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Film Resolution
(Pixel Count)
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Dezember 2008
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Einführung
Es gibt nicht die eine Antwort, denn Film muss sich nicht mit Pixeln herumschlagen.
Hier sind die Fakten, damit Sie entscheiden können.
Der beste Vergleich, den ich kenne, ist ISO 100 Film im Vergleich zu 10MP.
Film
Beim Film ist das Bild in allen drei Dimensionen kontinuierlich: x, y und z (Intensität).
Film bietet bei Farbübergängen (z.B. Grün/Magenta) die gleiche Auflösung wie bei Hell/Dunkel-Übergängen.
Mit Film hat man an jedem Punkt eine vollständige R-, G- und B-Auflösung.
Die Schärfe von Film nimmt mit zunehmender Tonhöhe (räumliche Frequenz der Detailfeinheit) allmählich ab.
Gesehen als MTF-Kurve wird die Reaktion des Films auf Details allmählich geringer, je feiner die Details werden.
Film kann wahnsinnig feine Details auflösen, aber nicht mit so viel Kontrast wie gröbere Merkmale.
Diese natürliche Reaktion ist ähnlich wie bei unseren Augen und ein weiterer Grund, warum Film so gut aussieht.
Digitale Filmscans
Beim Scannen von Filmen lösen gute Scanner bis zum DPI-Wert (dots or pixels per inch) auf.
Filmscans haben außerdem vollständige RGB-Farbinformationen und eine Auflösung für jedes Pixel.
Filmscans lösen Details ungefähr so gut auf wie der Originalfilm, bis zur Auflösung des Scanners. Es gibt keine Reaktion auf Details, die feiner sind als die Auflösung des Scanners, selbst wenn sie auf dem Film vorhanden und in optischen Abzügen sichtbar sind.
Wenn Laien Film mit digital vergleichen, vergleichen sie nicht Film mit digital. Sie vergleichen meist nur Scans von Filmen mit digitalen.
Digitalkameras
Mit Digitalkameras erhält man den vollen Kontrast bis zur allerhöchsten Grenze der Auflösung des Sensors. Feinere Details verschwinden einfach oder werden zu Aliasen.
Das ist ein Grund, warum Film und Digital so unterschiedlich aussehen. Film nimmt feine und grobe Details auf natürliche Weise auf, während Digitalkameras (und Videokameras) dazu neigen, mittlere Details stärker zu erfassen als Film, aber nicht auf die extrem feinen Details reagieren, die Film aufnehmen kann.
Oft werden die feinsten mittleren Details, für die die Digitalkamera empfindlich ist, im Kontrast verstärkt. Das nennt man Schärfung und sorgt dafür, dass digitale Bilder dem Auge vorgaukeln, sie seien scharf.
Digitalkameras lösen nie ihre Nennauflösung auf. Die einzigen Digitalkameras, die das früher taten, waren die mit Foveon-Sensoren, aber auch Sigma hat angefangen zu lügen.
Alle (nicht Foveon) Digitalkameras verwenden einen Schwarz-Weiß-Sensor, auf den rote, grüne und blaue Punkte gemalt wurden. Da wir nur etwa ein Drittel der Auflösung in einer Farbe haben, da nur ein Drittel des Sensors mit jeder Farbe bemalt ist, nimmt die Bayer-Interpolations-Firmware in der Kamera (oder in der Rohdatenkonvertierungssoftware) die Pixel jeder Farbe und interpoliert (glättet) die Werte zwischen den Pixelpositionen jeder Farbe, um einen Helligkeitswert für jede Farbe an jeder anderen Farbposition zu erzeugen.
Daher haben wir an jeder Pixelposition im Bild einer Digitalkamera nicht die vollständigen R-, G- und B-Daten. Wir erhalten nur etwa die Hälfte, weshalb Digitalkamerabilder bei 100 % nicht so gut aussehen wie gute Filmscans bei 100 % oder niedrigere Auflösungseinstellungen Ihrer Kamera bei 100 %.
Dies alles nennt man Bayer-Interpolation. Damit lösen die meisten Digitalkameras wirklich nur etwa die Hälfte ihrer Megapixelzahl auf. Eine 10-Megapixel-Kamera sieht zum Beispiel nur so gut wie eine theoretisch perfekte 5-Megapixel-Digitalkamera oder ein 5-Megapixel-Filmscan.
