Wohin mit den vielen Pixeln?

[Nomarski]

Hallo Forum,

die Kameras werden immer besser, die Sensoren haben immer mehr Pixel, mittlerweile hat so eine DSLR 18 Mio Pixel und in der höchstens Auflösung 5184x3456 Bildpunkte. Das ist auch alles gut uns schön, wenn man das mikroskopische Zwischenbild in die Sensorfläche quasi einpassen kann, jedoch ist ist das Bild zum Weiterschicken oder Einstellen doch meist zu groß. Das Limit liegt hier bei 1200x900 Pixel. Es muß also vor dem Wegschicken runterskaliert werden.


Das habe ich ich hier in diesem Fall gemacht, die Bildinformation ist zwar erhalten geblieben, die Diatomee ist vollständig auf dem Bild, aber einige Details sind eben doch nicht mehr erkennbar.


Hier ist die Originalauflösung zwar erhalten geblieben, dafür ist alles weggeschnitten, was über die 1200x900 Pixel hinausgeht. Zwar mehr Detail, aber nicht mehr der Überblick vom Ganzen.

Wie läßt es sich erreichen, in der Auflösung von 1200x900 möglichst viele Details unterzubekommen?

Viele Grüße
Bernd

[Rene]

Hallo Bernd,

I like the mouse-over zoom function like Ronald shows on his webpages. But for a solution in the forum, I don't know.

Best wishes, René

[Oecoprotonucli]

Hallo Bernd,

ich müsste das wieder nachlesen, habe jedoch nicht so ganz die Zeit, mich mit zu vielen Threads hier zu beschäftigen, jedenfalls habe ich in Erinnerung, dass es in der Mikroskopfotografie gar nicht auf allzu viele Pixel ankommt, da die Auflösung da sowieso begrenzt ist. Professionelle Mikroskopkameras sollen daher wohl auch nur relativ kleine Pixelzahlen haben, weil es einfach gar nichts bringt, immer weiter zu erhöhen. Die Kameras, die Du meinst, sind ja noch für andere Zwecke.

Die Abnahme der Bildqualität bei der nachträglichen Verkleinerung ist vermutlich auf diesen Prozess zurückzuführen?

Viele Grüße

Sebastian

[Rene]

Hallo Sebastian,

You are right that you don't need many Mp for a 100x/1.4 objective. But I am using a 20x/0.7 routinely, it needs 2.5x more pixels to get the information out of that lens. 18Mp for a traditional 24x36mm film coverage (nearly filling the18mm FOV from an eyepiece) is certainly not too much for the apo-objectives of lower magnification.

Best wishes, René

[Rawfoto]

Liebe Pixelfreunde

Es kommt immer auf den Verwendungszweck an, so generell kann man das also nicht sagen. Werden die Bilder nur für das Forum verwendet, dann sind sie nicht so ausschlaggebend da wir eine Begrenzung auf 1200 x 1200 haben. Es reicht also 2400 x 2400 Pixel zu haben und diese auf 1200 x 1200 runter zu rechnen wenn man optimale Qualität im Forum möchte. Die überzähligen Pixel werden für den Qualitätsfaktor benötigt, es gibt die verschiedensten Möglichkeiten Daten herunter zu rechnen (Priorität auf Schärfe, Tonwerte oder Auflösung sind die 3 gängigsten). Man erzielt also eine bessere Qualität mit etwas mehr Daten ...

Wenn aber jetzt noch in Farbe fotografiert wird und der Sensor ja anhand eines Filtermusters die Farben errechnet braucht man schon wieder mehr Auflösung, diese wird nur teilweise vom oben angesprochenen Qualitätsfaktor abgedeckt ...

Der Hinweis, man bekommt ja gar nicht die Qualität ins Zwischenbild, das ist teilweise richtig ==> topp Objektive vorausgesetzt APO Oil oder PLAN APO Oil, Ihr würdet Euch wundern was da an Qualität ins Zwischenbid zu bringen ist ==> 16 Megapixel sind da schon angebracht, vorausgesetzt die Nachvergrößerung des Zwischenbilds ist gering (da spreche ich von einem Bereich von 1 bis 1,67 fach) ...

