[Stuessi]

Wie funktioniert Pixelshift und was bringt dieses Verfahren?

Mit der Sony Alpha 7RM4 habe ich einige Experimente dazu angestellt.
Zunächst ein Blick auf ein Strichmuster mit dem Abbildungsmaßstab von etwa 1,1:1. Die Zahlen geben die Strichbreite (grün oder schwarz) in µm an. Z.B. bedeutet 5: 500/5 Lp/mm = 100 Lp/mm.

Ich kann wählen zwischen 4 oder 16 Einzelbildern, die dann später im Computer zusammengefasst werden.
Bei der ersten Methode wird der Sensor z. B. nach dem ersten Bild 1 Pixelpitch nach unten, dann 1 Pixelpitch nach links und schließlich für das 4. Bild 1 Pixelpitch nach oben verschoben. (Bilder 1 bis 4 und Ergebnisbild 5)

Bei der 2. Methode wird der Sensor zusätzlich je 1-mal um 1/2 Pixelpitch nach oben, unten und nach links und rechts verschoben. (Ergebnis: Bild 6)

Für die Beispielbilder habe ich grünes Licht und Ausschnitte in 10 facher Vergrößerung der Pixel im Quaderformat gewählt.


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Zur Erinnerung ein Blick auf das Bayermuster des Sensors:

RGRGRGRG
GBGBGBGB
RGRGRGRG
GBGBGBGB

Ein grün leuchtender Punkt wird bei den 4 verschiedenen Positionen des Sensors 2-mal angezeigt.


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[peter2tria]

Interessante Serie
Danke für's zeigen

[Stuessi]

Übersicht:

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ohne Pixelship:

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mit einfachem 4-fach Pixelship:

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mit 16-fachem Pixelship:

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Es ist schon erstaunlich, wieviele Details das Bild der A7RM4 zeigt, erst Recht mit Pixelship.
Die Kamera hatte ich auf ein stabiles Stativ montiert, den Raum verlassen, mit Fernauslöser ausgelöst und als Objektiv ein Minolta MD 50mm/1,4 bei Blende f/5,6 verwendet.

Bei einer Bildgröße von 9504 x 6336 Pixel kommen auf einen Millimeter 266 Linien, also 133 Linienpaare.
Bei Verdopplung der Bildgröße (16-facher Pixelship) kommt man sogar auf 266 Linienpaare/mm.

Die Auflösung ist aber bei jedem Objektiv durch die Beugung begrenzt.
Mehr als die in der Tabelle angegebenen Werte sind nicht erreichbar.

Blendenzahl Auflösung/mm
2,8__________524
4,0__________370
5,6__________265
8,0__________186
11___________135

Anhand einiger Beispiele werde ich zeigen, welche Auflösung ich in der Praxis erreicht habe.

[TONI_B]

Gute Arbeit!

[Stuessi]

Meine Testtafel mit Bildgröße 36 x 24 cm² habe ich wieder mit dem MD 50/1,4 bei f/5,6 fotografiert,


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und die mit X bezeichnete Stelle ausgewertet.

Zunächst das erste der 4 Pixelshift Bilder:

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Die Linien bei A und B werden nicht aufgelöst.


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Die Linien bei A kann ich gut als getrennt wahrnehmen. Die ca. 120 Linienpaare / mm entsprechen etwa 90% der Sensorauflösung.


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Bei diesem auf gleiche Größe runterskalierten Bild aus 16 Pixelship Bildern lönnen die Linien bei B (ca. 170 Linienpaare / mm) nicht getrennt dargestellt werden, wohl aber bei dem 100% Crop aus dem 19008 x 12672 Pixel großen Bild:


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Nicht immer habe ich die Zunahme der Auflösung so deutlich gesehen. Es hängt sehr von der guten Fokussierung ab -und natürlich, wie oben erwähnt, von den Aufnahmebedingungen.
Beleuchtung war bei diesem Beispiel eine 2000 Watt Kinoleuchte, gerichtet gegen die Decke.

