Windows-Programm zur Ermittlung der Kamera- und Objektivschärfe (Auflösung)

[abacus]

Unter Standardaufbau verstehe ich eine Definition, die es teilnehmerweit ge-
stattet Vergleiche anzustellen. Im Sinne einer optischen Bank also mit vorge-
gebenen Positionen des Testbildes um zu halbwegs vergleichbaren Aussagen
zu kommen, also beispielsweise 1 Lage an der Hauptachse etc. und dazu aber
auch ein Maßstab um die Skalierung hinreichend genau ermitteln zu können
und seien es auch nur Pmit apiermaßbändern von Elchs etc.


abacus

 

[Berlin]

Ich kann mir vorstellen, dass TIF bei der Auflösungsgrenze überlegen ist, da JPEG kleine Details wegkomprimiert. Und ich vermute, dass das JPEG Deiner Kamera stärker schärft, was den MTF50-Wert nach oben bringt. Aber Näheres kann ich Dir sagen, wenn Du mir 2 Testbilder schickst....

Du hast recht, ich habe ein Jpeg mit den gleichen Einstellungen wie
beim Tiff aus dem RAW erzeugt, da kommt auch in etwa das gleiche raus.
Welche Maßeinheit haben eigentlich die Werte für MTF50 bei dir?
Wegen der Bilder habe ich dir eine PN geschickt.

 

[canonklicker]

Unter Standardaufbau verstehe ich eine Definition, die es teilnehmerweit ge-
stattet Vergleiche anzustellen. Im Sinne einer optischen Bank also mit vorge-
gebenen Positionen des Testbildes um zu halbwegs vergleichbaren Aussagen
zu kommen, also beispielsweise 1 Lage an der Hauptachse etc. und dazu aber
auch ein Maßstab um die Skalierung hinreichend genau ermitteln zu können
und seien es auch nur Pmit apiermaßbändern von Elchs etc.


abacus

Hi abacus,

die Lage des Sterns ist definiert durch
1. die Entfernungsformel wie oben angegeben. Abweichungen davon werden im Programm berücksichtigt. Also auch Abbildungsmassstäbe zwischen 1:3 und 1:10 liefern (im Rahmen der Wiederholgenauigkeit) die gleichen Ergebnisse. Das liegt am fraktalen Verhalten des Sterns - ist er kleiner sieht es genauso aus die das Innere eines größer abgebildeten Sterns.

2. die Lage an der Hauptachse wird dadurch festgelegt, welchen Bildbereich man messen möchte (Zentrum, Bildränder etc.)

3. Der Stern muss parallel zum Sensor liegen

4. Gleichmäßige Ausleuchtung

Was vermisst Du noch?

 

[canonklicker]

Bitte gebt bei Fragen an, ob Ihr Pro-Version-Nutzer seid. Das hilft mir beim Support.

LG Klaus

 

[canonklicker]

Du hast recht, ich habe ein Jpeg mit den gleichen Einstellungen wie
beim Tiff aus dem RAW erzeugt, da kommt auch in etwa das gleiche raus.
Welche Maßeinheit haben eigentlich die Werte für MTF50 bei dir?
Wegen der Bilder habe ich dir eine PN geschickt.

Ich hab mir die Bilder angesehen und möchte euch die Ergebnisse nicht vorenthalten. Für 3 Fotos hab ich die Messwerte aus LPH.EXE ausgeleitet und sie mit Excel im sog. MTF-Diagramm (Modulation-Transfer-Function) grafisch dargestellt: .JPG aus der Kamera, .tif aus dem RAW-Konverter und raw.jpg ebenfalls aus dem RAW-Konverter. Es ist Kontrast über Linienpaare dargestellt

Folgende Dinge fallen auf:

Das .JPG hat eine größere Schärfung, einen höheren MTF50-Wert (bei 0,5) und fällt aber an der Auflösungsgrenze bei 10% (0,1) ab, wegen destruktiver Kompression. Dass die Schärfung erst bei ca. 150 Linienpaaren einsetzt scheint mit dem kamerainternen Schärfealgorithmus zu tun zu haben, der versucht Überschwinger der Schärfung (sog. Halos) zu vermeiden.

Das raw.jpg hat zumeist den gleichen Verlauf wie das .tif, fällt aber aus den gleichen Gründen bei 10% ab.

