Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 17:55 Uhr

Anbei trage ich mal eine Frage hier ins Forum, über die ich mit einem Bekanntem nicht einig wurde.

Mal angenommen ich habe einen Aufnahmesensor mit 12 MP und ein Objektiv, welches diese Auflösung noch liefern kann. Nun nehme ich einen 20 MP Aufnahmesensor mit demselbem Objektiv, das allerdings kein Auflösungsvermögen von 20 MP besitzt, sondern nur 12 MP.
Nun skaliert man diese nicht optimal aufgelöste Aufnahme auf 12 MP runter - ist diese runtergerechnete 12 MP-Datei besser, schlechter oder genauso gut wie die Originaldatei mit dem 12 MP Sensor?

Oli

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01.09.2009 - 18:24 Uhr

Text wurde auf Wunsch des Autors entfernt.

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 19:05 Uhr

Sie ist schlechter !

Den jede Kamera interpoliert einfach die Pixel, die nicht belichtet , oder falsch/schlecht belichtet wurden. Das ist normal. Das fällt besonders bei günstigen Kamera und Objektiv Kombinationen auf. Da werden die nicht gezeichneten Zeilen einfach interpoliert und die eigentliche Zeichnung, die man bei der Auflösung erwarten sollte fehlt.

Wenn du so ein Bild, z.B. dein erwähntes 20 MPix Bild jetzt wieder runter rechnest, also nochmals interpolierst, dann bekommst du noch mehr Verluste im Bild.

Das ist so.

Gruß
Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 19:41 Uhr

Meineserachtens könnte es auch besser werden. Es kommt sehr auf die Randbedingungen an. Ich gehe von einem nachträglichen downsampling aus. Dann meine ich, dass die Farbauflösung verbessert werden sollte. Die Schärfe bleibt gleich.
Nur meine Meinung.
Viele Grüße,
Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 20:26 Uhr

Verbessern?

Ich Kloppe mir zwei Berechnungen ins Bild, die künstliche Pixelerzeugung und Reduzierung bedeuten und will dann da noch eine Verbesserung herausholen?

OK, das musst du mir erklären.

Den das kann nur künstliche Farben bedeuten. Von der Schärfe mal ganz abgesehen.

Gruß
Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 20:40 Uhr

Naja, ich sehe das einfach. Bei 20 MP habe ich ca. 20000 Sensoren, sagen wir mit 9 bit Auflösung. Dies ist mehr Farbinformation, als bei 12 MP. Die Schärfe sollte ja durch das Objektiv begrenzt werden. Mit einem guten Downsamplingalgorithmus sollte die "Schärfe" gleich bleiben.Nicht beachtet habe ich die Pixelgröße, dann würde es wirklich tief in die Physik hineingehen.

Viele Grüße,
Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 20:56 Uhr

Ok, aber sehe es doch mal so. Du hast zwar 20 MPix, aber nur max. 12 MPix bekommen Licht. Die anderen 8 MPix müssen mathematisch / künstlich erzeugt werden (interpoliert). Da kann nichts besser werden. Sorry das geht nicht.

Gruß
Peter

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Re: Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 21:05 Uhr

Peter Pipka wrote:
Ok, aber sehe es doch mal so. Du hast zwar 20 MPix, aber nur max. 12 MPix bekommen Licht. Die anderen 8 MPix müssen mathematisch / künstlich erzeugt werden (interpoliert). Da kann nichts besser werden. Sorry das geht nicht.

Gruß
Peter

Ich habe andere Randbedingungen. Zwei Sensoren, ein Sensor mit 12 MP und ein anderer mit 20 MP. Beide arbeiten mit voller Auflösung. Der 20 MP bekommt ein unscharfes Bild, das er aber mit 20 MP auflöst. Beim Downsampling des 20 MP Bildes auf 12 MP habe ich im Idealfall dann mehr Farbinformation, als mit dem 12 MP Sensor (Vorausgestzt, dass beide Sensoren gleiche Pixeltiefe haben und diese auch nutzen können).

Grüße,

Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 21:28 Uhr

Ok, wenn du es glaubst.

