Vergleichbarkeit von Auflösungsangaben

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Liebe Forenten,

 

mir ist nicht ganz klar, ob Auflösungsangaben für digitale Bildsensoren, zumeist angegeben in lp/mm (Linienpaare pro mm), untereinander vergleichbar sind, insbesondere über unterschiedliche Sensorgrößen hinweg. Mit anderen Worten, wenn eine bestimmte Objektiv-Kamerapaarung mit einem MFT-Sensor beispielsweise mit 1500 lp/mm angegeben ist, und eine andere Objektiv-Kamerapaarung mit einem Vollformatsensor ebenfalls 1500 lp/mm auflöst, bedeutet das dann eine gleiche Bildqualität beider Systeme hinsichtlich Schärfe bzw. Auflösung? Oder ist bei gleichem Auflösungsvermögen ein Vollformatsensor einem MFT-Sensor deutlich überlegen?

 

Bei meiner Frage kommt es mir nur auf das Auflösungsvermögen an. Mir ist schon klar, dass ein kleinerer Sensor mehr zum Rauschen neigt als ein großer und das das verwendete Objektiv einen starken Einfluß hat etc., ich will einfach nur wissen, ob man die Auflösungsangaben verschiedener Sensorgrößen prinzipiell untereinander direkt vergleichen kann, oder ob man da Äpfel mit Birnen vergleicht.

 

Schon mal vorab herzlichen Dank für erhellende Antworten.

 

Grüße,

 

Andreas

[halo]

Bruder Andreas,

 

bereitest Du in Deinem Herzen heimlich die Rechtfertigung dafür vor, vom Roten Punkt abzufallen???

 

 

Hört nur: Er scheint kurz davor, Jahwe zu rufen!

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 Es geht eher um mögliche, ergänzende Anschaffungen, durchaus auch kompatibel zum roten Punkt.

[jofe]

mir ist nicht ganz klar, ob Auflösungsangaben für digitale Bildsensoren, zumeist angegeben in lp/mm (Linienpaare pro mm), untereinander vergleichbar sind, insbesondere über unterschiedliche Sensorgrößen hinweg. Mit anderen Worten, wenn eine bestimmte Objektiv-Kamerapaarung mit einem MFT-Sensor beispielsweise mit 1500 lp/mm angegeben ist . . .

 

Andreas

Tja Andreas, ich schreibe das dann einmal so: Wenn jemand für einen FT-Sensor eine Angabe von 1500 lp/mm macht, ist etwas faul im Staate Dänemark. Ein FT-Sensor hat eine Größe von ca 13mm x 17mm bei 3000x4000 Bildpunkten. Da kann er nicht auf einem Millimeter 1500 Linienpaare auflösen. Insofern ist diese Zahl mit eine falschen Dimension behaftet. Es mag sein, dass er 1500 LP über die Formatdiagonale auflöst, aber dann müsste derjenige, seine 1500 durch die 23 mm teilen, um auf das Maß Lp/mm zu kommen.

[pop]

Die Angabe der Auflösung in lp/mm müsste sich auf die Kamera zusammen mit einem Objektiv beziehen. Sonst weisst Du nicht, ob der Sensor oder der Sensor-Stack gemeint ist und ob ein real gegebenes Objektiv mit diesem Sensor auf eine vernünftige Auflösung kommt. Dieses war der erste Streich, doch der zweite folgt sogleich.

 

Wenn zwei Kameras mit Objektiv auf die gleiche Auflösung in lp/mm kommen, musst Du das ganze noch mit der Sensorgrösse multiplizieren, um die Auflösungen vergleichen zu können. Bilder, die Du mit einem kleineren Sensor aufnimmst, musst Du stärker vergrössern. Sie brauchen folglich eine höhere Auflösung, damit die Vergrösserung wieder dieselben Bilddetails zeigen kann.

