SonyUserforum - 100Mpixel+

rawi · 27.03.2016, 20:09

Zitat:

Zitat von Tikal

Ich habe einen interessanten Artikel gefunden, welche sich auf die Informationen der Seite lenscore.org stützt.
Demnach lösen gerade mal 4 Objektive die 100mp auf und das sind vermutlich die Welt besten Objektive in Bezug auf Auflösungsvermögen und auch nur bei perfekten Bedingungen und spezieller Blende.

So ganz überzeugt mich der Beitrag nicht. Vom einem 200 MP Sensor zu sprechen, ohne die Grösse anzugeben, zeigt nicht viel Verständnis des Problems, denn die MP im Verhältnis zur Sensorgrösse definieren erst die lp/mm bzw die Auflösung des Sensors.
Ich rate mal: gemeint ist ein Kleinbild"Vollformat"Sensor (24x36mm).
Aber auch dann fehlt mir: Test unendlich oder Nahbereich, welche Vorlage (Auflicht oder Durchlicht), Messung visuell oder MTF- (welcher Referenzkontrast)?.
Und auch noch: wie oft wurde die Testaufnahme durch die USM gejagt oder garnicht oder mit Kameradefault?

Stuessi · 28.03.2016, 11:09

Hallo ihr Skeptiker!

In Ermanglung eines 100 MPixel+ Sensors zum Testen eines MD50mm/1,4 Objektivs habe ich folgende Simulation durchgeführt.

Aus konstant 2m Entfernung habe ich mein Testbild fotografiert mit dem MD50mm/1,4

1. an der A7 mit 24 MPixel Kleinbildformat
2. an der A6000 - entspricht 48 MPixel am Kleinbildformat
3. an der A6000 mit einem 2x Konverter - entspricht 192 MPixel am Kleinbildformat
4. an der A6000 mit zwei 2x Konvertern - entspricht 768 MPixel am Kleinbildformat

Alle Bilder wurden aus RAW-Dateien mit gleichen Kontrast, Helligkeits- und Schärfewerten mit ACDSee Pro 8 entwickelt.

Anhand der Bilder sieht man deutlich, wie mit wachsender Pixelzahl die Auflösung der Kombinationen Kamera + Objektiv zunehmen würde.

Übersicht:

→ Bild in der Galerie

1. bei Blende 5,6

→ Bild in der Galerie

2. bei Blende 5,6

→ Bild in der Galerie

3. bei Blende 4

→ Bild in der Galerie

4. bei Blende 4

→ Bild in der Galerie

Eine automatische Auswertung des in der Übersicht unten zu sehenden Siemenssterns bei einer weiteren Aufnahmeserie mit dem Programm LPH ergibt diese Auflösungswerte in MPixel:

1: 19,3 MP
2: 43 MP
3. 138 MP
4. 326 MP

Gruß,
Stuessi

edit:

Die in der Tabelle angegebenen Werte sind nicht absolut zu nehmen.
Aber mit diesen Ausschnitten kann die Zunahme des Auflösungsvermögens bestimmt werden.

→ Bild in der Galerie

rawi · 28.03.2016, 12:22

Hallo Stuessi,
ich schätze deine Engagement, aber in deinem Test hast du einen Systemfehler.

Wenn du dein Testtarget mit 50mm Objektiv auf 2 m aufnimmst, ist das Verhältnis von Aufnahmebrennweite zu Objektentfernung gleich 40 (2000:50mm). Dh. wenn dein Testtarget zb. 2,5 lp/mm zeigt und deine Kamera/Objektiv das reproduziert, dann hast du 2,5x40=100lp/mm, die dein Objektiv mit der Kamera auflöst. Wie wir wissen,schafft das eine der heutigen 40-50MP-Kameras mit einem guten Objektiv heute schon (jedenfalls in der Bildmitte bei nicht beugungsreduzierten Blenden, also bis Bl.4).

Der Einsatz eines 2xKonverters "verdoppelt" aber nicht die Auflösung, sondern einfach die Objektivbrennweite auf 100mm (bzw 200mm bei 4xKonverter). Das Verhältnis Objektivbrennweite zu Objektentfernung halbiert sich (!!) 2000x100=20. Dein Testtarget mit 2,5lp/mm ergibt also jetzt nur noch 2,5x20=50 lp/mm. Dass du im Testtarget plötztlich die doppelte Auflösung 5lp/mm erkennst, stellt nur die alte Auflösungsgrenze wieder her, du schon vorher hattest: 5x20=100lp/mm.

