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Objektivauswahl und Bildqualität einmal anders betrachtet

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JoJoSchla

JoJoSchla

Nikon-Clubmitglied - NF-F "proofed"
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Hallo,
Da ich mit der Schärfe meiner Bilder nicht immer zufrieden war, habe ich versucht, mich dieser Problematik einmal mit der Mathematik zu nähern und eine Tabelle aufgestellt, in der die Größe des Bildausschnitts je nach Bildwinkel (Brennweite je nach Sensorgröße) und die maximale Auflösung dargestellt werden. Siehe Anhang. Die Bildwinkel je nach Sensorgröße und Brennweite kann man unter folgender Seite berechnen lassen: http://www.mat.uc.pt/~rps/photos/angles.html berechnen lassen.

Mit der Tabelle kann mein die zu erwartende Qualität je nach Aufnahmensituation beurteilen (vorausgesetzt, ich habe mich nicht verrechnet).

Hier ein erstes Beispiel: Ente, formatfüllend mit guter Auslösung des Gefieders: Bildgröße etwa DINAA4 f=300mm, 5 m Entfernung.

Tabellenausschnitt für APC-C Sensoren


Beispiel 2: Aufnahme Portrait: Wenn alle Haare deutlich zu erkennen sein sollen, Kopf in etwa DINA4 Größe bei 1,5m Entfernung 105mm Objektiv, bei 1m Entferung etwa 50mm Objektiv.

Beispiel 3: Bei 85mm-Objektiven wird es ab einer Entfernung von mehr als 5m kritisch mit den Haaren, da hier die maximale Auflösung pro Pixel bei 0,26 mm liegt.

Ich denke dass die Tabellen mit den Erfahrungswerten justiert eine ganz gute Hilfe sein können, unrealistische Anforderungen an Bild- und Objektivqualität zu bewerten.
Die Tabellen sind mit Open Office (ODS.ZIP) erstellt und nach Excel (XLS.ZIP) konvertiert worden. Beste Qualität gibt es also bei der ODS-Datei.

Eine Anmerkung noch: die Brennweiten sind immer Brennweiten bezogen auf das KB-Format. Für den bei meiner D200 notwendigen Cropfaktor von 1,5 sind die Bildwinkel entsprechend umgerechnet worden.

Ich bin gespannt auf andere Interpretationen und Kritik, aber auch Zustimmung.

Viele Grüße Johannes
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Anhänge

  • Objektivabbildungen ODS.zip
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  • Objektivabbildungen XLS.zip
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Hallo Johannes,

Du hast Dir bei der Aufstellung der Tabelle sehr viel Mühe gegeben und dass alleine ist schon lobenswert. Über den praktischen Nutzwert müßte man sich aber noch einmal unterhalten. Auch müßte man noch mal genau differenzieren zwischen "Schärfe" und "Detailwiedergabe", die in diesem Zusammenhang unterschiedliche Eigenschaften einen Bildes bezeichnen.

Soweit ich Deine Überlegungen verstanden habe, reduzierst Du die Frage, ob ein Motiv (-detail) scharf dargestellt werden kann auf die Frage, ob seine räumliche Ausdehnung kleinergleich der räumlichen Auflösung des Sensors ist. Zu bedenken ist aber auch, dass in der optischen Kette und auch in der Kette der anschließenden Bildverarbeitung eine ganze Reihe von Einflußfaktoren wirken, die in Summe eine wesentlich dominantere Rolle spielen. So haben Kontrastkanten eine unterschiedliche Wirkung - je nachdem ob sie orthogonal zu dem Sensor-Raster auftreten (was in der Praxis quasi nie auftritt) oder ob sie unkorreliert zu diesem Muster sind. Es stellt sie die Frage nach Objektivqualität, konstruktiven Unschärfen, Beugung an den Blendenkanten, Streuung im Gehäuse, dem Bayer-Pattern, der alleine schon dafür sorgt, dass Pixelinformationen flächig gezogen werden und vieles mehr.