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Jofe, der von mir angegebene Wert war lediglich als Beispiel zu sehen. Allerdings werden tatsächlich in Tests für MFT-Objektive Auflösungswerte von 1700 und gar über 1900 lp/mm angegeben (ob das ein Sensor dann auch rüberbringt ist eine andere Frage) und es werden für Kamera-Objektiv-Kombinationen Werte von 1400 lp/mm und mehr angegeben. Zumindest in letzterem Fall kann man das doch nur so verstehen, dass die Kombination aus Kamerasensor und Objektiv diese Auflösung auch wirklich zeigt, oder?

 

Wenn zwei Kameras mit Objektiv auf die gleiche Auflösung in lp/mm kommen, musst Du das ganze noch mit der Sensorgrösse multiplizieren, um die Auflösungen vergleichen zu können. Bilder, die Du mit einem kleineren Sensor aufnimmst, musst Du stärker vergrössern. Sie brauchen folglich eine höhere Auflösung, damit die Vergrösserung wieder dieselben Bilddetails zeigen kann.

 

Ah, jetzt scheinen wir der Lösung näher zu kommen. Das würde dann aber doch bedeuten, dass - eine gleiche Bildbetrachtungsgröße am Ende vorausgesetzt - eine Vollformatsensoraufnahme bei gleichem Auflösungswert tatsächlich mehr Details zeigen sollte als eine MFT-Aufnahme des gleichen Motivs. Stimmt meine Folgerung?

 

Wobei ich sagen muss, dass mir in realiter die Detailwiedergabeunterschiede zwischen guten MFT-Systemen (Top MFT-Kamera mit guter Optik) und Vollformatsystemen nicht oder zumindest nicht deutlich in die Augen springen, daher resultiert ja auch meine Frage. Konkret will ich eigentlich wissen, ob ich zur guten Wiedergabe digital aufgenommener Aufnahmen in einer Größe von 65 - 75 Zoll Querschnittsdiagonale unbedingt einen Vollformatsensor brauche oder ob es auch ein MFT-Sensor tun würde (auch hier ist mir klar, dass heutige Wiedergabegeräte, z.B. große LCD-Bildschirme, selbst beim 4K Standard weniger Pixel zeigen können als der Kamerasensor hat).

 

Um vielleicht mal in alten Filmdimensionen zu denken: Früher brauchte man für ordentliche Details in der Diaprojektion niedrigempfindliche, hochauflösende Filme, wobei tendenziell die Detailwiedergabe immer besser wurde, je größer das Filmformat war. Ist das auf heutige Bildsensoren so ohne weiteres übertragbar? 

 

Grüße,

 

Andreas

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Im Prinzip stimmt die Überlegung so.

 

Was noch nicht stimmt, ist der Realitätsbezug. Nehmen wir an, die Querschnittsdiagonale von 75" bezieht sich auf einen so genannten Print, also auf einen Ausdruck. Ein sehr sehr guter Drucker kann vielleicht 300 Pixel pro Zoll ausdrucken. Das ist nicht zu verwechseln mit "Punkten" oder "Tüpfelchen" oder "Tintenklecksen", da die meisten Drucker viele solcher Punkte auf auf eine kleine Fläche aufbringen, um die gewünschte Farbe darzustellen. 

 

Gehen wir also von 300 Pixel pro Zoll aus. Die Rechenaufgabe kannst Du selbst lösen: wieviele Pixel gibt das pro Bildkante und vieviele hat dein Bild, so wie es aus der Kamera kommt?

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Leo hat soeben diesen Thread eingestellt, der gut zu Deinen Fragen passt:

 

 

Wie viel Auflösung brauche ich wann?

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Im Prinzip stimmt die Überlegung so.

 

Was noch nicht stimmt, ist der Realitätsbezug. Nehmen wir an, die Querschnittsdiagonale von 75" bezieht sich auf einen so genannten Print, also auf einen Ausdruck. 

