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The 50-megapixel full-frame lie

Canon brings to the EOS 5D after much hesitation and a camera with 50-megapixel full-frame chip on the market. One wonders as highly ambitious photographer inevitably: Is such a purchase makes sense? And maybe they even replaced the much higher investment into the digital medium format?

Megapixel: Canon-EOS-5DS-01-970-80
Let's not talk long about the bush: The problem is not the many pixels on the sensor, but the question of whether they are in this abundance can detect with the available lenses at all. An industry representative put it recently to the point: "Ten percent more pixels can be pretty easy to pack on a chip - but just try to increase by ten percent the resolution of a good lens. That's almost as elaborate as the reinvention of the lens. "The new Canon we now have to deal with over 100% more pixels.

One can try to be this rather diffuse contexts in numbers: The best of the current high-end lenses range just made to resolve an image in a subtlety that (a sensor with pixels of an edge length of six microns 10-6m) owns. In other words around: Are the pixels on the image sensor less than six microns - as with most cameras - need the small pixel higher resolution lenses to fully demonstrate their resolution benefits. The problem already have the Nikon D800 / 810 and the Sony A7R with its 4.8-micron pixels: There is no lens - not even the legendary, high-resolution Zeiss Otus 55 millimeters - that the 36 megapixel resolution of the cameras "on the road brings ". How should it then be only at 50 megapixels with 4.14 microns?


Megapixel without end?


According to measurements of DXOmark.com, The central authority for such matters, is reaching the end of the road even at 29 megapixels for example in the Nikon D800. The implication is simple - and perhaps also explains the reluctance of manufacturers: A full-size camera should have no more than 24 megapixel resolution, A APS-C camera theoretically only nine and a sensor in the 4/3-format can modestly with five megapixels, That was the way the resolution, which described Olympus in his first 4/3 system as "well as for professional purposes perfectly adequate". Which although more of pixels on the chip to increase the resolution entails, but as "oversampling" effect. The optical signals of the lens to be processed with a higher sampling rate than is needed to represent the signal bandwidth. This leads practically impossible to higher-resolution images, but by far to the extent as the higher megapixel numbers want to make us believe. And they are due to increased oversampling resolution also not necessarily "better".

Ein Ausweg aus dem Dilemma sind bei gleicher Objektivkomplexität größere Sensoren mit mindestens sechs Mikro­meter großen Pixeln. Bisher scheitert dieser Weg der Qualitätsoptimierung an mindestens zwei Hindernissen:Große Sensoren sind teurer als kleine. Außerdem erfordern sie größere Bildkreise und damit größere Kamera-/Objektivkonstruktionen. In den vergangenen Monaten gab es viele Gerüchte, dass Canon, Nikon, Sony und Fuji den digitalen Mittelformat-Markt in den Blick nehmen. Diese wurden besonders durch den Sony-CMOS-Mittelformat-Sensor befeuert, der sich sowohl in den aktuellen Hasselblad- und PhaseOne-Rückteilen als auch in den Bodies der aktuellen Pentax-645-Generation befindet. Doch das Mittelformat unterliegt ebenfalls den physikalischen Gesetzen der „Sechs-Mikrometer-Regel“. Für die „großen“ Mittelformat-Chips mit circa 4 × 5,4 Zentimeter Kantenlänge liegt die Maximalauflösung bei rund 60 Megapixel. Wohlgemerkt: Auch die können nur die besten Mittelformat-Objektive auflösen. Bei dem oben erwähnten Sony-Chip mit rund 51 Megapixeln auf 44 × 33 Millimeter Fläche liegt die Pixelgröße jedoch nur bei 5,3 Mikrometer. Die Idealauflösung für diese Sensorfläche wären etwa 37 Megapixel. Zufällig der Wert, den Leica bei ihrem S-System bietet, das einen ähnlich großen Sensor verwendet.