Gruß
Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 22:38 Uhr

Quote:
Nun nehme ich einen 20 MP Aufnahmesensor mit demselbem Objektiv, das allerdings kein Auflösungsvermögen von 20 MP besitzt, sondern nur 12 MP.

Kann mir mal wer erklären worum es hier geht ?

Wo bitte gibt es Objektive die auf xxx-MP begrenzt sind ?
Meine alten Yasihica & OM Objektive hatten noch keine Ahnung von Pixeln und liefern an verschiedenen Bodies von 5-15MP super Bilder.

Oder redet ihr von physikalisch verschieden großen Sensoren ?

Confused %-}

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

01.09.2009 - 23:18 Uhr

Da ist ein Denkfehler drin. Schon vorne dran. Die resutlierende Auflösung eines Systems berechnet sich aus
1/(1/Linsenauflösung+1/Sensorauflösung)
Also hast Du im einen Fall eine Auflösung von 7,5 Megapixeln, und im anderen Fall eine von 6 Megapixeln. Die eine Auflösung in einem Paket mit 12,5 Megapixel Datenmüll, die andere mit 6 Megapixel Datenmüll.
Wird nun die 20MP - Aufnahme 'runterskaliert, bleiben von 7,5MP Nutzdaten noch 4,5 MP Nutzdaten übrig. Selbst bei optimaler Interpolation ist also das 'runterskalierte Bild schlechter. Meistens gibt's aber durch die Interpolation noch zusätzliche Verluste.

#dosser:
Schau Dir mal die MTF-Charts der Objektive an. Die geben bestimmte Grenzfrequenzen an, und die kann man für bestimmte Sensorgrößen in Megapixel umrechnen - zumindest grob. Alle Objektive haben Auflösungsgrenzen, und es gibt jede Menge Objektive, die bei 10 Megapixel eigentlich schon überfordert sind. (die verbreiteten 400er Discount-Filme konnten eh nicht mehr auflösen, meistens sogar nur 5 MP, warum dann Objektive bauen, die mehr können? Kostet doch nur Geld...)

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 06:41 Uhr

?!?Bahnhof?!?

Daher die erlaube ich mir die Frage:

Sind diese "schlechteren" Bilder denn wirklich schlechter? Will meinen; sieht man da nen Unterschied oder ist dieser nur im Labor mit Messinstrumenten messbar?

Wenn so viele Objektive mit 10MP überfordert sind, wie siehts denn dann mit den Olys aus? Auch die Standart-Objektive liefern doch gute Bilder.

Wenns nur im Labor festzustellen ist...wen juckts.

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 08:16 Uhr

Hi PeterRB,

Deine Überlegungen würden nur greifen, wenn es gelänge genau die Daten aus dem 20 MP-Bild "rauszuinterpolieren" die zusätzlich "reininterpoliert" wurden - was praktisch unmöglich ist. Damit enthält also das nachträglich runterscallierte Bild auf jeden Fall Datenmüll, der im gleich mit 12 MP aufgenommenem Bild gar nicht erst drin ist.

Die Beste Erklärung liefert (nicht überraschend) Emil.

Hi Michael,

die Frage insgesamt ist eher theoretisch zu betrachten. In der Praxis sieht es immer etwas anders aus. Hier spielt dann sehr schnell in jedwede Qualitätsbetrachtung mit hinein welchen Wert das Foto für den Betrachter hat (ein stolzer Papa wird das Bild von seinem Nachwuchs ganz anders betrachten, als ein Fremder) und welche Wirkung das Motiv erziehlt. Und, nicht zu vergessen, wie es präsentiert wird. Wenn ich es in 800x600 und vielleicht noch stark komprimiert im Internet präsentiere sind obige überlegungen völlig hinfällig, weil ich dann keinen Unterschied zwischen den Bildern sehen werde. Präsentiere ich es in voller (12 MPix) Auflösung an einem Großbildschirm und animiere die Leute da mit der Nase ranzugehen, werden die Unterschiede sicher sichtbar werden....