Wenn ich aber jetzt z. B. an der Stelle eines 20x Objektivs ein 40x Objektiv einsetze und die Daten zum Panorama in der x und y Richtung verrechne wird die Auflösung noch besser, je höher die Vergrößerung je höher in der Regel die NA ... und ja durch die Verrechnung zum Panorama verliere ich geringfügig an Auflösung gegenüber dem Einzelbild ...

Wenn ich jetzt noch die NA voll ausnütze, als nicht einen Teil der Aperturblende verdecke habe ich zwar keine Schärfentiefe mehr, die kann ich mir aber mit einem Stack in der Z-Achse wieder holen, im Gegenteil, sie wird gegenüber der Abgeblendeten Version höher ...

Wer wirklich die Qualität seiner Mikrobilder sehen will kommt um den Druck nicht herum und genau dort wird die Qualität benötigt.

Das hat aber wenig mit der leistbaren Qualität der Kamera zu tun ==> nur wer es beherrscht wie digitale Bilddaten optimal durch dien Workflow gebracht werden kann die Qualität bis in den Druck bringen. Selbst die eingesetzte SW hat da noch einmal unterschiedliche Grenzen. So kann z. B. mit Lightroom weniger Auflösung in den Lichtern gewonnen werden als mit Capture One Pro oder mit Photo Ninja ...

Wie Ihr daran erkennen könnt, das Thema ist sehr komplex und ich hoffe Euch einen kurzen Einblick gegeben zu haben ...

Liebe Grüße

Gerhard

[Nomarski]

Hallo,

Die überzähligen Pixel werden für den Qualitätsfaktor benötigt, es gibt die verschiedensten Möglichkeiten Daten herunter zu rechnen (Priorität auf Schärfe, Tonwerte oder Auflösung sind die 3 gängigsten).

ich kenne jetzt nur die Methode, daß man irgendwo im Progamm das Menü der Bildgröße aufruft, wo man entweder in Prozent oder Pixeln etwas vorgeben kann, wenn man da was eingibt wird gerechnet und das Bild ist auf einmal entsprechend kleiner. Daß die Qualität dabei abnimmt, versteht sich von selbst, aber man möchte ja möglichst wenig dabei an Qualität einbußen. Wie läßt sich denn dieser Prozess optimieren? Daß man dabei irgendwelche Prioritäten setzen kann, habe ich noch nicht bei mir gesehen. Ist das etwa wieder nur bei bestimmten Progammen möglich, die man haben muß?

Viele Grüße
Bernd

[Rawfoto]

Hallo Bernd

Im Photoshop z. B. gibt es 6 unterschiedliche Optionen beim Verkleinern ...
In den unterschiedlichen RAW-Konverter gibt es natürlich auch eine Vielzahl an Möglichkeiten ...
Es gibt eigenen SW-Pakete zur Verkleinerung/Vergrößerung ...

Da Du nicht sagst mit welchen Produkt Du arbeitest ist es nicht einfach einen genauen Bezug zu den Möglichkeiten zu geben ...

Liebe Grüße

Gerhard

[Michael Plewka]

hallo zusammen,

hinter der ursprunglichen Fragestellung stecken eigentlich 4 unterschiedliche Probleme, die es sorgfältig zu unterscheiden gilt.

1.Was ist "Information"
2.Wie erhalte ich die Information bei einer Größenveränderung des Bilds?
3.Wie erhalte ich die Information bei der Kompression?
4.Wie nehme ich die Information wahr (Ausgabemedium)


1. Auch wenn das Verlangen nach "möglichst vielen Details" suggeriert, das Ganze wäre ein quantitatives Problem das man vielleicht rechentechnisch lösen kann, geht  eine gewisse subkjektive Bewertung mit ein.  Schaut man sich das Detailbild an den Rändern der Frustel  an, so erkennt man, dass  dort an den Farbrändern Rauschanteile vorhanden sind, bei denen es diskussionswürdig ist, ob sie erhalten bleiben sollen oder nicht. An diesem Beispiel soll grundsätzlich darauf hingewiesen werden, das das Ausgangssignal der Kamera nicht nur ein Nutz-Signal, sondern auch ein Störsignal enthält. Die Trennung kann nur ein Mensch entscheiden, aber keine Software.

