Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren bei DSLRs? (09/2011)

[DirkB2]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Irgendwie läuft die Diskussion ein wenig in die falsche Richtung.
Natürlich lässt sich unter Laborbedingungen auch 90 MP realisieren.
Worum es mir geht ist die praktikable Umsetzung in Gesamtsystem als Fotoapparat.
D.h. verkürzt gesagt: sind auf Aps-c (das bei KB noch was geht ist klar) 24MP und mehr noch in den Griff zu bekommen (Lichtbeugung, Verwacklung, Rauschen etc.). Und dies im Kontext dessen was die Industrie uns in diesem Bereich aktuell bietet.

liebe Grüße, Dirk

 

[gabbibo]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Du bist Dir aber schon im klaren, daß die thematisierten 6 MP bei einem "großen" Compactsensor (2/3'') dann schon noch 37 MP an APS-C oder 96 MP an Kleinbild entsprächen? - schau Dir einfach die Tabelle auf Deiner verlinkten Seite an.

ist mir klar......ich verlink ja nicht nur sondern lese auch.

 

[gabbibo]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Ich denke der TO wollte auf dass hinaus was auf meiner angegebenen Seite beschrieben wird.
Dass technisch mit 3d Aufbau, Nanotechnologie noch mehr möglich sein wird ist schon verständlich und auch normal. Technik entwickelt sich, Zyklen wurden, werden kürzer. ABER ich denke ab wann bringts die Fotos nicht mehr vorwärts und ich denke der Sinn bei der Fotografie ist nach wie vor Fotos zu machen, zumindest die Mehrzahl der Menschen, eine kleine Zahl mach Plakatwände oder sonstiges.
Da ich weder in Physik noch in Mathematik sonderlich aufgefallen bin, werde ich mir die von Euch zur Verfügung gestellten Infos soweit sie mich persönlich interessieren verfolgen. Dennoch würde ich als Laie sagen, ja es ist durchaus möglich dass wir uns bald an der Stelle bewegen und Bilder mit mehr Pixeldichte kippen könnten. Oder täusch ich mich.

 

[Gast_294084]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Es gibt Bereiche, in denen die Entwicklung munter voranschreitet, und andere Bereiche, in denen man zunehmend an Grenzen stößt.

Die Fertigungstechnik für Prozessoren (oder auch der große Bereich der digitalen Signalverarbeitung) gehört in die erste Kategorie, aber vieles aus dem Bereich Optik (oder allgemein: Physik) in die zweite.

Das dachte man zwar bisher, doch dann hat man die Möglichkeit der Nutzung der dritten Dimension bei den Prozessoren entdeckt. Die Nutzung der drítten Dimension bietet ein unglaubliches Potential an Geschwindigkeit und Energieeffizienz.

 

[jar]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Die Strukturgröße massengefertigter Produkte reicht derzeit bis in die Größenordnung von 20 nm, der Si-Atomdurchmesser liegt bei ca. 0,2 nm. In einen Würfel von 20x20x20 nm passen also schon noch so ca. 1.000.000 Atome. Begrenzend wirkt derzeit die verfügbare optische (UV)-Lithographie.

Man kann aber inzwischen durchaus noch kleinere Strukturen mit einer Breite von nur 20 (!) Atomen abbilden, das wird auch glaube ich nicht mehr fotografisch gemacht (fragt mich aber bitte nicht wie!).

Röntgenlithographie ?! mir war so

übrigens wurde schon seit Jahren über die Chipstrukturgrenze debatiert, dann kam UV, dann Röntgen, dann so ein Mischmasch aus verschobenen Masken und immer ging es noch ein Stück weiter, also das Ende scheint in Sicht, aber solange noch Fortschritte gemacht werden wüsste ich nicht genau wo.

 

[Gast_49210]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Hallo!

Ich finde es wäre besser, zu fragen: Ist die Technik so langsam am Ende des technisch Sinnvollen angekommen? Sicher wird man in der Sensortechnik noch weiter kommen und auch bei den Linsen zeigen heutige Spitzenprodukte ja durchaus, dass man die hohen Auflösungen bewältigen kann. Die Frage ist aber auch, ob das ganze System DSLR immer weiter perfektioniert werden kann - einschl. der Schwachstelle hinter dem Sucher.

