Wird ein größerer Sensor bei gleicher Qualität in einer DSLR ein schärferes Bild erzeugen?

Vor einiger Zeit habe ich hier eine Frage zum "Sweet Spot" einer Linse gestellt, die zu einer wirklich interessanten Diskussion über "Schärfe", Lichtphysik und allgemeine Bildqualität geführt hat.

1. Frage

In der Filmwelt sind Filme mit größerem Format dafür bekannt, dass sie eine bestimmte Qualität an Schärfe, Dynamik und Wiedergabetreue bieten, die die kleineren Formate übertreffen.

Das Endergebnis ist deutlich erkennbar, aber schwer zu beschreiben.

Bieten größere Sensoren in der digitalen Welt die gleichen Vorteile gegenüber kleineren wie großformatige Filme?

Klärung der Frage und Vorbehalte ( bitte lesen )

• Diese Frage bezieht sich nur auf aktuelle DSLRs, also ignorieren Sie "Mittelformat" -Sensoren vom Typ Hasselblad oder experimentelle Sensoren.

• Die Frage lautet " Alle anderen Dinge gleich ", also ignorieren Sie bitte die Idee "Es ist nicht das Werkzeug, es ist der Fotograf " oder " Es geht nur um die Linsen und das Glas ".

• Ich weiß, dass "Schärfe" und "Bildqualität" problematische Begriffe sind, insbesondere, wenn versucht wird, sie zu messen. Bitte überlegen Sie, in welchem ​​Verhältnis die Filmgrößen zueinander stehen, und wenden Sie diese auf die Frage an.

2. Frage

Ich fotografiere traditionell mit Filmen und liebe die "Qualität". Aber ich möchte von meiner digitalen Nikon, meiner D50, upgraden.

In Anbetracht der ersten Frage, werde ich diese High-Fidelity-Bildqualität mit der D700 "erreichen", oder wird die neuere D7000 ausreichen (falls die Größe keine Rolle spielt und die Technologie doch neuer ist)?

Prost!

Klärung:

Erstens sagen Sie zu Recht, dass die Schärfe subjektiv ist, aber die Fähigkeit eines Kamerasystems, kleine Details aufzulösen, kann gemessen werden, und diese Messung hängt stark mit der wahrgenommenen Schärfe zusammen. Wenn Sie sich nähernde schwarze und weiße Linien vorstellen, verschmelzen diese schließlich zu einem grauen Fleck. Indem Sie messen, wie eng Linien sein können, bevor ein bestimmter Kontrast zwischen Schwarz und Weiß verloren geht, erhalten Sie ein Maß für die Schärfe. Wird der Abstand zwischen den Linien relativ zur Bildhöhe ausgedrückt, wird die endgültige Ausgabegröße aus der Gleichung entfernt. Dies ist das Schärfemaß für maximale Linienpaare (dh ein weißes und ein schwarzes) pro Bildhöhe, die genug Kontrast haben, um unterschieden zu werden.

1. Frage:

Bei gleichen Bedingungen (Objektiv, Motiv, Einstellungen, endgültige Ausgabegröße ) erzeugt der größere Sensor ein Bild mit einer höheren Spitzenschärfe in der Bildmitte und einer höheren durchschnittlichen Schärfe über den gesamten Ruhm hinweg. Es kann weichere Ecken als das kleinere Sensorbild haben, da die Schärfe des vom Objektiv projizierten Bildkreises erheblich abnehmen kann, je weiter Sie sich vom Zentrum entfernen, und der größere Sensor die Extreme des Objektivbildkreises erfasst.

Wenn Sie zum Beispiel die 8-Megapixel-Canon 30D und die 22-Megapixel-1DsMkIII verwenden, hat die 30D fast genau die gleiche Pixelgröße, sodass das Bild dem Zuschneiden der Mitte aus dem 1Ds-Bild gleicht. Wie Sie sich vorstellen können, müssen Sie die Bildgröße erhöhen und die Schärfe verlieren, wenn Sie die Mitte herausschneiden und dann das Bild aufblasen, um die gleiche Ausgabegröße zu erhalten.