Du könntest also genausogut die Entfernung mit dem 50mm auf 1m (also der Hälfte) verkürzen und dann fälschlicherweise "erkennen, dass sich die Objektivauflösung verdoppelt hat".

Stuessi · 28.03.2016, 14:27

Zitat:

Zitat von rawi

... Du könntest also genausogut die Entfernung mit dem 50mm auf 1m (also der Hälfte) verkürzen und dann fälschlicherweise "erkennen, dass sich die Objektivauflösung verdoppelt hat".

Das könnte ich nicht,

denn ich möchte die Grenzauflösung meines Objektivs mit 5cm Brennweite bestimmen. Diese möge bei 200 Lp/mm liegen. Wenn der Gegenstand ein Gitter mit 5 Lp/mm ist, hat das Bild bei 2m Entfernung 200 Lp/mm. Mit einem Sensor mit 100 Lp/mm kann das nicht aufgelöst werden. Nun vergrößere ich das Bild um den Faktor 2 mit dem Telekonverter, der sich zwischen Objektiv und Sensor befindet. Zufrieden sehe ich das aufgeloste Bild vom Gitter und weiß, dass mein Objektiv mind. 200 Lp/mm auflöst.
Halbiere ich aber die Aufnahmeentfernung, dann wird das Bild 100 Lp/mm haben und ich sehe auf dem Sensor mit 100 Lp/mm das gleiche Bild wie mit Telekonverter, nutze aber nur die Hälfte des Auflösungsvermögens des Objektivs, weiß also nur, dass mein Objektiv mind. 100 Lp/mm auflöst.

Gruß,
Stuessi

rawi · 28.03.2016, 17:30

Sorry,
aber wenn du ein Testtarget von 10 lp/mm mit 50mm-Objektiv aus 2m Entfernung in der Kamera auflösen willst/kannst, ergibt das 10x40=400 lp/mm in der Kamera und nicht 200 !!! Egal ob du die auflösen kannst oder nicht.
Wenn du einen 2xKonverter an das 50mmObjektiv hängst, hast du ein 100mm Objektiv, das (richtig) das Abbild des Testtarget um 2x vergrößert. Das erhöht aber NICHT !! das Auflösungsvermögen der Objektiv/Kamera, da das Abbildungsverhältnis Objektentfernung/Objektivbrennweite gleich 2000:100=20 (statt 40) sich ebensogut halbiert hat.
Man hätte auch einfach mit dem 50mm auf 1m herangehen können und das gleiche Abbild des Testtargets in der Kamera bekommen
Dein Denkfehler besteht darin, dass du glaubst, mit dem Konverter kannst du das Auflösungsvermögen des 50mm Objektivs mit Faktor 2 genauer anschauen. Tatsächlich hast du aber gar kein 50mmObjektiv mehr, sondern ein 100mm.
Das bildet bei gleicher Entfernung 2 m natürlich doppelt so gross ab, du bekommst dasselbe Abbild wie mit 50mm bei 1m. Mit einer Erhöhung des Auflösungsvermögens hat das nichts zu tun.

Stuessi · 28.03.2016, 18:37

Hallo,

danke für den Hinweis.

Die 10 Lp/mm habe ich in 5 Lp/mm geändert.

Ansonsten sehe ich keinen Grund, meinen Ausführungen zu misstrauen.

Nun habe ich noch ältere Testnegative mit Dynax 7, Sigma Makro 50mm/2,8 bei Blende 4 und ADOX CMS 20 s/w Film gefunden und ausgewertet.

Ein einzelnes Bild habe ich ausgewählt.
1. Gesamtbild 24mm x 36 mm
2. .. 3. Ausschnitte
4. Ansicht unter dem Mikroskop, die 10µm Skala wurde bei gleicher Vergrößerung fotografiert und überlagert.

→ Bild in der Galerie

→ Bild in der Galerie

Die engsten noch sichtbaren Strahlen des Siemensstern sind etwa bei Kreis 4. Etwas mehr als 2 Strahlen oder Linienpaare passen in 10µm.