In short: It is unlikely that one makes much better pictures with a 50-megapixel full-frame than with 24-megapixel resolution. Secured, only that the amount of data is twice as large. Therefore, one can imagine the missing pixel interpolation should in principle also in Photoshop when you because even need a house wall-sized print.
The benefits of the expensive medium-format systems are not necessarily in the higher amount of data. Although details are recorded a touch differentiated, does not make the difference between a good picture and a bad one. The system differences are more complex: First, the medium format will force a systemic by its inertia or awkwardness another style of work than we know it from the small picture. Secondly, the result looks sometimes a bit more interesting because you get with longer focal lengths at the same distance a minimally different, often somewhat pleasing perspective. Then there are the moments when you look at a photo and know that it was made with a larger format, without being able to say exactly what it shows. Who is it, who can not avoid the issue of currently around 30,000 Euros for as a 60-megapixel back. The right camera and lens are usually included in the price. stay awake!

update: Have just seen in the Nikon D800E DxOMark well and the D810 with the Zeiss Otus 55 have now been tested: The result: 33 megapixel resolution at 36 megapixel chip. The Otus 85 removes even 35P-Mpix on to the D810. Let's see how the 5Dsr strikes itself in the measurements ...

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Christoph Künne

Christoph Künne is co-founder, editor and publisher of DOCMA. The scientists studied cultural photographed passionate portraits and works since 1991 with Photoshop.

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29 Kommentare

  1. M.E. braucht es für einen Hauswandgroßen Druck keine derart hohe Auflösung. Genau das Gegenteil ist der Fall. Druckauflösung ist ganz was anderes! Das solltet doch gerade Ihr bei docma wissen!
    Daher frage ich Euch, was soll die Aussage, dass man für einen hauswandgroßen Druck eine derart hohe Auflösung brauchen würde?
    Und ein digitale Datei hat keine Auflösung!

    Immer wieder diese Falschmeldungen bezüglich der gedruckten Bildgröße und Auflösung. Es ist schlichtweg falsch, dass mit zunehmender Bildgröße z.B. A4 zu A3 eine höhere Auflösung gebraucht wird.

    Da kann ich wieder mal nur den Kopf schütteln.

    1. Ok, für uns Laien. Erklärst du uns das? Ich will 4 m x 4m drucken und mein Dienstleister will 100 DPI. Besser 150. Ich komm da auf etwa 15000. Oder meine D800 um 100 % aufgeblasen.
      Wie machst dz das?

  2. eigentlich mache ich das nie hier so schreiben … doch wenn ich sehe dass es immer wieder leute gibt dessen glas wasser halb leer ist an statt halb voll … es ist doch super 50 mio. zu haben. man kann größere poster drucken und die jetzigen vollformat objektive sind dafür immer noch besser als wenn man 24 mio. fotos mit software vergrößert für großformatige poster. was noch wichtiger ist mit 50 mio. pixel. wenn man damit fotos macht und die auf 25 mio. komprimiert hat man eine 50 %-tiges besseres rauschverhalten … sollte ein 120 mio chip rauskommen bin ich der erste der es kauft. da hat man dann bei 25 – 30 mio. komprimierte fotos eine 4 fach besseres rauschverhalten … sehe nur vorteile … also halb volles glas wasser, prost… georg

  3. Wenn Sensor und Objektiv dieselbe Maximalauflösung erreichen, geht im ungünstigsten Fall die gesamte Bildinformation verloren! Um die Leistung eines Objektivs optimal zu nutzen, muss der Sensor demnach eine deutlich höhere Auflösung verarbeiten können. Hier die Begründung:

