Notwendige Kamera-Auflösung

kmueho · April 13, 2021, 09:01:47 VORMITTAG

Hallo, liebe Sachkundige,

seit ein paar Wochen bin ich nun auch "stolzer Besitzer" eines Mikroskops. Ein Leitz SM LUX HL ist es geworden

Wie auf dem angehängten Bild zu sehen ist, habe ich schon eine ältere Kamera (Nikon D5000 von 2009 mit einem Zoom-Objektiv 16-50mm) adaptiert. Als Foto-Okular kommt ein Periplan 10x/18 Brille zum Einsatz.
Allerdings bin ich mit den Bildern, die die Kamera abliefert nicht ganz zufrieden. Feine Details, die man (auch durch das Kamera-Okular) sehen kann, werden nicht abgebildet. An der Scharfeinstellung liegt das nicht, denn das kann man gut auf dem Kameramonitor kontrollieren.

Ich weiß, dass Zoomobjektive nicht so der Burner sind, was die Abbildungsleistung angeht, aber das ist ja häufig ein Abfall zum Bildrand. Aber auch in der Mitte des Bildes geht erkennbar Auflösung (gegenüber dem Blick durchs Okular) verloren.

Die Kamera hat lediglich 12MPixel Auflösung (APS-C Sensor), was die Frage aufwirft, ob sich die Anschaffung eines Objektivs mit Festbrennweite (für ca. 200 Öere) dafür noch lohnt. Außerdem ist es eine Spiegelreflex-Kamera, deren Spiegel-Geklappe ordentliche Vibrationen erzeugt. Ob die sich trotz Spiegelvorauslösung noch auswirken, ist schwer zu beurteilen.

Daher nun die Frage an die sachkundige Gemeide:
Welche Kamerauflösung wird benötigt, um das Bild hochauflösender Objektive (z.B. Plan Apo 100x/1,4 Öl) verlustfrei abzubilden?
Reichen da (eigentlich) die 12MPixel, oder "darf" es auch etwas mehr sein?

Als moderne Alternative kämen (ich möchte gerne bei Nikon bleiben) eine Z50 (20MPixel, APS-C Sensor) oder eine Z6 (24MP, Kleinbild) oder wenn es denn sein muss eine Z7 (45MP, Kleinbild) in Betracht. Diese Modelle haben alle einen sogenannten "Clean-HDMI 2.0"-Ausgang, sodass man auch einen Live-Monitor (ohne Einblendungen) anschließen kann und sind in der Lage 4K-Videos ohne (seitlichen) Sensor-Crop aufzunehmen. Welche würdet ihr empfehlen - ohne mit Kanonen auf Spatzen zu schießen?

Viele Grüße,
Kai

othum · April 13, 2021, 10:07:38 VORMITTAG

Hallo ai,

die Frage kommt hier häufiger vor

ggf. kannst Du mit der Suchfunktion noch einiges dazu finden.

meine 2cents (wenn man optimale (!) Bilder bekommen möchte):

1. Man kann nie Auflösung genug haben

(Siehe auch Nyquist Theorem, notwendige Überabtastung, etc. und siehe Punkt 2.)
2. Aber: Ein hochvergrößerndes, Hoch-NA Objektiv ist üblicherweise NICHT das herausfordernste! Je höher das Verhältnis NA/Vergrößerung, desto größer ist die erzielbare Auflösung! Und da die NA im Regelfall nicht so stark steigt, wie die Vergrößerung, sinkt im Regelfall die Auflösung mit steigernder Vergrößerung. Bei mir braucht/erzielt zum Bsp. mein PlanApo 10x/0.45 die größte Auflösung, hier sind alle 36MPx des FF Sensors sinnvoll genutzt (wie hier schon mehrfach gezeigt/vorgerechnet). Ein 100x/1.4 braucht weniger als ein Drittel der linearen Auflösung, also im Vergleich nur etwa "10% der Megapixel" wie das 10er.

