FotoWissen Digitalkameras Grundlagen Fotografie

Das Fotografieren mit hoch auflösenden Kameras

Ich möchte hier ein wenig die Möglichkeiten und Grenzen aufzeigen, die das Fotografieren mit den „Pixel-Boliden“ – Canon 5DsR und Nikon D850 – so mit sich bringt.

 

  1. Fotografie sich schnell bewegender Objekte.

 

Da die Pixelgröße sich bei beiden Kameras um die 4 µm (siehe den Link unter Punkt 5) bewegt, machen wir mal ein kleines Rechenbeispiel:

Ein Auto, das ca. 5 Meter lang ist fährt mit 36 km/h an uns vorbei. Es wird formatfüllend aufgenommen, also auf 35 mm Sensorbreite voll abgebildet.

Da es mit 36 km/h, umgerechnet  36.000 Meter (m) pro 3.600 Sekunden (s), fährt, sind das 10 m/s. Das heißt, wenn wir das Auto mit 1 s belichten, hat es in dieser einen Sekunde schon 10 m = 10.000 mm zurückgelegt. Belichten wir mit 1/1000 s müssen wir diesen Wert logischerweise durch 1000 teilen, was immer noch 10 mm ergibt.

Nehmen wir nun an, das Auto besitzt eine Reklame-Aufschrift, dann legt jeder Buchstabe innerhalb der Belichtungszeit 10 mm zurück. Nun ist aber unser Sensor nicht 5 Meter breit, sondern nur 35 mm. Also müssen wir die 10 mm Originalbreite auf die Verkleinerungsabbildung des Sensors (also 35 mm) herunterrechnen, also kommt bei 35 mm geteilt durch 5.000 mm (das sind 5 Meter) exakt 0,007 mm heraus, also bewegt sich das Auto auf unserem Sensor nur noch 7 µm (1 µm = 1 Mikrometer, zur Verdeutlichung: 1000 µm sind exakt 1 Millimeter). Da der Sensor-Pixel aber nur etwa 4 µm groß ist, würde das Auto damit schon zwei Pixel belegen, also bei 100%iger Vergrößerung bereits unscharf werden. Erst die Verkürzung der Belichtung auf 1/8000 s würde dann in etwa nur noch einen Pixel belegen. Okay, das sind rein mathematische (theoretische) Werte. Aber sie machen uns deutlich klar, wo die Grenzen sind.

Daher können alle auch noch so kleine Bewegungen der Kamera schon zu leichten Unschärfen und Verwacklungen führen, die wir bei einer 12-MP-Kamera, zum Beispiel der Canon 5D oder Nikon D300, deren Sensor-Pixel dann etwa mit 8 µm doppelt so breit sind, gar nicht gehabt hätten.

Um bei unserem Auto-Beispiel zu bleiben: Viele Autos fahren natürlich schneller, dafür sind sie jedoch weiter weg oder fahren nicht exakt im 90°-Winkel zur Kamera, und dieses macht schon sehr viel aus. Beträgt der Winkel zur Kamera nur 60°, dann kann die Belichtungszeit um 20%, bei 45° um 40% und bei 30° gleich halbiert werden. Auf gut deutsch heißt das nichts anderes, je spitzer wir das Auto aufnehmen, desto länger kann die Verschlussgeschwindigkeit sein, je seitlicher, desto kürzer muss sie sein! Und das gilt natürlich auch für die sich im Wind bewegende Blüte oder den Fußballer auf dem Spielfeld oder den Läufer im Wald …

Tiefenschärfe gesamt
Tiefenschärfe
Tiefenschärfe links
Tiefenschärfe links im oberen Bild 100%-Ausschnitt
Tiefenschärfe links
Tiefenschärfe – hier sieht jeder schon deutlich, wie die Tiefenschärfe nach hinten abnimmt.
Tiefenschärfe links im Bild
Tiefenschärfe links im oberen Bild
Tiefenschärfe rechts im Bild
Tiefenschärfe rechts im oberen Bild, hier sieht jeder am Schotter wohin die Schärfe geht …

