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Sensorgröße: Werden "kleine Sensoren" einmal so gut wie Vollformat?

ribavel

Themenersteller
Hallo,
hier ist eine "visionäre Frage" an Experten:
Jeder spricht heute von Vollformat, "Systemkameras mit 4/3 Sensoren oder APS-C, etc., doch ist es nicht zu erwarten, dass Fortschritte der Technik dafür sorgen werden, dass z.B. zukünftige 1,7'' Sensoren die Bildqualität bringen werden, wie heue Vollformat oder zumindest APS-C?
Wodurch wird der Fortschritt hier begrenzt, durch die Technik oder durch die Gesetze der Physik? Dann könnte Canon z.B. den Nachfolger der heutigen "G12" einmal im selben Format mit Wechselobjektiven präsentieren, ohne den Sensor zu vergrößern...?

Danke!
 
Das ist nicht so sehr die Frage des Sensors, sondern mehr der Objektive.

Der Cropfaktor bei so einer Kamera ist ~5. Wenn man jetzt ein Objektiv daran bauen könnte, das z.B. 5-20mm f/1.0 hat, dann wäre die Bildqualität incl. Rauschen gar nicht so weit weg von einer Kleinbild-DSLR mit f/4 Kitobjektiv. Aber so ein Objektiv lässt sich offensichtlich nicht/nur viel zu teuer bauen.
 
und selbst wenn sich ein 5-20 f1 bauen lassen würde, dann wäre das ein ziemlich großer und schwerer klopper...
und bei so einer Kompakten ist doch gerade die Kompaktheit DAS Argument die sich zu holen. Wenn ich mit großer Ausrüstung rumrennen möchte, dann nehme ich ja die DSLR.

Ansonsten kann so ein kleiner Sensor einfach nicht die Menge an Licht aufnehmen, die ein aps-c oder vf Sensor aufnehmen kann. Also wird die High-Iso fähigkeit wohl immer (etwas) schlechter sein.
 
BQ unter welchen Umständen?

Bei Motiven, die relativ klein sind und mit einer sehr großen Tiefenschärfe abgebildet werden sollen könnten die Kleinen heute schon ähnlich gut sein. Vielleicht sogar hin und wieder etwas besser.

Bei anderen Motiven kann ich mir nicht vorstellen, das ein 1,7 Sensor je die BQ eines heutigen APS-C oder Kleinbildsensort oder Mittelfomat-Sensorts erreicht.

Nur, wenn das doch einmal möglich sein sollte, dann wird man mit der BQ der dann erhältlichen größeren Sensoren vergleichen. Und der Unterschied wird wieder gegeben sein.
 