Das .tif hat die höchste Auflösung, d.h. den höchsten Wert der Linienpaare bei Kontrast 0,1.

Die Maßeinheit von MTF50 sind auch Lienienpaare pro Bildhöhe.

Danke "Berlin" für das interessante Beispiel!

 

[whr_]

Zum Thema Standardaufbau:

Hat man einen Siemensstern formatfüllen auf A4 gedruckt (Breite 21cm) und ein 50mm Objektiv auf einer Vollformatkamera, so ergibt sich ein Abbildungsmaßstab von 20% bei einem Abstand von 219cm..

Was auch immer Du da gerechnet hast, ist falsch.

1. Der Ansatz ist falsch: ABM = 1:5 (0,2 20%) bedeutet b = 0,2 * g und mit der Linsengleichung 1/f = 1/b + 1/g ergibt sich g = 6 * f bzw. b+g = 7,2 * f. - Soweit zu Deiner Formel "Abstand(20%) = 5 * 21cm * BW(mm) / Sensorhöhe(mm)" - die ist schlich sinnlos.
   
2. Demzufolge ist auch das Ergebnis grob falsch - der Abstand wäre im Beispiel 7,2*50 mm = 36 cm.
   
3. Übliche 50-mm-Objektive haben eine Nahgrenze >40 cm, der Aufbau ist daher gar nicht realisierbar.
   
4. Und auch wenn wir den ABM noch etwas kleiner wählen, um eine Nahgrenze von 45 cm zu erreichen, was mit 24 mm / 21 cm = 0,114 durchaus möglich wäre, ist die Messung wenig geeignet, das Objektiv zu beurteilen, da der Einsatz nicht an der Nahgrenze erfolgt und Nicht-Makroobjektive die beste Leistung bei großen Entfernungen oder allenfalls Porträtentfernung bringen (je nach Korrektur), aber nicht an der Nahgrenze.

Edit: vielleicht meinst Du ja mit "Abbildungsmassstab" etwas anderes als den Abbildungssmassstab? - dann nenn das bitte anders und erkläre uns, was das dann sein soll.

Soll das DIN-A4-Blatt formatfüllend aufgenommen werden?

 

[Berlin]

Wenn ich Linienpaare/ Bildhöhe rechne fallen doch die Brennweite und Sensorgöße für die Schärfeberechnung raus, ich muß nur darauf achten, daß nicht zu wenig Druckerpixel auf ein Kamerapixel (ABM zu groß). So ein Stern sollte auch noch bei relativ kleinem ABM genug Linien bieten.

 

[canonklicker]

Was auch immer Du da gerechnet hast, ist falsch.

1. Der Ansatz ist falsch: ABM = 1:5 (0,2 20%) bedeutet b = 0,2 * g und mit der Linsengleichung 1/f = 1/b + 1/g ergibt sich g = 6 * f bzw. b+g = 7,2 * f. - Soweit zu Deiner Formel "Abstand(20%) = 5 * 21cm * BW(mm) / Sensorhöhe(mm)" - die ist schlich sinnlos.
   
2. Demzufolge ist auch das Ergebnis grob falsch - der Abstand wäre im Beispiel 7,2*50 mm = 36 cm.
   
3. Übliche 50-mm-Objektive haben eine Nahgrenze >40 cm, der Aufbau ist daher gar nicht realisierbar.
   
4. Und auch wenn wir den ABM noch etwas kleiner wählen, um eine Nahgrenze von 45 cm zu erreichen, was mit 24 mm / 21 cm = 0,14 durchaus möglich wäre, ist die Messung wenig geeignet, das Objektiv zu beurteilen, da der Einsatz nicht an der Nahgrenze erfolgt und Nicht-Makroobjektive die beste Leistung bei großen Entfernungen oder allenfalls Porträtentfernung bringen (je nach Korrektur), aber nicht an der Nahgrenze.

Edit: vielleicht meinst Du ja mit "Abbildungsmassstab" etwas anderes als den Abbildungssmassstab? - dann nenn das bitte anders und erkläre uns, was das dann sein soll.

Soll das DIN-A4-Blatt formatfüllend aufgenommen werden?

Du hast Recht. Abbildungsmassstab ist anders definiert. Ich meine, dass der Stern ein Fünftel der Bildhöhe einnimmt, so stehts auch in der Anleitung.