So sollte man sich mal überlegen, wie viele Aufnahmen bei - sagen wir - 50Mpix noch wirklich pixelscharf sind. Die Faustregel für verwacklungsfreie Fotos 1/Brennweite gilt das schon lange nicht mehr. d. h. auf die Stabilisatortechnik kommen auch neue Anforderungen zu. Für den AF gilt das Gleiche.

Nebenbei: Das ist auch der Grund, warum ich mich im Zubehörforum immer wundere, dass es so viele Leute gibt, die zwar eine hochauflösende Kamera haben, aber nicht bereit sind, ein vernünftiges Stativ zu kaufen.

Weiterhin gewinnt die Beugung als Qualitätskiller an Bedeutung. Bei Fourthirds ist ja bei Blende 8-11 jetzt schon Schluss mit Lustig. Weitere Auflösungssteigerungen führen dazu, dass - wie im Kompaktkamerabereich - die Irisblende ausgedient hat und man mit Graufiltern arbeiten muss. Mit Tiefenschärfe arbeiten ist also nur noch bedingt möglich.

Ich sehe die Zukunft daher nicht in weiteren Auflösungssteigerungen, sondern in Verbesserungen der Konstrast- und Farbdarstellung. Hier gibt es noch reichlich Potenzial für Verbesserungen ohne "Nebenwirkungen".

Gruß

Hans

 

[Gast_51296]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Röntgenlithographie ?! mir war so

übrigens wurde schon seit Jahren über die Chipstrukturgrenze debatiert, dann kam UV, dann Röntgen, dann so ein Mischmasch aus verschobenen Masken und immer ging es noch ein Stück weiter, also das Ende scheint in Sicht, aber solange noch Fortschritte gemacht werden wüsste ich nicht genau wo.

Das ist ja immernoch klassische Physik. Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts war einfach zu lang,
sodass man immer höherfrequente Strahlung nehmen musste.
Das Ende ist aber wie ich schon schrieb, die Quantenebene.
Man kann nicht einfach immer höherfrequentes "Licht" nehmen, denn ab einer
bestimmten Größenordnung treten die Quantenmechanischen Effekte in den Vordergrund.
Dann muss man sich auch Gedanken machen, die Chips herunterzukühlen,
in Bereiche des absoluten Nullpunkts, was bei einem portablen Gerät schwierig wird.
Dort muss man ganz neue Wege gehen.
Vorteil: hier gibt es wesentlich mehr Signalzustände, als nur 0 und 1.
Das zu händeln und in Produkte umzuwandeln wird ein ganz neuer Pfad denke ich.
Stichwort "Quantencomputer" http://de.wikipedia.org/wiki/Quantencomputer

 

[Gast_285548]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Nebenbei: Das ist auch der Grund, warum ich mich im Zubehörforum immer wundere, dass es so viele Leute gibt, die zwar eine hochauflösende Kamera haben, aber nicht bereit sind, ein vernünftiges Stativ zu kaufen.

Weil man dort für Äußerungen "Das Stativ ist fast wichtiger als die Kamera" abgewatscht wird. Und solange beim Durchschnittsfotografen bestimmte einfachste Wissensgrundlagen nicht vorhanden sind, wird es auch immer einen Markt für Kameras geben, deren nominelle Auflösung gar nicht genutzt werden kann, weil sie bereits an physikalischen Limits kratzt. Zwar ist zu hoffen, dass ein DSLR-Fotograf sich der Probleme eher bewusst ist als der Nutzer einer Kompaktkamera, darauf wetten würde ich aber nicht. Im Ergebnis also würde ich vermuten, dass es durchaus irgendwann APS-C mit 50+ MP gibt - ob das sinnvoll ist, völlig unbenommen. Es wurde ja schon hochgerechnet, wieviele MP (nicht notwendigerweise an echter Auflösung) möglich wären, wenn man von der Pixeldichte heutiger Kompakter ausgeht.

 

[michaelbrandtner]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Irgendwie läuft die Diskussion ein wenig in die falsche Richtung.
Natürlich lässt sich unter Laborbedingungen auch 90 MP realisieren.
Worum es mir geht ist die praktikable Umsetzung in Gesamtsystem als Fotoapparat.
D.h. verkürzt gesagt: sind auf Aps-c (das bei KB noch was geht ist klar) 24MP und mehr noch in den Griff zu bekommen (Lichtbeugung, Verwacklung, Rauschen etc.). Und dies im Kontext dessen was die Industrie uns in diesem Bereich aktuell bietet.

