Mega-Pixel, Bildqualität und die Glaubwürdigkeit von Tests

Ein Inhaltsverzeichnis mit direkten Sprungmarken und Überblick über alle bei Mega-Pixel behandelten Themenbereiche finden Sie als Pop-Up.

Märchenstunde - Die Angst vor den Mega-Pixeln

Fast zehn Jahre lang wurde uns allen folgendes erzählt:

Je mehr Mega-Pixel eine Kamera hat, desto schlechter muss das Bild sein. - Wenige Mega-Pixel = gute Kamera. - Viele Mega-Pixel = schlechte Kamera. - Je mehr Pixel desto schlechter das Bild! - Der Fluch der kleinen Pixel, usw.

Beste Bildqualität mit 6 Mega-Pixeln! Dafür richteten selbsternannte Techniker aus Nikon-Foto-Foren sogar eigene große Internet-Auftritte ('6 Megapixel sind genug' - von digicam-experts.de - und die berüchtigten 6megapixel.com sowie 6mpixel.com).

Und 2015 wurde erneut und sogar noch dreister unwahr formuliert: Die 50-Mega-Pixel-Vollformat-Lüge (Quelle: DOCMA)

Hierbei handelt es sich jeweils um eine krasse Verkürzung der oft zeitlich bedingten und somit bald veralteten Fakten kombiniert mit einer Vernachlässigung der technischen Rahmenbedingungen und somit letztendlich um eine eindeutige Falschaussage.

Quellen und Motivation für die falschen Behauptungen zu Mega-Pixel

Wenn man nachforscht, woher diese Aussagen stammen, dann stößt man auf folgende Probleme:

Es existieren keine wissenschaftlichen Quellen, welche diese pauschalen Behauptungen rechtfertigen.

Die komplexen technischen Rahmenbedingungen für jegliche Aussagen im Bereich der digitalen Fotografie wurden übergangen, nicht korrekt verstanden, ausgeblendet oder bewusst geleugnet.

Diese Aussagen wurden immer von Anhängern und Firmenmitarbeitern oder Magazinen mit Verbindungen zu jenen Firmen gemacht, welche nur Kameras mit wenigen Pixeln herstellen konnten. Dies betraf fast zehn Jahre lang insbesondere die Firma Nikon.

Und erstaunlicher Weise fanden sich diese Gruppen 2015 erneut ein, um angebliche Naturgesetze anzuführen, weil - im ständigen Wettlauf - Canon mit 50 Mega-Pixel (5DS/R) wieder einmal Nikon überholt hatte.

Die meisten Personen schrieben und schreiben zu diesem Thema ungeprüft das ab, was andere (ebenfalls) ungeprüft irgendwoher übernommen haben oder - von jeglichem Fachwissen unbelastet - behaupten.

Überdies wurden diese Märchen immer von Fachhändlern erzählt, welche die neuen Kameras mit mehr Mega-Pixeln aufgrund hoher Nachfrage und geringen Produktionszahlen noch nicht im Angebot hatten, oder ihre alten Ladenhüter dringend abstoßen mussten.

Letztendlich wurden diese angeblich naturgesetzlichen Wahrheiten von denjenigen Kamerabesitzern, die momentan eine ältere Kamera mit wenig Mega-Pixeln besaßen und sich aus pekuniären Motiven noch nicht eine der neueren Kameras kaufen konnten, als das eigene Selbstwertgefühl bewahrendes Glaubensbekenntnis kolportiert - quasi als eines der Zehn göttlichen Gebote der Fotografie.

Wandel / Umkehr bei den Mega-Pixeln

Erstaunlicherweise wurde exakt diese Argumentation 2012 von exakt denselben Personen verändert. Der Grund lag einzig und alleine darin, dass Nikon 2012 eine Kamera mit 36 Mega-Pixeln herausbrachte (D800, D800E und 2014 die D810 sowie 2017 die D850 mit 45 MP).

Spätestens zu diesem Zeitpunkt hätte jedem denkenden Menschen klarwerden müssen, dass jene pauschale Aussage somit falsch sein muss.

Erstaunlicherweise wird jedoch exakt diese Argumentation auch heute noch von exakt denselben Personen weiterhin benutzt, wenn es darum geht, die Produkte aller anderen Hersteller (von Alpha bis Zeiss) schlecht zu machen.

Argumentation für Mega-Pixel

Erstaunlich ist bei dieser unsachlichen Behauptung sowie deren jetziger Umkehr insbesondere die Argumentationsweise der Protagonisten. Die einen übergehen ihre früheren Behauptungen stillschweigend. Andere behaupten dreist - wie in der Politik: Was interessiert mich mein Geschwätz von gestern.

Wiederum andere sprechen nun von der Genialität der Techniker bei Nikon und Sony, denen nun das Zauberkunststück gelungen sei, mit 36 bis über 60 Mega-Pixeln eine Kamera herzustellen, welche die beste der Welt sei, weil sie alle physikalischen Gesetze außer Kraft setze. - Es erstaunt, wie viele Harry-Potter-Leser offensichtlich noch immer an solchen Zauberei-Unsinn glauben.

Weder die firmenpolitisch motivierte frühere Aussage, dass viele Pixel per se schlecht seien, noch die heutige, dass viele Mega-Pixel von vorne herein gut sind, ist in ihrer Absolutheit korrekt.

Fakten zu Mega-Pixel-Kameras

Analyse

Die Analyse der Abbildungsqualität bzw. der Bildqualität einer Kamera ist in der digitalen Fotografie sehr komplex. Die Gründe hierfür sind mannigfaltig: die Sensorgröße, die Pixelgröße, die Anzahl der Pixel je Quadratmillimeter, die Sensorart, Bauart und das Material, die Technik zum Auslesen und Verstärken der elektronischen Signale des Prozessors, der Dynamikumfang des Sensors je ISO-Stufe, der Bildmodus JPEG, RAW, TIFF, DNG etc., die kamerainterne Bildbearbeitung sowohl für RAW (richtig gelesen: auch RAW) sowie für JPEG, das Objektiv vor dem Sensor, die gewählte Blende, die gewählte Brennweite, die Lichtbedingungen, die Aufnahmebedingungen wie z.B. Stativ- oder Handaufnahme, die Testbedingungen im Testlabor etc., der Zeitpunkt der durchgeführten Tests (Historizität), die fortschreitende Technik sowohl bei Hardware (Sensoren etc.) als auch der kamerainternen Software zum Auslesen, Be- und Verarbeiten der Daten., die Nachbearbeitungssoftware (Photoshop + Lightroom etc.), die Druckstufe bzw. Fotoausbelichter, die subjektive Bildqualität, die Serienstreuung, die Kombinationsfolgen, die Historizität aller Aussagen und die fehlende Vergleichbarkeit führte zur perzeptiven Auflösung.

Sensorgröße

Sowohl physikalisch erklärbar, als auch in einigen Tests nachweisbar gibt es eine mögliche Wahrscheinlichkeit, aber keine sichere Garantie, dass flächenmäßig größere Sensoren ein besseres Bild produzieren können als kleinere.

Dies liegt im grundlegenden Umstand, dass auf eine größere Fläche mehr Licht einfallen kann, als auf eine kleinere Fläche. D.h. das sogenannte Photonen-Rauschen des Lichtes ist geringer. Dies ist besonders bei wenig Licht mess-, spür- und sichtbar. Daraus folgt, dass größere Sensoren - alle anderen Rahmenbedingungen sind identisch - in schlecht beleuchteten Hallen oder in der Dämmerung hochwertigere Fotoergebnisse erzielen als flächenmäßig kleinere Sensoren.

Aber auch hier gilt, dass alle anderen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden müssen. Keineswegs macht eine Vollformat-Profi-Kamera oder sogar eine sündhaft teure Mittelformat-Kamera unter allen fotografischen Bedingungen generell bessere Fotos als eine billige Pocket-Kamera. So kann es durchaus sein, dass das beste DSLR-Gehäuse mit einem schlechten Objektiv einer billigen Poket-Kamera mit einem guten Objektiv und guter kamerainterner Datenaufbereitung in der letztendlich erzielten Bildqualität beim Ausdruck nur ebenbürtig ist.

Hier finden Sie die heute gängigen Sensorgrößen.

Pixelgröße

Sowohl physikalisch erklärbar, als auch in einigen Tests nachweisbar gibt es eine mögliche Wahrscheinlichkeit, aber keine sichere Garantie, dass größere Pixel ein besseres Bild produzieren können als kleinere.

Dies liegt im grundlegenden Umstand, dass auf eine größere Fläche eines einzelnen Pixels mehr Licht einfallen kann, als auf eine kleinere Fläche. Allerdings sollte man diesen Punkt auch nicht übertreiben: alle Sensoren besitzen heute Pixelgrößen im einstelligen Mikro-Meter-Bereich: µm

Diese Pixelgröße - resp. der damit im Zusammenhang stehende Pixel-Pitch (der Abstand der Pixel voneinander) - ist im Übrigen das immer wiedergekaute Hauptargument der Gegner hoher Mega-Pixel-Zahlen.