Ja der Stern soll formatfüllend auf das Papier.

 

[canonklicker]

Wenn ich Linienpaare/ Bildhöhe rechne fallen doch die Brennweite und Sensorgöße für die Schärfeberechnung raus, ich muß nur darauf achten, daß nicht zu wenig Druckerpixel auf ein Kamerapixel (ABM zu groß). So ein Stern sollte auch noch bei relativ kleinem ABM genug Linien bieten.

Genau!

 

[whr_]

Du hast Recht. Abbildungsmassstab ist anders definiert. Ich meine, dass der Stern ein Fünftel der Bildhöhe einnimmt, so stehts auch in der Anleitung.

Muss ich die gelesen haben?

In Wahrheit ist der gewünschte ABM also 0,2 * Bildhöhe/210 mm und insofern bei KB-Format etwa 0,023 bwz. 1:44. Das ist ein für die Beurteilung "normaler" Objektive vernünftiger ABM. Wenn man einen "Standard" schaffen wollte, wäre vielleicht ein "gerader" Wert wie 1:40 oder 1:50 sinnvoll.

Es bedeutet natürlich auch, daß bei einem Teleobjektiv erhebliche Messentfernungen notwendig werden - bei 0,023 und 200 mm rund 9 m, bei 300 mm mehr als 13 m - die meist nur im Freien realisierbar sind. Aber das lässt sich nicht vermeiden.

 

[canonklicker]

Muss ich die gelesen haben?

In Wahrheit ist der gewünschte ABM also 0,2 * Bildhöhe/210 mm und insofern bei KB-Format etwa 0,023 bwz. 1:44. Das ist ein für die Beurteilung "normaler" Objektive vernünftiger ABM. Wenn man einen "Standard" schaffen wollte, wäre vielleicht ein "gerader" Wert wie 1:40 oder 1:50 sinnvoll.

Es bedeutet natürlich auch, daß bei einem Teleobjektiv erhebliche Messentfernungen notwendig werden - bei 0,023 und 200 mm rund 9 m, bei 300 mm mehr als 13 m - die meist nur im Freien realisierbar sind. Aber das lässt sich nicht vermeiden.

Jetzt sind wir zusammen

 

[canonklicker]

...
Ermöglicht Deine Software eine valide Aussage zur Zentrierung/Dezentrierung von Objektiven?
...

Ich hab den Stern an unterschiedlichen Positionen im Bild abfotografiert (42 mal), wobei ich nur auf den Stern in der zentralen Position scharfgestellt und dann den Focus nicht mehr verändert habe. Die Messdaten habe ich mit gnuplot dargestellt. Man sieht hier eine gewisse Dezentrierung des Nikon 50/1.8G an meiner Nikon D800 bei Offenblende.

Besteht Interesse an einer (Teil-)Automatisierung solcher Messungen? Wäre das ein Grund zum Upgrade auf die Pro-Version?

 

[Kamera2016]

Ich habe bisher aus zeitlichen Gründen nur mitgelesen. Ich würde die Pro sofort kaufen, wenn es möglich ist, die Objektivdaten manuell einzugeben. Mein "Problem" ist, daß ich nur manuelle Objektive habe. Für die Dokumentation müßten aus meiner Sicht aber die relevanten Daten in der Datei enthalten sein; so wie Du es ja automatisch ermöglicht.

Wenn Deine Software auch Dezentrierung berechnen kann, wäre das ein sehr starkes Feature. Für eine Testung müßten dann wohl 5 Siemenssterne (Zentrum und in den Rändern) auf einem Blatt sein; diese werden (sequenziell) einzeln berechnet und die Werte dann angezeigt. Dies kann man dann für die relevanten Blenden durchfotografieren und sich ein Urteil über das Objektiv bei der verwendeten Entfernung erlauben.

 

[canonklicker]

Ich würde die Pro sofort kaufen, wenn es möglich ist, die Objektivdaten manuell einzugeben. Mein "Problem" ist, daß ich nur manuelle Objektive habe. Für die Dokumentation müßten aus meiner Sicht aber die relevanten Daten in der Datei enthalten sein; so wie Du es ja automatisch ermöglicht.

In der Pro-Version kann man ab sofort Meta-Daten beliebig eingeben!

