Wo liegt die theoretische Auflösungsgrenze?

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Na ja ... wenn man die Tonwertwiedergabe des einzelnen Pixels vor der A/D-Wandlung betrachtet, dann schon. Betrachtet man aber den Sensor als ganzes, dann nicht. Er teilt das Bildfeld räumlich in diskrete Elemente auf und ist somit in dieser Hinsicht definitiv nicht analog.

 

Analog-Digital-Wandler sind analoge Geräte. Pedanten wie ich bezeichnen sie allenfalls als Hybride. Der "Sensor als Ganzes" ist ein Analog-Digital-Wandler.

 

Das gibt mir aber sehr zu denken !

Wenn nun das Licht, bzw. die Information, die auf dem Spiegel auftrifft- festgehalten wird,

was dann?

Der Spiegel reflektiert ja nicht nur das, was ich willkürlich sehe, sondern alles:

Diese Information eingebrannt - wäre das was ich meinte.

(Die Bilder des Spiegels sind da, das Gegenüber wird "spiegelbildlich" abgebildet, egal womit man sie sieht)Spiegelbild

 

 

Gedankenexperiment: Nimm ein grosses Holzbrett. Säge ein Loch hinein. Stelle dich so hinter das Brett, dass Du einen Teil der Landschaft durch das Loch siehst. Zur Not kannst Du auch einfach ein Fenster aufmachen und hindurch schauen.

 

Was Du verlangst, besteht darin, dass das Loch im Brett das Bild der Landschaft aufzeichnen soll.

 

Sowas gibt's tatsächlich, aber mit einigen Einschränkungen. Das Hologramm kommt Deiner Beschreibung nahe. Leider ist der apparative Aufwand zur Herstellung eines Hologramms etwas grösser. Ein Brett mit Loch reicht nicht. Auch ist es nicht möglich, Landschaften in natürlichen Farben so abzubilden.

 

Dieses Thema sprengt allerdings den Rahmen dieses Threads, da wir hier über die Umwandlung reeller Bilder sprechen.

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[01af]

Wenn nun das Licht bzw. die Information, die auf dem Spiegel auftrifft, festgehalten wird, was dann?

Dann hast du einen Belichtungsmesser.

 

 

Der Spiegel reflektiert ja nicht nur das, was ich willkürlich sehe, sondern alles: Diese Information eingebrannt – das wäre das, was ich meinte.

Du scheinst zu glauben, das, was du im Spiegel siehst, sei irgendwie im Spiegel bzw. auf der Oberfläche desselben. Doch da ist nichts. Wie Michael schon sagte – das Spiegelbild entsteht im Auge des Betrachters. Wenn keiner in den Spiegel guckt, ist auch kein Spiegelbild da. Wenn zwei Leute zugleich in den Spiegel gucken, sind zwei verschiedene Spiegelbilder da. Doch die Bilder entstehen im Auge, nicht im Spiegel. Es gibt nichts im Spiegel selbst, was man irgendwie festhalten könnte.

 

 

Analog-Digital-Wandler sind analoge Geräte.

Mag ja sein, aber du verfehlst gerade das Thema.

 

 

Der "Sensor als Ganzes" ist ein Analog-Digital-Wandler.

Der Sensor als ganzes ist zuvorderst eine Rasterung der Bildfläche – und damit im Grunde seines Wesens etwas digitales.

 

Daß der einzelne Rasterpunkt in analoger Weise Tonwerte registriert, die erst durch die nachgeschaltete A/D-Wandlung digitalisiert werden (die ihrerseits auch wieder ein analoges Gerät sein mag), ändert daran gar nichts.

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Der Sensor als ganzes ist zuvorderst eine Rasterung der Bildfläche – und damit im Grunde seines Wesens etwas digitales.

 

Daß der einzelne Rasterpunkt in analoger Weise Tonwerte registriert, die erst durch die nachgeschaltete A/D-Wandlung digitalisiert werden (die ihrerseits auch wieder ein analoges Gerät sein mag), ändert daran gar nichts.

 

Ich bin im Besitz von Papier mit aufgedruckten Rastern. Nehmen wir das Beispiel des Millimeterpapiers. Gemäss deiner Aussage ist mein Millimeterpapier im Grunde seines Wesens etwas digitales?

