Objektive für hohe Auflösungen

[Jaz-P]

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Hallo zusammen,

ich hatte die Tage die Gelegenheit, eine BMPCC 6k auszuprobieren. Aus Neugier habe ich als Motiv einfach mal ein Hinweisschild genommen und dann probiert, bei 100% Vergrößerung den Text zu lesen. Ergebnis: Klappt nicht, man erkennt nur Pixelmatsch (obwohl die Buchstaben eigentlich groß genug wären).

Meinem Verständnis nach liegt die Ursache hierfür beim Objektiv. Es löst nicht scharf genug auf. Eingesetzt hatte ich ein normales Canon EF-S 17-55 mm f/2.8 (das übrigens hier für die Kamera empfohlen wird). Leider löst es, wie ich hinterher gelesen habe, nur mit 40 lp/mm auf. Für mein Experiment viel zu wenig. Um die Auflösung des S35 Sensors mit 6144 x 3456 Pixeln auf 23,10 mm x 12,99 mm der BMPCC 6k voll nutzen zu können, bräuchte es nämlich 133 lp/mm.

Also dachte ich mir, ich könnte mir doch einfach ein höher auflösendes Objektiv aussuchen. Zu meiner Überraschung habe ich aber keins gefunden, dass die 133 lp/mm schafft! Und das bringt mich jetzt ins Grübeln, ob ich mit meinen Gedanken überhaupt auf dem richtigen Weg bin. Ich kenne die ganzen Diskussionen über "Pixel Peeping" und so weiter. Aber es muss doch zumindest formal technisch möglich sein, die von der Kamera bereitgestellte Auflösung auf den Sensor zu bringen! Black Magic stellt doch keine 6k Kamera her, wenn es nicht mindestens ein Objektiv gibt, das die 6k auch auflösen kann. Zumal sie inzwischen sogar 12k angekündigt haben.

Also, liebe Community, was übersehe ich hier?

Edited July 21, 2020 by Jaz-P

[grillec]

Ich kann zu der Kombination selbst nichts sagen.
Hier wird beschrieben, dass das genannte Objektiv bei f/4.5 die Auflösung einer 32MP Kamera ohne Probleme bedienen kann.
Andererseits liest man auch, dass die Schärfe bei nativen Canon M Objektiven besser sein soll. Aber Schärfe ist nicht Auflösung.

Edited July 21, 2020 by grillec

[Jstr]

Ich kenne das Canon Zoom nicht aus Erfahrung, vergleichbare Nikonzooms lösen sicher in der Mitte mehr als 40 Linien pro Millimeter auf. Wenn du die Daten z.B eines Zeiss Otus nimmst wo bei 40 die Auflösung bis zum Rand über 90% liegt, sind auch da eine deutlich höhere Auflösung möglich.

6 K ist etwa 18M Pixel das kannst du mit den meisten guten Linsen bedienen.

Ich vermute du zoomst zu weit rein in die Datei und das geht halt bei 18M Pixel nicht.

[Jaz-P]

So wie im Anhang schaut das Ganze bei 28mm und f/4.5 (das ist das, was im verlinkten Artikel vorgeschlagen wird) bei 100% Vergrößerung bei mir aus. Ich kann da nichts erkennen, obwohl das ca. Schriftgröße 8 entspricht und damit lesbar sein müsste.

Woran erkenne ich denn eine "gute" Linse? Im Sinne von Auflösung, meine ich? Und wie weiß ich, was (rechnerisch) "gut genug" für meinen Sensor ist? Nach dem, was ich verstehe (bin absoluter Anfänger), kann ich das mathematisch klar ausrechnen. Die BMPCC 6k braucht zur Darstellung ihrer vollen Auflösung ein Objektiv, das 133 lp/mm schafft. Und das kann weder mein EF-S 17-55 noch irgendein anderes Objektiv.

Mir geht es um die technische Grundlage.

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Edited July 21, 2020 by Jaz-P

[Guest]

Auflösung überprüft man meistens mit einer sogenannten USAF Testtafel, oder einem sogenannten Siemensstern.

