• Filme und KB-Objektive
• Vergleich KB- / Digitalkamera
• Das ISO Testbild
• Tabelle der Messwerte
• Hinweise zu den Messwerten
• Test von Wechselobjektiven
• 16:9 Sensoren
• Grafische Darstellung der Messwerte
• Auflösung bei hohen ISO-Werten

Linien/mm (Lp/mm)
Zur Beschreibung des Auflösungsvermögens von Film-Emulsionen wird "Linien/mm" verwendet. Richtiger wäre: "Linienpaare/mm" (Lp/mm), da die weißen "Zwischenlinien" nicht mitgezählt werden.
Dazu werden Glasplatten mit verschiedenen Linienrastern auf den Film gelegt und belichtet. Unter dem Mikroskop wird dann abgelesen, welches Linienraster (schwarze Striche pro Millimeter) gerade noch aufgelöst wird.
Ein Repro-Film hat eine "Auflösung" von ca. 400, ein 50 ASA-SW-Film ca. 175, Kodachrome 25 Diafilm ca. 100 Linien/mm.

Diese Werte beschreiben aber nur, was die Filme auflösen könnten. Selbst höchstwertige KB-Festobjektiven schaffen unter optimalen Umständen nur 75 Lp/mm, die preiswerten Amateur-Zoomobjektiven nur 25 - 50 Lp/mm! Diese Angaben gelten aber offenbar nur für KB-Objektive.

Bei den Objektiven von kleinen Digitalkameras sind Auflösungen von deutlich mehr als 75 Lp/mm möglich. So löst die Canon G10 mit ihrem 1/1,7" Sensor (Höhe: 5,6mm) bei 14,7MP lt. Testberichten 2500 Zeilen/Bildhöhe aus. Das entspricht 1250 Lp/Bildhöhe und damit 223 Lp/mm. Das gilt allerdings nur bei Basis-Empfindlichkeit! Bei höheren ISO-Werten ist die Auflösung deutlich geringer.
Moderne Kameras mit dem noch kleineren 1/2,3" Sensor (Höhe: 4,6mm) lösen oft gleich viele Zeilen/Bildhöhe auf. Der Grund ist, dass bei den kleinen Objektiven die Linsen deutlich dünner sind und deshalb weniger Verluste auftreten. Die Umrechnung der Auflösung auf "Linien/mm umgerechnet auf KB" ist deshalb fragwürdig und irreführend.

Trotzdem kann natürlich ein KB-Objektiv (24 mm Bildhöhe) selbst mit "nur" 75 Lp/mm mehr Zeilen/Bildhöhe darstellen als ein 1/2,3" Sensor. → Mehr

Bei den folgenden Überlegungen werden "real existierende" Kameras und Farbfilme verglichen.
Aus gründlichen Studien geht hervor, dass eine gute 3Mp-Kamera mit Farbfotos einer KB-Kompaktkamera (400 ISO-Film) mithalten kann.
Unter optimalen Bedingungen (50 ISO-Film, teures Festbrennweiten-Objektiv) entspricht eine KB-Spiegelreflex-Kamera zwar etwa einer 12 MP-Digitalkamera. Aber wer verwendet schon Objektive in der Preisklasse 3000.- Euro? Außerdem gibt es 50 ISO-Farbfilme heute gar nicht mehr, da die Masse der Knipser mit ihren einfachen Zoom-Objektiven die Möglichkeiten dieser Filme ohnehin nicht nutzen kann! Zudem erfordern die lichtschwachen Zoom-Objektive der vielfach verwendeten Kompaktkameras mindestens 200 bis 400 ISO-Filme.
Sogar viele 100 ISO-Farbfilme, die im Großlabor entwickelt wurden, ergeben keine besseren Bilder als eine 4 MP-Kamera.
Das war im Herbst 2001 noch keineswegs unstrittig! Deshalb hatte ich einen Freund zu einem "Wettkampf" herausgefordert. Hier sind die damaligen Vergleichsbilder! Auf den Bild-Ausschnitten ist links sein KB-Foto (SLR Pentax A1, Sigma 28-70, Kodak Farbnegativ 100 ISO, mit 2400 ppi vom Negativ direkt eingescannt) und rechts mein Foto mit der Digitalkamera Fuji 6900. Sie hat zwar nur 3 MP, entspricht aber einer 4MP-Kamera.
Der Freund fotografiert seitdem digital .....