2.Ich gehe mal davon aus, dass die meisten Leser des Forums eine Software zur Verfügung haben, mit der Bilder verkleinert und vergrößert werden können.
Nun kann man ja mal folgendes Experiment machen. Das untere Bild in diesem Beitrag wird auf ca. 25% verkleinert und das Ergebnis anschließend wieder auf 400% vergößert, so dass die Ausgangsgröße wieder erreicht ist. Dann speichert man dieses Ergebnis als neue Datei ab oder aber vergleicht das Ergebnis anderweitig mit dem Ausgangsbild.
So hat man eine Vorstellung von dem Informationsverlust, der zwischen dem Original und der Verkleinerung besteht.
Je nachdem, welches Programm man dafür einsetzt, können die Ergebnisse sehr unterschiedlich sein.
Aber in den Programmen gibt es auch unterschiedliche Algorithmen für diese Größenänderung. Und das ist das entscheidende !
Wie man hier sehr gut sehen kann,

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=11955.0


hängt es  das Ergebnis der Verkleinerung von zwei Faktoren ab:
- vom Bildmaterial selbst
- vom Verkleinerungsalgorithmus.

Es gibt also  kein Patentrezept, sondern es hängt vom Bildbearbeiter ab, welches Ergebnis er als "besser" beurteilt.

Es funktioniert also nicht zu sagen: Ich verkleinere auf 50% und fertig!

3. Das unter (2) Gesagte gilt in ähnlicher Weise für die Kompression. Soll heißen: JPG ist nicht gleich JPG und TIF ist nicht GIF. Die meisten Programme bieten unterschiedliche Qualitätsstufen der Kompression an.
Grundsätzlich gilt hierbei, dass je höher die Qualitätsstufe, desto höher ist auch die Ähnlichkeit zwischen Original und komprimiertem Bild, desto größer wird aber auch die Datei selbst. (ohne die Bildgröße zu beeinflussen). Im Sinne einer größtmöglichen Einflussnahme und damit einer möglichst hohen Bildqualität sollte man die beiden Prozesse (Verkleinerung und Kompression) voneinander trennen.

4. Letztlich wird das Ergebnis auch davon abhängen, auf welchem Gerät man das endgültige Bild ausgibt. In den seltensten Fällen hat ja der Bildautor die Gelegenheit, die Bilder aus der verschiedenen Sicht der  "Konsumenten" zu kontrollieren, sondern verwendet den eigenen Monitor, vielleicht noch einen Drucker zur Printausgabe.
Ganz problematisch wird in diesem Zusammenhang die zunehmende Verbreitung von "Retina-Displays" oder vergleichbaren. Prinzipiell sind Bilder von z.B. 640x400 Pixeln auf solchen Displays eher briefmarkengroß, so dass in diesem Fall die Auflösung des menschlichen Auges nicht ausreicht, die Informationen zu erkennen. Also muss das Bild wieder hochskaliert werden, mit entsprechenden Rundungsfehlern und damit  Schärfeverlusten natürlich.

Fazit: es gibt keine Empfehlung für bestimmte Programme oder Plugins, die Allheilmittel für das angesprochene Problem sind. Abhängig vom  Ausgangsmaterial entscheidet der Verarbeitungsalgorithmus, ob das Ergebnis den Betrachter zufriedenstellt oder nicht.

beste Grüße Michael Plewka

[Kurt Wirz]

Hallo Bernd

Beim  Fotografieren sollte bekannt sein, was man zeigen will und wie das Bild im Endeffekt dargestellt wird.
Ein unserem Auge optimal angepasstes Bild besitzt etwa 6 Megapixel und wird aus einer Distanz,
die der Bilddiagonale entspricht betrachtet, dies entspricht einem Betrachtungswinkel von etwas über 50°.
Bei der geringen Auflösung im Internet-Forum von 1200x900 (etwa 1 Megapixel) ist es nicht immer möglich ein optimal aufgelöstes Bild optimal abzubilden.
Ein handelsüblicher 22 Zoll  (ca. 56cm Diagonale) Monitor bietet eine Auflösung von z.B. 1680x1050 (1.7 Megapixel).
Wenn wir ihn aus einer optimalen Distanz von 56cm betrachten könnten wir aber eine Auflösung von 6 Megapixel differenzieren.
Profi Monitore besitzen eine höhere Auflösung, erreichen aber nie 6 Megapixel.
Die Darstellung der Bilder ist also oft ein schwaches Glied in der Kette.

