Testverfahren 1.5

Der Digitaltest Objektive -Testverfahren 1.5

  1. Der Digitaltest Kameras - Testverfahren 1.5
  2. Der Digitaltest Objektive -Testverfahren 1.5

Keine Vergleichbarkeit von Kamera zu Kamera

Grundsätzlich macht es keinen Sinn, ein an der Kamera A gemessenes Objektiv X mit einem an Kamera B  gemessenen Objektiv Y zu vergleichen. Da jeder Kamerahersteller seine Modelle anders abstimmt als die Konkurrenz, gilt jedes Testergebnis exakt ausschließlich für die angegebe Kamera/Objektivkombination. An einer zweiten Kamera führt das gleiche Objektiv zu anderen Ergebnissen. Allerdings gibt es häufig Sensoren mit ähnlicher Geometrie, auf die sich die Ergebnisse der Tendenz nach übertragen lassen: Ist Objektiv X an der Kamera A besser als Objektiv Y ist es auch an der Kamera A' besser. Informationen zu diesen Gruppen finden Sie in der Bestenliste und in den Tests.

Dies mag kompliziert klingen, hat aber den entscheidenden Vorteil, dass unser Objektivtest sowohl die sehr unterscheidlichen Geometrien der verschiedenen Sensoren als auch die spezifische Fehlerkorrektur der Kameras berücksichtigt. In der KB-Film-Vergangenheit hing es ausschließlich vom Objektiv ab, ob ein Bild bis in die Ecken scharf war. Heute erkennen Kameras das aufgesetzte Objektiv und rechnen immer mehr Bildfehler blenden- und brennweitenabhängig heraus. Hierzu gehören auch vom Sensor verursachte Probleme wie dunkle Bildecken.

Das Testchart

Zur Bestimmung von Auflösung und Kontrast hat unser Testinstitut Image Engineering zusammen mit dem Lehrstuhl für physikalische Optik, Köln ein Messverfahren entwickelt. Dieses Testverfahren verwendet neun über das Bildfeld verteilte Siemenssterne mit sinusförmigen Flanken und ermittelt so die SFR_Siemens (Spatial  Frequency Response / Ortfrequenz-Übertragung). Über alle auslesbaren Frequenzen bestimmt das Labor, wie hoch der Kontrast zwischen dunklen und hellen Linien im Bild ist. Dieser Kontrast nimmt im Bild mit zunehmender Frequenz, also feineren Details, ab, obwohl der Kontrast des Motivs (Siemenssterne) gleich bleibt. Bei einem Kontrast von 10% sind die Details für das Auge dann nicht mehr erkennbar, ist die Grenzfrequenz, also die maximale Auflösung erreicht. ImageEngineering bestimmt die Grenzfrequenz (Kontrast fällt auf 10%) für acht Segmente eines jeden Sterns. Je nach Anordnung der Pixel, kann in den diagonalen oder den waagerechten und senkrechten Segmenten die Nyquistgrenze (rechnerische Grenzauflösung eines Sensors in der Bildhöhe) um circa 40 % überschritten werden. Die maximale gemittelte Grenzauflösung kann so Nyquist plus 20 % betragen. Bei neun Sternen, die in vier unterschiedlichen Entfernungen zur Bildmitte stehen, vermitteln diese Werte ein exaktes Bild von der Leistungsfähigkeit des Objektivs.

Das ganze Verfahren steht und fällt natürlich mit absolut optimal fokussierten Aufnahmen. Angesicht anhaltender Probleme mit den Autofokussystemen, wählt das Labor aus zwei manuellen Schärfereihen mit 15 bis 20 Bildern die beste Aufnahme aus.

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© Archiv

objektivdiagramm

Die Kurve eines idealen Objektivs verläuft waagerecht bei Kontrast 1 bis zur Nyquistgrenze und fällt dann steil ab. So würden alle Details mit optimalem Kontrast abgebildet. In der Praxis bilden alle Objektive feine Details (rechte Diagrammseite) wesentlich flauer ab als grobe Details (linke Diagrammseite).