Begeisterte Dia-Fans beurteilen Auflösung und Farbgüte ihrer Fotos (vom Sessel aus) auf der Leinwand und halten sie für unübertrefflich. Z.T. vergleichen sie mit Digitalbildern, die mit einem Beamer projiziert wurden. Aber selbst die besten Beamer haben nur eine Auflösung von 2MP. Ein objektiver Vergleich analog/digital ist deshalb nur möglich, wenn man beide Bilder (stark vergrößert) nebeneinander auf einem hochauflösenden Bildschirm ansieht. Dazu müssen die Dias zuvor mit einem hochwertigen Scanner (mind. 4.000 ppi) eingescannt werden. Optimal ist es, wenn für die Vergleichsfotos das gleiche Objektiv (auf zwei SLRs) verwendet wird.
Bei solchen Vergleichen zeigt sich immer wieder, dass selbst die besten Dias nicht die Auflösung einer 12MP-Kamera erreichen. Nach Einscannen einer großen Anzahl meiner eigenen alten Dias bin ich sicher, dass sie selbst mit einer guten 6MP-Kamera kaum mithalten können →mehr Infos.
Wenn dann die Digitalkamera noch RAW bietet, dann ist eine Einflussnahme auf die Farbwiedergabe möglich, von der Dia-Fotografen nur träumen können.

Eine direkte Bestimmung von Linien/mm eines Digitalkamera-Sensors ist nicht möglich .... und auch nicht sinnvoll. Um verschiedene Kamera-Typen (z.B. Superzoom- mit D-SLR-Kamera) miteinander vergleichen zu können, wird  z.B. ein entsprechendes Testbild (ISO 12233) fotografiert und aus diesem Bild jeweils die "Anzahl Linien pro Bildhöhe" *) ermittelt. Um Missverständnisse zu vermeiden, sollte man aber besser "Zeilen pro Bildhöhe" sagen!

Seitdem es Digitalkameras mit mehr als 10MP gibt, musste eine neue Version dieses Testbildes her. Die Skala rechts von der Mitte ging zuvor (wie die linke) bis 20. Jetzt geht sie bis 40.

Die Zahlen an den Linien bedeuten jeweils "Zeilen/Bildhöhe x 100" ; z.B.:12 = 1200 usw.
Nun kann man jeweils an den senkrechten und waagerechten Linien die "Auflösung" der betreffenden Kamera abschätzen. Hier ein Beispiel aus alten Zeiten:

In diesem Beispiel (Fuji S602; Testbericht dpreview) sind 1200 Zeilen/Bildhöhe noch deutlich zu erkennen. Im Bereich 1600 Zeilen/Bildhöhe ist ein farbiges Moiré-Muster zu erkennen. Es tritt auf, wenn man in den Bereich der theoretisch höchsten Auflösung (Pixelreihen/Bildhöhe) kommt. Bei einer 3MP-Kamera sind das 1536 Pixel.
Auch bei den senkrechten Linien wird dann die Auflösung abgelesen.

Da jedes Testlabor seine eigene Methode hat, dürfen Messwerte verschiedener Zeitschriften nicht miteinander verglichen werden.  Aber selbst bei der gleichen Zeitschrift sind ältere Ergebnisse häufig nicht mehr mit den aktuellen vergleichbar, da man die Methoden gelegentlich ändert (optimiert?).

Die angegebene Auflösung sollte der unter optimalen Bedingungen in Bildmitte erreichbare Wert sein. Damit wird gleichzeitig die Güte der Optik, des Sensors und der Bildberechnung beurteilt.
Bei offener Blende und bei extremen Zoom-Einstellungen können die Werte erheblich ungünstiger sein. Das sollte separat untersucht und im Testbericht erwähnt werden!
Wichtig ist auch die gesonderte Ermittlung der Auflösung in den Bild-Ecken (sh. Seite "Randschärfe"). 

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Testbedingungen

Die obigen Angaben gelten für die Bildmitte bei abgeblendetem Objektiv im mittleren Brennweitenbereich und bei Basis-Empfindlichkeit!
Die Messwerte zeigen also die maximal mögliche Auflösung des Sensors und des Objektivs!
Am Bildrand, bei offener Blende und in Telestellung  sind die Werte bei fast allen Objektiven schlechter als in obiger Tabelle!

Besonders bei Sensoren mit hohen MP-Werten wird die Auflösung überwiegend durch das Objektiv begrenzt!
Selbst teure Wechselobjektive haben das Problem! Bei offener Blende haben manche sogar in der Bildmitte nur die Auflösung (Zeilen/Bildhöhe) einer 4 MP-Kamera. Da nützen die 16 MP der SLR gar nichts!