 

[canonklicker]

U.a. neu in Version 1.3:
Ausgabe der MTF (Modulation Transfer Funktion)

 

[Kamera2016]

So, jetzt habe ich mir auch mal dieses Programm heruntergeladen und mit einem Bild ausprobiert. Leider habe ich meine A7 gerade nicht im Zugriff, konnte also noch nicht die Messungen weiter vertiefen. Jetzt mußt erstmal meine alte D70 (der Sensor hat 6Mpx) mit dem Kitobjektiv ran.
Eingestellt waren 40mm F=4 1/60 ISO400

Messung 1: Siemensstern in der Mitte; jpg OOC ergibt 646 Lp/PH

Messung 2: Siemensstern in der Mitte; jpg aus NEF generiert, unbearbeitet: ergibt 752 Lp/PH

Messung 3: Siemensstern in der Mitte; jpg aus NEF generiert, unscharf maskiert ergibt 832 Lp/PH


Fragen:
# Eine niedrigere ISO verbessert vermutlich bei dieser Kamera die Auflösung, da diese stark rauscht.

# Vermutlich soll aber nur die native Auflösung zur Messung herangezogen werden, oder werden die RAWs immer erst - auch mit Nachschärfung - entwickelt?

# Imatest und diese Berechnung unterscheidet sich etwas, wenn ich es richtig verstanden habe.
Wie kann ich aber diese Messwerte mit IMA-Test Messungen vergleichen?

Ich habe z.B. dieses Objektiv
https://photographylife.com/reviews/nikon-28mm-f3-5-ai/
und möchte deren MTF Chart Messung nachvollziehen.
Müßte ich ungefahr die gleichen Wertangaben erhalten oder muß ich es umrechnen, um eine direkte Vergleichbarkeit zu haben?

Danke im voraus

 

[canonklicker]

Fragen:
# Eine niedrigere ISO verbessert vermutlich bei dieser Kamera die Auflösung, da diese stark rauscht.

Genau!

# Vermutlich soll aber nur die native Auflösung zur Messung herangezogen werden, oder werden die RAWs immer erst - auch mit Nachschärfung - entwickelt?

Ja nach Entwicklung - auch mit unterschiedlichen RAW-Konverter - ergeben sich andere Werte. Nachschärfen und Entrauschen sollte man nicht, wenn man die Kamera- und Objektivwerte haben möchte.

# Imatest und diese Berechnung unterscheidet sich etwas, wenn ich es richtig verstanden habe.
Wie kann ich aber diese Messwerte mit IMA-Test Messungen vergleichen?

Auf die Imatest-Software habe ich keinen Zugriff, bin aber für Vergleiche dankbar! AFAIK wendet Imatest "Slanted-Edge"-Algorithmen mit Fourier-Transformation an, während LPH die MTF direkt berechnet. Die Ergebnisse sollten im Rahmen der jeweiligen Meßungenauigkeiten die gleichen sein.
Einen "Imatest-Score" (was immer das ist) berechnet LPH natürlich nicht....

Ich habe z.B. dieses Objektiv
https://photographylife.com/reviews/nikon-28mm-f3-5-ai/
und möchte deren MTF Chart Messung nachvollziehen.
Müßte ich ungefahr die gleichen Wertangaben erhalten oder muß ich es umrechnen, um eine direkte Vergleichbarkeit zu haben?

Wenn Du die gleiche Kamera, Einstellungen und RAW-Entwicklungs-Toolchain verwendest, sollten die Ergebnisse vergleichbar sein. Die MTF-Charts kannst Du mit der Pro-Version erstellen.

 

[Ranchero]

Es gibt eine stark verbesserte Version des Programms mit vielen neuen Funktionen bzgl. Automatisierung und mehr. Die Standardversion ist Freeware!

http://moments-4ever.de/LPH

Für alle Techniknerds:
- Wie gut ist welches Objektiv
- Welchen Einfluss haben ISO, RAW, Kompression, Blende, ...
- Kameravergleiche
- Arbeitet der Autofokus optimal?