 

  1. Tiefenschärfe

 

Auch die Tiefenschärfe oder Schärfentiefe geht bei den „Pixel-Boliden“ regelrecht in die Knie. Wenn wir uns an die chemischen Zeiten zurückerinnern (manche sagen auch „analog“ dazu), da war bei der Kleinbildfotografie der so genannte Zerstreuungskreis 1/30 mm, also umgerechnet 33 µm, der als Grundlage für ein scharfes Bild heran gezogen wurde (bei Mittelformat sogar nur 1/20 mm = 50 µm). Also dieser Zerstreuungskreisdurchmesser ist grob betrachtet etwa heute so etwas wie ein Sensor-Pixel. aber sämtliche Tabellen der Objektivhersteller waren auf diesen Zerstreuungskreis eingeschworen, da gab es richtige Berechnungen und sogar Listen und Hefte, von welchem Abstand bis zu welchem Abstand das Bild mit einer bestimmten Blende bei einer bestimmten Brennweite scharf wurde (oder werden sollte). Die Fachleute waren sich sogar so sicher, dass sie diese Werte auf die Objektivringe eingraviert haben:

Schaerfering
Schärfering, danach wäre bei Blende 5,6 alles von etwa 2,90 Meter bis kurz vor Unendlich (ich schätze 50 Meter) alles scharf … Schön, wenn das bei den Digitalkameras auch so wäre.

(Ganz im Vertrauen: Bei der chemischen Fotografie war das auch nicht so, es gab nur praktisch kaum eine Möglichkeit, das Bild auf eine Breite von 2 Metern und mehr zu vergößern, um dieses auch verifizieren zu können. Beim 7×10-Abzug war natürlich auch alles scharf, selbst bei der Postkarte – 10×15 – noch.)

Klar gab es Filme, wie Kodachrome 25 oder Reprofilme, die lösten deutlich feiner auf, aber das war nur den cleveren Fotografen bekannt und bedeutete natürlich hervorragende Lichtverhältnisse.

Dennoch ist die Tiefenschärfe bei unseren Boliden nur halb so groß wie etwa bei den 12-MP-Kameras, was natürlich eine direkte Folge der Sensorgröße ist. Und das erfordert selbstredend eine exaktere und genauere Einstellung der Schärfe. Bei Landschaftsaufnahmen ist eine manuelle Scharfeinstellung oft die bessere Wahl, wenn vorher das Bild auf dem Monitor exakt beurteilt und eingestellt worden war.

Klar können wir die Tiefenschärfe durch Verkleinerung der Blende erhöhen, aber leider erzielen wir damit nicht immer optimale Ergebnisse, denn die Beugung der Lichtstrahlen kann schon ab Blende 11 auch einen Schärfeverlust und leichte Verzerrungen herbeiführen. Doch auch dieses Problem stellt sich bereits ab 20 MP, wenn nicht so überdeutlich wie hier.

Tiefenschärfe rechts
Tiefenschärfe rechts vom unteren Bild, wie wir aber sehen ist das Bild ganz leicht “verrissen”.
Tiefenschärfe
Beim Gesamtbild fällt das “Verreissen” gar nicht mehr so ins Gewicht, weil jeder schaut auf den Zug und sieht dass das Schild am Bahnhof scharf ist, also ist auch das ganze Bild “scharf” …

 

  1. Verwacklungen

 