[Stuessi]

Mit dem Programm QuickMTF Light 2 habe ich versucht, das Auflösungsvermögen mit 2 Objektiven zu messen. Dies sind einige plausible Ergebnisse:

MD 50mm/1,4 bei f/5,6


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Die MTF-Kurven
ohne Pixelshift:

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mit 4-fachem Pixelshift:

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mit 16-fachem Pixelshift:

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Makroobjektiv SEL90M28G:


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Die MTF-Kurven bei f/5,6
ohne Pixelshift:

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mit 4-fachem Pixelshift:

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mit 16-fachem Pixelshift:

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[Stuessi]

Den Abbildungsmaßstab 1:1 benötige ich zum Digitalisieren von Kleinbild-Dias oder Negativen. Ich verwende dazu ein Apo-Rodagon-D 75mm f/4 an einem Balgengerät. Die Vorlage liegt auf einem Leuchtpult, beleuchtet wird mit Blitz.
Die effektive Blende ist bei ABM 1:1 doppelt so groß wie auf dem Objektiv angegeben,
aus Blende f/2,8 wird f/5,6. Die erreichbare Auflösung ist dann halb so groß.

eingestellte____max. Auflösung
Blendenzahl ___ in Lp/mm bei 1:1
2,8__________524------->262
4,0__________370------->185
5,6__________265------->132
8,0__________186-------> 93
11___________135------->67

Hier nun Beispiele ohne und mit Pixelship. Die Auflösung in Lp/mm erhält man, indem man 500 durch die abgelesene Zahl teilt.
Beim ersten Bild werden die Linien bei "5" noch gut getrennt. Die Auflösung beträgt dann 500/5 Lp/mm = 100 Lp/mm.
Beim dritten Bild kann ich die Linien bei 2,6 noch als fast getrennt sehen: 192 Lp/mm. Dies bestätigt den Tabellenwert 185 Lp/mm.


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[Stuessi]

Das USAF 1951 Target dient zur Bestimmung und Berechnen des optischen Auflösungsvermögens eines Bildverarbeitungssystems. Häufig wird es für die Beurteilung von Filmscannern verwendet. Diese Tabelle zeigt das Auflösungsvermögen in Linienpaaren/mm. Durch Multiplikation mit 2*25,4 erhält man die Werte in DPI (dots per inch).

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Häufig werden bei Scannern deutlich überhöhte Werte angegeben, z. B.


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Der vielfach gepriesene Filmscanner Nikon Coolscan LS5 kommt auf etwa 4000 dpi (79 Lp/mm).


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Infolge der direkten Beleuchtung ist jeder Kratzer oder jedes Staubpartikel zu sehen.
Eine indirekte Beleuchtung (über Mattscheibe) verringert die Sichtbarkeit enorm:

(Diese Bilder wurden wieder mit dem ApoRodagon-D1x am Balgen beim ABM 1:1 gemacht.)

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Das Auflösungsvermögen der A7RM4 allein reicht zur Digitalisieren von Negativen und Dias im Kleinbild Format!
Die höhere Auflösung mit Pixelshift ist nur zum Digitalisieren von höchstauflösenden Filmen, z.B. einem ADOX CMS-20 s/w Film, erforderlich.
Gute Dienste tut sie bei Formaten, die größer als Kleinbild sind!

[Reisefoto]

Interessante Ergebnisse! Ich bin schon länger am überlegen, ob ich meine Dias mit dem Coolscan 5000 digitalisiere (teilweise schon geschehen), oder lieber mit der Kamera. Der große Trumpf ist der Magazinvorsatz des Coolscan 5000, der einem viel Arbeit abnimmt, oder gibt es für das Abfotografieren mit der Kamera inzwischen auch eine automatsierte (Bildwechsel-)Funktion?

[Stuessi]

Zitat von Reisefoto

...oder gibt es für das Abfotografieren mit der Kamera inzwischen auch eine automatsierte (Bildwechsel-)Funktion?

Vor 19 Jahren habe ich meine Dias in 3 Monaten mit diesem Scanner digitalisiert und den Scanner anschließend wieder verkauft.

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Alternativ kann man die Dias mit einem Diaprojektor abfotografieren. Ich habe mal schnell einen Aufbau zusammengestellt, bei dem auch 4x4 Dias fotografiert werden können, also kein ABM 1:1!


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Diese Dias stammt aus den 50er Jahren.

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Der Pradovit Color Projektor leuchtet fast das ganze 4x4 Dia aus.

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Wenn man nur Kleinbildformat Dias hat und alle in Querformat einsortiert, kann man natürlich den Abbildungsmaßstab 1:1 und damit die oben gezeigte bessere Auflösung erreichen.