 

Nein, in meinem Fall bezieht sich die Querschnittsdiagonale auf einen 4K Fernseher. Diese Fernseher können etwa 8MP darstellen, jedenfalls im Format 16:9, ansonsten sind es entsprechend weniger, je nachdem, ob ein Foto im Hoch- oder Querformat wiedergegeben wird und welches Seitenverhältnis die Aufnahme hat. Der Hintergrund meiner Frage ist demnach folgender: Reicht mir unter den genannten Bedingungen eine Kamera mit MFT-Sensor (üblicherweise haben die dann 16MP) oder würde mir eine Kamera mit Vollformatsensor eine bessere Qualität bei der Wiedergabe auf so einem Fernseher bieten?

 

Und nochmal zurück zur Ausgangsfrage: Sind 16MP auf einem MFT-Sensor genauso gut wie 16MP auf einem Vollformatsensor (von der Rauschproblematik einmal abgesehen)? Früher war es ja so, dass pro Quadratzentimeter Film ein bestimmtes Auflösungsvermögen gegeben war, oder anders herum jeder Quadratzentimeter Film hatte eine bestimmte Pixelanzahl, sodass ein größeres Filmformat eben auch entsprechend mehr "Pixel" hatte. Das ist bei den Digitalsensoren ja nicht unbedingt so, ich kann 20MP auf einer kleinen Sensorfläche oder eben auf einer größeren Sensorfläche bekommen. Ob und warum sich daraus ein Unterschied hinsichtlich der Auflösung ergibt, das ist das, was mir nicht klar ist.

 

Grüße,

 

Andreas

[jofe]

Jofe, der von mir angegebene Wert war lediglich als Beispiel zu sehen. Allerdings werden tatsächlich in Tests für MFT-Objektive Auflösungswerte von 1700 und gar über 1900 lp/mm angegeben (ob das ein Sensor dann auch rüberbringt ist eine andere Frage) und es werden für Kamera-Objektiv-Kombinationen Werte von 1400 lp/mm und mehr angegeben. Zumindest in letzterem Fall kann man das doch nur so verstehen, dass die Kombination aus Kamerasensor und Objektiv diese Auflösung auch wirklich zeigt, oder?

 

Eine Angabe von 1700 lp/mm wäre sicherlich eine ungewöhnliche Angabe, und ich mache an solch eine Quelle ein Fragezeichen für die Glaubwürdigkeit. photozone.de nennt beispielsweise Werte für "line widths per picture height (LW/PH)" und kommt dann auf die 1700, allerdings ohne mm als Maßeinheit. Das kann man machen.

 

Die andere, spannende Frage ist natürlich, was da überhaupt betrachtet wird. Bei DxOMark lese ich dann weit hinten  "using only RAW measurements and is therefore independent of any RAW converter". Meßtechnik war bei mir Studienfach, bei DxOMark habe ich keine Messgeräte gefunden. Obffensichtlich verwechseln die die Measurement-Funktion ihrer Software mit Meßtechnik.

 

Und dann müssen wir uns vorstellen, dass wir es bei Bilddateien mit diskreten digitalisierten Daten zu tun haben. D.h., das anologe Signal des Objektives wird nur an einzelnen Punkten aufgenommen und dann auch noch digitalisiert. Wenn das Objektiv eine höhere Auflösung liefert, als der Sensor wiedergeben kann, ist alles gut und die Kuh ist vom Eis. Große Sensoren haben den Vorteil, dass sie im Vergleich zu kleineren Sensoren mit leistungsschwächeren Objektiven zufrieden gestellt werden können. Wenn sowohl der KB- als auch der APS-C-Sensor 24 Mpx liefern, werden wir in der Bilddatei keinen Unterschied sehen, wenn das Objektiv gut genug ist. Prinzipiell ist beim kleineren Sensor das für das größere Format gerechnete Objektiv allerdings im Nachteil. Olympus muss die Objektive auf eine höhere Auflösung rechnen und präziser fertigen, um mit einem KB-Sensor gleichziehen zu können.

