Digital-Tele
 
Alle Digitalkameras bieten "Digital-Tele" oder eine entsprechende Funktion unter den verschiedensten Namen, wie Smartzoom, Digitaler Telekonverter usw. . Was verbirgt sich dahinter?

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Digital-Tele mit "Erfinden" von Pixeln

Ein "optisches" Zoom kennt man von "normalen" Kameras. Z.B. wird ein Objektiv mit 35 - 70 mm Brennweite als 2x Zoom bezeichnet. Dabei wird mit 70 mm jedes Motiv exakt doppelt so groß (breit) dargestellt wie bei 35 mm.

Das kann man auch erreichen, wenn man nur ein 35 mm Objektiv einbaut und digital einen Ausschnitt daraus auf das Doppelte vergrößert. Das ist "Digital-Zoom".

Bereits die ersten Digitalkameras verfügten über diese Möglichkeit. Wenn der maximale (optische) Telewert einer Zoomkamera erreicht war, dann konnte mit "Digital-Tele" der Zoombereich nach oben erweitert werden. Dazu wurde ein immer kleinerer Ausschnitt des Bildes auf Nenn-MP-Zahl vergrößert.  Zu Zeiten, als Digitalkameras "nur" 6MP oder sogar noch weniger hatten, war diese Methode notwendig, da die Zoombilder sonst nicht den Bildschirm ausfüllten.  Bereits bei guten 6MP-Kameras waren genug Reserve vorhanden, um die Bild-Ausschnitte in ausreichender Qualität zu vergrößern.
Aber da sind wir schon bei der entscheidenden Aussage! Das was Digital-Zoom in der Kamera macht, kann ich auch nachträglich am PC in aller Ruhe machen!



Vergrößern eines Ausschnitts bei jeder Brennweite

Manche Kameras (wie z. B. die Fuji 6500)  bieten eine andere Lösung. Hier kann bei jeder Brennweite auf Knopfdruck die Bildmitte digital vergrößert werden. Das ist für die manuelle Scharfstellung sehr nützlich.
Andere Kameras bieten nicht nur 2x, sondern auch 1,4x und 2,5x an . Dadurch wird praktisch der Bildwinkel entspr. verkleinert = die Brennweite erhöht.
Das entspricht der weiter unten beschriebenen Funktion "Telekonverter", nur dass die Bildausschnitte anschließend auf Nenn-MP-Anzahl hochgerechnet werden. Aber gleichgültig ob hochgerechnet wird oder nicht: Solche "Tele-Aufnahmen" enthalten -  je kleiner der verwendete Ausschnitt ist - deutlich weniger Details als ein Foto mit einem echten Teleobjektiv.

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Digi-Tele bei reduzierter MP-Zahl


Als die Kameras ab ca. 2005 mehr als 6MP hatten, war es nicht mehr notwendig, die Bildausschnitte durch das  "Erfinden" von Pixeln auf die Nenn-MP-Bildgröße aufzublasen. Deshalb boten viele Kameras zusätzlich eine weitere Methode, die schon vor Jahren von der Fuji 602 verwendet wurde. Auch hier wird der Zoombereich erweitert, wie bei der oben beschriebenen Methode.
Sony nennt diese Methode "Smart-Zoom":
Canon nennt sie "Safety-Zoom"
Panasonic nennt sie "Erweitertes optisches Zoom"

Bekanntlich nimmt eine Kamera alle Bilder grundsätzlich immer mit Nenn-MP auf, rechnet sie dann aber ggf. auf eine vorgegebene Größe herunter. Wird z.B. eine 12MP Kamera auf 2MP umgestellt, so werden alle Bilder von 4000 x 3000 Pixel auf 1600 x 1200 Pixel intern heruntergerechnet und dadurch sind sie (bei 1:1 Betrachtung) rel. scharf, selbst wenn die Kamera nicht besonders gut ist.


