedrig empfindlichen s/w-Film (vor 10 Jahren abgelaufen) mit Dynax 7 und Sigma 50mm/2,8 bei Blende 9,5 und Blitzbeleuchtung fotografiert.
1. Bild Übersicht (mit Nikon Coolscan IV)
2. Bild Ausschnitt (253%) entsprechend 6 MP (Coolscan IV, 75%, Scharfstellung auf diesen Ausschnitt)
3. Bild Ausschnitt (185%) entsprechend 11 MP (Coolscan IV, 100%)
4. Bild Ausschnitt (50%) entsprechend >20 MP (mit Dynax 7D mit Makroobjektiv, Maßstab 4:1)
Gruß,
Stuessi

 

[Char]

Theoretischer Ansatz (und für Punkt- und Liniensesnoren schon verfügbar):
Hat man Sensoren ohne Ausleserauschen, dann hat bis auf Speicherplatzbedarf und Verarbeitsgeschwindigkeitsanforderungen eine höhere Auflösung keinerlei Nachteile mehr. Ich wiederhole: Keinerlei Nachteile.

Das stimmt leider nur, wenn Du davon ausgehst, dass die lichtempfindliche Flaeche der Pixel die gesamte Sensorflaeche einnimmt, was leider nicht ganz korrekt ist.

Wenn Du bei einer Verdoppelung der Aufloesung von Pixeln von 5x5µm auf Pixel von 2.5x2.5µm gehst, hast Du im Endeffekt nicht 1/4 der lichtempfindlichen Flaeche pro Pixel, sondern etwas weniger, weil Du noch die Steuerelektronik auf den Chip packen musst und die Grenzen zwischen den Pixeln auch nicht unendlich duenn sind.