Wenn Du mit Deinen Bildern unglücklich bzgl. der Schärfe bist, dann liegt das sehr wahrscheinlich nicht daran, dass der Sensor nicht mehr auflösen kann, sondern einfach weil Du gewackelt hast, das Motiv nicht korrekt fokussiert oder außerhalb des Tiefenschärfebereiches war oder was auch immer. So eine Tabelle kann - rein informell - ganz interessant sein, für die tägliche Praxis wirst Du sie ganz schnell nicht mehr brauchen, weil man mit modernen DSLRs in typischen Situationen eigentlich immer genügend Details in die Bilder zaubern kann ... wenn man es denn kann :rolleyes:. Beinahe noch interessanter wäre möglicherweise eine Tabelle, bei welcher Blende und welcher Brennweite mit welchem Tiefeschärfebereich zu rechnen ist.

Ciao
HaPe
 
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Hans-Peter R. schrieb:
Hallo Johannes,

Soweit ich Deine Überlegungen verstanden habe, reduzierst Du die Frage, ob ein Motiv (-detail) scharf dargestellt werden kann auf die Frage, ob seine räumliche Ausdehnung kleinergleich der räumlichen Auflösung des Sensors ist. Zu bedenken ist aber auch, dass in der optischen Kette und auch in der Kette der anschließenden Bildverarbeitung eine ganze Reihe von Einflußfaktoren wirken, die in Summe eine wesentlich dominantere Rolle spielen.
Zum Vergrößern anklicken....

Hallo Hans-Peter,
vielen Dank für Deine Anregungen. Mich interessierte bei den obigen Betrachtungen ausschließlich die Frage, was man im besten Fall erwarten kann. Jedes einzelne Blatt in 100m zu erkennen könnte bei einem 200er so eine falsche Erwartung sein (habe ich nicht in der Tabelle nachgeschaut, nur zur Verdeutlichung). In der Realität dürften die Ergebnisse schlechter ausfallen, was die mögliche Detailliertheit der Bilder angeht, die m.E. ein erstes Indiz für die überhaupt erreichbare Schärfenwirkung darstellt. Die Auflösung habe ich ziemlich willkürlich gewählt. Dies ist ein Faktor, in den man Erfahrungen einfließen lassen könnte. Dies sind natürlich nur Betrachtungen, die in der Schärfeebene gelten.

Die Anregung mit der Schärfentiefe greife ich gerne auf, vielleicht finde ich hier eine hübsche Darstellung.

Was die Schärfeprobleme angeht, so sehe ich die Ursachen schon eindeutig bei mir :fahne:. Zu heftiges Durchdrücken, keine bewusste Focusfindung. Manchmal habe ich allerdings auch das Gefühl, dass insbesondere bei hochoffenen Objektiven wie z.B. dem 50/1.4 die Fokussiergenauigkeit des Stangenantriebs nicht immer so ganz gut ist. Vielleicht aber nur ein Problem des Objektivs. Üben, üben, üben wie es mal so schön in einem Thread hier auftauchte. Und jedes Objektiv reagiert anders, dies in Grenzbereichen, wo man es für wirklich scharfe Aufnahmen schon sehr gut kennen muss.

Gruß Johannes
 
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ich werde hier mal wieder rechnen und hole das Thema mal wieder aus den Tiefen des NF-F hoch. Die Grundfragestellung ist:
Welche "Detailgenauigkeit" kann man erwarten?
 
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Hi,

an den Thread konnte ich mich gar nicht mehr erinnern ... ich werde alt :kuh:

wenn Du mit Zahlen hantieren willst (was ja durchaus löblich ist um belastbare Aussagen zu bekommen), dann würde ich vorschlagen, dass Du zunächst exakt (!!) das physikalische Phänomen beschreibst, dessen Du qualitativ und quantitativ habhaft werden willst. Ich ahne zwar grob, was Du erreichen möchtest, aber ...
JoJoSchla schrieb:
"Detailgenauigkeit"
Zum Vergrößern anklicken....
... ist schon der erste Quell´ für Missverständnisse, Widersprüche, Ungenauigkeiten. Es gibt keine Messmethode für "Detailgenauigkeit", weil dieser Begriff in der Optik-Szene nicht benutzt wird. Was es gibt ist beispielsweise die "Ortsauflösung" zu deren Messung man aber weder Haare noch Blätter verwendet und auch kein stimmungsvolles Abendlicht, sondern synthetische Messtargets und definierte Umgebungsbedingungen. Wenn (!) Du das allerdings verwendest, dann läufst Du Gefahr, dass Du gleich wieder die halbe Fotografenschaft gegen Dich hast, die derlei Messmethoden jedwede Praxisrelevanz abspricht und als Gegenentwurf vorschlägt "geh´ lieber raus ... knipsen".

Als Brückenschlag zwischen beide Welten könnte man blutleere (aber objektive) Messwerte anreichern mit angreifbaren (aber anschaulichen) Beispielbilder - auch geeignet als Plausibilitätscheck für die eigenen theoretischen Überlegungen, die IMO nichts wert sind, wenn man sie praktisch nicht nutzen kann.

Ciao
HaPe
 
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Deswegen habe ich den Thread hochgeholt. Erreichen möchte ich Folgendes:

Ich möchte einfach nur (für mich) abschätzen, inwieweit und unter welchen Parametern "Strukturen" halbwegs genau abgebildet werden. Dabei geht es mir primär darum, bei den Fotos, die eine hohe "Detailgenauigkeit" aufweisen sollten (z.B. Feder- und Fellstrukturen) abschätzen zu können, ab welchen Entfernungs-/Brennweitenkombinationen man eher auf andere Facetten wie Stimmung/Farben, ... Wert legen sollte. Mir ist schon klar, dass vergleichbare Aussagen nur mit reproduzierbaren Umgebungen erreicht werden können, die zu dem auch noch zu den "Fragestellungen" passen sollten :)fahne: auch wenn meine letzte Physikvorlesung schon 35 Jahre her ist).

Hintergrund war zumindest damals, dass immer wieder Bilder zur Beurteilung herangezogen wurden (gerade bei langen Brennweiten), die hierfür eigentlich garnicht geeignet sind (zu weit weg, ...)

Also: Was kann ich an Strukturdetails erwarten, wenn Entfernung und Brennweite vorgegeben sind und unter der Annahme, dass ich eine bestimmte Anzahl von Pixeln für ein Detail benötige. Nach meinem Verständnis mindestens 2, da ja nur so eine Kante abgebildet werden kann. Vielleicht macht es auch eher Sinn, auf Schärfekreise zu gehen oder einen ganz anderen Ansatz zu wählen. Zur Abschätzung sollte der obige Ansatz aber reichen.

P.S. Wenn ich mich recht erinnere, ist in der Tabelle auch noch ein kleiner Fehler.
 
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Hallo Johannes,
ein sehr interessantes Thema! Lohnt sich zu verfolgen.
Nachdem ich mir Deine Tabelle unten angesehen habe, verspreche ich mir davon zumindest eine Beantwortung der Frage: Welche Mindest-Brennweite benötige ich bei einem bestimmten Objektabstand, um z.B. das Gefieder eines Vogel angemessen aufzulösen für eine bestimmte Anforderung (z.B. Ausdruckgröße A x B cm). Dafür braucht es natürlich Tabellen für verschiedene Brennweiten, aber 300mm ist für mich schon mal ein guter Einstieg. Zumindest sollte ich erkennen können, wann die 300mm einfach nicht mehr ausreichen.
Auf welche Parameter muss ich da am besten achten?
 
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Hallo Mani, genau dies war mein Ausgangspunkt. Ich habe meinen Thread über Deinem noch entsprechend erweitert. Hat sich dann wohl überschnitten, da ich dann doch noch etwas mehr für Peter geschrieben habe. Dann werde ich wohl wieder rechnen und die Ergebnisse mal ganz anders aufbereiten.
 