offensichtlich ist in der fotografie der trend zur miniaturisierung nicht aufzuhalten. ich bin sicher, das die ersten fotografen mit den grossen platten auch wochenlang über die fotografen mit den kleinen glasplatten abgelästert haben ;). der selbe paradigmawechsel dürfte sich mit den ersten kleinbildfilmen ergeben haben. vor langen jahren hat pentax mal versucht, die slr-szene mit dem system 110 aufzurollen, indem sie in ultrakleinen gehäusen die pocketfilme verwendet hat. eine nette idee, aber die filme waren eher untere qualität. und do ein ding in die vitrine zu stellen ist ganz amüsant, aber ensthaft damit was zu veranstalten scheitert schlichgt schon mal an der grösse, jede kompakte ist heute noch grösser, wenn auch nicht dicker als das 110er system.
immer wieder wird behauptet, ein kleiner chip vermag nicht zu leisten, was ein grosser kann, von wegen empfindlichkeit usw. wenn ich meine alte sony dsc-p1 rauszerre, die mich seinerzeit fast 2000 dm gekostet hat und die nur gegen die konika-minolta z 30 antreten lasse, beide 3 mb, liegen da schon welten dazwischen. welten in der iso, welten in der auslöseverzögerung, welten im preis. und genauso wirds auch weitergehen, ob mans nun wahrhaben will, oder nicht. den übergang zwischen mittelformal und kleinbild hat die fotowelt auch verkraftet, zumindest was den amateurbereich angeht.
in manchen ecken wird immer wieder der rum nach mittelformat-dslr laut, aber sowas will auch erst mal bezahlt sein...man bescheidet sich mit vollformat (nur um mal wieder die widersinnigkeit der benutzten begriffe hochzuspülen)
beim grossteil der amteufotografen vermute ich einmal ganz dreist eine gewisse form des fetischismus, mit kb-format zu arbeiten (analog der bundeswehrweisheit, das der mansch erst mit dem leutnant beginnt).
da werden alle anderen, kleineren, als cropformat bezeichnet, wobei crop sinngleich mit krüppelig verwendet wird, nur um seine eigene investition schönzureden. sicher kann man mit "vollformat" ganz tolle sachen anstellen, vor allem kann man aber unmengen von geld versenken für etwas, das man mit aps-c oder ft auch günstiger hätte haben können. aber weil die profis... und der tolle service... und die tollen l-gläser...
dabei wird gerne vergessen, das die kamera und die optik nur ein mittel zum zweck ist, mit einem vergoldeten hammer bekomm ich nen nagel auch nicht schneller in die wand gehauen und ein topf von wmf bringt wasser auch erst bai 100° zum kochen.
ob mans nun wahrhaben will oder nicht, die industrie wird einfach den weg gehen, den sie will und dem kunden die wahl zwischen sauteuer und kb-format oder billiger und crop lassen. das dann hersteller daher kommen und ihr süppchen in beiden lagern kochen ist schon eher grenzwertig...
und so wie die debatte über evil vs dslr munter vor sich hinkocht, wird die frage nach der sensorgrösse weiter ihre blüten treiben.
klar werden kleinere sensoren kommen, das ist sicher, sensoren, die können, was heute ein vf-sensor zu stemmen vermag. aber im gleichen masse wirds die vf-sensoren geben, die dann eben noch ne menge mehr können als heute. die sagenhaften iso 500.000, video in hdtv mit 200 bildern in der sekunde, was auch immer.
wie bei den computern werden die anforderungen der nutzer vom hersteller generiert und dem käufer dann als must-have untergejubelt. und es wird immer welche geben, die zu den technophilen gehören und das haben müssen...
aber nur so geht di entwicklung vorwärts. billy boy gates maeinte auch mal 640 kb sei genug ram für alle zeiten...
in der amateurszene ist halt so, da schlägt der spieltrieb beim hobby durch. und einem hobby mit realistischen argumenten zu begegnen ist vollkommen sinnfrei.
 
oscar2 hat es auf den Punkt gebracht: Die kleinen Sensoren werden immer schlechter sein als ein Kleinbild-Sensor gleicher Technologiestufe. Solange Kleinbild-Sensoren noch gebaut werden, werden sie auch technologisch auf dem aktuellen Stand der Technik gehalten. Daher ist der KB-Sensor dem Cropsensor immer 2.3x voraus was Rauschen anbelangt. Schlicht und einfach, weil der KB-Sensor 2.3x mehr Fläche hat und darum bei gleicher Lichtstärke 2.3x mehr Licht einfangen kann. Das Signal muss dann 2.3x weniger verstärkt werden und darum ist das Rauschen 2.3x geringer. Natürlich gibt es immer Technologiesprünge und diese können mitunter vielleicht diesen 2.3x-Vorsprung vorübergehend überbrücken.
Aber alle diese Vorteile sind ja nur bezüglich dem Rauschen. Die bessere Objektivwahl und das bessere Freistellungsvermögen gibt's mit dem KB-Sensor bei jeder Technologiestufe immer obendrauf - und das ist für mich der Hauptgrund.
 
der wunsch nach freistellung ist natürlich relativ, ich mach mehr in macro und da ist ft natürlich tiefenschärfemässg praktikabler als vf.
unterm strich ist halt doch so, das der lauf der technik die rauscharmut auch recht schnell auf die kleineren kaliber bringt. all das ist natürlich nur durch die grenzen der physik begrenzt, aber findige japaner werden die grenzen wohl irgendwann softwartechnisch aushebeln....oder uns das erzählen. und als ersatz gibts dann irgendeinen gimmick, den man eigentlich garnicht haben will. ne dslr mit eingebauten handy oder nem schweizer offiziersmesser, nur um dem user vorzuspielen, was man wieder tolles hat, nur um zu verheimlichen, das es eben doch dinge gibt, die nicht gehen.
aber seis drum, ich hab ne oly 410, damit kann ich leben, der rucksack mit dem ganzen geraffel ist schwer genug. das ganze für vf und ich bräucht nen sherpa. von daher ist crop auch nicht immer der nachteil.
mfg oscar
 