Die Auswertung von Ring 4 ergibt ca. 220 Lp/mm ! Zur Trennung dieser Strahlen braucht man mit einem 24mm x 36mm Sensor ca. 200 MPixel.

Gruß,
Stuessi

rawi · 28.03.2016, 19:06

Hallo Stuessi,
das kann und will ich hier nicht bestreiten, denn mir fehlen genauere Angaben über deine Testanordnung.

Hier noch einmal ganz allgemein:
Wenn ich eine reale Testvorlage mit 2,5lp/mm mit einem 50mm-Objektiv aus 2 m Entfernung fotografiere, wird diese Realvorlage auf den Sensor/Film in der Kamera mit Faktor 2000:50=40 verkleinert abgebildert, bzw. umgekehrt wird die Auflösung von 2,5 real in der Kamera auf das 40fache projiziert vergrössert, also mit 2,5x40=100 lp/mm in der Kamera abgebildet, so ich es denn erkennen kann.
Verdoppele ich den Aufnahmeabstand auf 4m, verdoppelt sich die Auflösung in der Kamera mit gleichem testtarget, halbiere ich auf 1 m, halbiere ich die Auflösung.
Dasselbe gilt, wenn ich die Brennweite verdoppele, zb. 2 m Aufnahmeentfernung mit 100 mm Objektiv (oder 50mm mit 2xKonverter !!!) entspricht dem gleichen Projektionsfaktor/Auflösung wie 50mm Objektiv auf 1 m!!

Ich brauche also von dir nicht nur die Auflösung der Testvorlage in lp/mm und die verwendete Objektivbrennweite, sonder auch noch den Aufnahmeabstand Testtarget zur Kamera, um das Objektiv/Kameraauflösungsvermögen wie oben errechnen zu können.

Stuessi · 28.03.2016, 21:33

Hallo,

so langsam komme ich hinter unser Missverständnis.

Ich hatte oben geschrieben:

... ich möchte die Grenzauflösung meines Objektivs mit 5cm Brennweite bestimmen. Diese möge bei 200 Lp/mm liegen.

Die 10 Lp/mm waren nur eine willkürlich gewählter Wert. In der Praxis habe ich als Gitter, das ich fotografiere, einen Siemensstern, bei dem der Linienabstand nach Innen beliebig klein werden kann.

Ohne Konverter sehe ich weiter außen 100 Lp/mm aufgelöst, mit einem idealen 2x Konverter erhalte ich in halber Entfernung zum Zentrum des Siemenssterns 100 Lp/mm auf dem Sensor, mit zwei idealen 2x Konvertern wandert der aufgelöste Bereich nicht mehr weiter zur Mitte, wenn das 50mm Objektiv die Grenzauflösung von 200 Lp/mm hat.

Halbiere ich aber (ohne Konverter) jeweils die Abstände, wird die Auflösungsgrenze von 100 Lp/mm immer weiter zum Zentrum des Siemensstern wandern.
Linsenfehler und Beugung kommen in der geometrischen Optik nicht vor.

Gruß,
Stuessi

28.03.2016, 11:09	#22
Stuessi Registriert seit: 17.05.2005 Ort: in der Nähe von Köln Beiträge: 2.033	Hallo ihr Skeptiker! In Ermanglung eines 100 MPixel+ Sensors zum Testen eines MD50mm/1,4 Objektivs habe ich folgende Simulation durchgeführt. Aus konstant 2m Entfernung habe ich mein Testbild fotografiert mit dem MD50mm/1,4 1. an der A7 mit 24 MPixel Kleinbildformat 2. an der A6000 - entspricht 48 MPixel am Kleinbildformat 3. an der A6000 mit einem 2x Konverter - entspricht 192 MPixel am Kleinbildformat 4. an der A6000 mit zwei 2x Konvertern - entspricht 768 MPixel am Kleinbildformat Alle Bilder wurden aus RAW-Dateien mit gleichen Kontrast, Helligkeits- und Schärfewerten mit ACDSee Pro 8 entwickelt. Anhand der Bilder sieht man deutlich, wie mit wachsender Pixelzahl die Auflösung der Kombinationen Kamera + Objektiv zunehmen würde. Übersicht: → Bild in der Galerie 1. bei Blende 5,6 → Bild in der Galerie 2. bei Blende 5,6 → Bild in der Galerie 3. bei Blende 4 → Bild in der Galerie 4. bei Blende 4 → Bild in der Galerie Eine automatische Auswertung des in der Übersicht unten zu sehenden Siemenssterns bei einer weiteren Aufnahmeserie mit dem Programm LPH ergibt diese Auflösungswerte in MPixel: 1: 19,3 MP 2: 43 MP 3. 138 MP 4. 326 MP Gruß, Stuessi edit: Die in der Tabelle angegebenen Werte sind nicht absolut zu nehmen. Aber mit diesen Ausschnitten kann die Zunahme des Auflösungsvermögens bestimmt werden. → Bild in der Galerie → Bild in der Galerie → Bild in der Galerie → Bild in der Galerie → Bild in der Galerie Geändert von Stuessi (28.03.2016 um 12:04 Uhr)