Aber auch hier gilt, dass alle anderen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden müssen. Denn moderne Pixel verwenden z.B. oben Linsen, welche z.B. viel mehr Licht sammeln und konzentrieren. D.h. die Lichtverluste werden reduziert, sodass ein kleiner Pixel mit optimierter Linse davor viel mehr Licht aufnehmen kann als ein früher verwendeter größerer Pixel alter Sensoren ohne derart optimierte Linsenstruktur davor.

Anzahl der Pixel je Quadratmillimeter

Meist werden die Pixel der einzelnen Sensoren verkleinert, um mehr auf dieselbe Fläche des Sensors zu bekommen.

Sowohl physikalisch erklärbar, als auch in einigen Tests nachweisbar gibt es eine mögliche Wahrscheinlichkeit, aber keine sichere Garantie, dass eine kleinere Pixeldichte ein besseres Bild produzieren kann als eine hohe.

Dies liegt im grundlegenden Umstand, dass eng aneinander liegende elektronische Messsensoren sich gegenseitig beeinflussen (= stören) können.

Ferner spielt hierbei auch das Phänomen der Beugung eine Rolle, bei der - vereinfacht gesagt - ein Lichtpunkt in der realen Welt hinter dem Objektiv in der Kamera größer werden kann als ein einziger Pixel auf dem Sensor. D.h. der ursprüngliche Lichtpunkt bedeckt auch noch umliegende Pixel.

Aber auch hier gilt, dass alle anderen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden müssen.

Sensorart, Bauart, Material

Um die Sache noch zu verkomplizieren existieren zahlreiche unterschiedliche Sensoren zur Aufnahme von Licht. Genannt seien hier nur CCD-Sensoren, CMOS-Sensoren, X3-Sensoren (Foveon) und der Schwarz-Weiß-Sensor von Leica (in der Leica M Monochrom).

Hinzu kommen noch die Abweichungen vom Bayer-Sensor / der Bayer-Matrix - die Anordnung der farbempfindlichen Pixel im Sensor, wie z.B. beim Fujifilm X-Trans.

Überdies kann ein Filter vor dem Sensor - wie z.B. der meist zu findende der Tiefpassfilter - die Bildqualität erheblich beeinflussen. Deshalb lassen manche Hersteller ihn auch absichtlich entfallen, um z.B. eine höhere Schärfe unter Inkaufnahmen störender Moirés zu erzielen.

Letztendlich wird fast jeder CMOS-Sensor fast jedes Herstellers - manchmal sogar fast jedes Kameramodells - etwas anders gefertigt. Das reicht derzeit vom klassischen Sensor über doppelte Pixel, welche für manche Aufgaben kombiniert (= Zusammengeschaltet) werden, über BSI (einem Sensor, der umgedreht produziert wird und die Hinterseite verwendet), dann dem Stacked CMOS bis hin zum Global-Shutter.

Von den unterschiedlichen Leistungen der überall eingesetzten (Licht-) Sammellinsen über den einzelnen Photodioden auf den Sensoren ganz zu schweigen.

Die Technik zum Auslesen und Verstärken der elektronischen Signale des Prozessors

Die elektrischen Signale im Sensor werden ausgelesen und verstärkt. Exakt bei diesem meines Erachtens wichtigsten Detail lassen sich die Hersteller jedoch nicht in die Karten schauen. Man darf davon ausgehen, dass nicht nur unterschiedliche Hardware, sondern auch unterschiedliche Software bzw. Software-Einstellungen hierzu verwendet werden. Das bedeutet konkret, dass selbst absolut identische Sensoren durch die unterschiedliche Aufbereitung der reinen elektrischen Impulse bereits völlig unterschiedliche Bildqualitäten erzeugen können.

Exakt dies scheint sich immer wieder in Testberichten der neuesten Zeit (siehe z.B. die neuen Modelle von Canon und insbesondere Nikon) zu beweisen, wenn Kameras mit identischem Sensor sogar eines Herstellers in unterschiedlichen Modellen zu erheblich abweichenden Bildergebnissen führen.

Bildmodus JPEG / RAW / TIFF etc.

Die Bildqualität jeder Kamera schwankt je nach dem Datenformat, in welchem die Aufnahme abgespeichert wird.

Kamerainterne Bildbearbeitung

Sowohl für RAW wie für JPEG gilt, dass jede Kamera die ursprünglichen elektronischen Impulse anders verarbeitet. Sie haben richtig gelesen: auch RAW wird immer von der Kamera bearbeitet und ist somit keinesfalls mehr roh.

Allerdings lassen sich JPEGs nicht einfach mit anderen JPEGs anderer Kameras vergleichen, auch wenn viele Testlabore dies tun. Die kamerainternen Einstellungsvariablen sind zu mannigfaltig. Jeder Hersteller legt hier bei jedem Kameramodell andere Schwerpunkte.

Auch RAW lässt sich nicht vergleichen, da wiederum jeder Hersteller für jedes Modell die Rohdaten anders bearbeitet, jeder Hersteller ein anderes Rohdaten-Format verwendet, die heute existierende PC-Software zum Bearbeiten der RAW-Dateien unterschiedlich arbeitet (siehe hierzu die unterschiedlichen unterlegten Profile und Presets, welche der Anwender überhaupt nicht erkennen kann.

Auch wenn manche Testmagazine und Labore heute den Camera-RAW-Konverter unter Lightroom oder DxO als Basis eines Vergleichs verwenden, ist dies so nicht korrekt. Jedoch sind die der Software vorausgehenden kamerainternen Veränderungen der elektronischen Impulse und sogar die Eingangsparameter in Camera-RAW und DxO je nach Modell unterschiedlich.

Objektiv vor dem Sensor

Sicher beweisbar ist, dass die Qualität des Objektivs einen Einfluss auf die Bildqualität besitzt. Hinzu kommt, dass ein Sensor mit hoher Pixeldichte eine bessere Optik verlangt.

Wichtiger als die Pixelzahl ist somit für die Bildqualität die Qualität der Objektive.

Allerdings werden die meisten Kameras mit einem sogenannten Kit-Objektiv getestet. D.h. es wird im Grund nicht die Leistung der Kamera, sondern die des zwangsläufig preiswerten Objektivs bewertet.

Aber selbst, wenn man bei Profi-Modellen ein teures und in anderen Tests bewährtes sehr gutes (oder das beste) Referenzobjektiv verwendet, so ist dieses Objektiv bei der Kamera eines anderen Herstellers aufgrund des unterschiedlichen Anschlusses nicht verwendbar. D.h. man vergleicht wieder ein Objektiv mit einem anderen und nicht die Kameras.

Dies gilt im Übrigen auch für Tests mit angeblich gleichen Fremdobjektiven, da diese je nach verwendetem Bajonett nicht identisch sind. Das belegen immer wieder Tests, welche die Objektive eines Fremdherstellers an einer Kamera von Hersteller A als gut, beim Hersteller B aber nur als befriedigend bewerten.

Gewählte Blende

Jedes Objektiv besitzt bei einer bestimmten Blende seine höchste Schärfe.

Jede Kamera besitzt bei einer bestimmten Blende ihre höchste Schärfe - meist als förderliche, kritische oder optimale Blende bezeichnet. Exakt diese hängt jedoch wieder maßgeblich von der Pixeldichte des Sensors ab. D.h. wenn man z.B. beim Vollformat eine 20-24 MP mit einer 36 MP oder 45 MP oder 60 MP Kamera vergleicht, so ist es nicht korrekt, die Schärfe bei identischer Blende zu vergleichen. Hier müsste man jeweils die optimale Blende des Objektivs und die förderliche Blende der Kamera mitberücksichtigen.

Gewählte Brennweite

Vor allem bei den heute verwendeten Zooms spielt die gewählte Brennweite eine erhebliche Rolle bei der Bildqualität. Jedoch auch andere Festbrennweiten als die mit der Kamera ursprünglich getestete verändern immer die Bildqualität.

Lichtbedingungen

Helles Tageslicht oder optimale Studiobeleuchtung sind Grundvoraussetzungen für optimale Bilder. Allerdings können unter diesen Bedingungen seit ca. 2012 fast alle Kameras - unabhängig vom Hersteller oder der Pixel-Anzahl - herausragende Fotos erzeugen.

Aufnahmebedingungen wie z.B. Stativ- oder Handaufnahme

Scharfe Bilder lassen sich nur mit Stativ erzeugen. Je mehr Pixel eine Kamera besitzt und je dichter diese auf dem Sensor platziert sind, umso schneller wird ein Verwackeln im Bild negativ sichtbar. Exakt aus diesem Grund fotografierten ambitionierte Amateure und Profis schon immer - wo es auch nur möglich ist - mit Stativ.

Testbedingungen im Testlabor etc.

Abgesehen davon, dass Tests immer von einer fest auf einem massiven und stabilen Stativ montierten Kamera gemacht werden, liegen bei wissenschaftlich vergleichbaren Tests auch immer absolut ideale und streng genormte Bedingungen vor. Dass selbst so anspruchsvolle Parameter wie die Raumtemperatur und die Luftfeuchtigkeit zumindest innerhalb eng gesteckter Grenzen liegen müssen, sei nur am Rande erwähnt.