Ein weiteres oft schwaches Glied in der Mikroskopie ist die Optik.
Ein 10x/0.3 Objektiv löst bei Durchlicht etwa 1000 LP/mm auf,
bei meinem Setup ohne Zwischenlinse und Okular erreiche ich damit in der Kamera (Nikon D7000, Chipbreite = 23.6mm)
eine Bildbreite von 2.3mm (2.3 x 1000LP/mm = 4600 Bildpunkte).
Die Kamera besitzt in der Bildbreite 4928 Pixel, somit ist die Kamera mit 16 Megapixel optimal an das Objektiv angepasst.
Diese Auflösung übertrifft somit nicht nur das Darstellungsvermögen eines Monitors, sondern auch das unseres Auges.
Das heisst für Durchlicht wäre die Kamera optimal angepasst, da ich aber in Auflicht fotografiere,
da ist die Auflösung nur etwa 75% (also 750LP/mm) würde eine Kamera mit 9 Megapixel genügen.
Dies übertrifft immer noch das Auflösungsvermögen eines Monitors optimal abgebildet könnten wir aber fast alle Details erkennen.

In der Mikroskopie vergrössert man üblicherweise mehr wie 10X.
Verwende ich ein Objektiv 40x/0.5, da erreiche ich eine Auflösung von 1800 LP/mm,
die Bildbreite (im Original) beträgt etwa 0.6mm (0.6mm x 1800LP/mm ergibt eine Bildbreite von 2160 Bildpunkte).
Hier ist somit eine Kamera mit 4 Megapixel genügend.
Das Auflösungsvermögen eines Monitors ist immer noch zu gering,
bei einer optimalen Darstellung könnten wir aber alle dargestellten Details gut erkennen.

Verwendet man ein 100x Objektiv, da wird eine Auflösung von 2500 LP/mm erreicht,
die Bildbreite beträgt 0.23mm (0.23 x 2500 LP/mm ergibt eine Bildbreite von 1150 Bildpunkten) hier würde eine Kamera mit 1 Megapixel reichen.
Das bedeutet, dass bei einer 100x Vergrösserung die Darstellung im Internet mit 1200x900 Pixeln alle Details abgebildet werden können.

Vergrössert man mehr wie 100x ist die Auflösung der Darstellung im Internet schon höher wie das Original Bild, also absolut genügend.

Fotografiert man mit einer Kamera die etwa 5 Megapixel hat (oder mehr) bei einer optischen Vergrösserung
von 100x oder höher und das Bild soll im Internet mit 1200x900 Pixeln abgebildet werden,
dann macht es Sinn, ohne Details zu verlieren, wenn man die Bilder mit Software bearbeitet.
Da bietet sich zum Beispiel Topaz Clean an. Diese Software bügelt die Kanten und verstärkt ihren Kontrast.
Wenn man es nicht übertreibt werden die Details klarer dargestellt, ohne dass welche verloren gehen.
Übertreibt man es, dann entstehen Details die in Realität nicht vorhanden waren,
aus dem Rauschen werden Kanten und Linien geformt.

Ich vergrössere nicht 100x sondern nur etwa maximal 40x,
jedoch ist bei meiner Auflichtfotografie je nach Beleuchtung die Auflösung um einiges geringer
wie bei Durchlicht mit speziellen Beleuchtungsmethoden und so habe ich auch schon
bei 10x mit Topaz Clean bearbeiteten Bildern klarere Linien,
ohne dass ich Details wegbügle und damit verliere.

Bei meinen Erläuterungen ist mir sicherlich der eine oder andere Fehler unterlaufen,
ich bitte deshalb den Text mit Wohlwollen und nach dem Sinn zu lesen und zu berichtigen.