    Der Begriff “Oversampling” kommt aus der Audiotechnik und besagt folgendes. Um einen bestimmten akustischen Ton in hoher Qualität zu „samplen“ (digital Aufnehmen bzw. Abtasten), ist es ratsam, eine Aufnahmefrequenz zu verwenden, die höher ist als die des Tons. Dies git auch für optisches Samplen, also etwa beim Kopieren, Ausdrucken oder eben mit Filmen oder Sensoren. Im Druckwesen wird in diesem Zusammenhang vom „Q-Faktor“ gesprochen. Hier ein praktisches Beispiel.
    Gegeben ist ein Sensor, dessen gesamte Fläche mit rechteckigen Pixeln belegt ist. Der Einfachheit halber fangen wir mit einem Schwarzweisssensor an. Der Sensor habe eine „Auflösung“ von 150 dpi. Was passiert, wenn ich mit einem Objektiv ein Liniengitter fotografiere und das Objektiv schafft gerade eben eine Auflösung von 150dpi auf der Sensorfläche? Das Lininegitter wähle ich natürlich so, dass es gerade noch abgebildet werden kann. Im günstigsten Fall sieht dann jede Sensorzeile entweder nur eine schwarze Linie, oder eine weiße: das Liningitter wird perfekt reproduziert. Im ungünstigsten Fall jedoch, wenn das Bild ein klein wenig verschoben wird, sieht jede Zeile je eine halbe schwarze und eine halbe weiße Linie. Somit zeigt der Sensor durchgehend ein strukturloses Grau.

    150dpi ist für ein Objektiv natürlich lächerlich gering. Ich habe diesen Wert gewählt, weil er der ist, den das normalsichtige Auge bei durchschnittlicher Leseentfernung noch auflösen kann. Damit das unter allen Umständen gewährleistet ist, ist die bekannte Standardauflösung von Laserprintern/-kopierern 300dpi. Der Q-Faktor ist demnach Zwei. Die 600dpi, die heute oft angegebn werden, verbessern die Qualität einer Kopie jedoch dann nur noch marginal.

  4. Pingback: Anonymous
  5. Ich teile diese Ansicht nicht. Mehr Auflösung ist immer gut. IMMER.
    Ein 50 MP Foto wird bei gleicher Optik IMMER das schärfere und detaillierte Bild liefern als z. B. ein 24 MP Sensor.
    Ich kann den Schritt von Canon nur begrüßen.

  6. Den Hinweis auf DXO habe ich schon mehrfach gelesen, auch in Bezug auf mft. Ich gebe sogar zu, dass auch ich hin und wieder auf die DXO Werte schaue wenn es um ein neues Objektiv geht, aber da geht es mr eher um die Relation zueinander, da die sicher immer mit gleichem Maßstab messen.
    Was jetzt die Schärfe, Auflösung einer Sensor/Objektiv Kombination betrifft, so hat, wenn ich das richtig verstanden habe, DXO versucht, “nackte kurven, in für für den Laien anschauliche Werte umzuwandeln”.
    Was das betrifft scheint die Aussage von Christoph Künne ja korrekt. Aber wie sieht die Realität im Foto aus?
    Ich habe bisher zwar noch nicht explizit gesucht, aber wäre nicht ein Vergleichsfoto mit kleinen Details und Strukturen (aber bitte keine Testcharts), aufgenommen z. B. mit der Nikon D800, dazu im Vergleich das gleiche Motiv aufgenommen mit einer Nikon die zwischen 16 und 24 Megapixeln auflöst bei Verwendung des gleichen Objektivs. Wenn die Aussage stimmt, das selbst moderne Objektive nicht in der Lage sind 36Megapixel aufzulösen, dürften sich ja die Fotos in den Detailstrukturen wenig bis garnicht unterscheiden. DOCMA hat doch die Möglichkeiten dazu und ich würde mich freuen einmal Praxisbeispiele “der Unfähigkeit” moderner Objektive zu sehen.
    In diesem Sinn…

  7. Ich weiß nicht, wo Christoph Künne diesen 6 Mikrometer-Regel hat.
    50 MPixel bei Kleinbild entsprechen etwa 20 MPixel am Crop-Sensor. Danach müssten ja alle Crop-Kameras unscharfe Bilder liefern. Das ist aber definitiv nicht der Fall. Von noch kleineren Sensoren brauchen wir dann ja gar nicht erst zu reden.