Sofern Sie diese Rahmenbedingungen der Testlabore in Ihrer täglichen Foto-Praxis auch besitzen, so dürfen Sie die Testergebnisse eines Labors gerne miteinander vergleichen. Allerdings sind meine Praxisbedingungen zum Fotografieren in den letzten Jahrzehnten immer dramatisch schlechter gewesen, als in solchen traumhaften Labors.

Von der Möglichkeit einer fehlerhaften Fokussierung, Blendeneinstellung oder sonstiger Bedienungs- und Einstellungsfehler des Fotografen ganz zu schweigen. Meines Erachtens kommt eine geringe Bildqualität bei den meisten schlechten Fotos durch Unaufmerksamkeit zustande und liegt nicht an der Pixelzahl oder sonst einem technischen Kriterium der jeweiligen Kamera.

Zeitpunkt der durchgeführten Tests

Die Testlabore ändern laufend ihre Testkriterien und ihren Testaufbau sowie Testablauf. Die Testlabore verwenden zudem unterschiedliche Testverfahren. Selbst, wenn ein Test-Labor für mehrere Foto-Magazine arbeitet, werden oft unterschiedliche Kriterien angewandt.

Die Hersteller passen sich laufend diesen neuen Teststandards an und optimieren ihre Kameras auf genau diese Test-Standards hin. Das ist weltweit bei allen Testverfahren so, siehe z.B. die Crash-Tests der Autohersteller.

Fortschreitende Technik

Sowohl bei Hardware (Sensoren etc.) als auch der kamerainternen Software zum Auslesen, Be- und Verarbeiten der Daten fand sich seit den 1990er Jahren ein unglaublicher Fortschritt. So kann ich mich noch sehr gut an die ersten Digitalkameras Mitte der 1990er Jahre erinnern, die mit 640*480 Pixel (= 0,3 Mega-Pixel) ein für heutige Ansprüche absolut inakzeptables, verrauschtes, farbverschobenes Foto produzierten.

Ferner behaupte ich, dass wir noch vor Ende dieses Jahrzehnts von allen namhaften Herstellern eine markttaugliche 100 Mega-Pixel-Kamera erhalten werden, deren Bildqualität alles Heutige übertreffen wird. Der Grund dafür liegt in der menschlichen Erfindungsgabe, die bisher alle neuen technischen Herausforderungen mit neuen Lösungen beantwortete.

Aber das Rauschen nimmt doch zu!?!

Das angeblich zunehmende Rauschen war schon immer das Totschlagargument gegen mehr Mega-Pixel. Obwohl millionenfach publiziert, ist es dennoch falsch.

Es ist erstaunlich, dass so viele Schreiberlinge noch nicht einmal den Unterschied zwischen Photonenrauschen und Sensorrauschen kennen, sondern alles pauschal vermischen. Zu den Details siehe Sensor-Rauschen.

Das elektronische oder Sensorrauschen ist abhängig von der Qualität des Sensors sowie der nachgelagerten Elektronik. Aufgrund der technischen Entwicklungen in den letzten 20 Jahren wurden die negativen Einflüsse des elektronischen Sensorrauschens - also das Rauschen, welches von der Elektronik der Kamera selbst erzeugt wird, stetig verringert, sodass man heute ISO Zahlen in Kameras angeboten bekommt, die bei mehreren Millionen liegen. Siehe hierzu u.a. die ISO-Invarianz praktisch aller moderner Sensoren.

Das Photonenrauschen ist hingegen nur von der Fläche, also der Sensorgröße abhängig. D.h. einerseits, dass größere Sensoren weniger Photonenrauschen erzeugen. Nun wird klar, warum man mit einer Vollformatkamera weniger Photonenrauschen erhält als mit einer APS-C-Kamera mit einer nur halb so großen Sensorfläche. Andererseits liegt heute das Problem des Gesamtrauschens vor allem in der Dämmerung und somit beim Photonenrauschen. Dort, wo wenig Licht = Photonen vorhanden sind, wird der Einfluss dieser ziemlich unregelmäßig einschlagenden Teilchen spürbar. - Hier hilft nur mehr Licht: d.h. eine noch größere Sensorfläche oder lichtstarke Objektive (f1,4, f1,2, f1,0 oder weniger).

Nachbearbeitungssoftware (Photoshop etc.)

Auch mit einer aufwändigen manuellen Nachbearbeitung am PC war bei digitalen Fotos aus den 90er Jahren nicht viel zu verbessern. Damals waren sowohl die Sensoren technisch minderwertig, als auch die Software steckt noch in den Kinderschuhen. - Bis heute wurden jedoch die Grafikprogramme derart weiterentwickelt, dass sie tausende Funktionen beinhalten und monatelange Schulung erfordern, um aus jedem halbwegs brauchbaren Foto ein herausragendes Bild zu gestalten.

Ferner ein Punkt, der gerne übersehen wird: Je mehr Mega-Pixel der Sensor liefert, desto feiner aufgelöst ist das Foto. Deshalb lassen sich nachträgliche Freistellungen von Objekten vom Hintergrund selbst komplizierter Bereiche wie fliegendes Haar bei einem Model viel leichter und treffsicherer mit einer 60 MP-Kamera als mit einer 10 MP-Kamera durchführen.

Aber selbst, wer diese Mühen scheut, findet heute automatisch arbeitende Programme, die erstaunlich komplexe Vorgänge wie HDRI (erweiterter Belichtungsumfang), Focus-Stacking (unendliche Schärfentiefe), Panoramen, komplizierteste Objektivkorrekturen, oder das komplette Hinausretuschieren von Personen aus Bildern - wie den immer überfüllten Plätzen vor Sehenswürdigkeiten - automatisch erfüllen. Vor allem wurden die Rauschfilter deutlich verbessert. D.h. mit moderner Software kann man auch Bilder alter Kameras sichtbar hochwertiger aussehen lassen. Computational Photography und KI, in ersten Bereichen bereits in den 2010er Jahren eingeführt, revolutionierten seit Anfang der 2020er Jahren die gesamte Fotografie. Dabei wurde diese KI sowohl bereits in der Kamera (siehe Moderne Objektive und RAW-Betrug) als auch in der nachgelagerten Software auf dem PC etc. angewandt.

Druckstufe bzw. Fotoausbelichter

Nicht zuletzt haben sich die Fotopapiere und die Technik zur Ausbelichtung digitaler Bilder in den letzten Jahren derart verbessert, dass man selbst mit billigsten Pocket-Kameras und guter Technik sowie Papierauswahl bei der Ausbelichtung derart hochwertige Bildergebnisse produzieren kann, die selbst Aussteller beeindruckt. Das gilt insgesamt, denn auch analoge Bilder werden heute digitalisiert und dann mittels Künstlicher Intelligenz optimiert. Hinzu kamen neuen Chemikalien sowie optimierte Drucktechniken.

Bildqualität - subjektiv?

In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, wie Bildqualität eigentlich präzise definiert ist. Allerdings konnte ich bisher keine wissenschaftliche Definition finden, obwohl dies einer der meist verwendeten Ausdrücke in der Fotografie zu sein scheint.
Es lassen sich Teilaspekte finden wie: Schärfe, Detailauflösung, Bildauflösung, Auflösung, Linienpaare je Bildhöhe LP/BH, Farbtreue (DeltaE), Detailtreue, Textur / Texturtreue / Texturverlust, Feinzeichnung, Kurtosis, Kontrast, Dead Leaves, MTF-25- MTF-50- Messung, Bildrauschen, Dynamik-Umfang usw. Aber meines Erachtens ist dies alles sehr unübersichtlich, komplex und beschreibt dennoch nicht die Gesamtheit des Bildeindrucks.

Der Bildeindruck und somit die Bildqualität scheint eher subjektiv zu sein, wie ein kleines Erlebnis zeigen soll:

Auf einer der vielen Fotoausstellungen, die es seit Jahren gibt, war ich beeindruckt von den Bildinhalten, den Motiven und der drucktechnischen Qualität insbesondere in großen und sehr großen Formaten. - Andere Besucher/innen hingegen gingen immer ganz nah an das Bild heran, lasen die Zusatztexte zu den Fotos und zogen dann über die Kamera her. Das ist wieder einmal typisch für die mangelhafte Qualität der Kameras von A [Hersteller] - Hier hingegen [am Bild mit einer Kamera von Hersteller B] erkennt man sofort die höhere Bildqualität. Das sieht ja jeder Laie!

Mir persönlich waren diese angeblich kameraspezifischen und herstellertypischen Vorzüge und Nachteile überhaupt nicht aufgefallen. Was die Sache jedoch noch absurder machte, war der Umstand, dass ich am Folgetag durch meine Bekanntschaft mit einem leitenden Mitarbeiter der renommierten Ausstellung erfuhr, dass durch eine Verkettung unglücklicher Umstände sämtliche textlichen Kennzeichnungen der Fotos, die von Praktikanten seitlich oder unter den Bildern angebracht worden waren, verwechselt wurden. Man hätte die ganze Nacht daran gearbeitet, alle Texte neu auszudrucken und korrekt den richtigen Fotos zuzuordnen.