Auflösung hat aber weniger mit Schärfe zu tun, Kontrast ist da viel wichtiger.

Ansonsten gibt es für ein matschiges Bild zig weitere mögliche Ursachen, z.B. Gegenlicht bei der Aufnahme, wenig Licht, hohes ISO, Fingerabdrücke auf der Linse, Fehlfokussierung, Kompressionsverluste im Codec, etc PP.

Von einer billigen Kitlinse sind aber natürlich keine Spitzenleistungen zu erwarten 

[grillec]

Die Frage ist, ob man bei 100% Ansicht eine scharfe Schrift erwarten soll. Wenn du bei einem 6144x3456px auf 23,10 mm x12,99 mm ein Objektiv nutzt, das 133lp/mm Auflösung liefert, bekommst du sehr wahrscheinlich einen Moire-Matsch als Bild zurück geliefert, außer der Sensor beschränkt dies durch einen Filter. 

Bei dem Bild oben sehe ich, dass der Kontrast für die Schrift sehr gering ist und eine Spiegelung im unteren Bereich zu sehen ist. 'Markenqualität' und 'Sonnenblumenöl' sind zu lesen.
Ich könnte mir natürlich vorstellen, dass eine moderne Frestbrennweite dort einen besseren Kontrast liefern würde. Seit 2006 wird sich da was getan haben.
 

Edited July 21, 2020 by grillec

[pizzastein]

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vor 1 Stunde schrieb Jaz-P:

Nach dem, was ich verstehe (bin absoluter Anfänger), kann ich das mathematisch klar ausrechnen.

Ganz so klar ist das nicht, eine feste Grenze gibt es nicht. Erklärt wird das z.B. hier, Abb.3:

https://schneiderkreuznach.com/application/files/6815/0841/8896/bildqualitaet-von-objektiven-fuer-digitale-fotografie.pdf

Fängt ein Objektiv bei feinen Strukturen zu schwächeln an, kann man in einem gewissen Grad über Kontrasterhöhungen in der Nachbearbeitung gegensteuern.

Bei dem, was ich auf die Schnelle im Netz finde, sollte das 17-55 geeignet sein, wenn leicht abgeblendet.

[Jaz-P]

vor 5 Stunden schrieb finnan haddie:

Ansonsten gibt es für ein matschiges Bild zig weitere mögliche Ursachen, z.B. Gegenlicht bei der Aufnahme, wenig Licht, hohes ISO, Fingerabdrücke auf der Linse, Fehlfokussierung, Kompressionsverluste im Codec, etc PP.

Die Dinge kann ich bei meinem Standbild ausschließen: (Indirektes) Licht war ausreichend da, ISO stand auf 400, Objektiv ist gereinigt (gerade nochmal geschaut) und aufgenommen habe ich in BRAW (5:1). Und bei der Fokussierung kann ich einstellen, was ich will, aber: klarer wirds leider nicht.

vor 5 Stunden schrieb finnan haddie:

Von einer billigen Kitlinse sind aber natürlich keine Spitzenleistungen zu erwarten

Ja klar, ist logisch. Aber welche Linse brauche ich stattdessen? Ich möchte da ungern dem Motto "teurer = besser" folgen.

 

vor 5 Stunden schrieb grillec:

Bei dem Bild oben sehe ich, dass der Kontrast für die Schrift sehr gering ist und eine Spiegelung im unteren Bereich zu sehen ist. 'Markenqualität' und 'Sonnenblumenöl' sind zu lesen.

Ja, guter Punkt. Der Kontrast ist wirklich nicht optimal. Die Spiegelung stammt allerdings von einem Aufkleber. Ansonsten: Chapeau! 'Sonnenblumenöl' konnte ich nicht entziffern, steht aber drauf.

 

vor 5 Stunden schrieb grillec:

Ich könnte mir natürlich vorstellen, dass eine moderne Frestbrennweite dort einen besseren Kontrast liefern würde.

