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Immer mehr Megapixel, sinnvoll?
- Themenersteller Atsumori
- Erstellt am
Die sinnvollste Pixeldichte ist die, bei der die Beugung als Tiefpassfilter dient und selbiges damit als eigenständiges Bauteil überflüssig wird. Damit wäre dann ausschließlich das Objektiv der auflösungsbegrenzende Bottleneg. Bei solch einer Auflösung noch lange nicht. Viele, die gegen höhere Pixelzahlen argumentieren, ignorieren die Wirkung des Tiefpassfilters. Beider o.g. Auflösung wäre dann häufig das Nachschärfen überflüssig.
Gruß Klaus
Gruß Klaus
Gast_532112
Guest
Wieviele MP bräuchte man dafür, sagen wir bei Blende 4 und Kleinbildformat?
Laut Rayleigh Kriterium liegt die Auflösung bei f/4 bei ca. 2,7 µm.
Der Pixelpitch einer Kamera sollte dann höchstens 1,35 µm betragen. Dies entspricht 740 Pixel/mm.
740 Pixel/mm * 36 mm * 740 Pixel/mm * 24 mm = 473 MPixel
edit:
bei f/4: ca. 480 MPixel
bei f/8: 120 MPixel
bei f/16: 30 MPixel
Als Beispiel habe ich meine Testvorlage (Bild 1) bei unterschiedlichen Blenden fotografiert mit einer Sony Alpha 7RII mit 42 MPixel ( Pixelpitch von 4,5 µm).
Die 100% Ausschnitte zeigen, dass zwischen Blende f/11 und f/16 die Beugung "zuschlägt". Der Moiré Effekt zwischen den Kreisen 1 und 2 ist bei f/16 "verschwunden".
Der Pixelpitch einer Kamera sollte dann höchstens 1,35 µm betragen. Dies entspricht 740 Pixel/mm.
740 Pixel/mm * 36 mm * 740 Pixel/mm * 24 mm = 473 MPixel
edit:
bei f/4: ca. 480 MPixel
bei f/8: 120 MPixel
bei f/16: 30 MPixel
Als Beispiel habe ich meine Testvorlage (Bild 1) bei unterschiedlichen Blenden fotografiert mit einer Sony Alpha 7RII mit 42 MPixel ( Pixelpitch von 4,5 µm).
Die 100% Ausschnitte zeigen, dass zwischen Blende f/11 und f/16 die Beugung "zuschlägt". Der Moiré Effekt zwischen den Kreisen 1 und 2 ist bei f/16 "verschwunden".
Anhänge
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Exif-DatenÜbersicht-056.jpg -
Exif-Datena-040.jpg -
Exif-Datena-080.jpg -
Exif-Datena-110.jpg -
Exif-Datena-160.jpg
Zuletzt bearbeitet:
Gast_532112
Guest
Exzellent!
(soweit mir bekannt ist, hat die Kamera selbst kein eingebautes AA-Filter)
Wenn man so weit abblendet bis das Rayleigh-Kriterium erfüllt wird – also nur noch 15% Kontrast – sieht das Gefieder des fotografierten Vogels nicht mehr wirklich gut aus, was ja auch dein Auflösungstest zeigt.
Es macht eben einen Unterschied, ob für Objektive die Auflösung bei 15% Kontrast gemessen wird, oder ob man nach einer Ausschnittsvergrößerung(crop) immer noch eine kontrastreiche Abbildung des Gefieders haben will.
Das Eine ist eine Messmethode um standardisierte Auflösungswerte für Objektivvergleiche zu bekommen, das Andere ist die Frage wie weit bei einem idealen aberrationsfreien Objektiv abgeblendet werden könnte ohne die Bildqualität – auch einer Ausschnittsvergrößerung - durch Beugung zu beeinträchtigen.
Wird durch mehr Pixel etwas besser?
Ja, wenn das Objektiv genug Informationen liefert.
Man erkennt z. B. mehr Einzelheiten und eliminiert störende Moiré Effekte.
Zur Demonstration habe ich einen APC-C Sensor mit 96 MPixeln simuliert, indem ich ohne Standortwechsel einen 2x Konverter benutzt habe.
Dieser vergrößert das vom Objektiv erzeugte Bild um den Faktor 2. Anschließend habe ich diese Bilder wieder auf die Hälfte verkleinert.
Die Bilder 2 und 3 zeigen 100% Ausschnitte der Bildmitte bei Blende f/4 ohne und mit Konverter. In beiden Fällen wurde Blendenzahl 4 eingestellt.