Deshalb würde mich interessieren, wie in einer Mehrfachblindstudie unter Profis die Ergebnisse ausfallen. D.h. man müsste unter identischen Bedingungen Fotos vom gleichen Stativstandort mit unterschiedlichen Kameras verschiedener Hersteller machen. Andere Personen müssten diese Daten in Software bearbeiten und dritte wiederum diese auf unterschiedlichen Papieren ausbelichten. Ich bin bereit, darauf 1.000 Euro zu wetten, dass weder Profis mit jahrzehntelanger Erfahrung noch eingeschworene Anhänger einer Kamera und eines Herstellers in der Lage sind, anhand des ausgedruckten und an der Wand hängenden Fotos treffsicher den Kamera-Hersteller oder sogar das Kamera-Modell zu bestimmen.

Dass die Subjektivität inzwischen auch von Fachzeitschriften indirekt eingestanden wird, zeigt sich z.B. an den Testkriterien von Chip, die von einer visuellen Beurteilung durch Kamera-Experten und Test-Ingenieuren sprechen.

Serienstreuung

Gemäß meinen Untersuchungen sind aufgrund der heute üblichen Serienstreuung bei der Herstellung von Kameras und Zubehör bis zu 10% plus und minus von Testergebnissen möglich. Dies klingt gering. Allerdings macht eine Gesamtspanne von 20% bei der Qualität in Testergebnissen den Unterschied des Prädikats von super bis zu mittelmäßig aus.

Damit sind jedoch noch nicht einmal die klassischen Fehler gemeint. Montagsprodukte und falsche Lagerung oder unsachgemäßer Transport (z.B. beim Versand) sowie eine unsachgemäße Behandlung der Kamera im Einsatz können dazu führen, dass jedes noch so teure Top-Modell schlechte Bilder liefert.

Verstaubte, verschmutzte oder verschmierte Objektive (Front oder Rücklinse) bzw. verschmutzte Sensoren haben (zumindest bis zur nächsten perfekten Reinigung) einen wesentlich größeren negativen Einfluss auf die Bildqualität als jede andere physikalische Eigenschaft geringer Pixeldichte auf dem Sensor. Derartige Verschmutzungen sind ferner meistens sogar für jeden Laien auf dem ausbelichteten Bild sofort erkennbar.

Auch die überflüssigen aber trotzdem immer noch beliebten Schutz-Filter und UV-Filter etc. vor den Objektiven haben einen zumindest messbaren nachteiligen Einfluss auf die Bildqualität. Sichtbar wird dieser Einfluss auf jeden Fall bei einer Verschmutzung des Filters (Why UV Filters are Basically Useless on Modern Cameras).

Kombinationsfolgen

Selbstverständlich wünsche ich jedem, dass er nur Top-Produkte beim Kamera- und Zubehörkauf erhält und diese hohe Qualität über die Software-Nachbearbeitung am kalibrierten Monitor bis hin zur Ausbelichtung im Fotofachlabor hält. Allerdings ist dies bereits statistisch gesehen unwahrscheinlich. D.h. jeder Fotograf besitzt eine umfangreiche Kameraausstattung unterschiedlicher Qualität. Und diese Schwankungen nehmen mit der Bildnachbearbeitung und der Ausbelichtung zu.

Wünschenswert wäre es nun, wenn sich die Fehler gegenseitig ausglichen und somit wieder ein optimales Bildergebnis erzeugten. Jedoch kann es Ihnen auch passieren, dass sich z.B. die Fehler eines Objektivs mit den Fehlern der Kamera - es reichen minimalste Abweichungen von der vorgegebenen Norm - sogar gegenseitig verstärken. Dieses Szenario wird mit einer wachsenden Foto-Ausstattung umso wahrscheinlicher.

Historizität beim Thema Mega-Pixel

Angesichts der kurzen Entwicklungszyklen von einem Jahr bei Kompaktkameras, ein bis zwei Jahren bei APS-C und Micro-Four-Thirds Kameras und maximal drei bis vier Jahren bei teuren Profi-Modellen im Vollformat muss man die Zeitbedingtheit jeder Aussage in der digitalen Fotografie bedenken. Wenn jemand 2005 behauptete, dass kleine, billige Einsteiger-Kompaktkameras mit 4 Mega-Pixeln im Vergleich zu Modellen mit 6 Mega-Pixeln ein angeblich besseres Ergebnis-Bild erzeugten, so lag dies an den damaligen Rahmenbedingungen.

Damals war die Gesamtentwicklung auf allen oben genannten Feldern noch nicht so weit wie heute. Das reicht bis zu den Testverfahren der angeblich neutralen und wissenschaftlich arbeitenden Foto-Test-Labore.

Man kann eindeutig festhalten, dass jede moderne Kamera ihrer Klasse mit 20+ Mega-Pixeln heute jeder alten Kamera mit 4-6 oder sogar 10-12 in der Bildqualität deutlich überlegen ist. Der Grund liegt in der Optimierung aller Rahmenbedingungen, die gemeinsam den letztendlichen Bildeindruck erzeugen.

Falls Sie es nicht glauben sollten, so erwerben Sie bei eBay eine ältere gebrauchte digitale Kamera und vergleichen Sie deren Bildergebnisse mit demjenigen eines beliebigen neuen Modells.

Testvergleich - Die harten Fakten

Die über jeden Zweifel erhabene Nikon D300s und die neuere Nikon D5200 - beides APS-C (DX-) Kameras wurden vom selben Testlabor unter denselben Bedingungen mit demselben Testablauf untersucht. Im Grunde müsste die D5200 aufgrund der doppelten Anzahl der Pixel doppelt so schlecht sein. Das Ergebnis widerlegte jedoch schon damals alle Märchen über Mega-Pixel und schlechter Bildqualität in allen Punkten:

Liste der Unterschiede zweier Nikon-Modelle

Messkriterien: Profi-APS-C-Kamera D300s gegen Unterklasse-APS-C-Kamera D5200. Quelle: fotoMAGAZIN 5/2013, S.58f.
Erscheinungsjahr: 2010 gegenüber 2013.
Mega-Pixel (Größere Werte gelten angeblich als wesentlich schlechter): 12,3 gegen 24,1.
Pixel-Größe (Kleinere Werte gelten angeblich als wesentlich schlechter): 5,5µm gegen 3,9µm.
Empfindlichkeit (Je größer der Umfang der Empfindlichkeit, desto besser): ISO 200-3.200, erweiterbar bis 100 und 6.400 gegen ISO 100-6.400, erweiterbar bis 25.600.
Auflösung (Nettodateigröße, ISO 100 / 400 / 1600 / 3200) (Größer ist besser): 17.832 / 17.647 / 11.966 / 12.069 Kilobyte gegen 23.313 / 28.415 / 21.770 / 22.444 Kilobyte.
Bildrauschen ISO 100 / 400 / 1600 / 3200 (Niedrigere Werte sind besser): 2,4 / 3,2 / 3,4 / 3,9 gegen 1,6 / 2.,1 / 3.0 / 3,6.
Belichtungsumfang (Eingangsdynamik: ISO 100 / 400 / 1600 / 3200 (Größer ist besser): 8,6 / 8,4 / 8,1 / 7,6 gegen 8,8 / 8,8 / 8,4 / 8,0.
Tonwertumfang (Ausgangsdynamik: ISO 100 / 400 / 1600 / 3200 (Größer ist besser): 251 / 247 / 247 / 248 gegen 249 /249 / 251 / 250.
Bildqualität Gesamtleistung: 79% gegen 83%.

Auf allen relevanten Messfeldern der Bildqualität sowie in der Gesamtbewertung der Bildqualität schlug somit die durch die höhere Pixelanzahl und damit geringeren Pixelgröße theoretisch schlechtere D5200 die nur wenige Jahre ältere D300s bei weitem.

Am meisten erstaunt die wesentlich bessere Bildqualität bei hohen ISO-Stufen der D5200. Bisher war dies immer das Hauptargument der Kritiker: Angeblich würden viele kleine Pixel die Bildqualität vor allem bei schlechten (schwachen) Lichtverhältnissen drastisch reduzieren. Exakt das Gegenteil wurde hier bewiesen.

Exakt dies ist mit Historizität gemeint: Moderne Kameras besitzen zwar eine deutlich höhere Pixelanzahl, aber zeigen dennoch weniger Rauschen und insgesamt eine - mess- und sichtbar - wesentlich höhere Bildqualität als alte Kameramodelle.

Bereits Ende der 2010er Jahre waren alle Kameras derart hochwertig, dass jede (gleichgültig, wie viele Mega-Pixel sie besitzt,) definitiv hochwertigere Fotos produziert als jede Kamera vor 10 Jahren. Lassen Sie sich in diesem Punkt keine uralten Märchen mehr erzählen. Selbst moderne Smartphone-Kamera können viele ältere klassische dedizierte Foto-Kameras in puncto Bildqualität deklassieren.