1:1 Ausschnitte aus einem Bild der Fuji HS10
links: Original (10MP) -- rechts: Herunterskaliert auf 2MP

Hat man beim Zoomen die höchste (optische) Telebrennweite erreicht und betätigt wieder den Zoomhebel, so wird der Telebereich immer weiter verlängert, indem ein immer kleinerer Ausschnitt aus dem 4000 x 3000 Pixel Bild auf 1600 x 1200 heruntergerechnet wird. Dadurch nimmt der oben beschriebene Schärfegewinn zwangsläufig immer weiter ab (sh. Bild unten). Schluss mit "Smart-Zoom" ist, wenn der Ausschnitt schließlich das gewählte kleine Format hat. Dann hat das Bild die "Schärfe" eines 1:1 betrachteten Original-Telebildes (linkes oberes Bild).

Der "Zoombereich" der Kamera erhöht sich durch diese Methode nominell (durch 4000/1600 = 2,5) von z.B. 10x auf 25x. Der Vorteil dieser Methode ist zwar, dass die Bilder nie schlechter als ein 1600 x 1200 Ausschnitt aus einem Bild bei Nenn-MP werden können. Aber bei 1:1 Betrachtung sind die Bilder der meisten Digitalkameras nicht besonders scharf (→"echte Pixel"). Den Bereich zwischen dem optischen und dem "erweiterten" Zoom als "verlustfreies Digitalzoom" zu bezeichnen, ist deshalb Dummenfang!.

Natürlich kann man exakt den gleichen Effekt auch später am PC mit einer entsprechenden Ausschnittvergrößerung aus einem mit höchster Auflösung aufgenommenen Bild erreichen.


"Digitaler Telekonverter"

Manche Kameras bieten eine "Tele"-Funktion nicht erst ab dem max. Tele-Wert sondern bei allen Brennweiten an. Dann wird bei jedem Foto z.B. ein Ausschnitt von z.B. 1600x1200 Pixel (2MP) herausgeschnitten. Dadurch wird z.B. (bei einer 12MP-Kamera) aus einem 28-84mm Zoom-Objektiv ein 70-220mm Objektiv. Der Zoombereich wird also nicht erweitert wie bei Smartzoom, sondern bleibt unverändert bei 3x, Insofern ist für diese Funktion der Begriff "Telekonverter" genau richtig, denn ein "normaler" Telekonverter, der bei Systemkameras zwischen Kamera und Objektiv geschraubt wird, erweitert den Zoombereich auch nicht.
Theoretische Vorteile des "Telekonverters" gegenüber dem obigen "Smartzoom":
- Bei "70mm" Brennweite wird wird mit der vollen WW Anfangslichtstärke des Objektivs fotografiert. Normalerweise wäre bei den meisten Objektiven bei echten 70mm bereits erheblich weniger Lichtstärke vorhanden.
- Erst bei "220mm" sinkt die Lichtstärke auf die "normale" Tele-Lichtstärke ab. Bei Smartzoom arbeitet man bereits ab 84mm damit.
- Durch den Wegfall der Randbereiche bei allen Brennweiten spielt die schlechte Randschärfe mancher Objektive keine Rolle. Bei Smartzoom hat man diesen "Vorteil" erst ab max. (opt.) Tele.

Nachteil
gegenüber dem obigen "Smartzoom":
- Soll mit weniger als 70mm WW fotografiert werden, muss der "Telekonverter" abgeschaltete werden.
- Den im ersten Teil des vorigen Kapitels beschrieben "Schärfegewinn" (durch Herunterrechnen des Bildes auf eine geringere MP-Zahl) gibt es nicht, da bei allen Brennweiten immer nur ein festgelegter Bildausschnitt unverändert übernommen wird. Anders ausgedrückt: Im gesamten Bereich des Telekonverters ist die Bildqualität gleich schlecht. Zumindest bei 2,5x Konverter ist sie sehr dürftig. Ein 1600x1200 Bildausschnitt aus einem 12MP Bild ist z.B. für einen HB-Bild bereits zu klein.