 

Der Sensor heisst Sensor weil er Licht "fühlt". Der Raster des Sensors ist nur eines von zahlreichen Merkmalen. Der Sensor würde genau so gut funktionieren, wenn die einzelnen Photonenfallen nicht in einem Raster sondern in einem unregelmässigen, zufällig angeordneten Muster verteilt wären.

 

Die Umwandlung von analogen in digitale Signale bezieht sich auf die Umwandlung der einzelnen Helligkeitswerte, die beim Bayer-Sensor für jedes Teilpixel gemessen wurden, in numerischen Zahlenwerte.

 

Die Anordnung dieser Teilpixel oder ganzer Pixel in der Ebene hat keinen Einfluss darauf, dass der Sensor analoge Signale in digitale umwandelt und daher als analoges Gerät zu verstehen ist, allenfalls als hybrides Gerät.

[Guest Land]

01af: Ok, das kann ein Denkfehler sein, das ist mir vollkommen klar, aber:

Werden Reflektionen des Lichtes vom Objekt zum Spiegel kommen, von diesem umgelenkt oder zurückgebeugt, ist die Information für diese Zeit auf dem Trägermaterial aufgetroffen, bevor es von meinem Auge umgesetzt wird.

Inwieweit diese Information (ohne Umsetzung durch Hirn und Auge) einem uns Fotofreunden bekanntem Bild entspricht, kann ich nicht mal erahnen.

Evtl. ist es total unscharf oder gar in parallele einzelne Strahlen zergliedert?

(Mein Sohn meint: Wenn man ohne Optik fotografieren könnte, wären die Japaner längst auf den Trichter gekommen um Geld zu sparen )

[01af]

Werden Reflektionen des Lichtes vom Objekt zum Spiegel kommen, von diesem umgelenkt[...], ist die Information für diese Zeit auf dem Trägermaterial aufgetroffen, bevor es von meinem Auge umgesetzt wird.

Schon. Aber zur selben Zeit treffen auf demselben Punkt auf der Spiegeloberfläche unendlich viele andere Lichtstrahlen auch ein. Woher soll der Spiegel wissen, welcher dieser unendlich vielen Lichtstrahlen anschließend in ausgerechnet dein Auge fallen wird?

 

 

Inwieweit diese Information (ohne Umsetzung durch Hirn und Auge) einem uns Fotofreunden bekanntem Bild entspricht, kann ich nicht mal erahnen.

Dann laß es dir zum wiederholten Male sagen: Gar nicht.

 

 

Mein Sohn meint: Wenn man ohne Optik fotografieren könnte, wären die Japaner längst auf den Trichter gekommen, um Geld zu sparen.

Ein kluger Junge.

[PwoS]

01af: Ok, das kann ein Denkfehler sein, das ist mir vollkommen klar, aber:

Werden Reflektionen des Lichtes vom Objekt zum Spiegel kommen, von diesem umgelenkt oder zurückgebeugt, ist die Information für diese Zeit auf dem Trägermaterial aufgetroffen, bevor es von meinem Auge umgesetzt wird.

 

OK, machen wir ein bischen in Science-Fiction.

 

Die Oberfläche deines "Fotografie-Spiegels" müßte anders als Film oder herkömliche Sensoren in der Lage sein, nicht nur die Intensität (Helligkeit) und die Wellenlänge (Lichtfarbe) des einfallenden Lichtes sondern im Prinzip für jeden einzelnen der unendlich vielen aus allen Richtungen des Raumes einfallenden Lichtstrahlen auch den Einfallswinkel zu erfassen und zu speichern. Weiterhin müsste das Bauteil (oder ein weiteres) zwecks Wiedergabe des Aufgenommenen in der Lage sein, die eingefangenen Lichtstrahlen zum gewünschten Zeitpunkt wieder abzustrahlen. Und zwar wieder jeden einzelnen Lichtstrahl in der richtigen Helligkeit, Farbe und im richtigen Winkel.

 

Ein bischen viel verlangt oder?

[mjh]

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Ich bin im Besitz von Papier mit aufgedruckten Rastern. Nehmen wir das Beispiel des Millimeterpapiers. Gemäss deiner Aussage ist mein Millimeterpapier im Grunde seines Wesens etwas digitales?

Das ist ein Missverständnis. Die Unterscheidung zwischen analog und digital hat nichts mit der Unterscheidung zwischen kontinuierlich und diskret zu tun. Ein Sensor löst die Fläche in ein Raster diskreter Pixel auf, die Filmemulsion in ein unregelmäßiges Muster diskreter Silberhalogenidkristalle. Aus dieser räumlich diskreten Abtastung folgt aber nicht, dass Sensor und Film digital arbeiteten.