Beste Grüße, Oliver

Carlos · April 13, 2021, 10:41:57 VORMITTAG

Hallo Kai,

ZitatWelche Kamerauflösung wird benötigt, um das Bild hochauflösender Objektive (z.B. Plan Apo 100x/1,4 Öl) verlustfrei abzubilden?
Reichen da (eigentlich) die 12MPixel, oder "darf" es auch etwas mehr sein?

Wie Oliver schreibt:

ZitatEin 100x/1.4 braucht weniger als ein Drittel der linearen Auflösung, also im Vergleich nur etwa "10% der Megapixel" wie das 10er.

Eine sehr gute Erklärung hierzu findest Du auf der HP von Peter Höbel unter ,,Kamera-Adapter"!
http://www.mikroskopie-ph.de/
Gruß Carlos

Kay Hoerster · April 13, 2021, 10:51:33 VORMITTAG

Zitat von: kmueho in April 13, 2021, 09:01:47 VORMITTAG
Hallo, liebe Sachkundige,

...
Die Kamera hat lediglich 12MPixel Auflösung (APS-C Sensor), was die Frage aufwirft, ob sich die Anschaffung eines Objektivs mit Festbrennweite (für ca. 200 Öere) dafür noch lohnt. Außerdem ist es eine Spiegelreflex-Kamera, deren Spiegel-Geklappe ordentliche Vibrationen erzeugt. Ob die sich trotz Spiegelvorauslösung noch auswirken, ist schwer zu beurteilen.

...

Viele Grüße,
Kai

Guten Morgen,

ich denke, der Autor hat mit seiner Frage eigentlich die Antwort gleich mitgeliefert (siehe fett markierte Stelle im Eingangspost)...auch die gemachte Beobachtung, dass im Live-Bild / beim Scharfstellen auf dem Monitor die Details besser und schärfer zu erkennen sind, zeigt doch schon, dass die Vibration durch den Spiegelschlag bzw. Verschlußschlag hier als Ursache für die Unschärfe in Frage kommt.
Aber viel besser ließe sich das noch anhand eines Bildes, welches die Unschärfe zeigt, eingrenzen. Ein mechanischer Aufbau des Equipments ist nicht ohne weiteres aussagekräftig.

Also, keine Hemmungen...auch wenn die eigentliche Aufnahme nicht an das Spitzenniveau der Bilder anderer Autoren heranreicht...man kann zumindest feststellen, ob sich die Unschärfe über das gesamte Bild zeigt (Hinweis auf Vibrationsunschärfe) oder nur z.B. konzentrisch am Rand auftritt (z.B. bei Bildfeldwölbung) aber mittig deutlich schärfer ist.

Viele Grüße
Kay

Soki · April 13, 2021, 10:57:59 VORMITTAG

Hallo Kai,

falls du an den technischen Feinheiten bzw. den Berechnungen interessiert bis, kann ich folgendes Video des Ami-Mikroforums auf YouTube empfehlen:

https://m.youtube.com/watch?v=2JhWaMFBm4I

Lange Rede, kurzer Sinn: Am Mikroskop braucht man nicht viele MP's. Da MP's mittlerweile sehr billig sind, würde ich aber nicht weit unter 20 gehen. Man möchte vielleicht ein Bild bei einem Contest einreichen, es groß drucken etc.
Ich habe seit kurzem die Nikon Z50 und bin absolut zufrieden damit.

Grüße, Simon

Peter Reil · April 13, 2021, 11:03:24 VORMITTAG

Hallo Kai,

an der Menge der Pixel liegt es ganz sicher nicht.
Viele der hier im Forum gezeigten Bilder wurden mit 3-4 MP Kameras gemacht und sind scharf und absolut detailreich.

Ich würde auch Verwacklungen vermuten. Dazu hilft es, z. B. eine Strichplatte zu fotografieren. Da sieht man dann schnell, ob es Verwacklungen gibt.
Als Gegenversuch, die Kamera mechanisch entkoppeln, an einem Stativ aufbauen und berührungsfrei durch dein Periplan fotografieren.