Fehlende Vergleichbarkeit und perzeptive Auflösung

Die Frage der Vergleichbarkeit ist deshalb vor allem bei digitalen Kameras mit den herkömmlichen Nominalwerten kaum zu beantworten. Manche Spezialisten behaupten, dass aufgrund der zahllosen Faktoren, welche die Kameras unterscheiden, ein fairer Vergleich zweier Kameras anhand der Pixelanzahl des Sensors nicht möglich ist.

Wer folglich zwei Kameras vergleicht, vergleicht Äpfel mit Birnen. Dies darf man sehr wohl, sofern man ausdrücklich darauf hinweist und erklärt, was man hier im Detail genau untersucht. So kann man bei Äpfeln und Birnen durchaus den Vitamingehalt je 100 Gramm Masse bestimmen. Aus einer solchen Zahl jedoch pauschal zu schließen, das eine Obst wäre generell gesünder als das andere, ist unzulässig. Allerdings werden beide Fehler bis heute in der Fotografie gemacht.

Exakt deshalb verwenden manche Fachleute heute auch den Fachbegriff der perzeptiven Auflösung = der wahrgenommenen Auflösung in Mega-Pixel. Damit meint man - cum grano salis - das Bildergebnis, das hinten rauskommt, wobei man von genormten, hochwertigen Fotoausdrucken oder kalibrierten Monitoren ausgeht. - Und unter Berücksichtigung der perzeptiven Auflösung schmelzen die in der Werbung so plakativ verwendeten Nominalwerte der Sensoren in Mega-Pixel schnell zusammen. D.h. eine Kamera mit 20 MP und einem minderwertigen (Kit-) Objektiv kann evtl. nur 10 oder weniger perzeptive MP liefern. Und diese reichen dann nicht mehr für eine hochwertige Ausbelichtung auf 75*50 cm.

Theoretisch klar und in Praxisversuchen nachgewiesen ist inzwischen jedoch der physikalische Effekt, dass jedes (auch noch so schlechte) Objektiv an einer Kamera mit höherer Sensorauflösung auch eine höhere perzeptive Auflösung bietet. D.h. die perzeptive Auflösung steigt mit mehr Mega-Pixeln. - Mit anderen Worten: Selbst mäßig gute Objektive liefern bei einem Auf-/Umstieg von einer 12-MP-Kamera zu einer 36-MP-Kamera sichtbare hochwertigere Fotos. Das haben bereits die Nikon-Nutzer 2012 ausgiebig bewiesen.

Die perzeptive Auflösung steigt natürlich noch weiter - und zwar drastisch -, wenn man an hochauflösenden Kameras auch hochwertige Objektive verwendet. Mit anderen Worten: Ein modernes Objektiv, das theoretisch für bis zu 80 oder 100 Mega-Pixeln gerechnet ist (so etwas wird seit spätestens 2015 als Festbrennweite für entsprechendes Geld von allen namhaften Herstellern geboten) kann an einer alten 12-MP-Kamera evtl. 11 perzeptive MP erbringen, an einer modernen 24MP-Kamera evtl. 23 perzeptive MP und an einer 50 MP-Kamera ca. 45 perzeptive MP. - Und nun erkennt jeder Laie sowohl auf dem Monitor als auch auf dem Ausdruck sofort die Vorteile. Spätestens ab 20*30 cm werden diese auch auf Papierausdrucken im Vergleich sofort jedem Betrachter auffallen.

Erneute Wende gegen die Mega-Pixel

2015 wurde die Mega-Pixel-Sau erneut durch das Dorf der Fotografen getrieben.

Es ist schon erstaunlich festzustellen, dass sich immer wieder angebliche Fachleute berufen fühlen, vermeintliche physikalische Grenzen aufzuführen, wenn es darum geht, Produkte der Firma Canon schlecht zu machen. Als 2015 - im üblichen Dauerwettlauf mit der Konkurrenz - Canon als erster Hersteller eine 50-Mega-Pixel-Vollformat-Kamera herausbrachte (5DS / 5DSR), traten so ziemlich diese vor 10 Jahren selbst ernannten Fachleute wieder mit absolut unhaltbaren Behauptungen auf. Diesmal wurden u.a. die Objektive als angebliche physikalische Grenze hingestellt (Quelle: DOCMA).

Zur Klarstellung: Es ist korrekt, dass man das volle Potenzial einer hohen Sensorauflösung nur mit sehr guten Objektiven ausreizen kann. Aber das ist eigentlich banal. Es gilt im Übrigen für alle Hersteller und alle Kameras aller Preis- und Leistungsklassen.

Bei anderen Kameraherstellern wurde dieses angebliche Objektiv-Problem noch nie erwähnt. So bot Nikon für APS-C 24 Mega-Pixel an. Da es sich um die halbe Sensorfläche handelt, entspricht dies 48 MP bei Vollformat. Auch allen Testern, Anwendern und selbst dem Hersteller Samsung mit seiner 28-MP-APS-C-Kamera fiel es nicht auf. Das entspricht immerhin 56 MP bei Vollformat. Als Canon 2019 mit der D90 über 32 Mega-Pixel auf einen APS-C-Sensor mit Crop-Faktor 1,6 packte, entsprach dies fast 70 Mega-Pixeln bei Vollformat. Erwartungsgemäß bot die Kamera ein Spitzen-Bildergebnis. Und auch bei der Olympus OM-D E-M5, die auf nur 1/4 der Sensorfläche des Vollformats 16,1 Mega-Pixel packt, fiel dies in allen Tests weltweit nicht auf. Ganz im Gegenteil gilt sie als eine der besten Kameras bei der Bildqualität. Umgerechnet auf Vollformat wären dies 64 Mega-Pixel. Das Nachfolgemodell Olympus OM-D E-M1 II, das Ende 2016 20 Mega-Pixel bot, galt erneut als Klassenprimus bezüglich der Bildqualität. - Das entspricht umgerechnet 80 Mega-Pixel bei Vollformat.

Die 2015 gegen Canon angeführte physikalische Grenze der Objektive von angeblich sechs Mikrometern, welche kein Objektiv unterschreiten könnte, wurde also von anderen Herstellern bereits lange erreicht und unterschritten. Sie existiert somit nicht.

Das angeblich naturgesetzliche Problem / diese angebliche physikalische Grenze existiert auch aus einem weiteren Grund so nicht, da es auf einem Denkfehler beruht. Man berücksichtigt nämlich u.a. die Bayer-Matrix nicht. Gemäß dieser bilden 4 Pixel eine zusammenhängende Messfläche, welche 2 grüne, ein rotes und ein blaues Pixel aufzeichnen. D.h. die aufgeführte angebliche Grenze tritt frühestens bei 100 Mega-Pixeln auf.

In diesem Zusammenhang sollte es auch erstaunen, dass neue Mittelformat-Kameras bzw. deren montierbare Sensor-Rückteile im Jahr 2015 80 Mega-Pixel und seit 2016 100 Mega-Pixel und 2019 150 Mega-Pixel extrem scharf darstellen können - auch ohne, dass man dazu neue Objektive benötigt hätte.

Selbst mit schlechten Objektiven wird bei 50 Mega-Pixel Auflösung sowohl die gemessene als auch die wahrgenommene Bildqualität höher liegen, als bei 20 oder 36 Mega-Pixel. Diesen positiven Effekt fanden alle Anwender bereits beim Aufstieg von 12 auf 24 bzw. sogar 36 MP bei Nikon - und zwar sowohl bei APS-C als auch bei Vollformat. - Dass man mit noch hochwertigeren Objektiven eine noch höhere Bildqualität herauskitzeln kann, ist unbenommen.

Und gute Objektive stellen für 50 Mega-Pixel bei Vollformat keine physikalische Grenze dar. Wer es nicht glaubt, sollte sich einmal in den Gebieten Astronomie und Spionage informieren. Die Auflösung dieser Objektive liegt weit über dem, was ein derzeit frei käuflicher normaler Sensor ausreizen könnte. Also spielt derzeit der Preis und nicht die Physik eine Rolle.

Dennoch haben selbstredend Mittelformat-Kameras weiterhin ihren Sinn und Vorteil. Unter anderem ergeben sich durch den Formfaktor und eine andere Brennweite sowie Schärfentiefe / Tiefenschärfe etc., Veränderungen, welche den Bildeindruck beeinflussen können. Ferner ist die Sensorfläche größer und kann somit eine etwas höhere Bildqualität produzieren. Aber das galt und gilt auch für jeden anderen Sensor-Größen- / Klassensprung (z.B. APS-C zu Vollformat).