 

Am Ende des Tages hat wohl die Bildaufbereitung in der Kamera die größten Auswirkungen auf das Ergebnis. Wenn da Entrauschung und Weichzeichnung zuschlagen schaut auch das beste Objektiv in die Röhre. Es gibt dann überall denselben Matsch . . .   Ein Beispiel: Ich nutze eine Olympus E410 und eine Olympus E3. Die E410 kommt mit einem dünneren AA-Filter daher, sie liefert bei Basis-Empfindlichkeit ins Auge springende, knackige Bilddateien ab, rauscht aber. Die E3 ist da weicher abgestimmt, sie rauscht weniger, aber den Dateien fehlt der Biss, den die E410 liefert - bei demselben Objektiv wohlgemerkt.

Edited January 22, 2016 by jofe

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Ich kehre nochmals zur Ausgangsfrage zurück:

(...) Bei meiner Frage kommt es mir nur auf das Auflösungsvermögen an. (...)  ich will einfach nur wissen, ob man die Auflösungsangaben verschiedener Sensorgrößen prinzipiell untereinander direkt vergleichen kann (...)

Lassen wir mal ausser Betracht, für welche Anwendungen bei einer Wiedergabe am TV das Auflösungsvermögen das einzige oder mit Abstand wichtigste Kriterium sein soll.

 

Dann  lässt sich mit vernünftiger Sicherheit sagen, dass in der Regel und "ceteris paribus" - also wenn alle anderen Voraussetzungen die gleichen sind - ein Sensor mit der höheren Pixelzahl eine höhere Auflösung liefern wird und dass das bessere Objektiv eine höhere Auflösung liefern wird.

 

In dieser Betrachtung sind aber so viele Haare in der Suppe, dass Du sie kämmen kannst.

 

Objektiv: es gibt nicht nur "bessere" und "schlechtere" Objektive. Die Auflösung in der Mitte kann sich von derjenigen am Rand unterscheiden oder die eingestellte Blende ändert die erreichbare Auflösung. 

 

Sensor: In allen Kameras befinden sich Schichten von verschiedenen optischen Eigenschaften vor dem Sensor. Die auffallendste ist wahrscheinlich das Tiefpass-Filter, welches den einzigen Zweck hat, die Auflösung zu reduzieren. Viele Sony-Kameras haben solche Filter, einige Leica-Kameras haben die Filter nicht. Die Deckgläser und die Micro-Linsen, welche das einfallende Licht auf die Grübchen konzentrieren sollen, werden vor allem in den Ecken des Bilds einen Einfluss auf die optisch erreichbare Auflösung haben.

 

Je enger der Abstand zwischen den "Pixeln" eines Sensors ist, desto kritischer wird der Winkel, unter welchem das Licht vom Objektiv auf dem Sensor auftrifft; bei einem dichteren Sensor sind die Pixel kleiner, die Grübchen sind aber noch immer gleich tief. Damit werden mehr Photonen die Stelle verfehlen, an welcher sie gezählt werden können. Dieses Verhalten ist nicht bei allen Sensoren gleich relevant.

 

Letztlich schlägt zu Buche, dass fast keine Kamera "Pixel" aufnimmt. Ein Pixel ist eine kleine Fläche mit homogener Helligkeit und einer einzigen Farbe. Die Kamera nimmt drei "verschränkte" Farbauszüge auf, die nachher zu Pixeln zusammengerechnet werden. Der Algorithmus, der dabei verwendet wird, bestimmt ebenfalls die höchste erreichbare Auflösung. Bei dieser Diskussion sind die zusätzlichen Funktionen wie Rauschunterdrückung, Kantenanhebung und dergleichen noch nicht einmal angedacht.

 

Skalierung: In fast jedem Fall musst Du das Bild skalieren, um es auf einem Fernseher mit 8MP darzustellen. Dabei geht wieder Schärfe verloren. Versuche mal, 8 Kamera-Pixel auf 7 TV-Pixel umzurechnen. Das kannst Du auch auf einem karierten Papier versuchen.