Objektiv-Test

Wechselobjektive werden z.T. von dpreview einem sehr intensiven Test unterzogen. Dabei werden Schwächen bei bestimmten Brennweiten (abhängig von der Blende) schonungslos aufgedeckt.

Auf einen Blick ist erkennbar, in welchem Bildbereich das Objektiv die volle Auflösung des Sensors erreicht. Wie sich dieser Bereich durch (leichtes!) Abblenden vergrößern lässt, kann man durch verschieben der Blendenvorgabe herausfinden. Positioniert man den Mauszeiger über einem der Schachbrettsymbole, so wird die (Un)Schärfe an der betr. Stelle gezeigt.
Eine zweite Grafik zeigt dann noch den jeweiligen Schärfeverlauf von Bildmitte bis zu einer Bildecke.  →Beispiel (Sony 16 - 105 [24-160mm]). Der Messwert ist aber nicht "Zeilen/Bildhöhe", da die Objektive ja in Kameras mit unterschiedlichen MP-Werten (Bildhöhe!) eingesetzt werden können.
Interessant ist, dass nur wenige Zoom-Objektive die volle Auflösung des betreffenden Sensors erreichen. Und auch dann nur bei bestimmten Brennweiten, abgeblendet und in Bildmitte. Aber selbst in Bildmitte sinkt sie bei manchen Brennweiten auf die Hälfte ab. Das heißt, dass eine 12MP-Kamera dann nur noch die Auflösung einer 3MP-Kamera hat (sh. Grafik unten). Wieder ein Argument gegen zu hohe MP-Werte!

Einfluss der Schärfung

Nicht unwesentlichen Einfluss hat die Schärfung (in der Kamera). Bis zu 20% kann der Wert dadurch gegenüber einem ungeschärften Testbild angehoben werden. Üblich ist ein Test mit den vom Hersteller vorgegebenen "Default"-Werten, die fast immer eine mittlere Schärfung beinhalten.
Messwerte, die ohne Schärfung ermittelt wurden, sollten entsprechend gekennzeichnet sein. →RAW-Datei
 

3:2 Sensoren

Vergleicht man 3:2 mit 4:3 Kameras mit gleicher MP-Zahl, dann haben die 3:2 Kameras zumeist geringere Wert für "Zeilen/Bildhöhe", da sie ja auch weniger Pixel/Bildhöhe zur Verfügung haben. Z.B. bei 10MP hat eine 4:3-Kamera 2736 Pixel, eine 3:2-Kamera nur 2592 Pixel Bildhöhe. Entsprechend geringer sind dann auch die Messwerte.

Die Ergebnisse von Kameras mit 4:3 -Sensor müssten mit dem Faktor 0,89 multipliziert (reduziert) werden, um sie vergleichen zu können. Das entspräche dann 4:3 Bildern, die in der Höhe auf das Format 3:2 beschnittenen wurden.
Aber die 4:3 Kameras bieten halt mehr Bildhöhe, was ja manchmal ganz nützlich ist. Manche Breitformat-Motive erfordern sogar zwingend eine möglichst große Bildhöhe.  →überzeugendes Beispiel

Vor einigen Jahren waren mal Kameras mit einem 16:9 Sensor Mode (Erste war die LX1). Die daran ermittelten "Linien/Bildhöhe" waren zwangsläufig geringer als bei "normalen" Kameras mit der gleichen MP-Zahl. Letztere haben ja mehr Pixel/Bildhöhe zur Verfügung.
Per Definition wird das ISO-Testbild immer so aufgenommen, dass die volle Bildhöhe erfasst wird. Deshalb muss man es aus größerer Entfernung aufnehmen und die Linienraster werden dadurch kleiner abgebildet als bei einem 4:3 Foto.
Andererseits ... schaltet man bei 16:9 Kameras auf "normale" Bildgröße um (gelbes Rechteck), um mehr Bildhöhe zur Verfügung zu haben, dann verzichtet man auf 25% der Sensorfläche! Aus z.B. einer 8 MP-Kamera wird eine mit "nur" 6 MP. Und für Ausschnittvergrößerungen wird es dann eng.
Davon abgesehen, dass Hochformat-Aufnahmen im 16:9 Format ziemlich fragwürdig sind .... die Erstellung des Panoramabildes von Hannover (aus Hochformat-Aufnahmen) wäre mit einem 16:9 Sensor fast unmöglich gewesen, da es nicht genügend Überlappungen gäbe.