Bei den Sensoren geht es ja derzeit ungebrochen weiter, Schwachpunkt sind im Moment die Objektive.
Olympus ist hier Trendsetter, die Objektive einfacher bauen und dafür Abbildungsfehler zulassen, die digital leicht korrigierbar sind (z.B. chromatische Abberation, die PENs korrigieren das gleich automatisch).

Kompakte umgehen Probleme bei der Beugungsunschärfe durch die Blende mit einschwenkbaren Graufiltern.

Ich denke da ist noch einiges drin.

 

[Gast_49210]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Bei den Sensoren geht es ja derzeit ungebrochen weiter, Schwachpunkt sind im Moment die Objektive.
Olympus ist hier Trendsetter, die Objektive einfacher bauen und dafür Abbildungsfehler zulassen, die digital leicht korrigierbar sind (z.B. chromatische Abberation, die PENs korrigieren das gleich automatisch).

Kompakte umgehen Probleme bei der Beugungsunschärfe durch die Blende mit einschwenkbaren Graufiltern.

Die Graufilter ermöglichen aber kein Arbeiten mit der Tiefenschärfe. Damit würde man sich also eines eintscheidenden Gestaltungsmittels der Fotografie berauben.

Und der Weg von Olympus und Panasonic ist auch nicht ganz ohne Probleme. Die rechnerischen Korrekturen gehen doch auch zu Lasten der Bildqualität. Die meisten MircroFourThirds-Objektive haben zwar eine hervorragende Schärfe in der Bildmitte, an den Rändern und in den Ecken lässt sie jedoch deutlich nach. Wenn ich mir ansehe, wie die Objektive nativ verzeichnen und vignetieren, wundert mich das nicht.

Gruß

Hans

 

[Gast_194966]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Die Graufilter ermöglichen aber kein Arbeiten mit der Tiefenschärfe. Damit würde man sich also eines eintscheidenden Gestaltungsmittels der Fotografie berauben.

Bei den Kompakten, die einen Graufilter nötig haben, ist da ohnehin nichts zu spielen.


Gruß, Matthias

 

[gabbibo]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Hoffe dass sich hier noch einiges tut ist auf alle fÄlle interessant zu lesen fÜr mich.

 

[michaelbrandtner]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Die Graufilter ermöglichen aber kein Arbeiten mit der Tiefenschärfe. Damit würde man sich also eines eintscheidenden Gestaltungsmittels der Fotografie berauben.

Manchmal, ja.
Oft reguliert man aber einfach nur die Lichtmenge.

Und der Weg von Olympus und Panasonic ist auch nicht ganz ohne Probleme. Die rechnerischen Korrekturen gehen doch auch zu Lasten der Bildqualität. Die meisten MircroFourThirds-Objektive haben zwar eine hervorragende Schärfe in der Bildmitte, an den Rändern und in den Ecken lässt sie jedoch deutlich nach. Wenn ich mir ansehe, wie die Objektive nativ verzeichnen und vignetieren, wundert mich das nicht.

Machen meine Objektive auch ;-)
Beste Leistung hat man sowieso immer nur in der Bildmitte, mit weniger korrigierten Objektiven, Graufiltern statt kleinerer Blende, ließe sich sich das Potential kommender APS-C-Sensoren besser ausschöpfen.

Wir werden sehen wie sich das in Zukunft entwickelt, die Technik ist noch nicht am ende des physikalisch machbaren, die derzeitigen Konstruktionen aber schon (zumindest bei APS-C).

Vielleicht setzt sich aber auch nur die Erkenntnis durch, dass bei dieser Kameraklasse eine Auflösung wesentlich >30MP nicht sinnvoll/nötig ist.

 

[Zitterhuck]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Wenn man das Thema vom Sensor ausgehend definiert, so ist das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht, aber die Entwicklung wird durch die Limits der Physik bedingt sichbar langsamer.

Die Frage ist aber: Ist das wirklich wichtig? Interessant ist doch eigentlich nur das Bildergebnis! Und das wird von dem ganzen Setup bestimmt, nicht nur vom Sensor. Optimalere Schärfe, Rauscharmut etc. sind doch Ziele, welche sich wirklich nicht nur durch die Physik des Sensors erreichen lassen.