    Die bei den meisten Webseiten angegebenen Auflösungswerte sind MTF 50%-Werte. Ein Objektiv verliert aber bei höheren Ortsfrequenzen nicht sein Auflösungsvermögen, lediglich der Kontrast sinkt weiter.
    Etwas Oversampling kann da nie schaden. Außerdem testen alle, auch DXO, die Objektive an realen Kameras. D.h. die Ergebnisse werden nach oben durch die Kameraauflösung begrenzt.

    In dem Sinne warte ich gespannt auf die ersten realen Tests.

  8. ich halte diesen Pixelwahnsinn für eine Marketingaktion, dem user wird vorgegaukelt, er könne mit einer 50mpx Kamera bessere Bilder machen als mit seiner 24- oder 36mpx Kamera. Den Hinweis auf die max. umsetzbaren 29mpx teile ich voll und ganz: wer sich mal ein “normales” Glas und ein Hightechprodukt der entsprechenden Hersteller vorne draufgeschraubt hat, wird zwei völlig verschiedene Qualitäten im Output sehen. Es macht Sinn, einen Superbody mit einem Superobjektiv zu kombinieren. Aber letzteres wird genau wie im Artikel erwähnt kaum konstruierbar sein, und wenn doch, dann wahrscheinlich zu einem astronomischen Preis.

    50 oder mehr mpx wird vielleicht für Studioprofis ein Verkaufsargument bei den techn. ohnehin meist ahnungslosen Kunden sein, aber für Otto Normalverbraucher – selbst dem betuchten Klientel – ist das m.E. voll am Bedarf vorbeikonstruiert. Wenn ich mir als profess. Bildbearbeiter oft Amateurfotos ansehe, die mit Spitzenkameras und Spitzenobjektiven gemacht alles andere als den Möglichkeiten der Hardware entsprechen, frage ich mich manchmal, ob die Investititon nicht besser in einen Workshop sinnvoll gewesen wäre.
    Und: welche Medien können denn diese gewaltigen Auflösungen auch umsetzen? Der Druck – egal ob konventionell oder digital – mit Sicherheit nicht. Großformat? Hier ist der Betrachtungsabstand das Entscheidende. Ob 50 oder 12mpx wird sich an einer Hauswand nicht mehr feststellen lassen.
    Meine Meinung – Marketinggetrommel.

  9. Ich weiß nicht, warum immer Hauswände als Beispiel her halten müssen. Dafür ist nur wirklich keine hohe Auflösung nötig, da der Betrachtungsabstand entsprechend groß ist.

    Ich kenne aber genügend Beispiele, wo sich die Betrachter absolut nicht um den vorgegebenen Betrachtungsabstand scheren, sondern so weit wie möglich an das Bild herantreten, um Details wahr zu nehmen. Z.B.: Gruppenfotos, technische Dokumentationen, Luftbilder…

    Im professionellen Luftbildbereich sind übrigens 250 MPixel schon länger Stand der Technik, 400 MPixel werden noch 2015 erwartet. Die Sensoren sind allerdings auch größer.

    Was auch gern vergessen wird: Die lineare Auflösung ist proportional zur Quadratwurzel aus der Pixelzahl. So gesehen sind die 50 MPixel gerade mal 18 % mehr Auflösung als die 36 MPixel von Nikon und Sony.

    1. Dass der Betrachtungsabstand bei Riesenformaten das Entscheidende ist und nicht die Auflösung, das hatte ich ja geschrieben. Aber als profess. Bildbearbeiter hatte und habe ich es ausschließlich mit Fotos von ebenso profess. Fotografen zu tun, wobei es natürlich die Studiofotografen sind, die mit ihren Hassis und Pentaxboliden arbeiten. Wobei es wirklich egal ist, ob man nun mit 120 oder 12mpx fotografiert, wenn gedruckt wird – dieses Medium rasiert alles auf das drucktechnisch Machbare herunter. Nur auf hochwertigen Papieren ist es überhaupt möglich, etwa Tiefenzeichnung oder feine Details wirklich sichtbar zu machen. Aber auch hier nur begrenzt. Vor allem – und das ist ja auch der Tenor des Docma-Artikels setzen schon die Optiken dieser Entwicklung nach noch mehr Auflösung Grenzen.
      Ich bleibe dabei: solange nicht die Linsen mit der Entwicklung der Sensoren mithalten können, ist der Pixelwahn nur techn. Overkill.