 

Die zweite Art der Auflösung ist die die der Tonwerte. Hier unterscheidet die Filmemulsion nur zwei Werte, Schwarz und Weiß: In einem Silberhalogenidkristall entstehen entweder ein paar Silberatome als Entwicklungskeim, der im Entwickler später eine Kettenreaktion auslöst, sodass der gesamte Kristall in metallisches Silber verwandelt wird, oder das Korn bleibt ein Silberhalogenidkristall und wird im Fixierbad ausgewaschen. Ein Sensorpixel kann immerhin Tausende von Elektronen speichern und die Tonwerte damit sehr viel feiner unterscheiden, aber dennoch bleibt auch die Tonwertauflösung des Sensors diskret. Letztendlich kann es auch gar nicht anders sein, weil Sensoren wie auch der Film diskrete Photonen registrieren. Die Lichtstärke ist bereits eine diskrete, keine kontinuierliche Größe.

 

Sensor und Film arbeiten diskret, aber gleichwohl analog. „Analog“ heißt, dass eine Größe einer anderen entspricht. Die Zahl der in einem Pixel gespeicherten Elektronen entspricht der Lichtstärke, und ebenso die Dichte der Silberkristalle in einer Filmemulsion. Dass irgendwelche dieser Größen kontinuierlich sein müssten, ist nicht gesagt.

 

Der Schritt von der analogen in die digitale Welt geschieht im A/D-Wandler, dessen Output Zahlen ist. Hier gibt es keine analogen Größen mehr, und so ist die Dualzahl 10000000 beispielsweise viel größer als 00001111, obwohl die zweite mehr 1en enthält. Aus den Spannungen, die am Ausgang eines digitalen Bauteils anliegen, kann man keine Rückschlüsse mehr über die davon repräsentierte Größe ziehen, so wie noch die Spannungen, die am Ausgang des Sensors gemessen werden konnten, einer Lichtstärke analog waren. Es ist völlig gleichgültig, ob eine hohe Spannung für 1 und eine niedrige für 0 steht, oder ob es umgekehrt ist; das ist eine prinzipiell beliebige Vereinbarung.

[pop]

... Weiterhin müsste das Bauteil (oder ein weiteres) zwecks Wiedergabe des Aufgenommenen in der Lage sein, die eingefangenen Lichtstrahlen zum gewünschten Zeitpunkt wieder abzustrahlen. Und zwar wieder jeden einzelnen Lichtstrahl in der richtigen Helligkeit, Farbe und im richtigen Winkel.

 

Ein Hologramm, eben. Das ist, was ein Hologramm macht.

[01af]

Ich bin im Besitz von Papier mit aufgedruckten Rastern. Nehmen wir das Beispiel des Millimeterpapiers. Gemäß deiner Aussage ist mein Millimeterpapier im Grunde seines Wesens etwas digitales?

Erstens: nein, und zweitens: schon gar nicht "gemäß meiner Aussage". Muß man dir wirklich erst noch den Unterschied zwischen einem Pixelraster und den Kästchen auf einem Stück Millimeterpapier erklären?

[Guest Land]

OK, machen wir ein bischen in Science-Fiction.

 

Die Oberfläche deines "Fotografie-Spiegels" müßte anders als Film oder herkömliche Sensoren in der Lage sein, nicht nur die Intensität (Helligkeit) und die Wellenlänge (Lichtfarbe) des einfallenden Lichtes sondern im Prinzip für jeden einzelnen der unendlich vielen aus allen Richtungen des Raumes einfallenden Lichtstrahlen auch den Einfallswinkel zu erfassen und zu speichern. Weiterhin müsste das Bauteil (oder ein weiteres) zwecks Wiedergabe des Aufgenommenen in der Lage sein, die eingefangenen Lichtstrahlen zum gewünschten Zeitpunkt wieder abzustrahlen. Und zwar wieder jeden einzelnen Lichtstrahl in der richtigen Helligkeit, Farbe und im richtigen Winkel.

 

Ein bischen viel verlangt oder?

 

Klar, aber was, wenn diese Info eingebrannt bliebe?

(Sensor oder Platte oder Film ist egal)

Nachregulieren könnte man mittels Software ..

Wie würde ein solches Bild ausschauen- etwa wie ein Wärmebild?

