Auflösung (Fotografie)

SilverFast Resolution Target USAF 1951 zur Messung des Auflösungsvermögens

Als Auflösung oder Auflösungsvermögen bezeichnet man in der Fotografie die Fähigkeit eines Objektivs, Films oder Sensors, bestimmte kleinste Strukturen noch wiedergeben zu können.

Ermittlung

Theorie

Zur Ermittlung des Auflösungsvermögens werden Testaufnahmen von Strichmustern angefertigt, die in der Regel schwarz-weiß oder zumindest einfarbig sind. Dazu wird ein Film mit einem Strichraster belichtet, das einen immer geringer werdenden Abstand (zunehmende Ortsfrequenz) hat. Mit einem Mikrodensitometer wird gemessen, wie stark die Unterscheidungen zwischen den immer enger werden Linien sind.

Die Ermittlung des Bildauflösungsvermögens erfolgt durch Abzählen der noch erkennbaren Anzahl von Strichintervallen pro Millimeter. Der ermittelte Wert wird auch Modulationsübertragungsfunktion genannt. Es werden nur Werte in Bezug auf Hell-Dunkel-Kontraste geliefert. Daher kann daraus nicht abgeleitet werden, wie gut die Auflösung von vielfarbigen Strukturen ist. Hierzu ist es notwendig mehrfarbige Vorlagen, wie zum Beispiel Weißlichtinterferogramme oder farbige Rauschmuster zu verwenden.

Abbildung: Testmuster zur Bestimmung des Auflösungsvermögens von fotografischen Objektiven, Filmen und Sensoren

Praxis

Es lässt sich immer noch eine Unterscheidung im Strichraster wahrnehmen, auch wenn diese Unterscheidung unscharf oder mit Störungen versehen ist.

Wird der Ausschnitt eines Siemenssterns reproduziert, so ergibt sich für das digitale Bild (mittig) ein anderes Auflösungsmuster als für das analoge Bild (rechts).

Aus diesem Grund wird bei jedem Messverfahren eine Toleranzgrenze festgelegt. Damit wird die Menge tolerierbarer Abweichungen (Unschärfe, Störungen, Kontrast, …) definiert.

Grundproblem

1. Für die Definition tolerierbarer Abweichungen (Unschärfe, Störungen, Kontrast etc.) beim Ermitteln der Auflösung gibt es keine verbindlichen Standards. Daher kommt es bei Tests auch nie zu identischen Testergebnissen.
2. Für den Vergleich von Materialien mit unterschiedlicher Grundstruktur (Film und Sensor) gibt es kein geeignetes Verfahren. Zum einen bleiben Struktureffekte (beispielsweise Moiré) unberücksichtigt, zum anderen hängt das Testergebnis maßgeblich von der Toleranzdefinition ab. Ein Beispiel:

• Sichtbarkeit von Störungen (Körnung): Damit wäre der Film der Verlierer.
• Hoher Kontrast an der Kantengrenze: Damit wäre der Film der Gewinner.

Analoges Auflösungsvermögen

Ausgewählte Farbnegativ- und Umkehrfilme:

• Die Körnigkeit wird als RMS-Wert angegeben.
• Das Auflösungsvermögen wurde bei verschiedenen Objektkontrasten (1,6:1 und 1000:1) gemessen und wird in Linien pro Millimeter angegebenen.

Filmtyp	Körnigkeit (RMS)	Auflösungsvermögen in L/mm bei Objektkontrast
		1,6:1	1000:1
Farbumkehrfilme
Fujichrome Velvia 100 F (100 ASA)	8	80	160
Fujichrome Astia 100 F (100 ASA)	7	60	140
Agfachrome RSX II 100	10	50	125
Ektachrome 100 prof.	11	50	100
Farbnegativfilme
Kodak Royal 25		80	200
Fujicolor Reala 100	4	63	125
Kodak Ektapress Gold prof. 1600	11	40	80
Schwarzweißnegativfilme
Copex Gigabitfilm 25	4	90	900
Kodak TMAX 100	8	63	200

Digitales Auflösungsvermögen

Auch bei den Sensoren von Digitalkameras wird die Auflösung in Linienpaaren pro Millimeter angegeben. Da diese Auflösung letztlich, wie beim Film auch, aber nicht nur vom Kamerasensor, sondern auch vom verwendeten Objektiv abhängt, ergeben sich hierbei nur Anhaltswerte. Zu Beginn der digitalen Fotografie wurde auch die Anzahl der Pixel zur Orientierung über die Auflösung verwendet. Diese Anzahl wird meist in Megapixeln angegeben. Die tatsächlich von der Kamera erreichte Auflösung hängt jedoch nicht nur von der Anzahl der Pixel, sondern auch der Größe des Bildsensors sowie der von der Kamera zur Verarbeitung der Bildsignale verwendeten Hard- und Software ab. Eine Messung der tatsächlich physikalisch vorhandenen Auflösung kann nur über eine differenzierte Messmethode ermittelt werden. Für solche Messverfahren gibt es noch keinen einheitlichen Standard, so dass zum Teil starke Schwankungen der Messergebnisse entstehen.

Unter anderem muss berücksichtigt werden, dass Struktureffekte (beispielsweise Moiré) das Messergebnis verändern können.

Verschiedene Ausschnitte ein und desselben Fotos: Der mittlere Ausschnitt ist von Artefakten überlagert (Moiré).
Ohne Berücksichtigung von Struktureffekten kann die Auflösung nicht eindeutig ermittelt werden.

Siehe auch

• Schärfe
• Auflösung (Physik)
• Bildauflösungen in der Digitalfotografie (Tabelle der gängige Bildauflösungen in der Digitalfotografie, sortiert nach Seitenverhältnissen)