Und dass angeblich niemand 50 Mega-Pixel in einer Kamera haben will, ist ein reines Ammenmärchen, das vor allem in Deutschland verbreitet wird. Seit Anfang 2015 lagen sowohl die Canon 5DS als auch die 5DSR getrennt jeweils an der Spitze der beliebtesten Kameras in den USA. Im Klartext: Die beiden Modelle belegten eine Zeit lang die ersten beiden Plätze der Beliebtheitsskale - weit vor der Nikon D810. 2015 wollte jeder 11. Fotograf in den USA solch eine 50 MP-Kamera haben. In Asien war das Interesse sogar noch größer als in den USA. D.h. es besteht offensichtlich ein Markt dafür, den selbst Canon weit unterschätzte. Im Grunde darf dies auch niemanden erstaunen, da es für Canon-Besitzer ein großer Sprung war, vergleichbar mit demjenigen bei Nikon 2012 zur D800.

Die einzig ernst zu nehmende Frage, die jedoch in Deutschland kaum gestellt wurde, ist diejenige nach dem Nutzen für welche Zielgruppe. Da 16 Mega-Pixel für A3 in perfekter Druckqualität ausreichen (man spricht hierbei vom sogenannten Gut-Genug-Faktor), sind 36 oder 50 MP nur für wenige Einsatzbereiche mit einem sofort in der Praxis sichtbaren Effekt sinnvoll verwertbar. Wer dies kommerziell betreibt, wird 50 MP begrüßen - wie auch jede weitere Erhöhung der Auflösung. Für die meisten Hobby-Fotografen dürfte es jedoch eher eine subjektiv zu entscheidende Preis- und Prestige-Frage sein. Dies galt jedoch bereits für die 36-MP-Kameras von Nikon und Sony.

Hinzu kommen - in jeder Sensor-/Kameraklasse - die ergonomischen Nachteile bei der Erhöhung der Mega-Pixel Zahl:

Die Verwacklungsunschärfe nimmt zu, weshalb man das Potenzial hochgezüchteter Kameras - trotz modernster Verwacklungsschutztechniken - im Grunde genommen nur vom Stativ perfekt ausreizen kann. Dies wird die professionellen Anwender nicht stören, da sie sowieso schon immer so arbeiteten.

Ferner zeigt sich eine früher einsetzende Beugung, wodurch die Fotos bei kleiner Blende (= großer Blendenzahl) wieder weicher werden. Dies muss / kann man bedingt durch Nachschärfen wieder ausgleichen. (P.S. man kann nur nachschärfen, was vorhanden ist. D.h. ein Sensor mit 50 MP liefert auch dann noch hochwertigere Fotos als ein gleichgroßer Sensor mit 20 MP). Letztendlich reduziert sich somit aber die nutzbare Schärfentiefe etwas bzw. der Aufwand der Nachbearbeitung wächst.

Dennoch handelt es sich um Einschränkungen, die man zumindest kennen sollte. Sie betreffen aber alle Kameras aller Sensorgrößen aller Hersteller.

Die Vorteile einer höheren Auflösung (= mehr Mega-Pixel) zeigen sich besonders für die Landschaft-, Architektur-, Studio- und Hochzeits-Fotografie. Aber diese Schubladen-Kategorisierung ist eher ein grober Richtwert.

Lassen Sie sich von den üblichen Negativ-Rhetorikern nicht verängstigen: Wenn diese neue Kamera (wie jede andere auch) etwas für Sie bietet, das Ihr fotografisches Leben erleichtert oder bereichert, dann ist sie für Sie geeignet.

Und misstrauen Sie auch den Aussagen von Hellsehern, die angeblich genau wissen, was Sie brauchen, ohne Sie und Ihre Anforderungen überhaupt zu kennen.

Die 2015 erneut aufgeflammte Hetze gegen Mega-Pixel ist - wie alle vorherigen - absolut unseriös und entbehrte jeder wissenschaftlichen Grundlage.

Diese vorsätzlichen Falschinformationen werden - wie im Jahr 2012 mit Erscheinen der Nikon D800 - auch sofort wieder verschwinden, sobald Sony und Nikon mit 60-MP oder noch größeren Sensoren dagegenhalten. Dann werden dieselben selbsternannten Fachleute wieder behaupten, wie genial Nikon und Sony waren (weil sie angeblich ja Naturgesetze überwanden), und dass angeblich jedermann 100 Mega-Pixel für alles und jederzeit unabdingbar benötigt.

In den USA wurden seit Juli 2015 seriöse Aufnahmen mit der 5DSR im Netz gezeigt. Sie belegten, dass die Auflösung beeindruckend ist und an keine physikalischen Grenzen stößt. Sieh dazu auch Canon 5DS and 5DS R Initial Resolution Tests.

Als Sony 2019 mit der A7RIV über 60 Mega-Pixel auf den Vollformat-Sensor bannte, waren alle Canon-Feinde wieder hellauf begeistert. Da Nikon die Sony-Sensoren verwendete, hofften seitdem auch alle Nikon-Fanboys, die bisher gegen 50 MP bei Canon gehetzt hatten, auf diesen neuen Sensor in einer D860/D900. Ganz plötzlich galten alle vorherigen eigenen Gegenargumente wieder nicht mehr. - Sie waren physikalisch in ihrer Pauschalität noch nie zutreffend.

Grenzen ?

Erstaunlicher Weise finden sich vereinzelt auch seriöse Artikel, welche wissenschaftlich belegbar nachweisen, dass selbst angebliche Naturgesetze wie die Beugung keine Grenze für die Auflösung und somit die Anzahl der Mega-Pixel darstellen. - Siehe z.B. Von Megapixeln - Viel hilft viel oder zum Informationsgewinn durch Schärfen bei 36 und 50 Mega-Pixel-Kameras auch hinter der Beugungsgrenze: Overcoming My f / Entekaphobia, resp. The Diffraction Limit. - Alle diese Artikel belegen theoretisch und praktisch eindeutig, dass man mit mehr Mega-Pixeln auch mehr Bildinformationen gewinnen kann - sogar hinter der Beugungsgrenze.

Sofern man die Fragen der Erhitzung und die der Grund-Störgeräusche in den Pixeln in den Griff bekommt, kann man die Pixelgröße weiter verringern und die Pixelzahl auf dem Sensor erhöhen.

Angesichts der abnehmenden Pixelgröße mit einhergehender geringerer Zahl der einfallenden Photonen je Pixel muss man jedoch irgendwann einen Kompromiss zwischen den beiden sich widerstrebenden Eigenschaften einerseits der Mega-Pixel (Ortsauflösung) und andererseits dem Dynamikumfang (Intensitätsauflösung) erarbeiten.

Unter 100 Mega-Pixel sehe ich bei Vollformat jedoch noch keine absolute technische Grenze, vor allem, da man das große Problem der Kühlung bisher noch nicht einmal angegangen ist. Evtl. werden wir in absehbarer Zeit - wie im PC-Bereich - Kamerasensoren vorfinden, die hinten mit einem Kühler versehen sind, der dann die Hitze unidirektional auf das Magnesium-Chassis der Kamera ableitet. - Nachtrag: Hasselblad bot dies bei seiner 2016 eingeführten spiegellosen Mittelformat-Kamera an.

Klingt das futuristisch bis utopisch für Sie? - Mag sein. Aber vor 20 Jahren hätte auch fast jeder Mensch die Aussage von 50- oder 60-Mega-Pixel-Kameras im Vollformat für Spinnerei gehalten.

Hinzu kommt, dass fast alle Kamerahersteller sich in der eigenen Entwicklung seit ca. 2012 auf Video und zwar in 8K konzentrierten. In den 2020er Jahren war dies der Standard. - In der einfachen 8K-Variante (UHD: 7.680 * 4.320 Pixel) sind das bereits über 33 Mega-Pixel, in der hochwertigeren Kino-Variante (Cine 8K: 8.192*4.608) schon fast 38 Mega-Pixel. Das wäre dann der Minimalstandard jeder Kamera, da man darunter keine echten (nativen) 8K aufnehmen kann. D.h. im davon abweichenden Foto-Format (3:2) wären mindestens 40-45 Mega-Pixel erforderlich.

Auf der Canon Expo im September 2015 in New York stellte Canon einen 250 Mega-Pixel-Sensor aus. Ob er je in Serie für Endkunden gebaut wird, bleibt wie bei vielen derartigen Labor-Schaustücken unklar. Allerdings durften manche eingeladenen Gäste sogar bereits mit einer 120 MP-Kamera (Prototyp) mit einem damals guten Objektiv Aufnahmen in beeindruckender Auflösung machen. Daran erkennt man, dass die Techniker an noch viel höherer Auflösung arbeiten. Gäbe es unüberwindbare physikalische Grenzen, könnte man dies wohl kaum.

Anfang 2017 stellte Sony seine Sensor-Planung und einen Sensor mit 100 Mega-Pixeln für das Mittelformat 44*33 mm sowie einen mit sogar 150 Mega-Pixeln für das Mittelformat 55*41 mm für das Jahr 2018 vor. Umgerechnet auf 36*24 mm für Vollformat-Kameras entspräche die Pixeldichte etwa 57-60 Mega-Pixeln. Dass Sony für das Vollformat in absehbarer Zeit sogar noch viel mehr will, geht bereits aus der Tatsache hervor, dass die eigenen neuen G-Master-Objektive für Sensoren mit bis zu 100 Megapixel gerechnet sind.

