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

Um die maximal mögliche Auflösung (Schärfe-Leistung) verschiedener Kameras mit unterschiedlich großen Negativ- bzw. Chip-Formaten direkt 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!

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.

In diesem Beispiel (Fuji S602; Testbericht dpreview) sind 1200 Zeilen/Bildhöhe noch deutlich zu erkennen. Auch bei den senkrechten Linien wird dann die Auflösung abgelesen.
Seit es 10MP-Kameras gibt, ist diese Skala ausgereizt. Zwar verwendet dKamera.de noch immer dieses Testbild, aber bereits manche 10MP-Kameras lösen bis "20" (= 2000 Zeilen/Bildhöhe) auf.

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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Die theoretische Berechnung der Zeilen/Bildhöhe von KB-Kameras aus Literaturangaben für "Linienpaare/mm" ist fragwürdig! Z.T. werden dort extrem hohen Werte von SW-Reprofilmen angegeben. Die können aber keine Grautöne darstellen! Außerdem werden die Ergebnisse durch Kontaktkopien von geätzten Glasplatten ermittelt, da selbst die beste Spitzenoptik solche Werte nicht erreichen kann.
Ebenso unsinnig ist die Berechnung von "Megapixeln" aus diesen Angaben.

Bei den folgenden Überlegungen werden deshalb "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 jeweils eine SLR verwendet und das gleiche Objektiv verwendet wird.
Bei solchen Vergleichen zeigt sich immer wieder, dass selbst die besten Dias nicht die Auflösung einer 12MP-Kamera erreichen. Wenn dann die Digitalkamera noch RAW bietet, dann ist eine Einflussnahme auf die Farbwiedergabe möglich, von der Dia-Fotografen nur träumen können.

Noch mehr Details zum Vergleich Digital/Analog:
http://sprec000.xardas.lima-city.de/Digicam2.html

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 10 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 (gemessen in Zeilen/Bildhöhe) von Bildmitte bis zu einer Bildecke.  → Beispiel (Nikon 18 - 200)
Interessant ist, dass nur wenige Zoom-Objektive die volle Auflösung des betreffenden Sensors erreichen (Linie "Nyquist frequency."). Und auch dann nur bei bestimmten Brennweiten, abgeblendet und in Bildmitte. Wieder ein Argument gegen zu hohe MP-Werte!

Getestet werden auch der Einfluss eines Stabilisators, die Verzeichnung usw.
 

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, dann haben die 3:2 Kameras (bei gleichem Wert für "Zeilen/Bildhöhe") den Vorteil eines etwas breiteren Bildes.

Oder aber alle Ergebnisse von Kameras mit 4:3 -Sensor müssen mit dem Faktor 0,89 multipliziert (reduziert) werden. 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. Früher gab es sogar 1:1 Kameras (6 x 6 cm)!

Zusammenhänge

Dpreview ermittelt seit einiger Zeit keine Auflösungswerte mehr. 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 die bisherigen Werte 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 besten Werte wurden durch eine blaue Linie verbunden. Unterhalb dieser Linie gibt es natürlich viele Kameras, die eine deutlich schlechtere Auflösung haben.
Die grüne Linie zeigt übrigens die jeweiligen Pixelreihen pro Bildhöhe bei 4:3. Die reale Auflösung normaler Kameras liegt mind. 20% darunter. Die Differenz wird mit zunehmender MP-Anzahl immer größer, besonders bei Kameras mit kleinen Sensoren. Da spielt sicherlich auch das begrenzte Auflösungsvermögen der kleinen Objektive eine Rolle. →Mehr
Fuji-Kameras mit SuperCCD-Sensoren liegen in dem Bereich zwischen der grünen und blauen Linie. SuperCCD-Sensoren liefern Auflösungswerte, die fast 2MP höher als der Nominalwert liegen. Die Fuji F31 entspricht deshalb fast einer "normalen" 8MP-Kamera.

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

Es gibt auch Kameras mit einem 16:9 Sensor (Erste war die LX1). Da per Definition das ISO-Testbild immer so aufgenommen wird, dass die volle Bildhöhe erfasst wird, muss man es aus größerer Entfernung aufnehmen und die Linienraster werden dadurch kleiner abgebildet als bei einem 4:3 Foto (unteres Bild).
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 unmöglich gewesen, da es nicht genügend Überlappungen gäbe.

Besonders eindrucksvoll wirken 16:9 Bilder übrigens, wenn die Kamera mind. 28 mm Weitwinkel bietet.


Eine Kamera mit 4:3 Sensor (nebenstehendes Bild) hat den Vorteil, dass sie auch nach Umschaltung (bzw. nachträglicher Beschneidung am PC (sh. Beispielbild unten) den Horizontal-Bildwinkel des Bildes beibehält.

 

Eine Kamera mit 16:9 Sensor (unteres Bild) liefert zwar zunächst etwa das gleiche Breitformat-Bild wie oben (aus optischen Gründen ist es sogar ein wenig breiter →Optik), aber  nach Umschaltung auf das Standardformat 4:3 ist statt z.B. 28 mm nur noch 34 mm als max. Weitwinkel-Einstellung möglich!

Optimal sind sog. "Multiformat-Sensoren". Sie bietet bei allen Formaten den gleichen Bildwinkel, wodurch 16:9 Bilder einen größeren Horizontalwinkel haben als 4:3 Bilder. Das ist lobenswert.

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)