Sensor Sony 2000

 

Hersteller von Foto,- und Videokameras befinden sich nach wie vor im konstanten Auflösungswettrennen, obwohl sich eigentlich herumgesprochen haben sollte, dass starke Bilder nicht so zwingend von der Auflösung abhängen und hohe Datenmengen die Bearbeitung nicht unbedingt einfacher machen. Was hat es auf sich, mit den Megapixeln, den dpi und Ks und überhaupt?

Nun hier gibt es auf jeden Fall mehrere Kenngrößen, die man genauer betrachten muss. Einmal, die Auflösung welche der Sensor in der Kamera hat, dann die Auflösung, mit der eine Aufnahme gemacht wird, also die, welche in der Kamera aufgezeichnet wird und die Auflösung, mit dem man die Aufnahme letztlich darstellt.

 

Fenster Kronleuchter 2000

 

Auflösung einfach erklärt

- Das Foto über diesem Text etwa wurde mit einem Sensor aufgenommen, der 43,6 Megapixel hat, also 43,6 Millionen einzelne Photodioden besitzt, die dicht neben, und untereinander angeordnet sind. Auf diese Zahl kommt man, wenn man die Anzahl der horizontalen Pixel mit der Anzahl der vertikaten Pixel multipliziert. Sie meint also die Summe aller Pixel eines Sensors.

- Da es in 16:9 aufgenommen wurde, also nicht die ganze Höhe des Sensors ausgenutzt wurde, hat das Bild eine Auflösung von 7.952 x 4.472 Pixeln. (Wäre die volle Höhe genutzt worden, also 4:3 das Höhen-Seiten Verhältnis, dann hätte das Bild 7952 X 5.304 Pixel.)

- Wenn wir von 2 K, 4 K oder 8 K Auflösung sprechen, so meinen wir stets die Anzahl der Pixel, (Linien oder Spalten), die Horizontal nebeneinander in einem Bild individuell aufgenommen bzw. dargestellt werden. Die oben genannte Auflösung von 9.952 x 4472 Pixeln würde man, obwohl da ein paar Pixel zu viel sind, als 8 K bezeichnen die offizielle Norm sieht hier 7.680×4.320 Pixel vor. Eine Auflösung, die horizontal etwa 4000 Pixel hat, also z.B. 4.096 bei einem DCP im Kino oder auch 3.840 Pixel bei einem Flatscreen mit UHD werden als 4 K bezeichnet. Das gute alte Standard Definition Fernsehen (SD) hatte lediglich 720 × 576 Pixel, man würde das also als 0,7 K bezeichnen.

- Für diesen Artikel wurde das Bild verkleinert auf 2000 X  1125 Pixel, also 2 K. Je nach der Größe des Bildschirms, auf dem man den Artikel liest, kann es sein, dass das Bild noch weiter in der Auflösung verringert wird.

 

Relativitäten

Der letzte Aspekt macht deutlich, dass die reinen Pixelzahlen wenig darüber aussagen, in welcher Qualität das Bild bei uns ankommt. Es hängt sehr davon ab, in welcher Größe und Auflösung es dargestellt wird. Deshalb sollte man die Pixelzahlen stets in Relation zur Darstellung betrachten. Hier kommen nun die dpi (Dots per Inch) oder die Pixel pro Zentimeter ins Spiel. Die erste Angabe kommt aus Amerika und eher aus der Drucktechnik, die zweite ist europäisch und mehr für Bildschirmdarstellung und Internet gebräuchlich. Aber man kann die Angaben ganz leicht umrechnen, wenn man weiß, dass ein Inch 2,54 Zentrimetern entspricht.

Im Videobereich ist HD ein Standard geworden, dessen Qualitätsgrenze erst erreicht wird, wenn der Zuschauer näher als 1,5 Meter von dem 40-50 Inch Display entfernt sitzt. Das tun die allerwenigsten Zuschauer, nicht nur, weil unsere Wohnräume anders eingerichtet sind, sondern auch, weil es für die Augen viel anstrengender ist, auf kurze Abstände zu fokussieren. Das bedeutet, dass die allermeisten Zuschauer bereits die HD Auflösung durch den größeren Abstand vom TV Screen gar nicht voll nutzen.

Die höhere Auflösung von 4 K können die Zuschauer bei einem großen Flatscreen erst bei etwa 30 Zentimetern Abstand vom Display überhaupt von HD unterscheiden.