Wer die obigen Punkte aufmerksam gelesen hat, muss feststellen, dass schon kleinste Erschütterungen oder Berührungen während der Aufnahme dazu führen können, die Bilder zu „verreißen“ oder zu verwackeln. Daher sollten bei Aufnahmen, bei denen es auf absolute Schärfe ankommt, ein Stativ und Fernauslösung verwendet werden. Bei der Canon können wir uns des (uralten) IR-Sender RC-6 bedienen, Nikon selbst hat so was bei den hochwertigeren Kameras eingespart, hier helfen externe Lösungen, bei der D850 geht es über Snapbrigde und WiFi; denn Drahtauslöser lassen sich an keiner modernen Kamera mehr einsetzen. Aber nicht nur Verwacklungen der Kamera selbst sind das Problem, auch wenn z.B. Menschen fotografiert werden und sich während der Aufnahme bewegen, je nach Nähe zum Fotoapparat können sich selbst Augenzwinkern bemerkbar machen. Auch wenn das Stativ z. B. auf einer Brücke steht und Autos fahren vorbei, kann das zu Schwingungen führen. Wie gesagt, die Pixelgröße ist enorm klein und kurze Belichtungszeiten sind ein Muss. Aber bei wenig Licht sind hier auch schnell die Grenzen schon bei ISO 2000 erreicht. Okay, die Canon ist einen Hauch besser, was aber kaum ausschlagend sein sollte.

Tiefenschärfe
D850 mit Leica-R 2,8/90 bei Blende 8
Tiefenschärfe 100%
Ein 100%-Ausschnitt aus dem oberen Bild, unten ein anderer Ausschnitt

Tiefenschärfe 100%

 

  1. Sensorrauschen etc.

 

Bei den niedrigen ISO-Werten sind beide Kameras gleich auf, klar ist das Rauschen schon ab etwa 800 ISO, wer sich die Bilder ganz genau anschaut, leicht erkennbar, aber meist mit den von den Firmen selbst bereitgestellten Software-Lösungen gut in den Griff zu bekommen (Canon DPP 4 und Nikon NX-D). Okay, ich weiß nun nicht, was bei derartigen Berechnungen noch so alles im Bild geschieht, aber die ersten Ergebnisse sehen sehr gut aus.

 

  1. Wichtige Unterschiede zwischen D850 und 5DsR

 

Die Seite  https://www.digicamdb.com/compare/canon_eos-5ds-r-vs-nikon_d850/  vergleicht beide Kameras mit ihren technischen Daten. Dabei kommt die Nikon natürlich etwas besser davon, ist sie doch 2 Jahre jünger. Der Sucher löst fast doppelt so hoch auf, auch WiFi/Bluetooth ist möglich Aber dennoch gibt es weitere Unterschiede, die auf dieser oben genannten Seite nicht gekennzeichnet sind, für mich aber dennoch eine Rolle spielen. So kann die Canon auch mit dem kleinen Handauslöser RC-6 per Infrarot ausgelöst werden, bei Nikon geht das über Snapbridge und dem Handy, aber ohne Handy brauche ich dazu extra ein Equipment, was die Angelegenheit deutlich unhandlicher macht. Bilder können auch direkt aufs Handy übertragen werden, inwieweit so was bei dieser Datenmenge sinnvoll ist, na ja, es ist halt möglich.

Einen ausklappbaren Blitz hat keine von beiden, dafür kann der Monitor der Nikon auf 90° hochgeklappt werden und es ist ein Touchmonitor (schade, dass 180° nicht drin sind!).

Ein letzter Vorteil für die D850 ist Verwendungsmöglichkeit der Nikon-DX-Objektive, die für die Kamera-Serien 3000, 5000 und 7000 konstruiert wurden. Hier werden noch Bildgrößen von 5408×3600 px erreicht, das sind 19,5 MP. Für viele Bilder reicht diese Größe vollkommen aus, bringt sie doch den Vorteil, dass die Objektive bis zu einem Fünftel leichter sind (Vergleich Nikon DX 55-300 umgerechnet 80-450 KB mit 530 Gramm zum Nikon FX 200-500 mit 2300 Gramm, auch die Baulänge ist mit 123 mm gegenüber 267,5 mm deutlich geringer).

