Spitzenkameras

[Frankg]

Hallo,

sowohl die neue Nikon D4 als auch dei Canon 1DX überraschen durch niedrigere Auflösung und gleichzeitig höhere Preise. Vermutlich 6000 € für die Canon und 7000 € für die Nikon.
Das sagt mir zweierlei. Zum einen, dass das Megapixelrennen in der Spitzenklasse zu Gunsten der Bildqualität beendet ist. Was ich als sehr sinnvoll erachte und zum anderen, dass man sich in Zukunft an einen anderen, höheren Preis gewöhnen muss.
Angesichts der anderen Qualitäten die die beiden Spitzenmodelle von Nikon und Canon bieten erscheint mir der Preis der SD1 zwar immer noch äußerst selbstbewusst, aber nicht mehr vollkommen absurd. Denn die 15,x MP Ortsauflösung der Sigma kombiniert mit der deutlich höheren Farbauflösung dürfte in dieser Klasse in der Tat ein Quälitätsvorteil sein. Das einzige was mich stört ist der geringere nutzbare Blendenbereich, da die SD1 ja keine Vollformatkamera ist. Daher denke ich, dass sie im Bereich Produktfoto eventuell gegenüber einer SD15 einen geringeren Vorteil bietet, als man sich das erhoffen würde. Bei einer SD15 beginnt der Bereich der sichtbaren Beugung bei Blende 16, bei der SD1 rechnerisch bei Blende 11. Ob das sichtbar wird kann ich nur vermuten, bevor ich es nicht ausprobiert habe.
Also sollte demnächst eine SD1 im Fotomarkt von mir zu kaufen sein funktioniert es nicht

Gruß

Frankg

 

[oz75]

Bei einer SD15 beginnt der Bereich der sichtbaren Beugung bei Blende 16, bei der SD1 rechnerisch bei Blende 11.

Na dann rechne mal vor!

 

[Frankg]

Rechnung

Ausgehend von folgender Formel:

Förderliche Blende = Unschärfekreis (oder Pixelgröße x 2) / (1,22 x Wellenlänge x (Abbildungsmassstab +1))

(Quelle: Marchesi Handbuch der Fotografie Band 1)

ergibt folgende Werte für einen angenommenen Abbildungsmassstab von 0,5 für die Kameras:
Canon 1Dx (Quelle: technische Daten: Canon)
Nikon D4 (Quelle: technische Daten:Nikon)
Sigma SD1 (Quelle: technische Daten: Sigma)
Sigma SD15 (Quelle: technische Daten: Sigma)



Allerdings hatte ich die Werte etwas falsch in Erinnerung. Bei der SD1 dürfte es nur Blende 10 sein, statt 11.

Gruß

Frankg

 

[oz75]

Hallo Frankg,

also ich komme auf folgendes Ergebnis:



Gruß,
Oz

 

[Frankg]

Wie errechnet sich bei Deiner Formel der Zerstreuungskreis?
Bei mir errechnet er sich aus den mindestens vorhandenen Pixeln, da er meiner Meinung nach sinnvoller nicht kleiner als vorhandene Pixel sein darf. Daher ist in meiner Rechnung der Mindestdurchmesser Wurzel 2 mal Pixelkante.
Daher ergeben sich andere Werte.

Gruß

Frankg

 

[oz75]

Wie errechnet sich bei Deiner Formel der Zerstreuungskreis?
Bei mir errechnet er sich aus den mindestens vorhandenen Pixeln, da er meiner Meinung nach sinnvoller nicht kleiner als vorhandene Pixel sein darf. Daher ist in meiner Rechnung der Mindestdurchmesser Wurzel 2 mal Pixelkante.
Daher ergeben sich andere Werte.

Gruß

Frankg

Unter der Annahme eines Bildbetrachtungsabstandes, der in etwa der Bilddiagonale des Bildes entspricht (was nicht abwegig ist), ergibt sich über die Bildbreite ein Betrachtungswinkel von etwa 50°. Dies entspricht 3000 Bogenminuten. Das menschliche Auge löst im Idealfall eine Bogenminute auf. Darüber ist es imstande, Unschärfen wahrzunemen (nehmen wir an ab 2 Bogenminuten). Dies bedeutet unter o.g. Annahme des Betrachtungsabstandes, dass das menschliche Auge nicht imstande ist, Unschärfen wahrzunehmen, die 1/1500 der Bilddiagonale unterschreiten. Damit ergibt sich in diesem Falle Z = Sensordiagonale/1500.