      1. Das ist ja völliger Quatsch. Natürlich ist es nicht egal ob ich mit 12 oder 120 MP fotografiere. Allem voran geht es bei einem Druckergebnis um die Schärfe, d.h. je höher die Auflösung umso besser die Schärfe. Bei einem 60er Druckraster reicht rein rechnerisch eine Auflösung von 152,4 dpi. Aber auch nur rechnerisch. Schon in meiner Ausbildung habe ich gelernt mit einem Qualitätsfaktor von Wurzel aus 2 bis 2 zu multiplizieren. Wenn man sich die Ergebnisse eines 150dpi (meinetwegen auch auf 300dpi interpoliert) und eines 300dpi Bildes im Offsetdruck im Vergleich nebeneinander anschaut, wird man erstaunt sein, wie gravierend der Unterschied in der Schärfe ist. Mal ganz davon abgesehen was man benötigt wenn man ein 120er Raster druckt. Fotografiere ich nun mit einer Kamera die effektiv 300dpi bei DIN A4 liefert und ich dies Bild auf DIN A3 drucke, halbiert sich die Auflösung und ich habe nur noch 150dpi zu verfügung. Interpolieren hilft hier auch nicht, da die Schärfe schon verloren ist. Und ich rede nicht nur von Postern die man aus 2 Metern Entfernung betrachtet sondern auch von Unternehmensbroschüren die man in den Händen hält. Das ist genau das was ein gutes von einem schlechten Ergebnis unterscheidet. Vielleicht nicht für den Endverbraucher aber als einer mit über 20 Jahren Erfahrung in der Druckvorstufe und Bildbearbeitung. Allen die der Meinung sind, dass Auflösung für die Ausgabe nicht entscheidend ist, seien die Cleverprinting Experimente ans Herz gelegt.

  10. Zunächst einmal müsste man DXOMark richtig lesen können.
    Nicht nur die Nikon D8x0 schaffen 33MPix mit dem richtigen Objektiv, eine Nikon D7100 (APS-C) 22MPix, und eine mFT (Olympus EM-1) mit dem passenden Objektiv bis zu 12 MPix.

  11. Absolut komisch wie hier auf der eindeutig bildlich gemeinten “Hauswand” herum geritten wird.

    An dem eigentlichen Fazit von Christoph Künne, das KB-Vollformat ist auf Grund der physikalischen Gegebenheiten bei den Objektiven längst angekommen, ändern alle Spitzfindigkeiten nichts.

    Das dies auch für die rund doppelt so großen Chips von Mittelformat-Kameras gilt, ist ja sehr beruhigend, aber vielleicht ist bei den MF-Objektiven doch noch etwas Luft nach oben. Die wurden einst ja traditionell auf einen größeren Schärfekreis gerechnet als für KB, bei aktuellen Konstruktionen fällt diese selbst auferlegte Limitierung vermutlich weg. Mann wird sehen was da noch möglich ist.

    Für ein Maximum an effektiver Auflösung ist eben Chipfläche durch nichts zu ersetzen, es sei denn durch noch mehr Chip und PIxelgröße, das Warten auf den 6x8cm, oder besser noch einen 5×7-inch-Chip kann also beginnen.

    Profis die jetzt noch 30.000,- Euro für HighEnd in die Hand nehmen werden es sich schon sehr genau überlegen, ob sie für einen 120-MPIX-Chip 40x60mm, der auflösungstechnisch definitiv keinen Gewinn bringen kann, Geld in die Hand nehmen wollen.

    Das gute an geringer Strukturgröße ist die Möglichkeit, das veraltete Bayer-Pattern durch chaotisch strukturierte Filterschichten. Fuji-Film arbeitet je bereits in dieser Richtung.