Eichhörnchen mit Nikon D850 und Nikkor DX 55-300 bei Blende 5,6 und 300 mm (= 450 KB-Brennweite)
Eichhörnchen mit Nikon D850 und Nikkor DX 55-300 bei Blende 5,6 und 300 mm (= 450 KB-Brennweite) – hier bei ISO 1000 kommt das Bildrauschen schon langsam ins Bild …

Leider hat Canon sein Bajonett anders aufgebaut, so dass APS-C-Objektive hier nicht passen. Dafür punktet Canon wiederum bei der Verwendung von Fremdobjektiven mittels Adapter, ja es gibt sogar einen Adapter von Novoflex, der adaptiert Nikon-Objektive (am besten nur die D-Serie weil sich sonst die Blende nicht einstellen lässt).

Dafür klappt bei den extra umgebauten Leica-R-Objektiven für Nikon die Belichtungsmessung über Live-View bei der D850; Canon hat die 5DsR bei der Verwendung von Fremdobjektiven irgendwie falsch programmiert, erst nach der Verstellung von etwa 5 Blendenstufen ist etwas im Display zu erkennen, was natürlich sinnvoller Weise durch Veränderung der Belichtungszeit einfacher ist. Klar, bei beiden Kameras können Fremdobjektive nur manuell verwendet werden.

Aber einen letzten Vorteil hat die Canon doch immer noch: Im Sucher kann ich die Horizontale und Vertikale einblenden, so dass hier eine einwandfreie Ausrichtung (gerade bei Panorama-Aufnahmen) problemlos möglich ist. Bei Nikon geht dieses nur über Live-View auf dem Monitor und ist daher – finde ich – deutlich umständlicher gelöst, könnte aber vielleicht durch eine neue Firmware verbessert werden.

Weiterhin kann die D850 mit 4K filmen, die 5DsR nur mit HD 1920.

Tiefenschärfe gesamt
Nikon D850 mit Leica R 2,8/90 bei Blende 8
Tiefenschärfe
Nikon D850 mit Leica 2,8/90 bei Blende 8 – ein 100%-Ausschnitt aus obigem Bild

Beachtenswert ist die Serienbildgeschwindigkeit, Nikon bringt es auf 7 Bilder/s, bei Verwendung des Batteriegriffes sogar auf 9 B/s, allerdings ist bei 19 Bildern RAW Schluss (bei nachführendem AF sind es nur 15). Canon liegt da mit 5 B/s deutlich drunter, hier ist zwar bei 14 Bildern RAW fast Schluss, aber es geht im Gegensatz zur Nikon langsam weiter. Bei JPG erreichen beide Kameras höhere Werte (bis zu 500 Bildern), aber wer fotografiert mit ihnen schon JPG?

Bei den Objektiven, die diesen hoch auflösenden Kameras gerecht werden, hat Canon noch ein wenig Nachholbedarf (trotz 2 Jahren Vorsprung), aber es soll sich das was tun. Bei Nikon sind auch nur die neuesten lichtstarken Modelle empfehlenswert.

 

  1. Zusammenfassung

 

Wer nun glaubt, mit einer 24-MP-Kamera wären viele der oben genannten Probleme gelöst, der irrt. Zwar reduziert sind das Ganze ein wenig, aber selbst hier haben wir Sensor-Pixel-Breiten von etwa 6 µm, erst bei 12 MP werden etwa 8 µm erreicht. Eigentlich bleiben die Probleme stets die gleichen, weil diese ja physikalisch bedingt sind, sie sind nur eben bei einem 12-MP-Bild nicht so ausgeprägt wie bei einem 24- oder 50-MP-Bild.

Wer bei schlechtem Wetter fotografieren muss, für den bieten viele Hersteller besonders dafür geeignete Kameras an, z.B. Sony die Alpha 7S, die aber nur 12 MP bietet (jetzt wissen wir, warum).

