PERFEKTE AUFNAHMEQUALITÄT - (2/16) KAMERA

Freitag, 18. November 2016

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Martin Zurmühle erklärt in 16 Folgen wie man Bilder in „perfekter Qualität“ aufnimmt. Der gelernte Architekt betreibt ein Fotostudio und eine Fotoschule und verfügt über langjährige Erfahrung in der Weiterbildung von ambitionierten Fotografen. Ausserdem hat er mehrere preisgekrönte Lehrbücher u.a. zu speziellen Themen wie die Bildanalyse, die Bildbewertung und die Bildsprachen geschrieben.

Digitale Kameras gibt es heute in Hülle und Fülle. Die meisten Kamerafunktionen haben aber keinen direkten Einfluss auf die Bildqualität, sondern dienen der Bedienung. Der für die Bildqualität wichtigste Bauteil jeder digitalen Kamera ist der Sensor mit den nachgelagerten elektronischen Bauteilen (z.B. Prozessor). Trotz der Vielzahl an Sensorgrössen und -typen kann ich doch aufgrund meiner langjährigen Tätigkeit mit den verschiedensten Kameratypen und dank der Erfahrungen bei Testaufnahmen im Rahmen meiner Fotoschule ein paar allgemeine Aussagen zur Wahl des am besten geeigneten Sensors für eine qualitativ hochwertige Aufnahme geben:

1. Ein neuer Sensor ist besser als ein alter Sensor
2. Eine höhere Auflösung ist besser als eine kleinere
3. Grosse Pixel sind besser als kleine Pixel

Leider gibt es keinen Sensor, der diese drei Anforderungen perfekt erfüllt, weil zum Beispiel die Aussage 2 und 3 widersprechen. Sie müssen also einen bestmöglichen Kompromiss suchen. Schauen wir die drei Aussagen einzeln an:

Ein neuer Sensor ist besser als ein alter SENSOR

Der Wunsch nach immer kleineren und höher auflösenden Sensoren (mit entsprechend kleineren Pixeln) verlangt nach einer ständigen Verbesserung der Bildsensoren und Bildprozessoren (und der entsprechenden Software). Die Kamerahersteller unternehmen deshalb grosse Anstrengungen, die Schwächen der kleinen Pixel in den Griff zu bekommen.

Vor jeder einzelnen Fotodiode (Pixel) lassen sich Mikrolinsen mit Weitwinkelelementen anbringen. Diese bündeln das Licht auf die Diodenoberfläche und verbessern so die Lichtausbeute. Der Wirkungsgrad des Sensors wird dadurch erhöht und das Rauschen bei schwachem Licht reduziert. Auch das Kontrastverhalten und die Farbwiedergabe kann so verbessert werden. Zur besseren Erfassung der schräg auf den Sensor auftreffenden Lichtstrahlen werden diese Mikrolinsen am Sensorrand auch leicht verschoben oder angewinkelt platziert.

Durch diese Massnahmen zeigen neuere Sensoren gegenüber gleich grossen älteren Sensoren (mit einer ähnlichen Auflösung) eine bessere Bildqualität. Ich fotografiere seit der Nikon D100 mit den verschiedensten digitalen Kameramodellen von Nikon und konnte diese Entwicklung auch in der fotografischen Praxis miterleben. Von der D100 über die D2X zur D3 und D4 verbesserten sich bei jedem Kamerawechsel das Kontrastverhalten und die Rauschstabilität. Mit der D810 und ihrer hohen Auflösung von 36 Megapixel verbesserte sich auch die Detaillierung der Aufnahme. Der Vergleich zwischen der D100 und der D800E von zwei ähnlichen Motive zeigt diesen Fortschritt sehr eindrücklich.

Bild: Martin Zurmühle, Nikon D100, 35mm, 1/125s, f/13, ISO 320

Bild: Martin Zurmühle, Nikon D810E, 35mm, 2s, f/11, ISO 50

Eine höhere Auflösung ist besser als eine kleinere AUFLösung

Wo liegt der Vorteil der grösseren Auflösungen? Bilder mit vielen Pixeln zeigen mehr feine Details und können gut beschnitten werden, ohne dass grössere Qualitätsverluste in Kauf genommen werden müssen. Das ist ein grosser Vorteil bei der Bildgestaltung. Wir können so ein Motiv grosszügig aufnehmen und erst später den genauen Bildausschnitt festlegen. Die Zahl der Megapixel ist aber nicht allein ausschlaggebend für die Bildqualität. Wichtig sind z.B. auch die Qualität der Optik, die Grösse der Pixel (die die Stärke des Bildrauschens beeinflusst), die Farbwiedergabe, das Kontrastverhalten des Sensors und die Bildverarbeitung in der Kamera.