Ja, wenn das Objektiv genug Informationen liefert.
Man erkennt z. B. mehr Einzelheiten und eliminiert störende Moiré Effekte.
Zur Demonstration habe ich einen APC-C Sensor mit 96 MPixeln simuliert, indem ich ohne Standortwechsel einen 2x Konverter benutzt habe.
Dieser vergrößert das vom Objektiv erzeugte Bild um den Faktor 2. Anschließend habe ich diese Bilder wieder auf die Hälfte verkleinert.
Die Bilder 2 und 3 zeigen 100% Ausschnitte der Bildmitte bei Blende f/4 ohne und mit Konverter. In beiden Fällen wurde Blendenzahl 4 eingestellt.
Anhänge
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Exif-DatenSimulation-96MP Kopie.jpg -
Exif-Datena-A6000+2xConv+MD50-040.jpg -
Exif-Datenvgl-A6000-040.jpg
Nun habe ich aus 3m Entfernung Bilder mit meiner Sony A7R2 mit MD50mm/1,4 Objektiv mit Einstellung Blendenzahl 4
ohne,
mit einem 2x Converter,
mit zwei 2x Konvertern
gemacht.
Die Bilder zeigen 100% Ausschnitte in Bildmitte einer Vollformatkamera Sony A7R2
mit einem 42 MPixel Sensor
bzw. simulieren einen
168 MPixel Sensor oder einen 672 MPixel Sensor.
Der Siemensstern wird fast bis Kreis 4 (42MP), Kreis 2 (168 MP) oder Kreis 1 (672 MP) aufgelöst
Grob lässt sich die Auflösung anhand des Durchmessers d der deutlich aufgelösten Linienpaare abschätzen.
Der Kreisdurchmesser d beträgt bis zum Beginn der Moiré Figuren etwa (Kreis 5)154 Pixel, 169 Pixel und 169 Pixel
Der Kreisumfang u beträgt dann 154 Pixel * pi = 484 Pixel bzw. 531 Pixel.
Der Siemensstern hat 180 Linienpaare.
484 Pixel / 180 Lp = 2,7 Pixel / Linienpaar bzw. 2,95 P/Lp
Pixelgröße = 4,5 µm bei 42 MPixel ================> 82 Lp/mm
simuliert: 2,25 µm oder 1,13 µm =====> 151 Lp/mm oder 300 Lp/mm
ohne,
mit einem 2x Converter,
mit zwei 2x Konvertern
gemacht.
Die Bilder zeigen 100% Ausschnitte in Bildmitte einer Vollformatkamera Sony A7R2
mit einem 42 MPixel Sensor
bzw. simulieren einen
168 MPixel Sensor oder einen 672 MPixel Sensor.
Der Siemensstern wird fast bis Kreis 4 (42MP), Kreis 2 (168 MP) oder Kreis 1 (672 MP) aufgelöst
Grob lässt sich die Auflösung anhand des Durchmessers d der deutlich aufgelösten Linienpaare abschätzen.
Der Kreisdurchmesser d beträgt bis zum Beginn der Moiré Figuren etwa (Kreis 5)154 Pixel, 169 Pixel und 169 Pixel
Der Kreisumfang u beträgt dann 154 Pixel * pi = 484 Pixel bzw. 531 Pixel.
Der Siemensstern hat 180 Linienpaare.
484 Pixel / 180 Lp = 2,7 Pixel / Linienpaar bzw. 2,95 P/Lp
Pixelgröße = 4,5 µm bei 42 MPixel ================> 82 Lp/mm
simuliert: 2,25 µm oder 1,13 µm =====> 151 Lp/mm oder 300 Lp/mm
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Exif-Datena-b01-3m-040.jpg -
Exif-Datena-b02-3m-2x-Conv-040.jpg -
Exif-Datena-b03-3m-2x2xConv-040.jpg
Zuletzt bearbeitet:
Hier mal die Kontrastwerte zu den Bildern
a-b01-3m-040.jpg
a-b03-3m-2x2xConv-040.jpg:
Der Kontrast wird hier aus den - mit RawTherapee - ermittelten Lab-Werten berechnet. Die L-Werte wurden an den hellsten und dunkelsten Stellen im Siemensstern an den nummerierten Kreisen ermittelt.
Anmerkung: das hängt natürlich davon ab wie das JPG entwickelt wurde, wird aber trotzdem nicht ganz falsch sein.
Der Kontrastwert wird aus den L-Werten so berechnet:
Michelson Kontrast = (I_max – I_min) / (I_max + I_min).