 

Wenn Du gedacht hast, dass jetzt das Ende erreicht ist: sieh' dir den Prospekt deines Fernsehers an. Der kann keine Pixel zeigen. Wo Du ein Pixel erwartest und siehst, hat er drei kleine farbige Lampen und die sind neben einander angeordnet. Ausserdem wird der Fernseher das Bild noch etwas nachschärfen und vielleicht etwas entrauschen und die Farben noch etwas schöner machen.

 

Der langen Rede kurzer Sinn: Ich glaube kaum, dass dir jemand hier mehr als Allgemeinheiten anbieten kann, weil die individuellen Eigenschaften fast jeder Komponente in der langen Bearbeitungskette das Resultat kolossal beeinträchtigen können. Ausserdem wäre wohl eine Wiedergabe, welche nur die Schärfe optimiert, für sehr viele Anwendungen enttäuschend, weil die Auflösung nur in seltenen Fällen die wichtigste Eigenschaft eines Bilds ist.

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Eine Angabe von 1700 lp/mm wäre sicherlich eine ungewöhnliche Angabe, und ich mache an solch eine Quelle ein Fragezeichen für die Glaubwürdigkeit. photozone.de nennt beispielsweise Werte für "line widths per picture height (LW/PH)" und kommt dann auf die 1700, allerdings ohne mm als Maßeinheit. Das kann man machen.

 

Wenn sowohl der KB- als auch der APS-C-Sensor 24 Mpx liefern, werden wir in der Bilddatei keinen Unterschied sehen, wenn das Objektiv gut genug ist.

 

Mea culpa, die von mir genannten Werte sind tatsächlich Werte für die Bildhöhe und nicht pro mm. Ich kannte diese Art der Angabe bisher noch nicht. Wahrscheinlich wird sie gewählt, um genau das zu erreichen, wonach ich gefragt hatte, nämlich eine Vergleichbarkeit von Sensoren untereinander. Macht aber auch nur dann Sinn, wenn die Bildhöhe bzw. das Seitenverhältnis gleich sind, und das ist ja nicht immer der Fall.

 

Deine zweite Bemerkung bestätigt meine ursprüngliche Vermutung, dass es auf die Größe des Sensors jedenfalls theoretisch nicht ankommt. Praktisch natürlich schon, sonst würde ja jeder nur noch mit Fingernagel großen Sensoren arbeiten.

 

Vielen Dank nochmals für Deine Ausführungen.

 

Grüße,

 

Andreas

[wizard]

Der langen Rede kurzer Sinn: Ich glaube kaum, dass dir jemand hier mehr als Allgemeinheiten anbieten kann, weil die individuellen Eigenschaften fast jeder Komponente in der langen Bearbeitungskette das Resultat kolossal beeinträchtigen können. Ausserdem wäre wohl eine Wiedergabe, welche nur die Schärfe optimiert, für sehr viele Anwendungen enttäuschend, weil die Auflösung nur in seltenen Fällen die wichtigste Eigenschaft eines Bilds ist.

 

Ich merke schon, die Sache ist nicht ganz einfach. Mir kommt es auch keineswegs nur auf die Auflösung bzw. Schärfe an, aber ich wollte diesen Aspekt für mich grundsätzlich klären und andere Einflußgrößen heraushalten.

 

Als Fazit nehme ich aber mit, dass man zur guten Darstellung digital aufgenommener Fotos auf einem modernen, großen LCD Fernseher nicht unbedingt einen Vollformatsensor braucht, sondern dass ein gut gemachtes MFT oder APS-C System diese Anforderungen ebenfalls erfüllen können sollte. Jedenfalls solange, wie die Auflösung der TV Bildschirme der Sensorauflösung hinterherhinkt. Bei den 8K Fernsehern mit ihren insgesamt rund 32MP wird das dann vielleicht anders sein (aber solange will ich nicht warten).