Andy
auflösend

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 08:56 Uhr

Hi Andy,

die Diskussion ist sehr theoretisch - klar.
Die Annahme war ja, dass beim 20 MP Sensor die Daten nicht nachträglich hineininterpoliert werden, sondern das unscharfe Bild digitalisiert wird. An Schärfe (Auflösung) wird nichts gewonnen. Aber für die Farbauflösung gibt es mehr Information, die sich dann theoretisch auf das herunterskalierte Bild auswirken kann. Die Farbinformation ist kein Datenmüll, solange dies die Sensoren mitmachen. Da liegt aber wahrswcheinlich das Problem.
Viele Grüße,
Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 09:16 Uhr

Quote:
Wenns nur im Labor festzustellen ist...wen juckts.

Wer viel misst, misst viel Mist.

Irgendwie wie das Hornberger Schießen

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 09:17 Uhr

ok, dass es bei 800x600 oder Ähnlichem am Bildschirm nix macht ist klar.

Aber wie siehts im "Normalfall" aus? Großbildschirm und Nase ran ist ja doch eher selten. Wenn ich mal meine Anforderungen nehme, sagen wir mal entwickelt auf max. DIN A2, merkt man`s da? Wenn ja, dann müsste ich ja noch einen Punkt mehr bei der Objektivwahl berücksichtigen.

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 09:35 Uhr

Hy

Quote:
die Frage insgesamt ist eher theoretisch zu betrachten. In der Praxis sieht es immer etwas anders aus

so theoretisch ist diese Frage nicht. Es geht um die Darstellung feinster Details. Deshalb wird von Testlabors immer die Anzahl der Linienpaare welche differenziert dargestellt werden können ermittelt. Diese Anzahl hängt vom Sensor als auch der Optik ab. Wenn man nun große Ausbelichtungen macht fallen dann Fehler schon eher auf. Wenn ich nur ein kleines 10X15 mache werden die Fehler nicht so dramatisch sein. Trotzdem können feine Detials auch bei kleinen Ausbelichtungen den Bildeindruck verschlechtern. Insofern mag das also schon SInn machen. Die Entscheidende Frage ist ab welchem Grenzwert wird es kritisch.

Wobei bei der Definition von Four Thirds bei den Objektiven eine Auflösung von 20MP als Ziel angegeben wurde. Leider kann aktuell keiner sagen ob das nun auch so ist. Olympus schweigt dazu.

Fakt ist, dass die Oly Objektive zumindest ab der Pro Klasse aktuell mehr Auflösen können als der Sensor hergibt. Es ist also von den Objektiven noch Luft nach oben hin. Das war jedenfalls das Ergebnis eines Test von digitalkamera mit der E30 wobei das 14-54 II herangezogen wurde wenn ich mich nicht irre.

Grüße Thomas

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 09:39 Uhr

Hi Michael,

du kannst davon ausgehen, dass alle analogen Suppenzooms nicht mehr als 5MP können, billige aktuelle Objektive können meistens 10-15MP auf den Bildkreis, für den sie gerechnet sind. Wenn man so ein Objektiv an FT anschliesst, bleiben da halt 5-7MP übrig, weil die Auflösung in der Mitte immer besser ist.
Die Zuikos - und da gibt's heftigste Diskussionen - können meiner Meinung nach zwischen 15 und 30MP. Die Pros liegen bei >20, die Top-Pros deutlich darüber. Das ist aber meine persönliche Meinung und nicht durch Messergebnisse untermauert, sondern nur durch die Ergebnisse, die ich beim knipsieren hatte.

Hi Peter,

Objektive produzieren zwei Arten Schärfe, den Kontrast - das, was als "Schärfe" wahrgenommen wird, und die Auflösung. Bei normalen Objektiven gehen beide "Schärfen" mit der Steigerung der Auflösung in die Knie. Du verlierst also Kontrast und Auflösung mehr oder weniger gleich schnell. Meistens ist sogar die Auflösung schneller am Ende (MTFs kucken...). Mal abgesehen davon, dass ja der Bayer-Sensor von der Farbauflösung her sowieso katastrophal ist, weil ja buchstäblich jede Farbe interpoliert ist, kann die Farbauflösung nie höher sein als die Detailauflösung, da ja Farbinformation nicht getrennt von der Hell/Dunkel-Information abgebildet wird. Wenn der Zerstreuungskreis zu groß ist, weil eben das Objektiv unscharf wird, dann wird die Farbe über mehrere Pixel abgebildet und das gibt eben Mischfarben - Matsch. In diesem Matsch ist keine nutzbare Farbinformation enthalten - ausser eben, dass es sich um eine Mischfarbe handelt.