Nein, FT oder Crop hat keinerlei Vorteil gegenüber KB im Bezug auf möglichst grosse Schärfentiefe. Ein weit verbreiteter Irrglaube. Der KB-Sensor mit seinen grossen Pixeln ist weniger anfällig auf Beugungsunschärfe, daher kann man ihn genau so stark weiter abblenden, wie er braucht, um einen Cropsensor aufzuholen. Und das durch's Abblenden verlorene Licht kann man durch die bessere ISO-Leistung wiederum genau aufholen. Physik ist Physik.
Als Nachteil kann man nur gelten lassen, dass der KB-Sensor bei gleicher Pixelzahl und gleichem Objektiv weniger fein auflösen kann, was bei Makro- und Teleanwendungen ein Nachteil ist. Hat der KB-Sensor aber die gleiche Pixeldichte wie die Cropkamera (Nikon D3x vs. D300), dann ist auch dieses Manko beseitigt.
Auf der anderen Seite bietet die KB-Kamera auch den grösseren und helleren Sucher, was bei Makroanwendungen ein entscheidender Vorteil sein kann.

Ausserdem muss die KB-Kamera nicht zwingend ein Riesenbrocken sein. Meine D700 trägt sich relativ gut. Auch die Objektive müssen nicht schwer sein. Wenn man sich mit lichtschwachen Zooms zufrieden gibt, dann ist im Endeffekt nicht viel mehr Gewicht in der Tasche. Wenn man alles lichtstarke Festbrennweiten einsetzt, um auch das letzte aus KB herauszukitzeln, dann wird es natürlich schon schwerer. Aber das ist dann mit einer Cropkamera nicht mehr im entferntesten aufzuholen.
 
Prinzipiell ist es recht egal welche Sensorgröße bei fester Pixelzahl eine Kamera hat, es lässt sich fast alles über Brennweite und Lichtstärke wieder rausholen (sehr sehr kleine Sensoren mal ausgenommen - irgendwann rauschen sie prinzipbedingt deutlich mehr. Aber von so kleinen Größen reden wir hier ja gar nicht).

Kleinere Kameras rauschen - wenn man möglichst identische Bilder (Ausschnitt, Schärfeferlauf/Schärfentiefe, Belichtungszeit) - auch nicht mehr als Kameras mit großen Sensoren.

Kameras mit großen Sensoren haben nicht mehr Probleme mit großer Schärfentiefe (wie dmkdmkdmk schrieb, die großen Pixel vertragen stärkeres abblenden besser).

usw. usw.

In der Praxis gibt es folgende Einschränkungen:

Lange Brennweiten: bei gleicher Pixelzahl sind kleine Blickwinkel mit kleinen Sensorformaten günstiger bzw. überhaupt zu haben.

Große Lichtstärke: prinzipiell kann man über große Lichtstärke die Freistellung/das Rauschen bei kleinen Sensoren auf das gleiche Niveau bringen wie bei großen Sensoren, nur lassen sich Objektive mit sehr sehr große Lichtstärken (prinzipbedingt) nur sehr aufwändig bzw. gar nicht herstellen.

Systeme mit kleinen Sensoren können (müssen aber nicht) kleiner und leichter sein.

Systeme mit kleineren Sensoren sind deutlich billiger, wenn man Einschränkungen bei Freistellungsvermögen und Rauscharmut machen kann.

Systeme mit kleinen Sensoren werden schnell teurer, wenn man mit lichtstarken Festbrennweiten dann doch hohe Freistellung und Rauscharmut haben will.