Im August 2018 brachte die angesehene englischsprachige Fotofachzeitschrift DPReview die Ergebnisse einer - allerdings nicht repräsentativen - Online-Befragung unter Fotografen heraus. Dabei gaben Canon- und Nikon-Nutzer an, was Sie von zukünftigen spiegellosen Vollformat-Kameras ihrer Firmen erwarten. Dabei nannten selbst für mich unerwartet hohe 11,3% High resolution sensor eine noch höhere Sensorauflösung als wichtigen Wechselgrund. D.h. über ein Zehntel aller Fotografen waren 2018 mit den bis zu 50 Mega-Pixeln in ihren Kameras nicht zufrieden und wollten noch mehr.

Im Sommer 2019 stellte Sony mit der A7R Mark IV einen völlig neuen Vollformat-Sensor mit 60,2 Mega-Pixeln vor. Gratulation. Nun hat Sony die Krone inne. Seitdem kocht die Gerüchteküche bei Canon über, da man dort bis 2021 noch mehr Megapixel (ca. 70 MP) im Vollformat erwartet. Das ewige Froschhüpfen, bei dem ein Anbieter den anderen (kurzzeitig) übertrumpft.

Statt neuer Sensoren kamen bis Mitte der 2020er Jahre jedoch Pixel-Shift-Verfahren in viele neue Kameras, welche hunderte von Mega-Pixeln an Auflösung durch 4-32 Aufnahmen erzielten, die man (in der Kamera oder nachher auf dem PC) miteinander verrechnete zu einem großen Bild mit teilweise bis zu 600 Mega-Pixel Gesamtauflösung und mehreren GB Dateigröße. - Auch dies strafte jene früheren Falschaussagen Lügen, weil erstens viele Anwender das wollten und zweitens viele Betrachter den Unterschied auch erkannten.

Aufgrund meiner wissenschaftlichen Kritik hier wurden alle in der Einleitung genannten vorsätzlich gefälschten Artikel und Internet-Auftritte zur angeblichen Grenze bei 6 Mega-Pixeln inzwischen gelöscht. Wenn das hirnlose und absichtlich von interessierten Kreisen gestreute Geschwätz der technischen Grenzen korrekt wäre, oder jemals bestanden hätte (wie z.B. jene angebliche Grenzen bei 6MP etc.) dann hätten Forscher und Techniker weltweit sicherlich nicht seit Jahrzehnten weitergeforscht und optimiert. Selbst auf winzigsten Sensoren für Smartphones wurden 2023 200 Mega-Pixel gepackt, welche hochwertige Fotos in JPEG und sogar extrem hochwertige Fotos als RAW sowie 8K-Video lieferten. Auch ich besitze so ein Samsung S23 Ultra Smartphone und bin von deren Bildqualität beeindruckt - wie viele Millionen Menschen weltweit. Samsung entwickelte Mitte der 2020er Jahre sogar einen kleinen 600 Mega-Pixel-Sensor für Smartphones. Gott-sei-Dank, hörten diese echten Wissenschaftler und Techniker nie auf die Lügen jener vorsätzlichen Fälscher und selbsternannten Techniker im Internet und den Foren.

Da jene professionell gestalteten und programmierten Auftritte der Lügenkampagne in der ersten Dekade unseres Jahrtausends Geld und auch Zeit kosteten, darf man davon ausgehen, dass dies jene Agitatoren nur im Auftrag durchführten. D.h. derartige Falschaussagen wurden von knallhart berechnenden und finanziell durchkalkulierenden Firmen beauftragt, weil sie sich davon viel Geld versprachen, indem sie so dumme Kunden zu Fehlkäufen alter Ware verleiten konnten. Ähnlich sah es bei erschreckend vielen in angeblichen Fachmagazinen seitdem publizierten angeblich neutralen Artikeln aus.

Grenzwerte bei Mega-Pixeln

Dennoch wollen wir im Folgenden einmal über die 'Grenzen des Nutzens' von mehr Mega-Pixeln für Normalanwender nachdenken.

Eine Vervierfachung ist sichtbar

In der Frühzeit der digitalen Fotografie fanden binnen weniger Jahre riesige technische Sprünge statt, die man tatsächlich sogar als Laie qualitativ wahrnehmen konnte.

Eine Vervierfachung der Sensorfläche von 2 auf 8 Mega-Pixel (oben dargestellt) war bereits bei Ausdrucken 20*30 cm sichtbar. Die Pixel auf der Sensorfläche sind hier im Maßstab 1 zu 10 dargestellt: 1.732 * 1.155 Pixel ergaben das blaue Segment mit 2 Mega-Pixeln. 3.464 * 2.309 Pixel ergaben das rote Segment mit 8 Mega-Pixeln.

Ebenso ist eine Vervierfachung der Sensorfläche von 8 auf 36 Mega-Pixel bei Ausdrucken 50*75 cm (und größer) sichtbar.

Eine Vervierfachung der Sensorfläche von 8 auf 36 Mega-Pixel (oben dargestellt) war aufmerksamen Beobachtern bereits bei Ausdrucken 20*30 cm sichtbar. Jeder erkennt sie jedoch spätestens beim Format 50*75 cm. Die Pixel auf der Sensorfläche sind hier im Maßstab 1 zu 10 dargestellt: 3.464 * 2.309 Pixel ergaben das rote Segment mit 8 Mega-Pixeln. 7.348 * 4.899 Pixel ergaben das grüne Segment mit 36 Mega-Pixeln.

Heute hingegen hat man einerseits bereits ein sehr hohes qualitatives Niveau erreicht, und andererseits sind die Weiterentwicklungen - trotz aller marketing-technischen Zahlenmystik - eher gering. Seitdem hervorragende 16- bzw. 20-Mega-Pixel Kameras verfügbar sind, spricht man vom sogenannten Gut-Genug-Faktor. Den meisten Fotografen reicht diese Bildqualität für 95% der Fotos aus.

Lohnt sich das Aufrüsten wegen ein paar Mega-Pixel?

Hier der Vergleich von 24 auf 36 Mega-Pixel-Sensoren bei Nikon mit den realen Werten der Kamerasensoren. 24 Mega-Pixel entsprechen 6.016*4.016 Pixel Kantenlänge bei der Nikon D750. 36 Mega-Pixel entsprechen 7.360 * 4.912 Pixeln bei der Nikon D810. Die Pixel auf der Sensorfläche sind hier im Maßstab 1 zu 10 dargestellt:

50% Prozent mehr Pixel klingt beeindruckend viel. Auf dem Bild sieht dies jedoch eher kärglich aus. Fakt ist, dass die größere Anzahl an Pixeln sich um die schon vorhandene herum gruppieren muss.

Korrekt ist, dass man bei 36 Mega-Pixeln etwas mehr beschneiden kann, um einen Bildinhalt besser zur Geltung zu bringen / zu vergrößern. Aber 50% sind es nicht. Links und rechts sind es jeweils 672 Pixel, oben und unten jeweils 448 Pixel. Das sind nur 11% mehr Rand rundherum.

Noch grotesker wird der Streit zwischen Kameras mit 24 Mega-Pixeln und solchen mit rund 20 Mega-Pixeln. Hier stehen 6.000 * 4.000 Pixel gegen 5.472 * 3.648. Die Grafik macht die de facto minimalen Unterschiede sichtbar. Ca. 5% mehr Rand rundherum sind für die Praxis der Fotografie irrelevant.

In beiden Fällen zeigt sich somit ein Grenzwertnutzen. Ab 20 Mega-Pixel spielen ein paar Mega-Pixel mehr in der Praxis der Fotografie keine große Rolle. Der reine Zahleneffekt in den Werbeprospekten wird überschätzt. - Nur so lässt sich übrigens erklären, dass die Nikon D500 2016 und die D7500 im Jahr 2017 weniger Mega-Pixel (21 MP) besaßen als das Vorgängermodell (D7200 mit 24 MP) und trotzdem von allen Fachleuten gelobt wurden.

Etwas anders sieht es beim Sprung von 22 MP (Canon 5DIII) auf 50,3 MP (5DS/R) aus, der 2015 wieder für große Diskussionen sorgte. Die Pixel auf der Sensorfläche sind in der folgenden Grafik im Maßstab 1 zu 10 dargestellt:

Hier stehen 8.688 * 5.792 Pixel gegen 5.760 * 3.840 Pixel bei Vollformat. Die hier dargestellte Fläche - d.h. die nutzbare Anzahl der Pixel - ist 2,25-mal so groß.

Das ist messbar, es ist in der Praxis auch spürbar und von Profis mit kommerziellem Einsatz sowie hochambitionierten Amateurfotografen auch verwertbar.

Einen wirklich für jeden Anwender / Betrachter spür- und sichtbaren Effekt in sehr großen Fotos gäbe es jedoch erst wieder bei einer Vervierfachung. D.h. mit den 80-100 Mega-Pixeln der modernen Mittelformat-Kameras erkennt man wieder einen deutlichen Qualitätsvorsprung zu 20 Mega-Pixeln - bei sehr großen Bildabzügen.