Wenn Sie zum Beispiel 12mp 450D und 12mp 5D nehmen, hat die kleinere 450D die gleiche Anzahl von Pixeln, aber sie sind viel kleiner und nehmen zusammen weniger des vom Objektiv projizierten Bildes auf, so dass es so aussieht, als würde sie die Bildmitte in die Luft jagen durch das Objektiv projiziert, wieder an Schärfe verlieren. Die größeren Pixel des 5D-Sensors sehen das Objektivbild effektiv aus größerer Entfernung und stellen geringere Anforderungen an die Auflösung des Objektivs. Dadurch wird ein schärferes Bild erzeugt.

Sie können diesen Trend bei größeren Sensoren beobachten, um schärfere Bilder zu erzeugen, die in den dpreview- Linsentests reflektiert werden . Auf diese Weise können Sie die MTF (ein Maß für das Auflösungsvermögen oder die Schärfe der Linse) derselben Linse auf verschiedenen Sensoren anzeigen:

http://www.dpreview.com/lensreviews/nikon_50_1p4g_n15/page3.asp

Vergleichen Sie die Testergebnisse des Nikon AF-S 1: 1,4 / 50-mm-Objektivs für das DX-Format (1,5-Crop-Format) mit den Effekten. Bei 1: 4 löst der DX-Sensor (kleiner) 1500 Linienpaare pro Bildhöhe in der Mitte und 1250 in den Ecken auf. Der FX-Sensor löst bei gleicher Blende über 2200 lp / ph in der Mitte und über 1500 in den Ecken auf!

2. Frage:

Wenn Sie für Ihre zweite Frage die Anzahl der Megapixel bei gleicher Sensorgröße erhöhen, wird die Schärfe (und damit die Bildqualität) verbessert. Die Verbesserungen werden jedoch kleiner, wenn die Megapixelzahl zunimmt. Daher müssen Sie irgendwann zu einem größeren Sensor wechseln. Es ist schwer zu sagen, ob die D7000 Ihren Schärfebedürfnissen entspricht. Sie müssen versuchen, eine auszuleihen!

Es gibt einen weiteren Faktor, der viel mehr ausmacht als die Schärfe zwischen den Sensorgrößen und die Schärfentiefe. Auch hier erhalten Sie, wenn alle Punkte gleich sind (am wichtigsten ist die Rahmung), mit einem größeren Sensor eine geringere Schärfentiefe von etwa 1,3 Blendenstufen. Für die meisten Menschen ist dies ein Hauptgrund für die Verwendung einer 35-mm-DSLR mit größerem Sensor. Um dasselbe Bild wie eine FF-Kamera zu erhalten, die mit 50 mm 1: 1,4 auf einer APS-C (wie der D7000) aufnimmt, benötigen Sie so etwas wie eine 30 mm 1: 0,9, die es nicht gibt!

Die Schärfe oder die wahrgenommene Schärfe wird von einer Reihe von Faktoren beeinflusst, aber die Auswirkungen des Sensors darauf hängen ein wenig von einigen Details in der Umgebung ab. Normalerweise verfügt ein Vollbildsensor über größere Fotoseiten als ein APS-C-Sensor, die wiederum größer als ein Punkt und eine Aufnahme sind. Wenn wir dies als Diskussionsgrundlage verwenden und verstehen, dass es Ausnahmen zu dem von mir beschriebenen "typischen" Fall gibt, dann:

Die größere Pixelgröße bietet einige Vorteile bei der Rauschunterdrückung, die zur wahrgenommenen Schärfe beitragen können (weniger Detailverlust). Der größere Vorteil besteht jedoch darin, dass eine kleinere Blende erforderlich ist, um die Beugung zu begrenzen, da die zunehmende Größe der luftigen Scheibe im Inneren der Scheibe enthalten sein kann Fotoseite länger. Beispielsweise beginnt eine Canon EOS 1D bei 1: 16 mit einer Defraktionsbegrenzung, während eine Nikon D70 bei 1: 11 darauf trifft. Bedenken Sie nun, dass die physischen Abmessungen des Sensors dies nicht speziell beeinflussen. Normalerweise, aber nicht immer, hat der größere Sensor in aktuellen Kameras größere Fotoseiten. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel in Cambridge in Farbe .