Darüber, wie viele Bildinformationen dank Datenreduktion einfach weggerechnet werden müssen, um derartige Auflösung überhaupt durch Kabelnetze oder das Internet per Streamingdienst verteilen zu können, wollen wir an dieser Stelle besser nicht nachdenken. Man muss sich einfach darüber im Klaren sein, dass HD gegenüber SD die fünffache Pixelanzahl hat, 4K  gegenüber  SD zwanzig Mal so viele Pixel besitzt usw. Die Kabelnetze haben aber im Zuge der Digitalisierung ihre Bandbreiten pro Sender bzw. Kanal aber nicht vervielfacht, sondern sogar reduziert. Auch das Internet kann längst nicht die Bandbreiten liefern, die es bräuchte, um höhere Auflösungen verlustfrei zu transportieren.

 

Pixelrennen

Die Zahlen der möglichen Auflösungen der jeweils neueren Kameras steigen konstant, doch was kommt davon wirklich im Bild an? Nun, wenn der Hersteller uns einen 4, 5,6,8 Millionen Pixel Sensor verspricht, dann sagt das etwas darüber aus, wie viele einzelne Bildpunkte hinter dem Objektiv durch lichtempfindliche Halbleiter auf ihre Farbe und Helligkeit hin ausgemessen werden. Das gilt auch für 24, 48 und mehr Millionen Pixel Sensoren.

Doch das heißt nicht, dass die gleiche Anzahl an Bildpunkten irgendwo in der Kamera abgespeichert, oder extern auf einen Rekorder aufgezeichnet werden können. Weder in irgendeinem Codec, noch als RAW Daten. Denn in der Kamera wird etwa eine 6 K Auflösung zunächst einmal zu einer 4K Auflösung herunter gerechnet (downgesampled). Doch das ist erst der Anfang, denn bei dieser 4 K Auflösung handelt es sich theoretisch noch um ein Schwarzweiß-Bild, es muss erst im De-Bayering daraus ein Farbbild gerechnet werden. Nach diesem Prozess bleiben dann etwa 3 K Auflösung übrig.

Haben viele Pixel auf dem Sensor wirklich nur Vorteile? Durchaus nicht, je mehr lichtempfindliche Dioden auf einem Sensor untergebracht werden, desto kleiner ist ihre Oberfläche. Dadurch sind sie weniger empfindlich für Licht. Außerdem muss der Sensor bei steigenden Auflösungen immer präziser ausgerichtet sein, Toleranzen machen sich hier schnell bemerkbar. Ein schlecht justierter Sensor kann trotz hoher Auflösung ein schlechteres Bild liefern. Auch die verwendeten Objektive müssen viel höhere Anforderungen erfüllen, damit die Bilder nicht verwaschen wirken.

Das spielt den Kameraherstellern natürlich in die Hände, schließlich denken die Kunden, ihre nur 12 Millionen Pixel bietende Kamera ist jener mit 24 Millionen Pixeln oder gar 42 Millionen Pixeln deutlich unterlegen. Und wenn man dann die eigentlich hervorragende Digitalkamera tatsächlich gegen eine höher auflösende eingetauscht hat, können die Hersteller dann gleich noch neue Objektive verkaufen, weil die alten tatsächlich die höhere Auflösung nicht bedienen können. Welch wunderbares Geschäftsmodell.

 

Reserven

Höhere Auflösungen können in professionellen Zusammenhängen durchaus Vorteile bieten, etwa indem ich aus einem Bild Ausschnitte wählen kann, ohne dass ich Qualitätsverluste erkennen kann. Fernsehveranstaltern wird bereits für die Zukunft versprochen, Sportereignisse nur noch mit einer einzigen hochauflösenden 8 K oder 12 K Kamera aufzeichnen zu müssen um dann in der Bildregie unterschiedlichste Ausschnitte etwa für die Fußballübertragung generieren zu können. Darüber, dass vielleicht erst unterschiedliche Kamerawinkel den optimalen Blick auf das Fußballtor eröffnen würden, schweigen die Produktmanager weitgehend.

Ein weiterer Vorteil höherer Auflösungen ist die Möglichkeit, bei der Kadrage, Freiraum bis zum Bildrand zu lassen und das möglicherweise unruhige Bild der Handkamera in der Postproduktion stabilisieren zu lassen.

Ansonsten sollte man sich aber nicht blenden lassen und seine herausragende 12 oder 24 Megapixelkamera nicht geringschätzen, bloß weil der Hersteller schon wieder ein Nachfolgemodell herausgebracht hat.

 

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