 

Bleibt letztendlich die Frage, wer braucht solche Kameras?

Das muss jeder für sich selbst beantworten. Derartig hoch auflösende Kameras brauchen zwingend aktuelle und ebenso hoch auflösende Objektive, aber das Problem haben auch schon viele Kameras mit nur 20 oder 24 MP, auf deutsch: Nichts Neues. Besonders im Randbereich machen sich leichter CA (chromatische Aberrationen) bemerkbar, auch die Vignettierung (aber diese Probleme haben ja alle Vollformat-Kameras) ist bei großen Blendenöffnungen nicht zu verachten. Und wie bereits von mir und auch von anderen getestet, höhere ISO-Werte als 3200 sind schon nicht mehr optimal umsetzbar. Sehr gut ist der jeweils fehlende Tiefpassfilter bei beiden Modellen, daher ist die 5DsR der 5Ds vorzuziehen.

Eine schnelle „immer-dabei“-Kamera sind diese Boliden natürlich nicht, auch sind sie schwer (aber eine D300 resp. 5D Mk II war ja auch nicht leichter) und erfordern gute und schwerere Objektive, weil diese meist auch lichtstark sind und dadurch viel Glas herumgetragen werden muss.

Wer letztendlich nicht das letzte Fieselchen Schärfe benötigt, für den sind die 24-MP-Kameras oder die (Vor-)Vorläufer unserer beiden Modelle durchaus eine akzeptable Lösung, so wird z.B. die D800 im Netz zu super Preisen verkauft, immerhin hat diese noch 36 MP …

 

Dann kommt noch die Objektiv-Frage. Viele meinen, und das sagen viele Testberichte aus, dass hoch auflösende Kameras auch dementsprechend hoch auflösende Objektive benötigen. Ist eigentlich klar, aber unter Berücksichtigung der „Fehler“, die durch Bewegung, Verwacklung, ISO oder Fokussierung entstehen können und entstehen, sehe ich die Sache nicht ganz so eng. Objektive, die bei den 24-MP-Vollformat-Kameras gute Ergebnisse gebracht haben, sind zum allergrößten Teil auch hier verwendbar.

Triebwagen mit etwa 100 km/h - 100%-Ausschnitt
Triebwagen mit etwa 100 km/h – 100%-Ausschnitt – sogar die Fahrzeugnummer 648 252 ist lesbar mit dem geübten Auge –
Triebwagen mit etwa 100 km/h - verkleinert
Triebwagen mit etwa 100 km/h – das Gesamtbild verkleinert

Was mich an den hoch auflösenden Kameras so fasziniert, ist die Möglichkeit, aus etwa schief aufgenommenen Bildern (wenn es mal schnell gehen musste) ohne Probleme Ausschnitte herstellen zu können, auch Details können problemlos herausgeholt werden, die bei den 24-MP zum Beispiel schon aufpixeln. Und selbst ein Stativ hat sich schnell mal aus der Senkrechten durch eine unachtsame Bewegung verabschiedet, kein Problem bei der Nachbearbeitung (es merkt niemand). Auf Zooms (mit allen ihren Nachteilen, zum Beispiel das Pumpen und die Möglichkeit, Staub in den Sensorkasten zu bekommen) kann ich im Normalbereich weitgehend verzichten, aus einem mit dem 35er geschossenen Bild lässt sich locker ein 50er Ausschnitt realisieren (oder aus einem 50er ein 85er Bild).

 

Aber jeder hat ja eine andere Meinung!

 

Also … Entscheiden Sie selber!

 

 

 

 

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Klaus D. Holzborn

Freiberuflicher Fotograf seit 1964, fotografiere gerne Landschaft und vor allem Eisenbahnen, aber genauso gerne anderes. Zur Zeit besteht die Hauptaufgabe darin, die "alten" Bilder zu digitalisieren, aber trotz allem nehme ich mir die Zeit für aktuelle Aufnahmen.

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