In der Pro-Version: Daten-Logging, Batch-Betrieb, Tethering-Modus

na also, geht doch! Es gibt noch Foren-TN, die das Forum als Hilfsmittel empfinden, was es ja auch sein soll.
Das ist endlich einmal eine brauchbare Antwort auf eine einfache Frage: Wie kann man ein Objektiv selber testen, ohne dabei arm zu werden...
Wenn ich eine Linsen-/Kamera Kombination testen lasse, kostet das logisch Geld, manchmal sogar richtig. Ob ich als Laie dann mit der Auswertung etwas anfangen kann, ist eine andere Sache. So kann ich wenigstens ohne viel Aufwand Testfotos machen und mir ein relativ nahes Bild von der Qualität der Linse machen.
Danke deshalb an den Autor, werde meine exotischen Kombis in den nächsten Tagen mal testen... (auch wenn es keine Canons sind )!

 

[canonklicker]

na also, geht doch! Es gibt noch Foren-TN, die das Forum als Hilfsmittel empfinden, was es ja auch sein soll.
Das ist endlich einmal eine brauchbare Antwort auf eine einfache Frage: Wie kann man ein Objektiv selber testen, ohne dabei arm zu werden...
Wenn ich eine Linsen-/Kamera Kombination testen lasse, kostet das logisch Geld, manchmal sogar richtig. Ob ich als Laie dann mit der Auswertung etwas anfangen kann, ist eine andere Sache. So kann ich wenigstens ohne viel Aufwand Testfotos machen und mir ein relativ nahes Bild von der Qualität der Linse machen.
Danke deshalb an den Autor, werde meine exotischen Kombis in den nächsten Tagen mal testen... (auch wenn es keine Canons sind )!

Danke Ranchero! Ich freue mich auf Deine Erfahrungen!
Ich hoffe, dass es noch mehr "Supporter" gibt, sonst muss ich mit der Weiterentwicklung aufhören.....
Auch ich habe keine Canons mehr - trotz Nutzernamens....

 

[Kamera2016]

Ich möchte gerne die Pro Version kaufen, blicke aber nicht mehr durch.

Es gibt einen Donate Knopf; werden durch die "Spende" weitere Funktionen freigeschaltet?

Habe nun meine Sony A7 wieder und mit einem Nikkor 55mm f2.8 Micro Ai-S bei ISO 100 getestet (JPG vom RAW mit Photoshop konvertiert, keine Bearbeitung; bei Blende F5.6):

MTF50: 1108
MPix: 18,2
Lp/PH: 1740

dto. mit Nachschärfung:
MTF50: 1388
MPix: 24
Lp/PH: 1999


Vergleiche ich es nun mit Deiner Messung aus der Anleitung:
Trotz höherer Auflösung Deines D800 Sensors schafft Dein 50mm F1.8 bei F1.8 keine besseren Werte; der Sensor kompensiert hier den Schärfeverlust bei Offenblende nicht.

Bei der Vergleichbarkeit komme ich aber nicht weiter und finde keine Angabe zum Lp/PH Wert.

MT50 Wert bedeutet die Anzahl der Linienpaare, bei denen der Kontrast um 50% abfällt

Lp/PH: Linienpaare / Bildhöhe. Ist damit die Sensorhöhe gemeint? Also bei Vollformat dann 1999 / 24 = 83,3 Linienpaare (nachgeschärft) bzw. 72,5 (ungeschärft)?
Die Werte bekomme ich nicht interpretiert. In diesem Beitrag
http://www.lenstip.com/483.4-Lens_r...ar_T*_FE_55_mm_f_1.8_ZA_Image_resolution.html

wird das 55mm Sony/Zeis F1.8 gemessen. Die erreichen 64-67 lpmm. An einer A7 RII mit 42Mpx Sensor.

Vermutlich habe ich noch einen Denkfehler, wäre aber für eine Aufklärung dankbar.


Was bedeuten die Werte Center: 3009,7 + 2025,5? Es zeigt vermutlich die Position der gefundenen Mitte des angeklickten Siemenssternes und dient dann wofür?


Danke im voraus.

P.S.
verdammt undurchschaubar, da jeder Hersteller / Tester mit einem anderen System die Auflösung der Objektive darstellt (unabhängig von den Messung mit unterschiedlichen Sensoren und Auswirkungen der RAW-Konverter). Ich habe jetzt Messwerte, die ich nicht in Beziehung zu anderen Angaben setzen kann. Muß ich mich von der Vorstellung der Vergleichbarkeit lösen und nur innerhalb "meines" Systemes die Objektive durchmessen/vergleichen?
Wo stehe ich mit diesem Wert im Vergleich zu anderen Meßergebnissen, die mit LPH erstellt wurden?