28.03.2016, 12:22	#23
rawi Registriert seit: 05.02.2014 Beiträge: 158	Hallo Stuessi, ich schätze deine Engagement, aber in deinem Test hast du einen Systemfehler. Wenn du dein Testtarget mit 50mm Objektiv auf 2 m aufnimmst, ist das Verhältnis von Aufnahmebrennweite zu Objektentfernung gleich 40 (2000:50mm). Dh. wenn dein Testtarget zb. 2,5 lp/mm zeigt und deine Kamera/Objektiv das reproduziert, dann hast du 2,5x40=100lp/mm, die dein Objektiv mit der Kamera auflöst. Wie wir wissen,schafft das eine der heutigen 40-50MP-Kameras mit einem guten Objektiv heute schon (jedenfalls in der Bildmitte bei nicht beugungsreduzierten Blenden, also bis Bl.4). Der Einsatz eines 2xKonverters "verdoppelt" aber nicht die Auflösung, sondern einfach die Objektivbrennweite auf 100mm (bzw 200mm bei 4xKonverter). Das Verhältnis Objektivbrennweite zu Objektentfernung halbiert sich (!!) 2000x100=20. Dein Testtarget mit 2,5lp/mm ergibt also jetzt nur noch 2,5x20=50 lp/mm. Dass du im Testtarget plötztlich die doppelte Auflösung 5lp/mm erkennst, stellt nur die alte Auflösungsgrenze wieder her, du schon vorher hattest: 5x20=100lp/mm. Du könntest also genausogut die Entfernung mit dem 50mm auf 1m (also der Hälfte) verkürzen und dann fälschlicherweise "erkennen, dass sich die Objektivauflösung verdoppelt hat". Geändert von rawi (28.03.2016 um 12:25 Uhr)

28.03.2016, 17:30	#25
rawi Registriert seit: 05.02.2014 Beiträge: 158	Sorry, aber wenn du ein Testtarget von 10 lp/mm mit 50mm-Objektiv aus 2m Entfernung in der Kamera auflösen willst/kannst, ergibt das 10x40=400 lp/mm in der Kamera und nicht 200 !!! Egal ob du die auflösen kannst oder nicht. Wenn du einen 2xKonverter an das 50mmObjektiv hängst, hast du ein 100mm Objektiv, das (richtig) das Abbild des Testtarget um 2x vergrößert. Das erhöht aber NICHT !! das Auflösungsvermögen der Objektiv/Kamera, da das Abbildungsverhältnis Objektentfernung/Objektivbrennweite gleich 2000:100=20 (statt 40) sich ebensogut halbiert hat. Man hätte auch einfach mit dem 50mm auf 1m herangehen können und das gleiche Abbild des Testtargets in der Kamera bekommen Dein Denkfehler besteht darin, dass du glaubst, mit dem Konverter kannst du das Auflösungsvermögen des 50mm Objektivs mit Faktor 2 genauer anschauen. Tatsächlich hast du aber gar kein 50mmObjektiv mehr, sondern ein 100mm. Das bildet bei gleicher Entfernung 2 m natürlich doppelt so gross ab, du bekommst dasselbe Abbild wie mit 50mm bei 1m. Mit einer Erhöhung des Auflösungsvermögens hat das nichts zu tun. Geändert von rawi (28.03.2016 um 17:48 Uhr)

