Messen, Linienausrichtung

[Kurt Wirz]

Hallo

Grund für meinen erneuten Test, ist die Aussage, dass beim Messen der Auflösung mit Testtarget, die Linien des Target sehr genau mit der Anordnung der Pixel auf dem Bildsensor übereinstimmen muss.
Was in der analogen Fotografie nicht von Bedeutung war muss in der digitalen Fotografie scheinbar berücksichtigt werden.
Getestet wurde bei zwei Objektiven an der Nikon D810.
Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8 umgekehrt an der Kamera (D810) montiert und einem Abbildungsmassstab von 2:1. Hierbei ist die Auflösung des Objektivs höher wie das Auflösungsvermögen der Kamera.
NIKON M Plan 20/0.4 LWD, 210/0 ohne Zwischenlinse bei 20:1 ebenfalls an der Nikon D8100, hier übertrifft das Auflösungsvermögen der Kamera die Optik.
Als Target wurde das "ZEISS Auflösungstest-Objekt 3000" mit diffusem Durchlicht verwendet
Das Linienpaar der höchsten Auflösung wurde in der Bildmitte positioniert.
Innerhalb der Schärfentiefe wurden mehrere Bilder angefertigt und gestackt, da ich über keine absolute Planlage verfüge.
Folgende Winkel der Anordnung zu den Pixelreihen wurden durch Drehen gewählt.
0°, so dass sich die Striche des Target exakt in den Pixelreihen befinden.
12°, als klare Abweichung zu 0°
25°, als Wert zwischen 12° und 34°
34°, entspricht der Bilddiagonale bei einem Seitenverhältnis von 1 zu 1.5 (D810)
45°, entspricht der Diagonale der quadratischen Pixelanordnung.
Die ersten fünf Bilder sind bei 2:1 mit dem Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8 angefertigt.
Die weiteren 5 Bilder sind bei 20:1 mit dem NIKON M Plan 20/0.4 LWD, 210/0 angefertigt.


1


2


3


4


5



6


7


8


9


10

Die Bilder sind ein Ausschnitt der 600% Betrachtung mit Photoshop, die einzelnen Bildpixel sind hier sehr gut zu erkennen.
Ersichtlich wird, dass bei der 0° Ausrichtung, weder von Auge noch mit Fitswork die Auflösung sinnvoll und richtig bestimmt werden kann.
Deshalb ist meine bisherige Anordnung im Winkel von etwa 34° sinnvoll.

Anstatt die Bilder im Nirwana meines Computers verschwinden zu lassen, dachte ich an das Zeigen hier, eventuell ist jemand interessiert.

Kurt

[the_playstation]

Hallo Kurt.

Auch bei der analogen Fotografie muß man einiges beachten. Z.B. die Korngröße. Die ist quasi vergleichbar mit den Pixeln. Nur viel, viel unzuverlässiger und zufälliger.
Von daher wird der Vorteil der digitalen Technik oft unterschätzt. Bei der digitalen Technik ist der Fehler geometrisch exakt definiert und daher manchmal sogar herauszurechnenn. Beim "Filmkorn" unmöglich!

Zu wenig Pixel ist quasi equivalent zu groben Korn. Hätte deine Kamere z.B. die 4x Auflösung gäbe es kein Pixelproblem bzw wäre es wesentlich geringer.
Analog dazu wäre ein analoges Bild mit einem einzigen Filmkorn ziemlich sinnlos.

Bei deinen Bildern sind die Streifen und deren Abstand eindeutig interpolierbar.

Liebe Grüße Jorrit.

[Kurt Wirz]

Hallo Jorrit
Ich vermute, dass ich mich nicht genügend erklärt habe.
Die Bilder sind jeweils Ausschnitte der Darstellung von Photoshop bei der 600% Ansicht. Da werden die einzelnen Pixel des Bildes, bei Photoshop am Monitor mit jeweilen 6x6 Monitorpixeln angezeigt und sie werden durch weisse Linien (Netz) klar sichtbar getrennt.
Hier das ganze Bild, des um 34° gedrehten Tagets.
Das zweite Bild zeigt die ganze Monitoransicht bei der Einstellung "600%".





Kurt

[Stuessi]

Hallo Kurt,

das Auflösungsvermögen einer Kombination aus Kamera und Objektiv wird häufig als ein wichtiges Qualitätskriterium für Objektive angegeben.
Die Werte verschiedener Autoren sind meist nicht vergleichbar, weil jeder seine eigene Methode anwendet.

Hat man kein Messlabor, muss man sich mit Linienmustern begnügen und visuell auswerten. Dabei spielt auch der Winkel zwischen den Linien und der Pixelfolge eine Rolle.

Man kann zur einfachen Bestimmung einen Siemensstern fotografieren.
Der gezeigte Siemensstern mit 180 Linienpaaren (also 360 Linien) ist auf 300% vergrößert.



Deutlich sieht man, dass die Auflösung vom Winkel der Strahlen abhängt.
Unter 45° ist die Auflösung am größten.
Horizontal bzw. vertikal verlaufende Linien werden etwa bis zum Kreis 2 aufgelöst, hier fallen 2 Pixel auf ein Linienpaar. Der Umfang von Kreis 2 beträgt nämlich genau 360 Pixel

Ich messe für die Bestimmung der Auflösung den Durchmesser eines virtuellen Kreises um den Mittelpunkt des Siemenssterns, bei dem alle Linien getrennt erscheinen und multipliziere den Wert mit Pi. So erhalte ich den Kreisumfang in Pixeln. Im gezeigten Beispiel ist das Kreis 2 mit 115 Pixel Durchmesser.

360 Linien / (115 Pixel * Pi) ergibt im gezeigten Beispiel den Wert 1 Linie pro Pixel.

Unter 30° gemessen hätte ich eine Auflösung von mehr als 1 Linie pro Pixel...

Ich unterstütze somit indirekt  "die Aussage, dass beim Messen der Auflösung mit Testtarget, die Linien des Target sehr genau mit der Anordnung der Pixel auf dem Bildsensor übereinstimmen muss".

Bitte nicht fragen, welches Objektiv an welcher Kamera solch eine fantastische Auflösung erzielt hat. Um die Einflüsse von Bayer-Muster und AA-Filter zu eliminieren habe ich das Original zunächst auf 44% verkleinert. Aus einem 24 MPixel Bild wurde so ein fast perfektes 4,6 MPixel Bild.

Gruß,
Rolf

[Kurt Wirz]

Hallo Rolf
Vielen Dank für deine Antwort.
Meine Messwerte vergleiche ich nicht mit fremden Laborwerten, sondern nur mit meinen Werten, die in der gleichen Art und Weise von mir hergestellt wurden.
Der Übergang von sauber aufgelösten Linien, zu Linien die nicht mehr sauber aufgelöst sind, ist bei einem Winkel von 30° besser zu erkennen und in engeren Werten sichtbar, wie bei einer 0° Winkel Ausrichtung. Von einer genauen Ermittlung der exakten LP/mm und Vergleichbarkeit mit fremden Werten, bin ich weit entfernt, doch vermute ich, dass meine Methode für mich, für Vergleiche einigermassen tauglich ist.

Kurt