Noch ein Vergleich zu den 2019 so heftig geführten Glaubenskriegen um den größten Sensor und die angeblich weltbewegenden Auswirkungen von ein paar Mega-Pixeln mehr Auflösung:

Flächenvergleich moderner Vollformatsensoren

Hier stehen 9.504 * 6.336 Pixel = 60,2 MP der Sony A7R Mark IV (dunkel-grün) - der derzeit größte Sensor bei Vollformat - gegen 8.688 * 5.792 Pixel = 50,3 MP, Canon 5DS/R (blau), gegen Panasonic S1R mit 8.368 * 5.584 Pixel = 47,3 MP (rot), gegen Nikon D850 / Z7 mit 8.256 * 5.504 Pixel = 45,4 MP (gelb), gegen Sony A7RIII mit 7.952 * 5.304 Pixel = 42 MP (hell-grün).

Da sich die zweifelsfrei messbaren / zählbaren Pixel immer außen herum um das bereits bestehende der anderen Sensoren gruppieren müssen, wage ich die ketzerische Behauptung, dass die meisten Fotografen den Unterschied in der täglichen Fotopraxis nicht bemerken werden.

Anfang 2020 wurde in mehreren Vergleichen zwischen der Sony A7R Mark III und deren Nachfolgemodell Mark IV (u.a. auch von mir) nachgewiesen, dass der Unterschied zwischen 42 MP und 60 MP nur bei 1:1-Auflösung am Monitor sichtbar ist. Aber auch dann hielten ihn die meisten Betrachter für die alltägliche Fotopraxis (handgehalten unter durchschnittlichen Lichtbedingungen) für nicht ausschlaggebend bis vernachlässigbar. Bei den Tests wurden die identischen Objektive und Stative am selben Aufnahmeort verwendet. Ja, der Unterschied ist sichtbar und zweifelsfrei messbar. Aber für die meisten Fotografen ist der geringe Vorteil kaum nutzbar. Allerdings spüren alle die Nachteile u.a. der großen Dateien bei 60 MP.

Weitere sehr erhellende Größen-Vergleiche finden Interessierte in jenem Artikel.

Fazit Mega-Pixel

Mehr Pixel sind immer dann besser, wenn Sie diese benötigen. D.h. für detailreiche Aufnahmen, die Sie extrem vergrößern wollen oder bei denen Sie Ausschnitte extrem vergrößern wollen. Dafür müssen Sie jedoch auch einige Nachteile in Kauf nehmen, wie gute, teure, schwere Objektive und ein Stativ bei sehr guten Lichtverhältnissen (helles Tageslicht oder Studio).

Es hat jedoch durchaus auch seinen Grund, warum bei Canon, Nikon und auch Sony Vollformat-Sport-Kameras für Profis nur ca. die Hälfte der maximal erzielbaren Pixelzahl besitzen. So lassen sich auch bei deutlich schlechteren Lichtverhältnissen und im mobilen Einsatz noch gute Fotos aufnehmen. Aber selbstverständlich sind jene 20-25 Mega-Pixel der heutigen Sport-Profi-Kameras wesentlich besser, als alles was es früher und auch heute in der Klasse bis 24 Mega-Pixel gab oder gibt.

Es gilt somit

Mega-Pixel waren und sind keine Entscheidungskriterien für eine Kamera.

Viele Mega-Pixel ergeben keinesfalls zwangsläufig ein schlechtes Bild.

Weniger Mega-Pixel ergeben keinesfalls zwangsläufig ein besseres Bild.

Alle modernen digitalen Kameras sind früheren (zumindest einer Kategorie oder Preisklasse) in puncto Bildqualität weit überlegen.

Umsetzung

Für Sie bedeutet dies konkret, dass Sie für die Auswahl Ihrer persönlichen, idealen Kamera folgendes tun müssen:

Erstens müssen Sie sich Ihre eigenen Rahmenbedingungen genau definieren müssen: Zu wie viel Prozent fotografiere ich welche Motive unter welchen Wetter- etc. -Bedingungen?

Dann sollten Sie realistisch bleiben: Kein Hersteller kann zaubern. Alle kochen mit Wasser. Jede Kamera besitzt deshalb gewisse Vorteile und zeigt dafür auch Nachteile.

Immer sollten Sie Ihr Gehirn einschalten und vor jeder emotionalen bzw. zwanghaften Kaufentscheidung eine Pause zum Nachdenken einlegen. Kann das denn wirklich stimmen, was andere / der Verkäufer sagen oder der Tester schreibt. Und selbst, wenn ja: welchen tatsächlichen Einfluss hat dies auf meine Praxis der Fotografie?

Ferner sollten Sie sich selbst mehr vertrauen als anderen angeblichen Foto-Päpsten und selbsternannten 'Technikern' in den Foren, Fotografie-Propheten, Influencern, Profi-Ikonen, Testberichten, Foto-Magazinen, Verkäufern, Kamerabesitzern etc.

Oder Sie können subjektiv einkaufen: Falls Ihnen eine Kamera wirklich ausnehmend gut gefällt, so nehmen Sie diese bedenkenlos. Meines Erachtens sind alle seit 2012 angebotenen Kameras gut und alle heute verfügbaren digitalen Kameras sehr gut.

Viel wichtiger für gute Fotos ist Freude an der Fotografie, die Sie anspornt, immer mehr und immer bessere Aufnahmen zu machen.

Optimalwerte für Kameras

Wichtig bleibt jedoch, dass viele Mega-Pixel in Vollformatkameras bzw. Mittelformat-Kameras auch höhere Anforderungen an Objektive und Stative stellen. Siehe hierzu die Berichte des Nikon-Anhängers Thom Hogan, der mit den Marketing-Aussagen von Nikon hart ins Gericht geht.

Meines Erachtens bilden Vollformat-Kameras mit 20-60 Mega-Pixeln derzeit das ausgereifteste All-round-System. Dies erkennt man an den Profikameras, die sogar Mitte der 2020er eher im unteren Mega-Pixel-Bereich lagen. - Mehr ist nicht für jeden Fotografen notwendig.

Wer mehr Pixel benötigt, kann dies mit speziellen Programmen nachträglich hochskalieren, das dank KI (Künstlicher Intelligenz) und GenKI (Generativer Künstlicher Intelligenz) immer hochwertigere Ergebnisse liefert. Alternativ funktioniert eine Bildvergrößerung in Grenzen auch mit jedem Grafikprogramm, das eine Vergrößerungsfunktion besitzt, welche mit einem Interpolationsalgorithmus arbeitet. Photoshop kann dies z.B. mit Bild, Bildgröße und der Skalieroption Bikubisch automatisch.

Damit ist das immer wieder zu hörende Argument, man brauche unabdingbar eine sündhaft teure Vollformat- oder eine Mittelformat-Kamera, um für Micro-Stocks Fotos mit hoher Auflösung anbieten zu können, widerlegt. Die hochauflösenden Fotos, die mehr Geld erbringen oder von Verlagen gefordert werden, wurden auch früher immer hochskaliert.

D.h. man kann selbst bei nur 16 Mega-Pixeln das Foto sogar noch deutlich beschneiden und dann immer noch auf jedes geforderte Maß - in sehr hoher Qualität - hochskalieren. Als Beispiel habe ich unten ein Foto des Mondes im Original und hochskaliert eingebaut.

Original-Foto Mond bei 400 mm.

Das komplette fünffach hochskalierte Foto des Mondes können Sie sich hier herunterladen (427 KB).
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Kritische Analysen, Anmerkungen und Kommentare zu den Quellen und Testergebnissen sowie Belegen - Weitere Informationen zu Mega-Pixeln

Im Folgenden finden Sie kommentierte Quellen und Belege sowie Analysen für alle Ergebnisse und Kritiken zu Aussagen zu Mega-Pixeln sowie Anmerkungen zu den jeweiligen Personen. Die positiven wie kritischen Einschätzungen im Artikel werden gestützt durch die hier angeführten Belege und Quellen. Sie sollten auf jeden Fall einen Blick in jene Quellen werfen, oder zumindest die zur jeweiligen Quelle angeführten Details beachten.

Der US-Influencer Tony Northrup erklärt im englischen Video Megapixels: Do you need more? - Megapixels: should you care? vom 02.02.2016 die Vorteile von 50 MP in der Praxis der Fotografie.

Tony Northrup - ein Influencer - zeigt im Film Pixel Density vs Noise: Do Higher Megapixels make Noisier Pictures? auf Englisch vom 06.05.2015 die Vorteile der höheren Auflösung von Sensoren. Je Sensorklasse ist das Rauschen gleich, unabhängig von der Pixelgröße. Physikalisch ist dies auch logisch, da Photonen (Lichtquanten) keine Ausdehnung besitzen.

Der US-Influencer Tony Northrup legt im folgenden englischen Video How to Use DxOMark: Lens Sharpness & Sensor Quality auf Englisch vom 13.06.2015 dar, wie die angesehenste Test-Firma Bildqualität wirklich bewertet.

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