Auflösung, Pixelmenge und Megapixel einfach erklärt

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Digitalfotos haben eine bestimmte Auflösung, welche von den Qualitäts-Einstellungen des Fotografen und der Kamera abhängt. Wiviele Pixel brauche ich? Was sind Megapixel und wie vergleiche ich die Bildqualität?

Auflösung – was ist das ?

Jedes Digitalfoto hat eine bestimmte Auflösung, welche von den Qualitäts-Einstellungen des Fotografen und der Qualität der Kamera abhängt. Eigentlich geht es aber beim Begriff um die Anzahl der Pixel auf dem Bildsensor, also die Gesamtmenge, die in Megapixel gemessen wird.

Auflösung und Pixelmenge Pixel
Pixel sind die kleinste Information eines Digitalfotos.

Die Auflösung ist ein Maß dafür, wieviele Bildinformationen das Bild enthält. Sie wird gemessen in Punkten pro Zoll, englisch “dots per inch, dpi”. Man muss sich dabei vorstellen, dass das Foto mit einem Karoraster überlagert wird – je dichter das Karo, desto mehr Linien pro Zoll (=mehr Auflösung) hat man. Man bekommt also bei höherer Auflösung ein engmaschigeres Karo. Stellt man sich nun weiter vor, daß man in jedes Karo eine Bildinformation stellen kann, nämlich eine Farbe, erhält man beim Betrachten des ganzen Bildes schließlich das Foto in der gewünschten Feinheit.

Zur Demonstration hier einmal ein Bild mit niedriger und mit hoher Auflösung:

Pixel megapixel Auflösung
niedrig

Pixel megapixel Auflösung
hoch

Das linke Bild sieht aus wie im Fernsehen, wenn jemand anonym dargestellt (“verpixelt”) werden soll, die Anzahl der Bildinformationen ist gering. Erst bei Betrachtung aus größerem Abstand scheinen die Bilder gleich zu sein.

Auflösung, Sensor, Kamera, Megapixel:

Das Produkt von Länge x Breite des Sensors (z.B. 3000×4000) ist nicht die Auflösung, wie oft falsch behauptet, sondern die Pixelmenge.

Bei 3000×4000 hat der Sensor also 12 Mio Pixel = 12 Megapixel (MP)

Was die Auflösung beeinflusst

In der Digitalfotografie wird die Pixelmenge mit einer Reihe von verschiedenen Faktoren in Verbindung gebracht:

Druckgröße

In der Regel der wichtigste Faktor. Grundsätzlich gilt: Je höher die Auflösung, desto größer die mögliche Druckgröße.

Das Drucken von digitalen Bildern wird durch eine bestimmte Anzahl von Pixeln pro Zoll (PPI) erreicht. Für einen qualitativ hochwertigen Druck mit guten Details wird normalerweise mit etwa 300 PPI gedruckt. Die Größe des potenziellen Drucks wird also berechnet, indem man die Bildbreite und -höhe nimmt und sie durch die PPI-Zahl teilt. Ein Bild mit einer Auflösung von 12,1 MP von der Nikon D700 hat zum Beispiel eine Bildgröße von 4.256 x 2.832. Wenn du einen hochwertigen Druck mit vielen Details bei 300 PPI (pixel per inch) erstellen wolltest, wäre die Druckgröße auf etwa 14,2″ x 9,4″ begrenzt (4.256 / 300 = 14,2 und 2.832 / 300 = 9,4).

Größere Drucke wären möglich, aber sie würden erfordern, dass du entweder den PPI-Wert auf eine niedrigere Zahl senkst oder spezielle Tools von Drittanbietern verwendest, die komplexe Algorithmen verwenden, um ein Bild auf eine höhere Auflösung hochzuskalieren oder “hochzusampeln”, was nicht immer gute Ergebnisse liefert. Kurz gesagt, eine höhere Feinheit ist in der Regel wünschenswerter für die Möglichkeit, größer zu drucken.

Beschneidungsoptionen

Je höher die Auflösung, desto mehr Platz gibt es, um Bilder zu beschneiden.

Obwohl viele Fotografen starkes Zuschneiden vermeiden, ist es manchmal notwendig, um sich auf das/die gewünschte(n) Motiv(e) zu konzentrieren. Zum Beispiel greifen Sport- und Tierfotografen oft auf das Zuschneiden zurück, weil sie vielleicht nicht näher an das Geschehen herankommen können, aber gleichzeitig nicht wollen, dass ihre endgültigen Bilder unnötige Unordnung um das Hauptmotiv herum enthalten. Daher verwenden sie oft einen starken Beschnitt, der letztendlich die Auflösung reduziert, weshalb sie sich so viel Auflösung wie möglich und praktisch wünschen.

Down-Sampling

Wie ich bereits in meinem Artikel über die Vorteile von hochauflösenden Sensoren erklärt habe, gilt: Je höher die Pixelmenge, desto besser sind die Möglichkeiten zur Größenänderung oder zum “Down-Sampling” von Bildern.