Gut Licht

Kurt

[Nomarski]

Hallo nochmals und verbindlichsten Dank für die bereits gelieferten und vor allem umfangreichen Informationen, die ich noch näher durchgehen werde. Ein echtes Photoshop besitze ich leider nicht, sondern nur ein photoshopähnliches Programm, es nennt sich Photo Plus X2 von Serif und bietet zumindest die elementaren Funktionen für die Bildbearbeitung. In dem Menü für die Änderung der Bildgröße befindet sich ein Schieberegler für die "Resampling-Methode", der sich von Geschwindigkeit bis Qualität schieben läßt. Ich habe diese Einstellung in der Grundeinstellung belassen, vielleicht bringt es Vorteile, wenn man die Einstellung verändert. Man kann natürlich fleißig dran rumschieben und schauen, was was für Ergebnisse zustande kommen, aber besser ist es, wenn man auch die Hintergrundinformationen dazu hat, damit man weiß, was eigentlich wirklich mit dem Bild passiert.

Viele Grüße
Bernd

[derda]

Hallo Bernd,

ich habe einen Vorschlag:

Zeige ein Bild im Bild (PIP) in dem die interessierende Struktur einwandfrei vergrößert dargestellt wird. Gerade dein Bild mit der informationsleeren Schwarzfläche ist dazu prima geeignet.



Ansonsten: das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem kann man nicht überlisten  

Viele Grüße

Erik

[the_playstation]

Hallo:

Jedes Programm rechnet Bilder unterschiedlich herrunter.
Besonders wenn die Reduktion (ungerade ist) Also nicht z.B. 1:2 oder 1:3 oderc 1:4
Bei krummen Verhältnissen müssen halt z.B. 1,763 Pixel verrechnet werden.
Wer hier halbwegs nativ bleibt, hat Vorteile.
Gute Programme verrechnen da halt geschickter.

Wer nur Speicherplatz sparen will:
RAW mit zip, lha, rar komprimieren. Das ist 100% verlustfrei.

JPG verändert den Bildinhalt IMMER dramatisch.
Auch wenn man es nicht immer gleich sieht.

Bildgröße im Forum:
Ich nutze für meinen PC einen 1080p Full HD TV. Daher mag Ich große Bilder.

Mikroskopbilder:
Glaube, nicht immer lohnt sich ein großes Bild.
Oft bieten die Gegebenheiten, Einstellungen, der Kondensor, das Licht, das Präperat, das Objekt, ...
nicht die nötigen Deteils.

Andererseits sehen große Bilder angenehmer aus. Auch wenn man entsprechend feine Strukturen
(1x Pixel schwarz, 1x Pixel weiß, ...) zwar aufgelöst hat, ist es für das Auge nicht gerade schön.

Liebe Grüße Jorrit.

[Oecoprotonucli]

Hallo wieder,

zum reinen Problem der Darstellung hier:
also im Forum mögen die Pixel ja begrenzt sein, aber man kann ja auch externe Server nutzen.

Außerdem fällt mir für Webseiten allgemein ein, dass man die Bildgröße als HTML-Befehl in der Webseitenprogrammierung angeben kann. So ist es möglich,  eigentlich große Bilder klein erscheinen zu lassen. Ich weiß nicht, ob dann noch irgendetwas am Originalbild verändert wird, jedoch ist die Ladezeit dann auch bei einem kleinen Bild ziemlich lang, so dass ich annehme, dass solch ein kleines Bild tatsächlich eine höhere Auflösung hat, also die Grenze dann nur noch durch den Monitor gegeben ist. Im Forum wird das aber vermutlich eben nicht anwendbar und von vornherein begrenzt sein.

Vielleicht weiß jemand mehr darüber?

Viele Grüße

Sebastian

[Nomarski]

Hallo schon wieder,

nachdem ich inzwischen diesen besagten Schieberegler in meinem Bildbearbeitungsprogramm näher untersucht habe, bin ich zu der Feststellung gekommen, daß man dafür vier verschiedene Modi einstellen kann für den Wandlungsprozess. Die Resultate seien hier gezeigt:


1. Einstellung "Nächstes Pixel"


2. Einstellung "Bilineare Interpolation" (Standardeinstellung)


3. Einstellung "Bikubische Interpolation"


4. Einstellung "Lanczos 3 Window"

Aber welche soll man jetzt nehmen?  :-

Viele Grüße
Bernd

[Kurt Wirz]

Hallo Bernd

Anhand dieser Bilder ist es schwierig ein Entscheid zu treffen.
Nach meiner Erfahrung ist der Lanczos Algorithmus der geeignetste.

Gut Licht

Kurt