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Also muss der Parameter "Auflösung per mm" immer eine bestimmte Mindestgröße aufweisen?
Und interessant wäre dann noch: was reicht für Bildschirmauflösung wie z.B. 72dpi noch aus und wieviel muss es für 300dpi Ausdrucke sein? Ist das überhaupt relevant?
Alles unter dem Beispiel der "angemessenen Gefiederdarstellung" gesehen, was sicher auch einen gewissen Soft-Faktor darstellt, da man wohl eine Bandbreite von Werten unterstellen muss. Lichteinfall und Schattenwurf haben ja auch noch Einfluss auf die "angemessene Gefiederdarstellung".
Letztendlich zählt natürlich der subjektive Gesamteindruck des Betrachters, also das, was unser Sehzentrum bzw. unser Scanner (Augen) daraus macht. Das läßt sich leider schwer berechnen :).
 
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Hallo Johannes,

JoJoSchla schrieb:
Ich möchte einfach nur (für mich) abschätzen, inwieweit und unter welchen Parametern "Strukturen" halbwegs genau abgebildet werden.
Zum Vergrößern anklicken....
das habe ich schon verstanden und war schon einen Schritt weiter auf dem Weg zu diesem Ziel.

Die Botschaft sollte sein: Ob die "Strukturen halbwegs genau" (wie war gleich nochmal die physikalische Einheit von "Strukturen" und welcher Zahlenwert ist "halbwegs genau"?) abgebildet werden, hängt nur zu einem kleinen Teil von den Abmessungen der Pixel ab. Zu einem größeren Teil hängen sie von anderen Parametern ab wie z. B. dem vorhandenen Kontrast, den optischen Eigenschaften des Obektivs, dem Maß der durch das Equipment (Stativ) und der eigenhändig induzierten Unschärfen und vielem mehr. Schon klar ... mit der Pixelgröße suchst Du erstmal den Idealfall, aber dieser ist so weit vom Realfall entfernt, dass Dir der Idealfall praktisch nichts nützen wird.

Strukturen sind nie parallel und schon gar nicht deckungsgleich mit Pixel-Kanten. Strukturen entdeckt das Auge vor allem durch Mustererkennung über größere Bereiche hinweg. Du wirst also ggf. Gefieder-Strukturen in einem 100*100 Pixel Bereiche erkennen können, die in einem 5*5 Pixel Bereich - wenn überhaupt dann nur in Form von Bildrauschen aufgefallen wäre. Was also nützt da ein einzelnes Pixel außer der Erkenntnis, dass kleinere Pixel wohl günstiger sein sollten als größere Pixel, wenn sie im Gegenzug nicht überproportional rauschen.

Deshalb die Frage: Was ganz genau willst Du mit Zahlen erfassen? "Strukturen halbwegs genau" wird schwierig werden.

Ciao
HaPe
 
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hallo
ich stelle mir die Frage immer bei Gruppenaufnahmen.!!
FeuerwehrFoto vielleicht 30-40 Mann und der Löschzug soll mit aufs Foto
Abzug etwa 100cm auf der langen Seite...
wieviele Pixel bleiben pro Gesicht ???
ist hier nicht eine Großformat Kamera angesagt???
charlyG
 
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charlyG schrieb:
ist hier nicht eine Großformat Kamera angesagt???
Zum Vergrößern anklicken....

Wie Hans-Peter R. ja schon erläutert hat, ist solch eine Frage nach den geeigneten Gerätschaften nicht zu beantworten, wenn nicht vorab klar ist, was denn zum Beispiel bei der Ausdrucksweise "angemessene Gefiederdarstellung" mit "angemessen" genau gemeint sein soll.

Auf das Beispiel mit den Feuerwehrleuten in Beitrag #13 bezogen:

Wenn "angemmessen" hier zum Beispiel "eindeutig als die Person Alfred E. Neumann identifizierbar" bedeuten würde, dann nennt die nachstehend verlinkte Quelle zum Beispiel "80 horizontale Pixel/Gesicht" als für diesen Zweck ausreichend: http://www.axis.com/de/academy/pixel_count/pixel_density.htm
 
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