28.03.2016, 18:37	#26
Stuessi Registriert seit: 17.05.2005 Ort: in der Nähe von Köln Beiträge: 2.033	Adox cms-20 Hallo, danke für den Hinweis. Die 10 Lp/mm habe ich in 5 Lp/mm geändert. Ansonsten sehe ich keinen Grund, meinen Ausführungen zu misstrauen. Nun habe ich noch ältere Testnegative mit Dynax 7, Sigma Makro 50mm/2,8 bei Blende 4 und ADOX CMS 20 s/w Film gefunden und ausgewertet. Ein einzelnes Bild habe ich ausgewählt. 1. Gesamtbild 24mm x 36 mm 2. .. 3. Ausschnitte 4. Ansicht unter dem Mikroskop, die 10µm Skala wurde bei gleicher Vergrößerung fotografiert und überlagert. → Bild in der Galerie → Bild in der Galerie → Bild in der Galerie → Bild in der Galerie Die engsten noch sichtbaren Strahlen des Siemensstern sind etwa bei Kreis 4. Etwas mehr als 2 Strahlen oder Linienpaare passen in 10µm. Die Auswertung von Ring 4 ergibt ca. 220 Lp/mm ! Zur Trennung dieser Strahlen braucht man mit einem 24mm x 36mm Sensor ca. 200 MPixel. Gruß, Stuessi Geändert von Stuessi (28.03.2016 um 21:00 Uhr)

28.03.2016, 19:06	#27
rawi Registriert seit: 05.02.2014 Beiträge: 158	Hallo Stuessi, das kann und will ich hier nicht bestreiten, denn mir fehlen genauere Angaben über deine Testanordnung. Hier noch einmal ganz allgemein: Wenn ich eine reale Testvorlage mit 2,5lp/mm mit einem 50mm-Objektiv aus 2 m Entfernung fotografiere, wird diese Realvorlage auf den Sensor/Film in der Kamera mit Faktor 2000:50=40 verkleinert abgebildert, bzw. umgekehrt wird die Auflösung von 2,5 real in der Kamera auf das 40fache projiziert vergrössert, also mit 2,5x40=100 lp/mm in der Kamera abgebildet, so ich es denn erkennen kann. Verdoppele ich den Aufnahmeabstand auf 4m, verdoppelt sich die Auflösung in der Kamera mit gleichem testtarget, halbiere ich auf 1 m, halbiere ich die Auflösung. Dasselbe gilt, wenn ich die Brennweite verdoppele, zb. 2 m Aufnahmeentfernung mit 100 mm Objektiv (oder 50mm mit 2xKonverter !!!) entspricht dem gleichen Projektionsfaktor/Auflösung wie 50mm Objektiv auf 1 m!! Ich brauche also von dir nicht nur die Auflösung der Testvorlage in lp/mm und die verwendete Objektivbrennweite, sonder auch noch den Aufnahmeabstand Testtarget zur Kamera, um das Objektiv/Kameraauflösungsvermögen wie oben errechnen zu können.

28.03.2016, 21:33	#28
Stuessi Registriert seit: 17.05.2005 Ort: in der Nähe von Köln Beiträge: 2.033	Hallo, so langsam komme ich hinter unser Missverständnis. Ich hatte oben geschrieben: ... ich möchte die Grenzauflösung* meines Objektivs mit 5cm Brennweite bestimmen. Diese möge bei 200 Lp/mm liegen.* Die 10 Lp/mm waren nur eine willkürlich gewählter Wert. In der Praxis habe ich als Gitter, das ich fotografiere, einen Siemensstern, bei dem der Linienabstand nach Innen beliebig klein werden kann. Ohne Konverter sehe ich weiter außen 100 Lp/mm aufgelöst, mit einem idealen 2x Konverter erhalte ich in halber Entfernung zum Zentrum des Siemenssterns 100 Lp/mm auf dem Sensor, mit zwei idealen 2x Konvertern wandert der aufgelöste Bereich nicht mehr weiter zur Mitte, wenn das 50mm Objektiv die Grenzauflösung von 200 Lp/mm hat. Halbiere ich aber (ohne Konverter) jeweils die Abstände, wird die Auflösungsgrenze von 100 Lp/mm immer weiter zum Zentrum des Siemensstern wandern. Linsenfehler und Beugung kommen in der geometrischen Optik nicht vor. Gruß, Stuessi

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