Das Bild a-b01-3m-040.jpg wird für der Ermittlung des maximalen Kontrasts herangezogen,
der äußerste Rand des Siemenstern hat die Lab-Werte (L):
(83 - 1.5) / (83 + 1.5) = 0.96, das ist der maximale Kontrast den das Jpeg enthält, der normalisiert eigentlich 1.0 (100%) sein müsste.
Unter der Annahme, dass die zwei Bilder in etwas gleich entwickelt sind, ergeben sich für das Bild a-b03-3m-2x2xConv-040.jpg folgende Kontrastwerte (sie müssten genaugenommen mit Faktor 0.96 korrigiert werden, der Fehler ist aber vernachlässigbar ):
bei Kreis 1:
(35 – 27) / (35 + 27) = 0.13 das sind 13% Kontrast also MTF-13,
das ist nicht weit weg vom Rayleigh-Kriterium mit 15%
bei Kreis 3:
(63 - 18) / (63 + 18) = 0.55 das sind 55% Kontrast also MTF-55,
das ist in etwa der Kontrast mit dem Objektivtests (MTF-50) gemacht werden.
bei Kreis 5:
(63 - 8) / (63 + 8) = 0.77 das sind 77% Kontrast also MTF-77,
hier ist immer noch nicht der maximale Kontrast erreicht.
a-b01-3m-040.jpg
a-b03-3m-2x2xConv-040.jpg:
Der Kontrast wird hier aus den - mit RawTherapee - ermittelten Lab-Werten berechnet. Die L-Werte wurden an den hellsten und dunkelsten Stellen im Siemensstern an den nummerierten Kreisen ermittelt.
Anmerkung: das hängt natürlich davon ab wie das JPG entwickelt wurde, wird aber trotzdem nicht ganz falsch sein.
Der Kontrastwert wird aus den L-Werten so berechnet:
Michelson Kontrast = (I_max – I_min) / (I_max + I_min).
Das Bild a-b01-3m-040.jpg wird für der Ermittlung des maximalen Kontrasts herangezogen,
der äußerste Rand des Siemenstern hat die Lab-Werte (L):
(83 - 1.5) / (83 + 1.5) = 0.96, das ist der maximale Kontrast den das Jpeg enthält, der normalisiert eigentlich 1.0 (100%) sein müsste.
Unter der Annahme, dass die zwei Bilder in etwas gleich entwickelt sind, ergeben sich für das Bild a-b03-3m-2x2xConv-040.jpg folgende Kontrastwerte (sie müssten genaugenommen mit Faktor 0.96 korrigiert werden, der Fehler ist aber vernachlässigbar ):
bei Kreis 1:
(35 – 27) / (35 + 27) = 0.13 das sind 13% Kontrast also MTF-13,
das ist nicht weit weg vom Rayleigh-Kriterium mit 15%
bei Kreis 3:
(63 - 18) / (63 + 18) = 0.55 das sind 55% Kontrast also MTF-55,
das ist in etwa der Kontrast mit dem Objektivtests (MTF-50) gemacht werden.
bei Kreis 5:
(63 - 8) / (63 + 8) = 0.77 das sind 77% Kontrast also MTF-77,
hier ist immer noch nicht der maximale Kontrast erreicht.
Mit ImageJ habe ich ähnliche Ergebnisse erhalten. Bei Kreis 1 komme ich aber nur auf 10% Kontrast.
Zusätzlich habe ich mit QuickMTF die 3 Objektivkombinationen untersucht.
Auflösung bis Kreis 2 würde sicher einen Gewinn bringen. Das würde einen 170 MPixel Sensor bedeuten mit 2,25 µm großen Pixeln.
Zusätzlich habe ich mit QuickMTF die 3 Objektivkombinationen untersucht.
Auflösung bis Kreis 2 würde sicher einen Gewinn bringen. Das würde einen 170 MPixel Sensor bedeuten mit 2,25 µm großen Pixeln.
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Exif-DatenB1-ROI(H) 124x161 (1%) (0_Converter-040) mtf.png -
Exif-DatenB2-ROI(H) 178x300 (3%) (1_Converter-040) mtf.png -
Exif-DatenB3-ROI(H) 205x307 (3%) (2_Converter-040) mtf.png -
Exif-DatenB4-screenshot_20221116_211426.jpg
Zuletzt bearbeitet:
Das Problem mit zu kleinen Pixeln ist schlicht und einfach, das man dadurch auch das fixe Rauschen des A/D Wandlers immer stärker multipliziert, wodurch dann natürlich auch die Gesammtleistung des Systems immer mehr fällt.