    1. Sorry, für teils “verschluckte” und damit fehlende Worte, hier mein “Sermon” überarbeitet:-)

      Absolut komisch wie hier auf der eindeutig bildlich gemeinten “Hauswand” herum geritten wird.

      An dem eigentlichen Fazit von Christoph Künne, das KB-Vollformat ist auf Grund der physikalischen Gegebenheiten bei den Objektiven längst angekommen ist, ändern alle Spitzfindigkeiten nichts.

      Das dies auch für die rund doppelt so großen Chips von Mittelformat-Kameras gilt, ist ja irgendwie auch beruhigend, aber vielleicht ist bei den MF-Objektiven doch noch etwas Luft nach oben. Die wurden einst ja traditionell auf einen größeren Schärfekreis gerechnet als für KB, bei aktuellen Konstruktionen fällt diese selbst auferlegte Limitierung vermutlich weg. Mann wird sehen was da noch möglich ist.

      Für ein Maximum an effektiver Auflösung ist Chipfläche eben durch nichts zu ersetzen, es sei denn durch noch mehr Chip-und PIxelgröße. Das Warten auf den 6x8cm, oder besser noch einen 5×7-inch-Chip kann also beginnen;-)

      Profis die jetzt noch 30.000,- Euro für HighEnd in die Hand nehmen werden es sich schon sehr genau überlegen, ob sie für einen 120-MPIX-Chip 40x60mm, der auflösungstechnisch definitiv keinen Gewinn bringen kann, Geld in die Hand nehmen wollen.

      Das gute an geringer Strukturgröße ist die Möglichkeit, das das veraltete Bayer-Pattern durch chaotisch strukturierte Filterschichten ersetzt werden kann. Fuji-Film arbeitet je bereits in dieser Richtung.

  12. Ich bin mit Christoph Künnes DXO-Überlegungen nicht einverstanden, dass mit dem Otus 55mm und einer D800 bei 29Mpx das Ende der Fahnenstange erreicht ist. Diese 29Mpx setzen sich aus den drei gleichzeitig hintereinander angeordneten und auflösungsbegrenzenden Tiefpassfunktionen zusammen und bedeuten nicht die Auflösung des Objektivs alleine. Nämlich der physikalische Auflösung des Sensor von 36Mpx, der Tiefpassfunktion des sensorvorgelagerten Filters und der Tiefpasswirkung der Objektivauflösung. Wenn bei DXOMark Lenses das gleiche Otus 55mm an der D800E ohne Tiefpassfilter geprüft wird, erreicht es bereits 33Mpx. Von den 36Mpx des Sensors frisst allein der Sensortiefpass 4MPx weg. Um nun mit einer 36Mpx Kamera mit vorgesetztem Objektiv noch eine Auflösung von 33Mpx zu erreichen, muss das Otus 55mm über 100Mpx Auflösung erzielen.
    An der 50Mpx Canon 5Ds R (ohne Tiefpassfilter) wird das Otus 55mm etwa 44Mpx bringen, jedoch sicher über 40Mpx.
    Ich habe diese Überlegungen mit Tiefpassfunktionen in Mathematica simuliert bevor ich mich zum Kauf einer D810 entschlossen habe. Die Bilder mit einem Nikkor 85mm f/1.4G sind eine wahre Offenbarung. Die Auflösung reicht aus, um aus Bilddetails neue Bilder entstehen zu lassen.
    Beste Grüsse, Pean

  13. An sich a gut, ABER:
    Leider disqualifizieren Sie sich selbst mit Aussage über Mittelformat, dass man bei gleichem Abstand & rechnerisch längerer Brennweite eine “etwas gefälligere Perspektive” bekäme, als Theoretiker, der nicht selbst mit diesen Formaten fotografiert.
    Leider falsch, denn die Perspektive ist NUR vom Standpunkt und nicht von der Brennweite abhängig.
    Schade, so machen Sie sich einen an sich guten Artikel kaputt.

    Bei meinen Lightpaintings (www.lumenman.de) bin ich übrigens um jedes Pixel dankbar.

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