Foveon-Chips sehen mit voller Auflösung, aber die Hersteller dieser Kameras lügen bei der Auflösung, um mit anderen Kameras mithalten zu können. Die meisten Kameras mit Foveon-Chip (Sigma) multiplizieren die tatsächliche Auflösung mit dem Dreifachen! Was Sigma als 14MP-Kameras verkauft, sind in Wirklichkeit nur 5MP.
Die digitale Auflösung von Film
Wie viele Pixel braucht man also, um alle Details zu beschreiben, die wir von einem Film bekommen können?
Fuji Velvia 50 hat eine Auflösung von 160 Linien pro Millimeter. Das ist die feinste Detailstufe, die er auflösen kann, und an diesem Punkt erreicht seine MTF fast den Nullpunkt.
Für jede Linie sind ein heller und ein dunkler Pixel, also zwei Pixel, erforderlich. Es werden also etwa 320 Pixel pro Millimeter benötigt, um den Inhalt des Velvia 50 darzustellen.
320 Pixel x 320 Pixel sind 0,1MP pro Quadratmillimeter.
35mm Film ist 24 x 36mm, oder 864 Quadratmillimeter.
Um die meisten Details auf einem 35mm Foto zu scannen, braucht man etwa 864 x 0.1 oder 87 Megapixel.
Aber halt: Jedes Filmpixel repräsentiert echte R-, G- und B-Daten, nicht die weicheren Bayer-interpolierten Daten von Digitalkamerasensoren. Eine Ein-Chip-Digitalkamera mit 87 MP könnte immer noch nicht so feine Details erkennen wie ein Stück 35-mm-Film.
Da der Lügenfaktor von Digitalkameras etwa zwei beträgt, bräuchte man eine Digitalkamera mit etwa 87 x 2 = 175 MP, um jedes einzelne Detail zu sehen, das auf Film zu sehen ist.
Das ist nur 35mm-Film. Profis fotografieren nicht auf 35mm, sondern auf 2-1/4″ oder 4×5.“
Bei den gleichen Werten wären 2-1/4″ (56mm im Quadrat) 313 MP, und 4×5″ (95x120mm) wären 95 x 120 = 11.400 Quadratmillimeter = 1.140 MP, ohne Bayer-Interpolation. Eine Digitalkamera mit Bayer-Interpolation müsste mehr als 2 Gigapixel haben, um Dinge zu sehen, die auf einem 4×5″-Film zu sehen sind.
Zusammenfassung
Wie wir gesehen haben, kann Film weitaus mehr Details speichern als jedes digitale Aufnahmesystem.
Die Probleme bei all diesen Systemen sind:
1.) Man braucht ein verdammt gutes Objektiv, um so gut auflösen zu können.
2.) Es braucht einen noch besseren Fotografen, um so viele Details auf den Film zu bekommen, und
3.) Wenn man den Film scannen und diese Details erhalten will, braucht man einen tollen Scanner (320 lpmm = 8.000 DPI).
Deshalb sahen wir jedes Mal, wenn Filmscanner mit höherer Auflösung herauskamen, bevor sich Amateure DSLRs leisten konnten, mehr Details, wo wir dachten, wir würden keine sehen.
Konsumenten-35-mm-Scanner erreichten 5.400 DPI (Minolta), bevor die Amateure zu DSLRs übergingen, und selbst bei 5.400 DPI sahen wir immer noch mehr Details in unseren Scans als bei 4.800 DPI.
Filme haben uns immer wieder verblüfft, je höher wir sie gescannt haben, und das ist der Grund dafür.
5.400 DPI entsprechen 212 Pixeln pro mm oder 0,045MP/mm^2. Ein 35-mm-Dia, das mit dem Minolta-Scanner 5400 gescannt wurde, ergab also 39MP-Bilder, ohne Bayer-Interpolation. Öffnet man diese in PhotoShop, ergeben sich 39×3 = 120 MB Dateien, die wiederum schärfer sind als die Bayer-interpolierten Bilder von Digitalkameras.
Auflösung hat nichts mit den richtigen Pixeln und einem guten Foto zu tun, aber wenn Sie nur die Pixel zählen wollen, sollten Sie auf Film setzen. Siehe auch Warum wir Film lieben.
PLUG
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Danke fürs Lesen!
Ken
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