[pop]

Das ist ein Missverständnis. Die Unterscheidung zwischen analog und digital hat nichts mit der Unterscheidung zwischen kontinuierlich und diskret zu tun.

 

Danke, das stimmt und ich wusste es bereits. Ich hatte auf einen Einwand von 431 (0 + 1*256 + 10*10 + 1*15 = 01AF) geantwortet.

[mjh]

Wenn nun das Licht, bzw. die Information, die auf dem Spiegel auftrifft- festgehalten wird, was dann?

Der Spiegel reflektiert ja nicht nur das, was ich willkürlich sehe, sondern alles:

Diese Information eingebrannt - wäre das was ich meinte.

Stell’ Dir vor, dass zwei Personen, A und B, vor einem Spiegel stehen, sodass A, der Spiegel und B ein Dreieck bilden. Dann sieht A im Spiegel B (nicht aber sich selbst), während B wiederum A sieht (aber nicht sich selbst). A und B sehen also im selben Spiegel ganz unterschiedliche Bilder, und jeder andere, der neben ihnen stünde, würde wiederum ein etwas anderes Bild sehen. Welches dieser Bilder sollte der Spiegel also festhalten, wenn nicht die Summe aller Bilder und damit nichts Erkennbares?

[pop]

Der Sensor als ganzes ist zuvorderst eine Rasterung der Bildfläche – und damit im Grunde seines Wesens etwas digitales..

 

Erstens: nein, und zweitens: schon gar nicht "gemäß meiner Aussage". Muß man dir wirklich erst noch den Unterschied zwischen einem Pixelraster und den Kästchen auf einem Stück Millimeterpapier erklären?

 

In diesem Fall musst Du vielleicht wirklich erklären, inwiefern eine Rasterung der Bildfläche im Grunde seines Wesens etwas digitales sein soll und eine Rasterung der Blattfläche nicht.

[mjh]

Die Oberfläche deines "Fotografie-Spiegels" müßte anders als Film oder herkömliche Sensoren in der Lage sein, nicht nur die Intensität (Helligkeit) und die Wellenlänge (Lichtfarbe) des einfallenden Lichtes sondern im Prinzip für jeden einzelnen der unendlich vielen aus allen Richtungen des Raumes einfallenden Lichtstrahlen auch den Einfallswinkel zu erfassen und zu speichern.

So etwas gibt es; man bezeichnet es als plenoptische oder Lichtfeld-Kamera. Allerdings haben solche Kameras eine Optik, oder genau genommen zwei: Vor dem Sensor gibt es ein Raster von Mikrolinsen, das im Unterschied zu gewöhnlichen Mikrolinsen ein Bild erzeugt, das auf ein größeres Quadrat von Pixeln projiziert wird. Jede der Mikrolinsen erzeugt ein Bild der Austrittspupille des eigentlichen Objektivs, und die Pixel darunter lösen dieses Bild auf. Jedes Pixel erfasst einen anderen Teil der Austrittspupille, und jedem entspricht ein bestimmter Einfallswinkel. Auf diese Weise registriert der Sensor ein Lichtfeld, also ein Modell der Strahlen in der Kamera, das deren Helligkeit und Farbe, aber auch deren Einfallswinkel beschreibt. Wenn man nun über ein präzises mathematisches Modell des Objektivs verfügt, kann man den Strahlenverlauf zurückverfolgen, also aus dem Einfallswinkel auf den Sensor berechnen, von welchem Punkt des Motivs der Strahl kam. Auf dieser Weise kann man dann aus einer einzigen Lichtfeldaufnahme unterschiedlich fokussierte Bilder berechnen, oder auch Bilder mit variabler Schärfentiefe.

 

Das Problem dabei ist, dass die Auflösung des Einfallswinkel auf Kosten der räumlichen Auflösung geht. Eine experimentelle Lichtfeld-Kamera, die auf einer Mittelformatkamera mit einem 16-Megapixel-Sensor basierte, konnte beispielsweise 14 x 14 Einfallswinkel pro Bildpixel auflösen, wodurch die Bildauflösung von 16 Megapixel auf 296 x 296 Pixel, also 0,088 Megapixel schrumpfte. Adobe hat eine Kamera konstruiert, die das Lichtfeld auf etwas andere Weise erfasst und damit eine etwas höhere Auflösung von immerhin 700 x 700 Pixeln erreicht.

[PwoS]

Ein Hologramm, eben. Das ist, was ein Hologramm macht.