Kann ich bestätigen: Ich habe jetzt noch eine Sigma 35 mm f/1.4 ausprobiert. Das Bild wird damit tatsächlich deutlicher. Ich hätte allerdings gesagt, dass die Auflösung besser wird. Weil mehr Details zu erkennen sind. (Kontrast ist ja die Trennschärfe zwischen zwei Helligkeiten.)

 

@pizzastein, danke für den Link!

Edited July 21, 2020 by Jaz-P

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Ich würde dir das Adobe Creative Cloud Foto-Abo mit Photoshop und Lightroom empfehlen

[RoDo]

Hmmm, die benutzte Kamera ist ja wohl ein Spezi für Videos und nicht für "normale" Bilder.

Vielleicht klappt die Kommunikation zu dem "Fremdobjektiv" von Canon nicht problemlos.

Kamera mal auf's Stativ stellen, manuelle Scharfstellung aktivieren und bei Offenblende scharfstellen. Dann eine Blendenreihe von voller Öffnung bis 5 Blendenstufen abwärts aufnehmen.

Und dann mal die Bildmitte und eine Ecke nebeneinaderstellen.

Und das heute Objektive mit einem Auflösungsvermögen von nur 40 LP/mm hergestellt werden, mag ich garnicht glauben.

[Aaron]

vor 1 Stunde schrieb RoDo:

Und das heute Objektive mit einem Auflösungsvermögen von nur 40 LP/mm hergestellt werden, mag ich garnicht glauben.

Ein Objektiv ist nicht digital, d. h. es löst in Abhängigkeit vom Kontrast unterschiedlich auf. Der Sensor ist digital und somit das schwächste Glied in der Kette. Wie viel Auflösung im Bild ankommt wird häufig durch den Sensor begrenzt und nicht durch das Objektiv. Um die Objektivauflösung ausnutzen zu können kann der Sensor nicht hoch genug auflösen, um so mehr, desto besser....(mit Abwägung der möglichen Nachteile).

[RoDo]

vor 9 Stunden schrieb Aaron:

Ein Objektiv ist nicht digital, ...

Hab' ich ja auch nicht behauptet. Ich kann mich aber gut an die Objektivtests in den 1980er erinnern, in denen immer auch die MTF-Werte in tangentialer und sagittaler Richtung über dem Bildkreisradius gezeigt wurden. Das wurde damals auf Testständen ohne Kamera gemessen.

Das geht heute wegen der elektronischen und motorischen Ansteuerung der Objektive (Fokus, Blende, bei manchen Brennweite) so nicht mehr.

Damals galten für KB bei günstigstem Kontrastverhältnis Auflösungen von 120 LP/mm im Zentrum als gut, in den Ecken wurden Werte bis knapp unter 100 akzeptiert. Deshalb traue ich moderneren Konstruktionen keine 40 zu, immer besser.

Der Sensor ist nicht das schwächste sondern sicher das entscheidende Element. Und hier frage ich mich, ob der Sensor in der benutzten Video-Kamera des TO für bildmäßige Fotografie (Spitzen-)leistungen bringen kann/soll.

[Guest]

Die "Auflösung" hat eine Definition: Rayleigh-Kriterium

Ergebnis ist die Größe eines Beugungsscheibchens

praktisches

Letzter Abschnitt des letzten Links:   Beispiele für beugungsbegrenzte Auflösung

 

P. S.

http://epsilon-lyrae.de/Seeing/Begriffe/Begriffe.html

Grundlagen als PDF

http://www.uni-kassel.de/fb16/te/download/tech_optik/Skript/Technische_Optik-print.pdf

Edited July 22, 2020 by Guest

[nightstalker]

vor 13 Stunden schrieb RoDo:

 

Und das heute Objektive mit einem Auflösungsvermögen von nur 40 LP/mm hergestellt werden, mag ich garnicht glauben.

Auflösungswerte werden auch immer bei bestimmten Kontrastwerten gemessen ... eine extreme Auflösung bei flauem Kontrast hilft auch nicht weiter

Deshalb ist eine Angabe ohne Kontrastangeabe nicht aussagekräftig

[RoDo]

vor 15 Stunden schrieb RoDo:

Und das heute Objektive mit einem Auflösungsvermögen von nur 40 LP/mm hergestellt werden, mag ich garnicht glauben.