Ich kenne jemanden, der aufgrund von Verwacklungen seit Jahren mit einem Stativ durch das Okular fotografiert - obwohl er einen Trinotubus besitzt. Dafür hat er Null Verwacklungen.

Gruß
Peter

JB · April 13, 2021, 12:01:01 NACHMITTAGS

Zitat von: kmueho in April 13, 2021, 09:01:47 VORMITTAG
Nikon D5000 von 2009 mit einem Zoom-Objektiv 16-50mm

Hallo Kai,

Zu dem Zeitpunkt (2009) gab es von Nikon noch keine DSLR mit vibrationsfreiem EFSC https://krebsmicro.com/Canon_EFSC/ Das war fuer viele Jahre ein oft diskutiertes Problem fuer Mikroaufnahmen. Erst die neuesten Nikon-Kameras haben vibrationsfreien EFSC.

Ich habe aber schon seit mehreren Jahren keine guten Vibrationstests mehr gesehen. Das Problem scheint sich erledigt zu haben, als die bestens geeigneten Canon-Kameras (500D-650D) auf dem Gebrauchtmarkt erschwinglich wurden.

Um herauszufinden, ob Vibrationen hier eine Rolle spielen, sollten Sie eine Bildreihe mit unterschiedlichen Belichtungszeiten machen (2s, 1/2s, 1/20s, 1/200s). Die kurzen Belichtungszeiten sollten unschaerfer sein, wenn die Kamera Vibrationen erzeugt.

Wenn dem so ist, koennte man entweder die Kamera mechanisch vom Stativ entkoppeln oder alternativ auf eine Kamera mit vibrationsfreiem EFSC (und gleich mit Festbrennweitenobjektiv) umsteigen.

Beste Gruesse,

Jon

peter-h · April 13, 2021, 12:17:18 NACHMITTAGS

Hallo Kai,

nur ganz kurz. Wenn die Kamera bei der Auslösung auch nur einen kleinen Klack macht, so ist sie fürs Mikroskop ungeeignet ! Der Spiegelschlag ist nur die Hälfte der Erschütterung. Also Kamera mit LiveView oder mit verwackelten Bilder leben.

Grüße
Peter

Nikonudo · April 13, 2021, 13:29:56 NACHMITTAGS

Hallo Kai,

ich benutze seit 3 Jahre die Nikon D850 und neuerdings auch die Nikon Z6II.
Mein Fazit: Es gibt nichts besseres zur Zeit, welches aber meine eigene Erfahrung ist.
Das einzigste Problem, was ich zum Beispiel habe, sind Erschütterungen durch meine
Familie, wenn Sie durchs Haus laufen und ein in der Nähe fahrender Zug, der ebenfalls
Erschütterungen erzeugt. Wir merken das nicht, aber die Kamera. Unglaublich aber wahr.

LG Udo

JB · April 13, 2021, 15:11:36 NACHMITTAGS

Zitat von: Nikonudo in April 13, 2021, 13:29:56 NACHMITTAGS
die Nikon D850

Die D850 hat einen Mechanismus der den Verschlussschlag ausgleichen kann, was ich ziemlich beeindruckend finde: https://www.closeuphotography.com/nikon-d850-electronic-first-shutter-curtain-test (der Test war allerdings nur mit Objektiv 20x). Sehr interessante Kamera (wenn auch nicht ganz billig

).

peter-h · April 13, 2021, 16:20:28 NACHMITTAGS

Hallo Jon,

Zitat: Ich habe aber schon seit mehreren Jahren keine guten Vibrationstests mehr gesehen.

Ok. ob der Test von 2016 gut war kann ich nicht sagen. Für mich reichte es.