Diese Grafik zeigt ein 3x Standard-Wechselobjektiv


Fazit:
Die genannten Vorteile hat man aber auch, wenn man nachträglich einen entsprechenden Ausschnitt aus einem normalen Bild herausschneidet. Außerdem ist man dann freier bei der Festlegung des optimalen Ausschnitts.
Wenn man sich diese "Mühe" aber ersparen will, dann sollte man folgendes bedenken:
Beim Smartzoom nimmt die gute Bildqualität erst oberhalb vom max. optischen Tele immer weiter ab., Beim Telekonverter ist selbst bei Objektiven mit starkem Abfall der Lichtstärke von WW zu Tele der "Blendenvorteil" bei 1,4x Konverter nur eine halbe Blende. Beim 2,5x Konverter ist er zwar größer, aber die Bildqualität ist im gesamten Bereich "grenzwertig". Deshalb kann ich nur vom Einsatz des Konverters im Bereich des optischen Zooms abraten.
Erst bei Erreichen der max. Brennweitenverlängerung liefert Smartzoom so schlechte Bildqualität wie der Telekonverter im ganzen Bereich..

Bei Objektiven mit manueller Brennweitenverstellung ist allerdings ein Smartzoom technisch nicht möglich, da kein elektr. Zoomhebel zur Verfügung steht.

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Einfluss von MP auf Digital-Tele
 

Theoretisch sind Digital-(Smart-)Tele und nachträgliche Bildausschnitte am PC um so besser möglich, je mehr MP eine Kamera hat. Aber das ist leider nur Theorie, da durch die vielfach verwendeten Mini-Sensoren die Bildqualität bei 1:1 Betrachtung mit der MP-Anzahl eher ab- als zunimmt.

Hier ein Beispiel aus der "guten alten Zeit", als die Kameras nur 6MP hatten. Der SuperCCD-Sensor der Fuji F10 lieferte allerdings bei 1:1 Betrachtung sehr scharfe Bilder. Wählt man aus einem solchen Bild (Bildbreite 2848 Pixel) einen Ausschnitt von der Breite 1600 Pixel, so hat man einen "Zoomfaktor" von 2848/1600 = 1,78. Aus 108 mm Tele (1. Bild) einer Taschenkamera wird dann ein 192 mm Tele (2. Bild). Es ist so scharf wie das Bild einer guten 2MP-Kamera, nutzt die Bildhöhe eines jeden Bildschirms voll aus und ist geeignet für einwandfreie 13 x 10 cm Papierbilder.

Je nach MP-Anzahl ergibt ein Bildausschnitt von 1600 x 1200 Pixel  bei 108 mm Tele:

  4 MP-Kamera ▬► 153 mm
  6 MP-Kamera ▬► 192 mm
  8 MP-Kamera ▬► 220 mm
 10MP-Kamera ▬► 246 mm
 12MP-Kamera ▬► 270 mm


Wählt man einen Ausschnitt von 1024 Pixel Breite, dann werden aus den 108 mm nicht weniger als 300 mm (Faktor: 2,78). (3. Bild) → 300 mm Tele

Anklicken zeigt "300 mm Tele" der 6MP F10

108 mm 

192 mm

300 mm

 

In der heutigen Zeit mit Full-HD-Bidlschirmen sind natürlich Bildbreiten von 1024 nicht mehr empfehlenswert. Wenn auch ein 16:9 Bildausschnitt nicht erkennbar unschärfer als "normale" Bilder sein soll, dann darf sogar eine Bildbreite von 1920 "echten" Pixel nicht unterschritten werden. Das entspricht etwa der "Smartzoom"-Vorgabe "5MP". Hier zeigt sich, dass "Smart-Zoom" nur bei Kameras mit mind. 10MP sinnvoll ist.

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Wann ist ein "echtes" Teleobjektiv notwendig?

1. Freistellen

Ein Digitalzoom hilft überhaupt nicht, wenn man ein Motiv vor einem unscharfen Hintergrund freistellen will. Nur ein Tele mit mindestens (umgerechnet) 150 mm Brennweite hat solche geringe Schärfentiefe.


2. Sehr weit entfernte Motive

Foto mit der Fuji 602 mit 210 mm Tele
Es gibt manchmal Motive, an die ich nicht näher herankommen kann, die ich aber gerne formatfüllend aufnehmen möchte.

Beispiele:
Tierfotos in freier Wildbahn
Sportfotos
Filmstars ...

Wenn dann deutlich mehr als 400 mm bei höchster Bildqualität gefordert wird, geht kein Weg an einer Systemkamera vorbei! Entsprechende (lichtstarke!) Objektive sind allerdings sehr teuer.

 


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Letzte Überarbeitung: 17.12.2011