Geh' mal mit dem Mauszeiger über das Bild ...

Nach meinen Erfahrungen würden allerdings bei jedem dritten meiner 4:3 Foto oben und/oder unten bildwichtige Teile abgeschnitten bzw. ein 16:9 Bild enthält zu viel Störendes an den Seiten.
(→ Hinweis)

Zusammenhänge

Dpreview fotografiert zwar noch immer die o.a. Testbilder, ermittelt aber seit einiger Zeit nur noch selten die zahlenmäßigen Auflösungswerte. Vermutlich deshalb, weil dieses Thema inzwischen uninteressant geworden ist. Spätestens seit Erscheinen der 10MP-Kameras verfügen diese über einen "Auflösungs-Overkill". Andere Themen, wie Rauschen usw. sind jetzt im Zentrum des Interesses.

Trotzdem habe ich mal einige bisherigen Werte der 4:3 -Kameras grafisch dargestellt. Der Einfluss der MP auf die Auflösung ist in der folgenden grafischen Darstellung sehr gut erkennbar. Dabei habe ich die jeweiligen beiden Messwerte gemittelt. Die grüne Linie (bei dpreview.com "Nyquist-Linie" genannt) zeigt übrigens die jeweiligen Pixelreihen pro Bildhöhe bei 4:3. Mehr "Zeilen/Bildhöhe" sind nicht darstellbar. Dabei wird angenommen, dass z.B. bei einer 6MP-Kamera jede der 2136 Pixelreihen theoretisch abwechselnd weiß und schwarz sein könnten. Die reale Auflösung der Kameras liegt erheblich darunter. Unter anderem deshalb, weil - um Moire zu vermeiden - sog. Anti-Aliasing-Filter eingesetzt werden, die die theoretisch mögliche Auflösung reduzieren. Die besten Kameras liegen etwa auf der gestrichelten Linie, die 80% der "Nyquist-Linie" darstellt. Unterhalb dieser Linie gibt es natürlich viele Kameras, die eine deutlich schlechtere Auflösung haben. Interessant ist, dass die Canon G12 mit 10MP deutlich mehr Linien auflöst als die ältere G9 mit 12MP. Aber auch bei optimale Abstimmung zwischen Optik und Berechnungsalgorithmen ist eine Überschreitung der 80%-Linie kaum möglich.
Übrigens ... je näher eine Kamera der 80%-Linie kommt, um so (relativ) schärfer erscheinen die Bilder bei 1:1 Betrachtung, da sie ja jeweils "entsprechend" vergrößert werden. (→ Bildqualität/Schärfe). Deshalb arbeiten viele Tester neuerdings mit "% von max. möglicher Auflösung", da das eine von der Sensorgröße und MP-Zahl unabhängige Messlatte ist.

Pixelwahn
(Schlechte Auflösung bei höheren ISO-Werten)

Zu Zeiten der 2 und 3MP-Kameras wurde zu Recht eine höhere Auflösung gefordert. So wurde eine möglichst hohe Auflösung damals zum Fetisch (Auch für mich! Ich startete damals obige Tabelle).
Selbst als mit 6 MP die Kameras eine für den Fotoamateur mehr als ausreichende Auflösung hatten, wurde dieser Trend nicht gestoppt. Das führte dann fast zwangsläufig zum derzeitigen Pixelwahn. Höhere Auflösung (bei Basis-Empfindlichkeit!) kann nämlich - bei gleicher Optik - nur durch mehr MP erreicht werden. Dabei wurde aber völlig vernachlässigt, dass die Auflösung bei höheren ISO-Werten um so schlechter wird, je mehr MP sich auf den kleinen Sensoren drängeln und entsprechend heftige Rauschunterdrückungs-Maßnahmen notwendig machen. →Hinweis
Was nützt eine extrem hohe Auflösung einer 12MP-Kamera bei 80 ISO, wenn bereits bei 400 ISO eine gute 6MP-Kamera detailreichere und rauschärmere Fotos liefert?
Wichtig ist deshalb auch die Auflösung bei z.B. 800 ISO. Leider ermittelt das niemand! Lediglich die Testbilder von dpreview.com lassen da Rückschlüsse zu.


Hier ein Beispiel: Links die 6MP Fuji F31 und rechts die 12 MP Canon G9. Beide bei 1600 ISO.

Bei 80 ISO ist die G9 besser. → Mein Kommentar