Ich würde die Frage daher stellen wollen:

Sind bessere Bildergebnisse durch den Stand der Sensortechnik schon jetzt absehbar limitiert?

Und das ist, wenn ich mir die Antwort selber geben darf, keineswegs der Fall. Im ganzen Setup von Sensor, Elektronik und Optik ist noch ne Menge drin. Der nächste Schritt ist meiner Meinung nach der Global-Shutter mit der Möglichkeit von Highspeed-DRI. Weitere werden folgen.

 

[jar]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Im ganzen Setup von Sensor, Elektronik und Optik ist noch ne Menge drin.

seh ich auch so, die immer wieder neuen Version II oder III der Linsen kommen nicht weil man heute besser rechnen oder fertigen kann ! sondern weil die alte bewusst gewählte Qualität den heutigen sensoren nicht mehr genügt ! es wurde also gespart, beim Rechnen und Fertigen.

 

[RSM]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Der nächste Schritt ist meiner Meinung nach der Global-Shutter mit der Möglichkeit von Highspeed-DRI. Weitere werden folgen.

Interferenzschichten in Beamsplittern statt AA- und regulären Farbfiltern - sofort 2/3+ Blendenstufen Empfindlichkeitsgewinn, bessere Grundschärfe und potentiell deutlich mehr Dynamikumfang ohne auf Mehrfachbelichtung zurückgreifen zu müssen.

 

[Zitterhuck]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Interferenzschichten in Beamsplittern...

Wo Du es sagst: hier.

Zur Erinnerung...

 

[Thunderclap]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Der nächste Wirklich grosse Durchbruch in der photographischen Technologie wird IMHO nicht im Sensorbereich liegen, sondern in Linsen aus elektroaktiven Polymeren.
Diese Linsen können ihre Form durch das Anlegen von Spannung ändern und ermöglichen so theoretisch perfekte, aberrationsfreie Objektive. Man müsste keine Kompromisse mehr eingehen, da man für jede Brennweite und Fokusdistanz sämtliche Linsen optimal anpassen könnte.

Was hier aktuell fehlt ist die optische Güte der Polymere, so dass sie derzeit nur im Bereich der Lichttechnik zum Einsatz kommen... aber warten wir mal noch 15 Jahre...

Auch im Bereich der Lichtfeldphotographie wird sich noch einiges tun.

Die Zukunft der Sensoren ist IMHO ungewiss... zwar gibt es Ansätze zur Effizienzsteigerung (schwarzes Silizium z.B.), um vor allem im Bereich des Dynamikumfangs aber wirkliche Durchbrüche zu erzielen, muss meiner Meinung nach erst einmal eine komplett neue Technologie entwickelt werden - bei den herkömmlichen, siliziumbasierten CMOS- und CCD-Verfahren ist in Sachen höhere Ladungskapazität pro Zelle (= höhrerer Dynamikumfang) - vor allem unter dem Gesichtspunkt der marketingrelevanten Zunahme der Pixeldichte - kaum mehr etwas zu holen. Schön zu sehen ist das an der aktuellen Sensorgeneration, die sich in Sachen Dynamikumfang nicht relevant von Sensoren von vor 10 Jahren unterschidet...

 

[Thorsten J]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

um die Auflösung heutiger DSLRs voll auszunutzen braucht es sehr guter
Festbrennweiten und einem Stativ.

Warum wird wie Sensorauflösung immer weiter hoch geschraubt. Welche Dynamik wäre möglich, wenn man bei der Sensorauflösung auf 10MP runter gehen würde und halt alles Entwicklungspotential in die Dynamik stecken würde. Dynamik ist ja nichts anderes als das maximale Fassungsvermögen an Elektronen. Die Sensorzelle könnte ja einfach tiefer sein, dann passen auch mehr Elektronen rein.

 

[michaelbrandtner]

AW: Ist die Technik so langsam am Ende des physikalisch Machbaren?

Warum wird wie Sensorauflösung immer weiter hoch geschraubt.

Warum sollte der Sensor weniger auflösen als ein gutes Objektiv?

Welche Dynamik wäre möglich, wenn man bei der Sensorauflösung auf 10MP runter gehen würde und halt alles Entwicklungspotential in die Dynamik stecken würde.

Keine Ahnung? Wieviel? Eine halbe Blende vielleicht?
Einen konkreten Zusammenhang zwischen Auflösung und Dynamik konnte noch keiner (nachweisbar) aufzeigen.