Der TO hat von 1/1.7" Kameras geschrieben, die Sensoren dieser Kameras dürften schon sehr gut sein und den "großen" kaum nachstehen. Das Problem sind die physikalischen Probleme beim Bau kleiner Objektive mit sehr großer Lichtstärke. Da alles Vorher gesagte natürlich in noch stärkerer Ausprägung gilt.
 
... ist es nicht zu erwarten, dass Fortschritte der Technik dafür sorgen werden, dass z.B. zukünftige 1,7'' Sensoren die Bildqualität bringen werden, wie heue Vollformat oder zumindest APS-C?
Wodurch wird der Fortschritt hier begrenzt, durch die Technik oder durch die Gesetze der Physik? Dann könnte Canon z.B. den Nachfolger der heutigen "G12" einmal im selben Format mit Wechselobjektiven präsentieren, ohne den Sensor zu vergrößern...?
Hmm, ein Paar Quantensprünge müssten dann doch noch vollzogen werden.

Derzeit gelingt es immer noch nicht, die Zahl von Ladungstrennungen pro µm² Photodiodenfläche wirklich signifikant weiter nach oben zu bringen. Dies bedeutet, dass ein voll ausgesteuerter Sensor mit 2-µm-Pixeln gerade mal ca. 3000-4000 Ladungstrennungen (Elektronen) halten kann. Wenn dies die Lichter im Bild betrifft, so hat eine Bildpartie in den Mitteltönen gerade mal ca. 500-800 Elektronen - und dies auch nicht gleichmäßig in allen Farbkanälen. Resultat: es rauscht halt schon bei niedrigstem ISO erkennbar in den Mitten
und mehr noch in den Schatten - zumal wenn aufgehellt oder mit höherem ISO gearbeitet wird. Daher kommt man trotz Verbesserungen des Ausleserauschens nie über die Schwelle des Photonenrauschens selbst hinweg, so dass zwar eine weitere Optimierung möglich, aber eine komplette Überwindung der Limitationen geringer Pixelgrößen unmöglich ist. Würde es gelingen, die derzeit immer noch quasi unverrückbare Kopplung zwischen Halbleiterfläche und Ladungstopf-Kapazität zu sprengen, so wäre an Kompaktkameras mit ISO-50, ISO-25, ISO-12, ... eine Rauscharmut und Dynamik wie an einer heutigen KB-DSLR denkbar. Leider kenne ich zum heutigen Stand keine Sensortechnologie, die eben dieses böte.

Würden die Kameras so schnell sein, dass mehrere Einzelbilder innerhalb einer ohne Verwacklung haltbaren Gesamtzeit aufgenommen und gemittelt werden können, so wäre eine weitere deutliche Optimierung möglich. Auch könnte man daran denken, die Farbauszüge mit mehreren Sensoren parallel auszulesen, was allerdings hinsichtlich des Strahlenganges und der hohen Ansprüche an Farbtreue und Auflösung nicht wirklich einfach zu realisieren ist.

Zu den besten derzeit erhältlichen kompakten Sensoren gehören EMCCDs und sCMOS-Sensoren, die in Kameras verbaut werden, die um die 20-60 t€ kosten. Beide Technologien würden allerdings die im Eingangspost gesteckten Ziele derzeit immer noch verfehlen.


Andor EMCCD-Kamera:
http://www.andor.com/scientific_cameras/ixon/models/default.aspx?iProductCodeID=2

Datenblatt PCO sCMOS-Kamera:
http://www.pco.de/fileadmin/user_upload/db/products/datasheet/pco_edge_20100720.pdf
 
Theoretisch werden immer Unterschiede zwischen den Sensorgrößen da sein. Ein größerer Sensor logischerweise immer Vorteile.


Ob das aber in der Praxis noch relevant sein wird, wenn APS-C und FT bei 50 Megapixeln mit rauschfreier ISO 51 200 angelangt sind, ist fraglich. Spätestens dann sind die großen, und teuren KB-Format-Sensoren nicht mehr zu rechtfertigen. Außer durch geschicktes Marketing.
 
Wer weiß, was uns die Zukunft noch so bringt?

Vielleicht werden keine hochwertigen und lichtstarken Optiken mehr benötigt, der Schärfeverlauf lässt sich nachrechnen usw. Statt dem beknackten LiveView gibt´s für jeden Knipser ein Netzhautimplantat von Fielmann!