OK, hab' mich vertan, mein Gedächtnis hat das angegebene Auflösungsvermogenvon in Datenblättern von SW-Filmen gespeichert.

Habe in meinem Archiv einen 40 Jahre alten Test von WW-Objektiven (35er und 28er) gefunden, in dem auch MTF-Diagramme gezeigt wurden. Ein Beispiel:

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Und da sieht man, dass die Kurven für eine Auflösung von 10, 20 und 40 LP/mm angegeben werden.

Vermutlich hat der TO eine Seite wie diese gefunden: https://www.lenstip.com/10.4-Lens_review-Canon_EF-S_17-55_mm_f_2.8_IS_USM_Image_resolution.html

In diesem Artikel tauchen wieder die 40 LP/mm auf. Und man sieht, dass sich die alte Regel bestätigt: Optimale Leistung eines Kameraobjektivs wird bei Abblendung um ca. 2 Blendenwerte erreicht. Ganz anders Spezialobjektive: Ich kann mich erinnern, dass ZEISS mal ein Objektiv für die Nutzung in einem Stepperbelichter für die IC-Fertigung zeigte: Lichstärke 0,8 und ein Auflösungsvermögen von 12.000 LP/mm für genau eine Wellenlänge, was man mit Lasern ja hinbekommen kann.

Ein Wunder, dass wir auf unseren Bildern überhaupt was erkennen! 🙂

Edited July 22, 2020 by RoDo

[pizzastein]

vor 4 Stunden schrieb HtPC:

Die "Auflösung" hat eine Definition: Rayleigh-Kriterium

Ergebnis ist die Größe eines Beugungsscheibchens

praktisches

Letzter Abschnitt des letzten Links:   Beispiele für beugungsbegrenzte Auflösung

Die Auflösungsbegrenzung durch Beugung dürfte aber wohl eher nicht das Problem sein hier?

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Guck dir auch mal das Sony 12-24 G Master an

[Guest]

vor 2 Stunden schrieb pizzastein:

Die Auflösungsbegrenzung durch Beugung dürfte aber wohl eher nicht das Problem sein hier?

Nachtrag:

https://de.wikipedia.org/wiki/Kritische_Blende

https://de.wikipedia.org/wiki/Auflösung_(Fotografie)

https://de.wikipedia.org/wiki/Siemensstern

Was zum Basteln...Testen...

https://www.ags.tu-bs.de/?id=produktionen:medientechnik:siemensstern

https://www.amazon.de/Aufkleber-Siemensstern-Auflösung-Graukarte-Objektiv/dp/B01FZ6ZJ5E/ref=sr_1_2?dchild=1&keywords=Siemensstern&qid=1595424790&sr=8-2

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Wie: https://www.digitalkamera.de/Fototipp/Objektivtests_in_Eigenregie/4782.aspx

Edited July 22, 2020 by Guest

[grillec]

Die kritische Blende ist bei dem genannten Objektiv ja bekannt.

[RoDo]

vor 2 Stunden schrieb HtPC:

Was zum Basteln...Testen...

Danke für den Tipp auf die Siemenssterne bei der TU Braunschweig. Es öffnen sich neue Horizonte für mich, weil ich bisher noch nie so eine gute frei konfigurierbare Erzeugungsmöglichkeit im Web gesehen habe.

[Jstr]

Ich möchte mich dem Dank anschliesen. Da hast du auf ein tolles Tool verlinkt.

 

[Jaz-P]

Danke für Euren Input!

[gewa13]

Hier ein Link aus der anlogen Fotografie mit Objektivbeispielen ...

https://aphognext.com/forum/index.php/Thread/18241-Kamera-Objektive-für-Hochauflösungsfotografie/?pageNo=2&s=0bf1732743aa7279077b74d50c5251f51ab099c3

Vielleicht hilft das auch weiter, auf jeden Fall interessant zu lesen

Edited July 24, 2020 by gewa13