Rubrik: Grundlagenwissen
Pixelmanie oder "Was ist Auflösung?"
2004-03-22 Wenn man die Werbung der einzelnen Digitalkamera-Hersteller anschaut, könnte man meinen, die Auflösung digitaler Kameras wird allein durch die Anzahl der Pixel bestimmt. Weit gefehlt, denn die Auflösung hängt von mehreren Faktoren ab und nicht allein von der Anzahl der Pixel. Viel mehr haben Objektiv, die Größe der Pixel und die Bildverarbeitung mindestens einen genauso großen Einfluss auf die Auflösung. (Michael Guthmann)
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Das Objektiv steht in der Entstehungskette an erster Stelle. Das
allein ist schon Grund genug, dass ihm eine wichtige Rolle im Prozess
zufällt. Strukturen, die durch das Objektiv nicht übertragen werden
können, kann selbst ein Sensor mit noch so guten Eigenschaften nicht
aufzeichnen. Dadurch wirken Bilder oft kontrastarm und unscharf.
Überträgt ein Objektiv dagegen Strukturen, die zu fein für die Auflösung
eines Sensors sind, kann es zu Moiré-Erscheinungen kommen. Diese
entstehen durch die regelmäßige Struktur des Sensors, die eine
Wechselwirkung mit der aufgenommenen Struktur des Motivs eingehen (mehr
dazu im später erscheinenden Fototipp "Moiré"). Beide Varianten
vermindern die Bildqualität und sind somit unerwünscht.
Eine ebenso wichtige Rolle bei der Auflösung spielt der Sensor.
Ausschlaggebend ist dabei allerdings nicht allein die Anzahl der Pixel,
sondern auch die Größe der Pixel spielt eine entscheidende Rolle. Ein
Pixel kann nur Strukturen unterscheiden, die größer sind als der Abstand
zweier Pixel zueinander. Über feinere Strukturen wird ein Mittelwert
errechnet, d. h. die Strukturen werden nicht mehr als Struktur, sondern
als eine Farbfläche dargestellt. Ein Streifenmuster mit schwarzen und
weißen Streifen wird im Extremfall zu einer grauen Fläche. Die Anzahl
der Pixel dagegen ist eher dafür verantwortlich, wie groß ein Bild
ausgegeben werden kann, ohne das Bild interpolieren zu müssen. So kann
ein Bild von einer 4-Megapixel-Kamera größer gedruckt werden, als das
einer 3-Megapixel-Kamera. Dennoch kann die 3-Megapixel-Kamera feine
Strukturen eventuell besser darstellen als die 4-Megapixel-Kamera.
Der Einfluss von Objektiv und Sensor auf die Auflösung einer
digitalen Kamera ist sicher vielen weitestgehend bekannt, da die
Zusammenhänge von Objektiv und Aufnahmemedium schon aus der analogen
Fotografie bekannt sind. Was allerdings bei Betrachtung der Auflösung
sehr häufig vergessen wird, ist die nach der Aufnahme vom Hersteller
vorgenommene Bildverarbeitung, die ebenfalls einen sehr großen Einfluss
auf die Auflösung einer digitalen Kamera hat. Speziell bei Kameras der
Consumer-Klasse werden viele Unzulänglichkeiten der Sensoren durch die
anschließende Bildverarbeitung in der Kamera korrigiert. Hierdurch
können allerdings Strukturen sehr schnell verloren gehen oder es
entstehen durch Scharfzeichnung neue Strukturen, die im Original gar
nicht vorhanden sind. Ein Beispiel ist der Kampf gegen das Rauschen.
Algorithmen, die das Rauschen nachträglich minimieren, haben oft die
schlechte Eigenschaft, neben dem wirklichen Rauschen auch feine
Strukturen in dunklen Bereichen als Rauschen zu erkennen und ebenfalls
zu entfernen.
Die Ausführungen zeigen, nicht allein die Pixelanzahl, sondern das
Gesamtsystem ist für die Auflösung einer digitalen Kamera
verantwortlich. Deshalb, und weil man bei Consumer-Kameras keine
Information über die einzelnen Komponenten bekommt, ist es wichtig, das
Gesamtssystem zu testen und zu beurteilen. Dies gelingt dem erfahrenen
Betrachter ganz gut mit Hilfe standardisierter Testfotos, wie sie von
den meisten Magazinen verwendet werden. Spezielle Messverfahren (z. B.
DCTau) ermitteln darüber hinaus sogar konkrete Zahlenwerte, mit denen
sich verschiedene Kameramodelle – sogar über Auflösungsklassen hinweg –
gut miteinander vergleichen lassen.