Moderne hochauflösende Kameras haben eine ähnliche Leistung wie ihre Pendants mit geringerer Megapixel-Zahl, aber ihre Hauptvorteile sind die Möglichkeit der Ausschnittvergrößerung auf eine geringere Auflösung, um das Bildrauschen zu verringern und bei Aufnahmen mit niedrigen ISO-Werten größere Abzüge zu erzielen.

Displaygröße

In den letzten 10-15 Jahren hat sich die Displaytechnologie deutlich weiterentwickelt. Monitore, Fernseher, Projektoren, Telefone, Handhelds und andere Geräte haben eine große Steigerung der Auflösung erfahren. Und der größere Platz auf diesen Geräten führte natürlich zu der Notwendigkeit, Bilder mit höherer Feinheit und mehr Details zu zeigen. 4K-Monitore und -Fernseher (über 8 Megapixel) werden immer beliebter und verbreiteter, was den Druck auf die Kameras erhöht, Bilder mit genügend Details zu liefern, um sie auf solch hochauflösenden Geräten zu präsentieren.

Aus den oben genannten Gründen scheint es, als sei eine höhere Auflösung immer besser. Aber das ist sicher nicht der Fall, denn es geht nicht nur um die Quantität der Pixel, sondern auch um deren Qualität. An anderer Stelle werde ich erklären, was das in Bezug auf die Sensorgröße, die Pixelgröße, das Auflösungsvermögen des Objektivs und die Technik bedeutet:
Sind mehr Megapixel immer besser?

Auf die Verwendung kommt es an

Multipliziert man die Pixel pro Zoll von Bildhöhe und -breite, so bekommt man die Pixelmenge. Ein Bild der Größe 800×600 Pixel hat also 480.000 Pixel, ein Bild mit 1600×1200 hat 1,92 Mio Pixel – also 1,92 Megapixel.

Onlineverwendung

Hinzu kommt die Frage, was Sie mit den Bildern machen möchten. Möchten Sie sie nur am PC oder Fernseher betrachten oder auch in hoher Qualität ausdrucken? Für den PC sind Auflösungen, welche die Bildschirmgröße übersteigen eher hinderlich, da die großen Bilder wieder verkleinert werden müssen, was nicht nur zusätzliche Arbeit bedeutet, sondern auch den Sinn der hohen Auflösung in Frage stellt.
Für Onlinezwecke wie Facebook ist eine 2-Megapixel-Kamera vollkommen ausreichend.

Drucker

Wer hingegen die Bilder groß ausdrucken möchte, sollte zu einer Kamera mit höherer Auflösung greifen. Für Bilder der Größe 10×15 cm sollten es schon 4 Megapixel, für 13 x18 cm 6 Megapixel und für 20×30 cm 8 Megapixel sein. Hier sehen wir schon, dass alle Pixelmengen um 6 MB für den Durchschnitts-“Urlaubsknipser” völlig ausreichen, denn über 10×15 wird im Amateurbereich selten ein Bild zu Papier gebracht.

Für Profis, die Werbeplakate und Litfasssäulenmotive fotografieren, können es dagegen nicht Pixel genug sein. Ein DIN-A1-Plakat in voller Schärfe und Bestauflösung benötigt eine Profikamera wie die Nikon D850.

Wenn man nun das Bild druckt, muss man auch beim Drucken eine bestimmte Auflösung beachten, denn die Drucker haben auch wieder diese Variable. So gibt es Drucker mit 300 dpi und mit 720 dpi, manche machen sogar 1440 dpi. Was hat das nun wieder zu bedeuten? Beim hängt das Auflösungsvermögen von der Größe der Tintentropfen ab, ein 300-dpi-Drucker macht also 300 Tintentropfen pro Zoll. Hat das Foto auch 300 dpi, so entspricht jeder Tintentropfen einem Bildpixel – das wäre optimal.
Der beste Fotodrucker für Fotografen

Druckt man ein Bild mit 150 dpi auf einem 300-dpi-Drucker, so bietet der Drucker mehr Informationen als das Bild… also werden pro Pixel zwei Tropfen in der Höhe und zwei Pixel in der Breite verwendet, also 4 Tropfen.

Anmerkung: Dies ist soweit theoretisch. So einfach arbeitet ein Druckertreiber jedoch nicht, der es fertig bringt, ein farbiges RGB-Foto der Kamera (mit Farben wie z.B. Orange, Grün, Violett…) mit 4-7 Farben auf dem Drucker, die nur die Grundfarben (Cyan, Magenta, Yellow und Black) beinhalten zu reproduzieren. Wenn man einen schwarzen Text oder eine Grafik (Zeichnung) aus einer der 4 Grundfarben mit 100% Flächendeckung ausgibt, dann hätte man recht mit der oben angeführten Aussage. Will man jedoch einen ockerfarbenen Pixel aus einem Bild am Drucker wiedergeben, so hat der gute Druckertreiber schon einen feinen blauen, mehrere gelbe, sowie einige rote Punkte (Druckerpixel) resp. Tropfen zu verwenden um nur diesen einen Fotopixel der Farbe Ocker wiederzugeben.