 

In gewisser Weise schon. Aber Land möchte diese Funktion ja in eine einzelne plane Fläche integrieren, mit einem Erfassungswinkel von 180 Grad, einem Spiegel eben. Zur Herstellung eines Holograms braucht man ja eine vergleichsweise aufwendige Technik, und eine künstliche Lichtquelle (Laser). Land möchte, wie ich es verstanden habe, ja ganze Landschaften in natürlichen Farben aufnehmen. Das müsste ja dann mit dem vorhandenen Tageslicht geschehen.

[pop]

Aber Land möchte diese Funktion ja in eine einzelne plane Fläche integrieren, mit einem Erfassungswinkel von 180 Grad, einem Spiegel eben. Zur Herstellung eines Holograms braucht man ja eine vergleichsweise aufwendige Technik

 

Das möchte ich schon auch. Nur weiss ich, dass das nicht geht.

[PwoS]

So etwas gibt es; man bezeichnet es als plenoptische oder Lichtfeld-Kamera. ...

 

Interessant. Das wußte ich nicht. Vielleicht wird ja dann doch noch was draus in der Zukunft. Aber, wenn ich dich richtig verstanden habe, braucht man da auch ein Objektiv (Linsensystem), oder? Das wäre also nicht die linsenlose Konstruktion, die nur mit einer planen Fläche auskommt, so wie sie Land angeregt hat.

 

Mir schwebt ein Ergebnis vor, wie auf einer Projektionsleinwand, nur daß das Motiv von der Umwelt selbst "geworfen" wird, einem Spiegel ähnlich.

[mjh]

Interessant. Das wußte ich nicht. Vielleicht wird ja dann doch noch was draus in der Zukunft. Aber, wenn ich dich richtig verstanden habe, braucht man da auch ein Objektiv (Linsensystem), oder? Das wäre also nicht die linsenlose Konstruktion, die nur mit einer planen Fläche auskommt, so wie sie Land angeregt hat.

Ja, mit dieser Randbedingung funktioniert es eben nicht. Andererseits funktioniert die holografische Abbildung, weil man sehr präzise Angaben über das zur Beleuchtung dienende Licht machen kann, das im Gegensatz zum normalen Umgebungslicht kohärent ist; außerdem entsteht das Bild aus der Interferenz von Licht, das den Bildwandler einmal direkt und einmal vom Motiv reflektiert erreicht. Auch das entspricht nicht so ganz dem Spiegelszenario.

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Hallo,

Look here: Interesting Leica gear

[01af]

In diesem Fall musst Du vielleicht wirklich erklären, inwiefern eine Rasterung der Bildfläche im Grunde seines Wesens etwas digitales sein soll und eine Rasterung der Blattfläche nicht.

Dafür bekommst du ein: Seufz! Mit Ausrufezeichen.

 

In die Kästchen deines Karo- oder Millimeterpapiers kannst du hineinmalen, was dir beliebt. Du kannst zwei Punkte hineinsetzen mit verschiedenfarbigen Buntstiften ... oder drei ... oder hundert, wenn du eine ruhige Hand hast und deine Stifte scharf genug anspitzt.

 

Ein Pixel eines Sensors aber kann nur genau einen Wert registrieren – einen analogen zwar (der erst beim Auslesen und Abspeichern digitalisiert wird), aber eben nur einen, der für die gesamte Fläche des Pixels stets und zwangsläufig ein und derselbe ist.

 

Im übrigen hat Michael völlig recht, wenn er darauf hinweist, daß "diskret" nicht dasselbe ist wie "digital" – ebenso wie "kontinuierlich" nicht dasselbe ist wie "analog". Ich hätte also strenggenommen sagen müssen: "Der Sensor ist ... im Grunde seines Wesens etwas diskretes.". Das sehe ich ein, und ich bekenne mich schuldig der Begriffsverbuchselung. Aber – irgendwie habe ich in diesem Falle überhaupt kein schlechtes Gewissen dabei ...

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"Der Sensor ist ... im Grunde seines Wesens etwas diskretes.". Das sehe ich ein, und ich bekenne mich schuldig der Begriffsverbuchselung. Aber – irgendwie habe ich in diesem Falle überhaupt kein schlechtes Gewissen dabei ...

 

Diese Formulierung hätte nicht zu einer Rückfrage geführt. Gewissen ist hier ja zum Glück nicht nötig.