Sicherlich gibt es Situationen, in denen auch andere Definitionen des Zerstreuungskreises anzuwenden sind.

Ich habe diese Informationen aus der Wikipedia (sicherlich auch nicht immer der Weisheit letzter Schluß...sie erscheinen mir aber plausibel).

http://de.wikipedia.org/wiki/Zerstreuungskreis

Deine errechneten, förderlichen Blenden erschienen mir nur ungewöhnlich niedrig. Daher meine Frage zum Rechenweg.

Ist die Zerstreuungskreisdefinition über die Pixel Deine persönliche Annahme (ich frage, weil ich das in dieser Form noch nicht gesehen habe), oder steht sie in dieser Form im Marchesi (den ich leider nicht habe...)?

Nachfolgend noch die Abhängigkeiten vom Abbildungsmaßstab:



Gruß,
Oz

EDIT: Bei der Annotation zu den kf(Ai) muss es **) anstelle von *) lauten, sorry...

 

[Frankg]

In Deiner Rechnung wird also von einen theoretischen Auflösungsvermögen ausgegangen.
Das hat man zu Filmzeiten so berechnet, da Filmkorn nicht durch ein regelmäßig angeordnetes Raster die Auflösung begrenzt. Das ist bei Digitalkameras aber anders. Der Zerstreuungskreis muss aus logischen Erwägungen mindestens den Durchmesser einer Pixeldiagonalen aufweisen, da die Kamera kleinere Strukturen nicht auflösen kann. Am Maß des Zerstreuungskreises hängt aber auch die förderliche Blende. Deshalb sind größere Pixel für kleinere Blenden günstiger.
Ich bin überzeugt, dass meine Rechnung zwar recht konservativ kalkuliert ist, aber die Verhältnisse gut abbildet. Ich bin bei Kleinbild analog nie über eine sinnvoll nutzbare Blende 22 hinausgekommen. Bei Mittelformat war immer mindestens Blende 32 nutzbar und mit meiner SD 15 ist bei Blende 16 Schluss. Darüber hinaus werden die Bilder nicht besser. Blende 16 reicht mir für viele Produktfotos nicht.
Also kann ich mir in Zukunft aussuchen, ob ich wieder in größere Formate mit weniger Pixel pro Längeneinheit wechsle oder mittels Focus Stacking trickse.
Interessanterweise ist auf der SD1-Seite von Sigma seit kurzem ein Bericht von einem Schmuckfotografen dessen Ergebnisse nicht schlecht aussehen. Allerdings fotografiert er eher flache Gegenstände (Ringe) für die nicht allzu hohe Schärfentiefe nötig ist. Bei einem Armreif sähe das sicher anders aus.

Gruß

Frankg

 

[PeterS]

Naja aber was die Beugungsunschärfe mit der Qualität der Kamera zu tun hat erschließt sich mir nicht ganz, das einsetzen der Beugungsunschärfe ist gröstenteils Abhängig von der Sensorgrösse und der damit in Zusammenhang stehenden Pixelgröße.... Daraus ergibt sich wie du so schön schreibst die max sinnvolle Blende....aber ich finde als Vergleichskriterium sehr unzureichend. Genauso wie ich finde den Pixelwahn als überflüssig zu bezeichnen, natürlich für den normalsterblichen wird es so reichen wie es ist.
Und sobald die Technik weit genug ist, Bildpunkte besser zu speichern und zu verarbeiten, macht es auch mehr sinn mehr und somit kleinere Bidlpunkte zu verarbeiten, weil das Bild einfach schärfer wird, siehe nun einfach auch HD auf dem TV Gerät....

 

[Frankg]

Die Beugungsunschärfen mögen ja für den Großteil der Fotografen wirklich egal sein.
Das gebe ich gern zu. Aber für mich eben nicht. Ich mache unter anderem Schmuckfotografie und da sieht man das einfach.
Ich bin auch absolut davon überzeugt, das bessere Technik nicht in der Lage ist die physikalischen Gesetze außer Kraft zu setzen. D.h. es gibt einfach eine sinnvolle Untergrenze für Pixelgrößen. Deswegen wird bei sehr kleinen Chips schon länger nicht mehr abgeblendet, sondern einfach ein Graufilter eingeschwenkt, weil die Beugungsunschärfe teilweise schon bei Blende 6 und darunter beginnt. Bei Kamerahandys macht man das beispielsweise so, sonst gäbe es nur noch Matsch. Das dürfte auch mit ein Grund sein, warum die neuen Spitzenmodelle von Nikon und Canon plötzlich wieder weniger, statt mehr Pixel haben.
Gerade unter dem Aspekt, dass eine SD1 jetzt nicht gerade zu den Billigangeboten zählt überlege ich eben ob sie mir wirklich den gewünschten Auflösungsvorteil bei dieser speziellen Anforderung bringen kann.