Je mehr Pixel ein Drucker hat, desto mehr Farb-Umfang, feinere Farb-Verläufe und -Übergänge kann man wiedergeben. Auch bei einem Drucker mit einer Auflösung von 2880 dpi reicht eine Bilddatei (Foto) mit 300 dpi völlig aus um ein Bild in guter Fotoqualität zu reproduzieren. Tests haben bewiesen, dass eine höhere Bild-Auflösung keinen optischen Vorteil mehr bieten, in einigen Fällen sogar für eine Unschärfe sorgen.

Sind mehr Pixel immer besser ?

Heutige Kameras machen über 24 Mio. Pixel (“Megapixel”), das reicht in der Regel für Ausdrucke über Format A2. Eine Kamera mit größerer Pixelzahl ist nicht zwangsläufig besser, denn es kommt auc auf die Qualität des Sensors bzw. der CCD und des Objektivs an.

Eine Profikamera mit 8 Mio Pixeln ist einer Consumerkamera mit 24 Mio Pixeln also immer überlegen. Der zur Verfügung stehende Brennweitenbereich ist auch ein wichtiges Kriterium beim Kauf. Sind mehr Megapixel besser?

CCD und Bildsensor bestimmen Pixel-Qualität

Die CCD bzw. der Bildsensor ist das bildaufnehmende Element Deiner Kamera. Je mehr Pixel sie verarbeiten kann, desto größer ist die gespeicherte Menge an Bildinformation. Das läßt sich ungefähr so erklären wie die Anzahl der Tintentropfen bei einem Ausdruck: Je mehr es sind, und je kleiner sie sind, desto besser der Schärfeeindruck. Die Anzahl der Pixel ist aber nicht alles. Auch die Größe der Sensor-Fläche ist entscheidend. Während die CCD der Nikon D1 (2,7 Megapixel) weniger Pixel verarbeitet als die der Coolpix 990 (3,3 Megapixel), ist die Bildsensor-Fläche mehr als dreimal so groß.
Dadurch ergibt sich zudem ein größerer Empfindlichkeitsbereich und bessere Qualität der Bilder. 

Das Objektiv

Daran hat sich auch im digitalen Fotozeitalter nichts geändert: Das Licht fällt durch das Objektiv auf den Bildsensor (früher: auf den Film). Die Qualität des Objektives ist bei Vergleich zweier Digitalkameras ebenso wichtig wie die Pixelmenge. Natürlich leuchtet jedem ein, dass selbst eine -nehmen wir mal an- mit 4 Megapixel bestückte “Lomo”-“Kamera” und ihrem zweilinsigen Plastikobjektiv nie an die Bildqualität einer “nur” 2,7 Megapixel CCD einer Nikon D1 mit mehrfach vergütetem geschliffenen Nikkor-Objektiv herankommen könnte.
Größere Sensoren mit gleichzeitig höherer Pixelmenge erfordern aber auch bessere (feiner auflösende) Objektive – Profiobjektive schaffen zwischen 30 und 60 Megapixel an Auflösung.
→ Tipps zu Objektive gebraucht kaufen

Die Kompression

Digitale Kameras sind heute üblicherweise in der Lage, Bilder im platzsparenden JPG-Format abzuspeichern -mit mehr oder weniger großen Qualitätsabstrichen-. Aus 8 MB Rohdaten (“RAW“) lassen sich so Dateien mit 300 KB Größe machen. Das spart Speicherplatz – besser sind Aufnahmen im RAW Format. Diese sind unkomprimiert und somit besser für eine spätere Bildbearbeitung geeignet.
Hier kommt es aber auch auf den Algorithmus an, der zur Komprimierung verwendet wird: Je weniger Verlust bei der Kompression der Bilddaten zu beklagen ist, desto besser. Wer bei der Bildgröße nicht mehr als DIN A4 Größe benötigt, dem reichen 6-8 MP.

D850

Mehr Pixel bedeuten:

  • mehr Informationen
  • Möglichkeit größerer Ausdrucke
  • feinere Farbabstufungen
  • mehr Möglichkeiten bei der Ausschnittvergößerung

Interpolation

Schlaue Köpfe haben sich überlegt, wie man aus einem Foto niedriger Auflösung ein Superfoto mit hoher Auflösung machen kann. Daß das nicht so einfach und endlos funktioniert, liegt auf der Hand. Dieser Vorgang wird als Interpolation bezeichnet. Beim interpolieren von 100 dpi auf 200 dpi setzt der Computer zwischen jedes Pixelpaar (also nebeneinanderliegende Pixel) noch ein Pixel dazwischen, und zwar in Höhe wie Breite.

Danach hat das Bild die doppelte Auflösung, aber die vierfache Dateigröße, denn der Vorgang wird in Höhe und Breite vorgenommen. Beim Drucken wird so der Treppeneffekt infolge der nun höheren Auflösung reduziert; die eigentliche Zahl der Bildinformationen nimmt aber nicht zu.

Fazit

Mehr Pixel machen die Bilder nicht zwangsläufig besser. Grundsätzlich sind zwar mehr Pixel zu befürworten, allerdings nur bei ansonsten gleicher Qualität von CCD, Objektiv und Komprimierung. Damit steigt die druckbare Bildgröße.

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