Für Ausdrucke bis zum Format A3 reichen somit Auflösungen von 12 bis 24 Megapixel problemlos aus. Grössere Druckformate werden in der Werbung benötigt (z.B. bei Plakaten). Deshalb weisen die professionellen Mittelformatkameras auch wesentlich höhere Auflösungen auf (50 Megapixel und mehr). Diese Sensoren sind aber ausgesprochen teuer und übersteigen in der Regel das Budget des Amateurfotografen.

Grosse Pixel sind besser als kleine pixel

Der Wunsch nach mehr Auflösung steht im Widerspruch zum Wunsch nach grösseren Pixeln. Wir können nicht beides gleichzeitig haben. Waren zu Beginn des 21. Jahrhunderts, als die ersten DSLR für Fotoamateure auf den Markt kamen, Auflösungen von 6 Megapixel durchaus üblich, werden heute Kompakt-, System- und DSLR-Kameras mit Auflösungen zwischen 10 und 36 Megapixeln (und mehr) angeboten. Mehr Pixel sind also ein Vorteil, wenn Sie grossformatige Fotos ausdrucken möchten. Die Voraussetzung ist allerdings, dass die Pixel auch eine gute technische Qualität aufweisen. Für die Qualität der Pixel ist, neben der Optik der Kamera, auch die Grösse der Pixel massgebend.

Durch Testaufnahmen wurde festgestellt, dass für eine hohe Bildqualität mit einem guten Rauschverhalten eine Pixelgrösse von > 3 µm (Mikrometer) notwendig ist. Die Pixelgrösse der Kamera lässt sich leicht berechnen: Sensorgrösse in mm dividiert durch Anzahl Pixel. Eine DSLR mit Vollformatsensor und einer Auflösung von 24 Megapixel (6 000 x 4 000 Pixel) besitzt somit eine Pixelgrösse von 36 mm : 6 000 = 6 µm. Diese Pixelgrösse ist gross genug für qualitativ hochwertige Bilder mit grossem Kontrastumfang und wenig Rauschen.

Ein gutes Objektiv für das Kleinbildformat der analogen Fotografie besitzt eine durchschnittliche Auflösung von 80 Linienpaaren pro Millimeter (bei einer Arbeitsblende von 1:5,6 oder 1:8). Das entspricht einer Auflösung von 6,25 µm (1 000 : (2 x 80)). Bei einem Sensor mit einer Pixelgrösse von über 6,25 µm (z.B. die Nikon D4s mit 7,31 µm) genügt dieses Objektiv den Anforderungen. Besitzt Ihre Kamera aber kleinere Pixel (z.B. die Nikon D810 mit 4,88 µm), kann dieses Objektiv die Linien nicht mehr so fein auflösen wie sie der Sensor aufzeichnen könnte (jede Linie benötigt dann 2 Pixelreihen) und die tatsächliche Auflösung wird kleiner als die theoretische. Sensoren mit kleinen Pixeln benötigen deshalb sehr gute Objektive, wenn sie ihre optimale Abbildungsleistung erbringen sollen.

Um einen bestmöglichen (und bezahlbaren) Kompromiss zwischen Auflösung und Pixelgrösse zu erreichen, sollten Sie mit einem möglichst grossen Sensor arbeiten. Möchten Sie zum Beispiel mit einem Sensor mit Pixelgrössen von mindestens 6 µm fotografieren, dann hätten die Sensoren folgende Auflösungen:

•    FX    Vollformat        36 x 24 mm        6'000 x 4'000 Pixel    24 Megapixel
•    DX    APS-C        23,5 x 15,6 mm        3'916 x 2'610 Pixel    10 Megapixel

Der beste Kompromiss zwischen Preis und Leistung bieten heute die Vollformatsensoren an. Möchten Sie mit einer noch höheren Auflösung als 24 Megapixel fotografieren (z.B. mit einer D810 und 36 Megapixel), dann benötigen Sie auch eine entsprechend hochwertige Optik. Dazu mehr in Teil 3.

Bild: Martin Zurmühle, Nikon D810, 85mm, 1/180s, f/11, ISO 64

Eine hohe Auflösung ist vor allem bei fein strukturierten Motive (wie bei dieser Berglandschaft des Piz Bernina in der Schweiz) von Vorteil. Dank der hohen Auflösung der D810 (36 Megapixel) kann ich dieses Bild bei bester Qualität sehr gross ausdrucken (60 x 40 cm mit über 300 dpi oder 90 x 60 cm mit 200 dpi). Um auch eine hohe optische Qualität zu erreichen, fotografierte ich mit der Festbrennweite 85 mm / 1:1,4, meiner Meinung nach eines der besten Objektive im Nikon-Sortiment.


Mehr von und über Martin Zurmühle findet ihr auf seiner Website.

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