Gruß

Frankg

 

[oz75]

In Deiner Rechnung wird also von einen theoretischen Auflösungsvermögen ausgegangen.

Eigentlich ist das m.E. eine durchweg praktische Erwägung, die sich daran orientiert, was das menschliche Auge auflöst.



Also, bei "normalem" Betrachtungsabstand (Ann. s.o.) übersteigen beide Foveon-Sensoren in der Diagonale das Auflösungsvermögen des Auges. In diesem Falle müsste doch für die Zerstreuungskreise die Limitierung der Augenauflösung gelten. Dann wäre die förderliche Blende (wie bei Analogfilmen) abhängig von der Sensorgröße (und nicht den Pixeln) und damit auch nichts SD1-spezifisches.

Das Widerspräche sinngemäß auch nicht Deiner Aussage:

Der Zerstreuungskreis muss aus logischen Erwägungen mindestens den Durchmesser einer Pixeldiagonalen aufweisen, da die Kamera kleinere Strukturen nicht auflösen kann.

Z enspricht nach meiner Berechnungsgrundlage mindestens diesen Kriterien (er ist größer als bei der Berechnung nach Deinen Annahmen).

Aber ich schlaf' noch mal eine Nacht drüber...

Gruß,
Oz

 

[Frankg]

Du hast schon recht. Bei Deiner Rechnung ist der Zerstreungskreis größer, nur nutzt er dann auch die Auflösung des Sensors nicht aus. D.h. entweder Auflösungsreduzierung durch größere Zerstreuungskreise oder weniger förderliche Blende, dafür aber volle Auflösung. Deswegen finde ich es eben interessant was unter diesen speziellen Anforderungen von der Auflösung einer SD1 übrig bleibt.
Die Chipabmessungen selbst haben heute keinen mittelbaren Einfluss auf die Vergrößerungsfähigkeit. Das ist beim klassischen Film natürlich anders.

Gruß

Frankg

 

[Klaus-R]

Hallo zusammen,

das ist sehr interessante "Denke" und sowohl theoretisch, wie praktisch tendenziell auch beobachtbar .... aber ...

In der Realität ist das sicher noch viel komplizierter und weniger vorhersehbar. Die Größe eines Zerstreunungskreises (größer als der Pixelabstand!) kann nach meinem Verständnis nur dann die Bildqualität SOFORT sichtbar verschlechtern, wenn man auch eine Optik hat, die bei der referenzierten Grenzblende auch noch pixelscharf abbildet .... (sehr fraglich und bei den immensen Pixelzahlen -inzwischen- eben lange nicht mehr selbstverständlich)

Ferner MUSS es bei der Berechnung eine Berücksichtigung der Sensorarchitektur geben .... beim Foveon IMHO einfacher, da der EINIGERMAßEN Pixelgenau aufzeichnet. Die Bayer Sensoren machen das nunmal nicht wirklich .... Stichwort AA-Streufilter und Bayer-Farbaufzeichnungs-Algorithmus.

Demnach müsste ein Bayer-Bildsensor relativ zum Foveon-Bildsensor IMHO unempfindlicher auf Beugungsscheiben ansprechen, als der Foveon .... Sorry ... ich kann mich auch irren ... aber die Problematik ist zumindest vorstellbar.

Ich habe im Makrobereich schon extrem abgeblendet (durchaus bis Blende 38) und an einer SIGMA überzeugend scharfe bzw. hochaufgelöste Bildergebnisse bewundern können .... nun mag das natürlich beim Pixelpiepen an einer SD1 anders sein ... die SD14/15 Auflösung muss sie dann aber immer noch mindestens schaffen.

Kurz .... ich sehe das Problem kleinster Blendenöffnungen zumindest bei einem APS-C Foveon-Bildsensor nicht ganz so kritisch.

Grüße

Klaus

 

[Waldschrat]

Für mich war es wertvoll, Eure Diskussion nachzuvollziehen. Jetzt ist mir einsichtig, wieso der auf etlichen Webseiten propagierte Wert "Sensordiagonale durch 1500" für den theoretisch anzustrebenden maximalen Zersteuungskreis so ungefähr plausibel ist.

Kann ja nicht schaden, bisschen Theorie zu verstehen.

Danke!