Und absolut niemand toleriert eine schlechte Sensorleistung. Die Tester würden eine solche Kamera in der Luft zerreißen. Die Tester zerreißen Kameras schon in der Luft, wenn es auch nur den Anschein hat, das die Leistung schlechter wäre, obwohl das objektiv überhaupt gar nicht der Fall war, wie z.B. bei der Fujifilm X-T3, wo sich Fujifilm der besseren Sensorleistung angepasst und die Rauschunterdrückung sehr viel weniger aggressiv eingestellt hat als beim Vorgänger.
Zu groß will man sie auch nicht haben, weil dann die mögliche Leistungsfähigkeit der Pixel nicht mehr abgebildet werden kann, d.h. der A/D Wandler kann dann schlicht die vorhandene Dynamik nicht mehr aufzeichnen.
Und absolut niemand toleriert eine schlechte Sensorleistung. Die Tester würden eine solche Kamera in der Luft zerreißen. Die Tester zerreißen Kameras schon in der Luft, wenn es auch nur den Anschein hat, das die Leistung schlechter wäre, obwohl das objektiv überhaupt gar nicht der Fall war, wie z.B. bei der Fujifilm X-T3, wo sich Fujifilm der besseren Sensorleistung angepasst und die Rauschunterdrückung sehr viel weniger aggressiv eingestellt hat als beim Vorgänger.
Zu groß will man sie auch nicht haben, weil dann die mögliche Leistungsfähigkeit der Pixel nicht mehr abgebildet werden kann, d.h. der A/D Wandler kann dann schlicht die vorhandene Dynamik nicht mehr aufzeichnen.
Gast_532112
Guest
Ab wievielen MP wären denn die Pixel in dieser Hinsicht zu klein, sagen wir bei Blende 4, ISO 100 und Kleinbildformat?
Mal von allen technischen Möglichkeiten die Auflösungen zu erhöhen und den Vor und Nachteilen abgesehen, ist doch die Frage:
ob mehr Megapixel sinnvoll sind.
Ein interessanter Artikel dazu:
https://bythom.com/newsviews/4k-is-the-current-sweet.html
behauptet, das 24 MPix vollkommen ausreichen.
Sieht man mal von Spezialanwendungen ab - zum Beispiel Bilder in die man interaktiv reinzoomen kann - dann würde ich sagen, dass er recht hat.
Der Punkt ist einfach, dass mit größeren Ausgabegrößen auch der Betrachtungsabstand wächst.
Aber für die Kameraindustrie waren und sind viele Megapixel sinnvoll. Ich finde den Weg, den zum Beispiel Fuji im Moment mit den neuen Modellen geht, nicht gut: Mehr Megapixel, neue Versionen zu den großen Modellen, gleichzeitig Einstellen der kleinen Modelle (zB X-E4), Preissteigerungen (die dann auch durch die neuen Sensoren gerechtfertigt werden) und bei den neuen Objektiven vorwiegend hochpreisige Modelle (auch wenn die von der Leistung das Geld wert sein mögen).
ob mehr Megapixel sinnvoll sind.
Ein interessanter Artikel dazu:
https://bythom.com/newsviews/4k-is-the-current-sweet.html
behauptet, das 24 MPix vollkommen ausreichen.
Sieht man mal von Spezialanwendungen ab - zum Beispiel Bilder in die man interaktiv reinzoomen kann - dann würde ich sagen, dass er recht hat.
Der Punkt ist einfach, dass mit größeren Ausgabegrößen auch der Betrachtungsabstand wächst.
Aber für die Kameraindustrie waren und sind viele Megapixel sinnvoll. Ich finde den Weg, den zum Beispiel Fuji im Moment mit den neuen Modellen geht, nicht gut: Mehr Megapixel, neue Versionen zu den großen Modellen, gleichzeitig Einstellen der kleinen Modelle (zB X-E4), Preissteigerungen (die dann auch durch die neuen Sensoren gerechtfertigt werden) und bei den neuen Objektiven vorwiegend hochpreisige Modelle (auch wenn die von der Leistung das Geld wert sein mögen).
Kommt bei mir gar nicht so selten vor:
z.B. ich mach im Urlaub ein Bild mit Person in Landschaft.
Am PC ist die 100% Ansicht nur ein Mausklick um die Person genauer zu betrachten. Nicht selten wird dann gleich noch ein Portrait draus, ohne das vorher so geplant zu haben, weil halt unverkrampft.
Reicht für nen Abzug den dann die Oma erhält. Viel besser als die gestellten Sachen.