....und in jeden Zweisitzer passt eine fünfköpfige Familie!
 
Die Kompaktkameras sind ja inzwischen bei ~ 14 MP.

Und sie rauschen sogar weniger. Bügeleisen machen es möglich. In den letzten Jahren gab dort kaum noch sichtbare Fortschritte.

Was kann man Rauschtechnisch eigentlich erreichen? Man kann erreichen, dass die Sensoren noch weniger Eigenstörung der Technik einbringen. Das geht so lange, bis keine Eigenstörungen mehr vorhanden sind.
Das Licht kann dann fehlerfrei ausgewertet werden.

Und dann? Dann hängt alles von der Information ab, die tatsächlich im eingefangenen Licht vorhanden ist. Und an diesem Punkt ist einfach Schluss mit Miniaturisierung. Mehr Licht und damit eine breitere Messbasis können nur durch mehr Fläche entstehen.
 
Ach, in ein paar Jahren (>5 Jahre) wird es Sensoren geben in der größe einer kleinen 1 Cent Münze mit 70mp wo jeder Pixel einzeln gesteuert und ausgelesen wird. Damit erreicht man den den Dynamikumfang des menschlichen Auges.

Ihr glaubt doch nicht wirklcih das der fortschritt stehen bleibt, oder? :rolleyes:
 
Sicher wird der Fortschritt weiter gehen. Aber technischer Fortschritt kann immer nur ein zunehmend besserer Umgang mit den Gesetzen der Welt sein.

Er kann diese Gesetze aber nicht außer Kraft setzen.

Und wer jetzt mit Flugzeugen kommt: Auch diese setzen keine physikalischen Gesetze außer Kraft.
 
Theoretisch werden immer Unterschiede zwischen den Sensorgrößen da sein. Ein größerer Sensor logischerweise immer Vorteile.


Ob das aber in der Praxis noch relevant sein wird, wenn APS-C und FT bei 50 Megapixeln mit rauschfreier ISO 51 200 angelangt sind, ist fraglich. Spätestens dann sind die großen, und teuren KB-Format-Sensoren nicht mehr zu rechtfertigen. Außer durch geschicktes Marketing.
Ich fürchte, Du hattest Dich inhaltlich nicht mit meinem Posting auseinandergesetzt!?

Rauschfreie ISO 51200 bei APS-C/FT werden definitiv nie möglich sein. Rechne einfach nach, wie viele Photonen dann noch im Idealfall ankommen und wie groß deren stochastische Streuung ist!
 
Theoretisch werden immer Unterschiede zwischen den Sensorgrößen da sein. Ein größerer Sensor logischerweise immer Vorteile.

Naja ein großer Sensor hat auch Nachteile. Bei Offenblende hast du damit automatisch eine geringe Tiefenschärfe (Fluch und Segen). Das macht sich bei Available Light Aufnahmen negativ bemerkbar. Der Autofokus funktioniert da eh nicht mehr optimal und wenn er ein wenig daneben liegt ist gleich alles unscharf.

Ich hab das Thema Available Light mit Spiegelreflex für mich ziemlich abgehakt. Zum Glück hab ich dafür meine Fuji F30.

Gruß Nick
 
Unsinn. Ein grösserer Sensor bietet überhaupt keine Nachteile in der Schärfentiefe, da man wegen der geringeren Anfälligkeit auf Beugungsunschärfe stärker abblenden kann und die geringere Lichtstärke über die höhere ISO-Leistung genau kompensieren kann. Der einzige Nachteil bei einem grossen Sensor ist die Grösse und der Preis.
 
Rauschfreie ISO 51200 bei APS-C/FT werden definitiv nie möglich sein. Rechne einfach nach, wie viele Photonen dann noch im Idealfall ankommen und wie groß deren stochastische Streuung ist!

Meinst du wirklcih in 10 - 15 Jahren fotografiert man noch so wie heute? Mit alter CMOS Technik? In 15 Jahren macht man Bilder mit ISO 100.000 und es sieht aus wie ISO 200 heute. Andere Techniken bieten andere möglichkeiten
 
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