Gruß
Peter

kmueho · April 13, 2021, 16:48:55 NACHMITTAGS

Kay Hörster schrieb:

Zitatdass im Live-Bild / beim Scharfstellen auf dem Monitor die Details besser und schärfer zu erkennen sind

Das sind sie nicht. Das Scharfstellen ist deshalb schon schwierig. Auch ohne Auslösung sind kleinste Details nicht auf dem Monitor zu sehen, obwohl man ordentlich (digital) reinzoomen kann. Aber das heißt nicht unbedingt viel. Vielleicht wird für das Live-Sucherbild der Sensor nur teilweise ausgelesen. Ein Zusammenhang des Detailverlusts mit der Spiegelvibration lässt sich somit weder bestätigen noch ausschließen.

Ich füge mal ein Foto von einem der üblichen Kalibrierungsobjektträger bei, das mit einem Leitz NPL 50x/0.75 DF im normalen Hellfeld gemacht wurde.
Das Bild habe ich mit Photoshop nachbearbeitet, aber nur Farben und Helligkeit/Kontrast. Keine Nachschärfung. Da war es noch ein 16Bit-Tiff, das aus dem RAW-Bild generiert wurde. Erst zum Schluss wurde es als 8Bit JPEG gespeichert.

Silber_und_Licht · April 13, 2021, 17:08:56 NACHMITTAGS

Moin in die Runde!

Auch wenn ich mich mal wieder wiederhole, so hat man dennoch auch schon zu Zeiten von Film durchaus scharfe, verwackelungsfreie Bilder zu Zeiten gemacht als man noch nicht einmal wusste wie Live View hätte geschrieben werden sollen.

Gegen alle diese Probleme gibt es ein zuverlässiges - wenngleich nicht ganz einfaches Mittel: blitzen! Abgesehen davon dass dies auch noch andere Vorteile mit sich bringt.

Weitere Möglichkeiten um zu scharfen Mikrobildern zu kommen gibt es auch noch .... mechanisches Entkoppeln der Kamera, erschütterungsfreie Hilfsverschlüsse usw. "Ich belichte meist mit `nem Hut", hat mir mal ein gewisser Manfred K. aus W. auf meine Frage hin geantwortet und ich habe das erfolgreich umgesetzt. Ist nur alles nicht sehr modern, funktioniert aber.

Freundliche Grüße vom
Wolfgang

A. Büschlen · April 13, 2021, 17:12:49 NACHMITTAGS

Hallo Kai,

dein Mikroskop ist mit einer Auflicht Einrichtung ausgerüstet. Sind deine Objektive alle für Auflicht? Wenn ja, verwendest du diese auch im Durchlicht Hellfeld?

Gruss Arnold Büschlen

Peter Reil · April 13, 2021, 17:17:08 NACHMITTAGS

Zitat von: kmueho in April 13, 2021, 09:01:47 VORMITTAG

Allerdings bin ich mit den Bildern, die die Kamera abliefert nicht ganz zufrieden. Feine Details, die man (auch durch das Kamera-Okular) sehen kann, werden nicht abgebildet. An der Scharfeinstellung liegt das nicht, denn das kann man gut auf dem Kameramonitor kontrollieren.

Zitat von: kmueho in April 13, 2021, 16:48:55 NACHMITTAGS
Auch ohne Auslösung sind kleinste Details nicht auf dem Monitor zu sehen, obwohl man ordentlich (digital) reinzoomen kann. Aber das heißt nicht unbedingt viel. Vielleicht wird für das Live-Sucherbild der Sensor nur teilweise ausgelesen. Ein Zusammenhang des Detailverlusts mit der Spiegelvibration lässt sich somit weder bestätigen noch ausschließen.

Hallo Kai,

jetzt weiß ich nicht mehr, ob ich dein Problem überhaupt verstanden habe.

Du siehst durch das Okular schärfer als wenn du dir nachher das von der Kamera aufgenommene Bild ansiehst?

Ich finde das Bild nicht schlecht.

Gruß
Peter