 

Auch Dir vielen Dank für Deine Ausführungen, sie haben mir geholfen.

 

Grüße,

 

Andreas

[hverheyen]

Nachdem nun geklärt ist, das für das Ausgabemedium 12-16 MPixel ausreichen (man will ja ggf. Noch den Horizont ausrichten oder ein klein wenig das Bild beschneiden) bleibt eigentlich nur noch die Fragen...

 

- Welche Optiken hast D und willst sie verwenden

- wie schwer und teuer dürfen neue Optiken werden

- wie dunkel darf es werden

???

 

Hier ist dann Vollformat besser als APSC besser als FT:

 

Optiken grösser, schwerer, teurer

Rauschen geringer, es funktioniert auch nachts noch in Räuberhöhlen

erspart ggf. die Muckibude

 

In der Summe aller Eigenschaften ist die Bildqualität bei sonst vergleichbaren Parametern besser. Schärfe, Farbverhalten, Freistellungund Anmutung gewinnen durch Sensorgröße. 

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Nachdem nun geklärt ist, das für das Ausgabemedium 12-16 MPixel ausreichen (man will ja ggf. Noch den Horizont ausrichten oder ein klein wenig das Bild beschneiden) bleibt eigentlich nur noch die Fragen...

 

- Welche Optiken hast D und willst sie verwenden

 

...

 

In der Summe aller Eigenschaften ist die Bildqualität bei sonst vergleichbaren Parametern besser. Schärfe, Farbverhalten, Freistellungund Anmutung gewinnen durch Sensorgröße. 

 

Optiken? Leica Objektive zum Schweine füttern, mehr M als R, aber in jedem Fall genug. Und noch'n Satz schöner Pentax K Objektive, alles Manualfokus. Ja, ich würde schon einige meiner bisherigen Objektive weiter verwenden wollen, wobei das dann, wenn die Entscheidung auf einen kleineren Sensor fällt, wohl eher auf die Brennweiten ab 50mm aufwärts beschränkt bleiben dürfte. Immerhin, so hätte man schon mal eine Reihe lichtstarker Teleobjektive.

 

Mit Deiner zweiten Bemerkung hast Du sicher recht, aber bei mir geht die Tendenz eher zu APS-C oder sogar MFT Systemen. Sie scheinen mir bei schöner Kompaktheit (sowohl Kameras als auch Objektive) eine durchaus hohe Bildqualität zu bieten. Ich stelle immer mehr fest, dass man Kameras, die zu groß und schwer sind, nicht so häufig mitnimmt, daher mein Wunsch nach Kompaktheit. Galt ja für die Leica M, die ich mit Unterbrechungen seit Jahrzehnten benutze, immer schon.

 

Grüße,

 

Andreas

[Andreas_Kreuz]

Eine Angabe von 1700 lp/mm wäre sicherlich eine ungewöhnliche Angabe, und ich mache an solch eine Quelle ein Fragezeichen für die Glaubwürdigkeit. photozone.de nennt beispielsweise Werte für "line widths per picture height (LW/PH)" und kommt dann auf die 1700, allerdings ohne mm als Maßeinheit. Das kann man machen.

 

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 "Line widts" heißt eigentlich Linienbreiten, gemeint scheint aber, wieviele (schwarze) Linien können entlang der (Sensor-)Bildhöhe noch voneinander unterschieden werde;  "Linienpaare" (Lp), bestehend aus jeweils einer schwarzen und weißen Linie, wäre wohl das Äquivalent dazu.

 

Daneben gibt es noch die (historische) Bezeichnung, wieviele (schwarze) Linien pro Längeneinheit, d.h. pro mm aufglöst werden: 10 Linien/mm wären dann vergleichbar mit 10 Lp/mm.

 

Gut Licht

Andreas +

 

Zusatz für den Admin: Hurra, jetzt hat das Teilzitat funktioniert - was ist der Trick dafür?