Wo dieser Effekt mit der Farbauflösung interessant ist, ist beim Umwandeln von (scharfen) Farbbildern in schwarz/weiß. Ich habe mal einige Zeit Dokumente digitalisiert und dabei festgestellt, dass die Qualität deutlich besser wird, wenn man das Farbbild interpoliert und dann b/w umwandelt (nicht graustufen!) anstatt erst umzuwandeln und dann zu interpolieren. Der Gewinn an scheinbarer Auflösung lag bei locker 70% (obwohl ja bereits das ursprüngliche Bild aus einem Bayer-Sensor stammte.) In Wirklichkeit handelte es sich dabei lediglich um einen Kantenglättungseffekt der dabei auftrat. Sah aber später im Druck deutlich besser aus...

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 09:53 Uhr

Hallo Emil,

Du siehst es richtig, bis auf einen Punkt - glaube ich.

"Wenn der Zerstreuungskreis zu groß ist, weil eben das Objektiv unscharf wird, dann wird die Farbe über mehrere Pixel abgebildet und das gibt eben Mischfarben - Matsch."

In unserem theoretischen Fall, hat der höher auflösende Sensor im Mittel mehr Elemente des Bayer-Sensors im Matsch und kann deshalb die Farbinformation besser herausholen (falls er in der Lage ist). Der Matsch verschwindet nach dem Downsampling in Pixel. (Siehe auch Oversampling, meist angewendet in der Audiotechnik: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/oversampling-Ueberabtastung.html)

Da hier davon ausgegangen wird, dass der 20 MP Sensor genauso gut die Farben pro Pixel auflösen kann, ist die Betrachtung durchaus etwas praxisfremd.

Viele Grüße,
Peter

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

02.09.2009 - 11:14 Uhr

Quote:
Sind diese "schlechteren" Bilder denn wirklich schlechter? Will meinen; sieht man da nen Unterschied oder ist dieser nur im Labor mit Messinstrumenten messbar?

...ganz genau, was den Kopf darüber zu zerbrechen, rechnerische Werte beurteilen längst nicht den Gesamteindruck eines Bildes! Im Vergleich mit anderen Kollegen und natürlich unterschiedlichen Kameras, brachten auf einem Fotografen Meeting 70 von 100% unterschiedliche Meinungen und Ergebnisse an den Tag, über Bildquali, etc. , schaut euch einfach mal das Bild im Anhang, fotografiert im einfachen P Modus auf der IAA, mit der nur 1,25 Mill. Pixel E-100 RS, davon habe ich 75x50 cm Ausdrucke gemacht, und dies noch ein Ausschnitt ist!...wobei wir hier schon wieder beim altbekannten Thema sind: ....Pixel sind nicht alles, weniger ist mehr! Gruss, Pierre.

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Re: Streitfrage: Objektiv liefert nicht die nötige Auflösung

06.09.2009 - 20:34 Uhr

Hallo Oli !

Es ist ja wirklich so,daß wir in erster Linie die Bilder visuell beurtelen. (Die vielen Testergebnisse einmal ignoriert, sie bringen in der Praxis nicht allzuviel.)
Tatsache ist, daß eine bestimmte Sensorgröße eine optimale Pixelzahl / Pixeldichte verträgt. Der Pixelwahn nach oben hat also seine Grenzen. Da kommen dann die besten Objektive nicht mehr mit, bzw. werden zu teuer.
Teilweise hat man diese Grenze meiner Meinung nach bereits überschritten. Daher auch vielfach kaum merkbare Verbesserungen der Bildqualität.( Manchmal sogar Qualitätseinbußen)

Also zum Thema Herunterrechnen der Pixelzahl:

Das Ergebnis kann nur schlechter werden.
100 % Anfangs - Informationsdichte können nicht mehr werden ! Woher soll das kommen ?

Das ist meine Meinung dazu.

Grüße aus Linz - Donau

Walter

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