Oder:
Hätte ich all die Fotos aus meiner Kindheit hochaufgelöst, wäre es wert die heute noch öfter zu betrachten. Allein wegen all der Details die längst vergessen sind.
Klar will ich etwas bestimmtes fotografieren reichen 12Megapixel.
Aber mehr bringt auch mehr Möglichkeiten.
Laut Gutachter des Bayrischen Medizinalkollegiums anläßlich der Eröffnung der Ludwigseisenbahn ist eine gefahrene Geschwindigkeit von mehr als 30 km/h schwer gesundheitsschädlich und ruft bei den Passagieren geistige Unruhe bis zum delirium furiosum aus.
Nach den Regeln der Aerodynamik kann eine Hummel nicht fliegen.
Wenn Gott gewollt hätte, dass der Mensch fliegt, hätte er ihm Flügel wachsen lassen.
Die Erde ist eine Scheibe.
Spinat enthält viel Eisen.
24 Megapixel reichen vollkommen aus.
Ich glaube, man kann sich darauf einigen, dass der Vorteil höherer Auflösungen stark von der Anwendung abhängt.
Interessant finde ich beim Canon-Lineup, dass "teurer" nicht immer "höhere Auflösung" bedeutet. Von R6 (20 MP) bzw. R6 II (24 MP) zur R5 (45 MP?) ist es noch so. Darüber kommt aber die R3 wieder mit 24 MP, dafür aber Stacked Sensor.
Man akzeptiert damit offenbar, dass es für unterschiedliche Anwendungen auch unterschiedliche "optimale" Kompromisse gibt (Auslesegeschwindigkeit, Rauschen, Auflösung, Datengröße, Zeit und Energie für den Prozessor, ...)
24 MP scheinen da schon für viele Anwendungen ein gewisser Sweetspot zu sein, d.h. man investiert Verbesserungen dann lieber erst mal an anderer Stelle.
Gleichzeitig haben höhere Auflösungen auch ihren Markt und ihre Anwendungen.
Interessant finde ich beim Canon-Lineup, dass "teurer" nicht immer "höhere Auflösung" bedeutet. Von R6 (20 MP) bzw. R6 II (24 MP) zur R5 (45 MP?) ist es noch so. Darüber kommt aber die R3 wieder mit 24 MP, dafür aber Stacked Sensor.
Man akzeptiert damit offenbar, dass es für unterschiedliche Anwendungen auch unterschiedliche "optimale" Kompromisse gibt (Auslesegeschwindigkeit, Rauschen, Auflösung, Datengröße, Zeit und Energie für den Prozessor, ...)
24 MP scheinen da schon für viele Anwendungen ein gewisser Sweetspot zu sein, d.h. man investiert Verbesserungen dann lieber erst mal an anderer Stelle.
Gleichzeitig haben höhere Auflösungen auch ihren Markt und ihre Anwendungen.
Da es ja bekanntermaßen weltweit eh nur einen Markt für ungefähr 5 Computer gibt, sind 24 MPx eh viel zu viel!"
Hummeln haben übrigens den Trick*, dass die Flügel adaptiv verstellbar sind, drum geht das mit dem Fliegen.... Hätte man sie mit 24 MPx im Flug fotografiert, hätte man es wohl bemerkt ... * Segelflieger hassen diesen Trick
Hummeln haben übrigens den Trick*, dass die Flügel adaptiv verstellbar sind, drum geht das mit dem Fliegen.... Hätte man sie mit 24 MPx im Flug fotografiert, hätte man es wohl bemerkt ... * Segelflieger hassen diesen Trick
Zuletzt bearbeitet:
Reichen aus (oder eben nicht) wofür?Spinat enthält viel Eisen.
24 Megapixel reichen vollkommen aus.
Der Vergleich mit dem Spinat ist etwas schräg, weil das ja schlicht ein Fehler war.
Mir kommt da eher die Aussage von Bill Gates mit den 640 KB RAM in den Sinn. Auch da ist der Vergleich aber nicht fair, weil im Gegensatz zum RAM bei Optik schon irgendwann mal andere Begrenzungen zuschlagen - und / oder andere Komponenten der Bottleneck werden.
Ein damaliger Prozessor (was war da aktuell? 80286?) mit 64 GB RAM wäre in der Tat nicht sinnvoll gewesen. Und bei Optik ist auf Grund physikalischer Grenzen eine Entwicklung wie vom 80286 zum Ryzen 9 6xxx nicht zu erwarten - weshalb beliebig hohe Auflösungen auch auf Dauer nicht sinnvoll sein werden.
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