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Bildgrößen und sinnvolle Auflösung

Die Entwicklung der Auflösung von Digitalkameras hat in den letzten Jahren rasante Fortschritte erzielt. Während im Jahre 2002 noch drei bis vier Megapixel Standard waren, sind heute (Stand: Januar 2015) 20 bis 36 Megapixel (Profi-Spiegelreflexkameras) die bestmögliche Auflösung von Digitalkameras. Dieser Artikel beleuchtet die Frage nach sinnvollen Bildgrößen und Auflösungen.

Bedeuten mehr Pixel eine bessere Bildqualität?

Zuerst sei erwähnt, dass die Bildqualität vom Sensor und vom Objektiv abhängt: Hat das Objektiv eine mangelhafte Qualität, kann selbst ein hypothetischer 100 Megapixel-Sensor in Profi-Qualität kein gutes Bild erzeugen. Umgekehrt kann ein mangelhafter Sensor, der zu wenig Pixel (Bildpunkte) enthält oder stark rauscht, das Potential eines Qualitätsobjektivs nicht ausschöpfen. In beiden Fällen kann man nicht von einer guten Kamera sprechen. Doch nun zurück zur Frage der benötigten Pixel.

Bei dieser Frage muss man auch stets berücksichtigen, wie stark die Fotos im Ausdruck vergrößert werden oder ob Ausschnittsvergrößerungen angefertigt werden sollen. Möchte man ein Poster im Format 40*60 Zentimeter haben, werden naturgemäß mehr Pixel benötigt als für ein Albumbild in Postkartengröße (ca. 10*15 Zentimeter).

Ein Erfahrungswert besagt, dass das menschliche Auge ab acht Pixel pro Millimeter keine Einzelpixel mehr erkennen kann. Das bedeutet auch, dass das Auge keinen Schärfeunterschied erkennt, wenn acht oder mehr Pixel pro Millimeter Anwendung finden. Anders gesagt: Bei einer gegebenen Darstellungsgröße steigt die Bildqualität mit der Pixelzahl bis zu dem Punkt, bei dem acht Pixel pro Millimeter erreicht werden.

Meiner Erfahrung nach ist dies eine motivabhängige, gute Faustregel: Bei manchen Motiven ist bereits bei sieben Pixel pro Millimeter kein Pixel mehr erkennbar, bei den meisten Motiven ist dies erst ab besagten acht Pixel pro Millimeter der Fall. Mit acht Pixeln pro Millimeter Auflösung ist man auf der sicheren Seite.

Dieser Umstand liegt im Auflösungsvermögen des menschlichen Auges begründet. Bei durchschnittlichen Bedingungen kann ein gesundes Auge Details getrennt, das heißt aufgelöst, wahrnehmen, wenn sie zwei Bogenminuten voneinander entfernt sind. Bei einem minimalen Betrachtungsabstand von 20 Zentimetern entspricht der Winkel von zwei Bogenminuten einer Abbildungsgröße, die 8,3 Pixel pro Millimeter entspricht. Experimente des Verfassers haben gezeigt, dass man auch bei 8,0 Pixel pro Millimeter keine einzelnen Bildpunkte mehr erkennt, zumal man gerade groß Fotos in der Regel aus einem größeren Abstand als 20 Zentimeter betrachtet.

Die folgende Tabelle listet auf, wie viele Pixel für Papierabzüge mindestens benötigt werden, wenn die 8 Pixel pro Millimeter-Regel berücksichtigt wird.

Bildgröße in cm Pixelzahl Megapixel
10*15 800*1200 0,96
20*30 1600*2400 3,84
30*45 2400*3600 8,64
40*60 3200*4800 15,36
60*90 4800*7200 34,56

Rechnet man noch etwas Reserve für Ausschnittskorrekturen oder -vergrößerungen hinzu, sind die heute standardmäßgen Auflösungen von gut 20 Megapixel eine sehr gut ausgewogene Lösung.

Technische Gesichtspunkte

Bei einer gegebenen Sensorgröße wirkt sich eine zu hohe Auflösung negativ auf die Bildqualität aus: Je mehr Pixel sich auf einer bestimmten Fläche befinden, umso kleiner wird die Fläche jedes einzelnen Bildpunktes. Folglich empfängt jedes einzelne Pixel weniger Licht, wenn ihre Gesamtzahl zunimmt. Das widerum verschlechtert das Signal-Rausch-Verhältnis, so dass bei dunkleren Bildpartien das Bildrauschen deutlicher sichtbar wird.

Eine hohe Auflösung der generierten Bilddateien verbraucht mehr Ressourcen der Kamera: Dateigröße und Energieverbrauch sind beim Abspeichern bei einem 16 Megapixel-Foto doppelt so groß wie bei acht und viermal so groß wie bei vier Megapixeln. Dieser Umstand ist in der Praxis jedoch nur relevant, wenn man beispielsweise auf einer Reise oder Veranstaltung, bei der sehr viel fotografiert wird, keine Möglichkeit hat, den Akku nachzuladen oder zu wechseln.

Die Objektive sehr preiswerter Digicams sind oft nicht von hoher Qualität. Sie haben häufig sichtbare Randunschärfen und über das ganze Bild Probleme mit einer sehr guten Detailschärfe und eine verringerte Auflösung. Mit zunehmender Sensorauflösung treten diese Bildfehler deutlicher zu Tage, da sie besser aufgelöst werden.

Das führt zu dem Effekt, dass die Detailauflösung mit Erhöhung der Pixelzahl zunächst zunimmt, dann ab einem gewissen Punkt stagniert und das Bild mit weiter gesteigerter Auflösung mitunter sogar wieder unschärfer wird, wenn die höchstmögliche Auflösung die Unzulänglichkeiten des Objektivs deutlicher werden lässt. Dieser Effekt macht sich jedoch nur bei starken Nach- oder Ausschnittsvergrößerungen bemerkbar. Dies muss man mit der individuellen Kamera experimentell ermitteln und ggf. auf die Einstellungen mit hoher Auflösung verzichten.

Trotz Bildstabilisatoren kommt es immer wieder vor, dass freihändige Aufnahmen mehr oder weniger stark verwackeln. Eine geringere Bildauflösung ist in der Lage, kleine (!) Verwackler zu schlucken. Mit zunehmender Auflösung reagiert die Kamera empfindlicher auf Verwackelungen.

Speziell bei Digicams und Bridgekameras hat eine hohe Auflösung einen großen Vorteil: Mit den Zoomhebeln kann man den gewünschten Bildausschnitt nicht so präzise festlegen mit mit einer Spiegelreflex- oder Systemkamera, bei denen man durch Drehen am Zoomrad des Objektivs den Ausschnitt sehr genau festlegen kann. Man wird bei Digicam- und Bridgekamera-Fotos also öfters Ausschnittskorrekturen mit Bildbearbeitungssoftware vornehmen als bei Fotos von anderen Systemen. Da hierbei mehr oder weniger große Bildbereiche entfernt werden, bietet eine hohe Auflösung Reserve für pixelfreie Nachvergrößerungen (siehe oben).

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