Ein weiterer Faktor für die Schärfe ist der Kontrast. Die größeren Sensoren haben normalerweise, wenn auch nicht immer, einen größeren Dynamikbereich und das führt normalerweise zu einem besseren Kontrast. Wenn der Kontrast besser ist, ist die Schärfe besser. Dies hängt natürlich vom jeweiligen Thema ab, und wenn es wenig zu kontrastieren gibt, macht es keinen großen Unterschied, welche Kamera Sie verwenden.

Nachteilig ist jedoch, dass kleinere Pixelgrößen bei gleicher Brennweite möglicherweise mehr Details erfassen und somit die Vergrößerung erhöhen. Hier kommt der Crop-Faktor oder Brennweiten-Multiplikator ins Spiel. Ein 100-mm-Objektiv mit einem APS-C-Zuschnittsfaktor (1,5) hat den gleichen Blickwinkel wie ein 150-mm-Objektiv mit vollem Bildausschnitt. Innerhalb dieses Blickwinkels hat die APS-C, wenn sie nicht beugungsbegrenzt ist, mehr Datenpixel aufgenommen als das Vollbild, wodurch es detaillierter und möglicherweise schärfer für denselben Bildbereich wird, vorausgesetzt, Sie haben mit der aufgenommen 100mm Objektiv auf beiden. Was übrigens manchmal ein Nachteil ist, wenn Sie eine geringe Schärfentiefe wünschen. Dies ist einer der Gründe, warum viele Mühe haben, ein gutes Bokeh aus einem Punkt herauszuholen und zu schießen (obwohl dies möglich ist).

Ich habe diese Antwort jedoch mit der Annahme des "typischen" Zustands von Sensoren begonnen, aber die Technologie dafür verbessert sich dramatisch und stetig. Sony (das im Allgemeinen Nikon und Pentax liefert) und Canon machen große Fortschritte in der Sensortechnologie und produzieren APS-C-Sensoren mit höherer Dichte, verbessertem Dynamikbereich und wesentlich geringerem Rauschen. Kameras wie die Pentax Kx (Sony-Sensor) werden zum Beispiel mit Begeisterung aufgenommen, da sie sich im gleichen Umfeld wie Full-Frame-Sensoren befinden. Obwohl eine Vollbildkamera heutzutage einige Vorteile in diesem Bereich bietet, glaube ich nicht, dass dies eine konstante Binsenweisheit bleiben wird. Nun, dies sind "Pro" -Kameras und sie werden eine Reihe anderer Funktionen haben, die andere nicht haben werden, so dass diese sowieso überzeugen können.

Nebenbei bemerkt, Sie haben das digitale Mittelformat ausgeschlossen, aber sie haben einen zusätzlichen Vorteil gegenüber ihren Cousins ​​mit Vollformat von 35 mm: keinen Anti-Aliasing-Filter. Der Filter hilft bei Moiré, führt aber auch zu Unschärfe. Benutzer dieses Formats möchten sich lieber mit dem Moire in der Nachbearbeitung befassen, um eine maximale Schärfe des Sensors zu erzielen.

1. Frage

Was meinst du mit "einem größeren Sensor"? Größer oder größer in Pixeln?

1. Größer. Mit zunehmender Pixelgröße wird die Empfindlichkeit besser, was bei gleicher ISO-Einstellung weniger Rauschen bedeutet. Die Schärfe ist die gleiche.

2. Größer in Pixeln. In diesem Fall ist der Effekt umgekehrt: Sie erhalten verrauschte Bilder, weil die Pixel kleiner sind. Gleichzeitig nimmt die Schärfe zu, obwohl Sie möglicherweise RAW anstelle von JPG aufnehmen müssen, um dies zu nutzen.