Auflösung

Wir bestimmen bei einem Zoom für drei Brennweiten je vier Auflösungswerte bei Standard-Nachschärfung: mit offener Blende und bei zweimal geschlossener Blende für die Bildmitte sowie die Ecken. Eine Sensor-/ Objektiv-Kombination mit 1200 LP/ BH unterscheidet 1200 Schwarz-Weiß-Linien über die gesamte Bildhöhe. Dabei ist es egal, ob der Sensor 10 oder 20 mm hoch ist. Die Punktzahl in der Tabelle basiert auf der Mittenauflösung und einem Korrekturglied, das bei einem starken Randabfall das Ergebnis deutlich drückt. Zudem gewichten wir die Messung bei offener Blende doppelt so stark wie die abgeblendete. Nur bei sehr lichtstarken Objektiven mit einer Anfangsöffnung größer Blende 2,5 gewichten wir den abgeblendete gemessenen Wert doppelt: Bei einem sehr lichtstarken 1,8 ist die offene Blende eine Option aber nicht der Standardwert, umgekehrt dient bei einem guten 2,8er oder erst recht bei einem 4,5-6,3 Megazoom die offene Blende als meistgenutze Einstellung. Dem trägt unsere flexible Gewichtung Rechnung.

Kontrast

Die über die Siemenssterne gewonnenen MTF-Kurven drucken wir zu jedem Objektiv in den Diagrammen ab und zeigen so die Kontrastverluste bei feineren Bilddetails. Darüber hinaus finden Sie in den Tabellen je Brennweite und Blende einen Kontrastwert, der auf der Fläche unter der Kontrastkurve basiert. Diesen Flächenwert normieren wir auf die mögliche Grenzauflösung und gewichten die Frequenzen gemäß ihrer visuellen Relevanz. Wie bei der Auflösung basiert die Punktzahl in der Tabelle auf dem Kontrast in der Bildmitte sowie einem Korrekturglied, das bei einem starken Randabfall das Ergebnis deutlich drückt. Wiederum fließt die wichtigere Blende doppelt ins Ergebnis ein.

Zentrierung

Wenn alle vier Ecksterne gleiche Kontrastwerte liefern, ist das Objektiv sehr gut zentriert. Weichen die Resultate deutlich voneinander ab, ist das ein Indiz für eine schlechte Zentrierung; rechts liefert das Objektiv dann beispielsweise eine niedrigere Auflösung als links.

Vignettierung

Zahlreiche Objektive bilden die Bildecken dunkler ab als die Bildmitte. Zur Messung der Randabschattung wird ein Milchglas über die Spezialbeleuchtung einer Ulbrichtschen Kugel extrem gleichmäßig ausleuchtet. Bei Zoomobjektiven bestimmt das Labor die Vignettierung bei drei Brennweiten und je zwei Blenden in der Entfernungseinstellung "Unendlich" aus 1200 Messfeldern im Bild und gibt das Ergebnis als Mittelwert oder Grafik aus.

Verzeichnung

Gerade Linien am Rand des Motivs werden häufig zu krummen Linien verzerrrt. Das Labor bestimmt die Stärke dieses Effektes über das Verhältnis der Durchbiegung einer Linie am Bildrand zur gesamten Bildhöhe (TV-Verzeichnung). Im Fall eines Zooms ermitteln wir die TV-Verzeichnung für drei Brennweiten. Da die Verzeichnung nicht von der Blende abhängt, gibt es keine getrennten Messungen offen und abgeblendet.  

Chromatische Aberration

Das Glas der Objektive bricht jede Wellenlänge etwas anders. Und so sind in der Abbildung die Grün-, Rot- und Blauzüge nie exakt deckungsgleich: ist etwa das blaue Bild etwas größer als das rote und das grüne erscheinen blaue Säume. Dieses Problem betrifft die Bildecken besonders stark. IE bestimmt als Messwert den Mittelwert der zehn größten Differenzen in den Farbkanälen.

Autofokus

Je nach Objektiv liefern Digitalkameras mehr oder weniger korrekt fokussierte Bilder. In den Diagrammen finden Sie deswegen als Balken den Kontrast des besten und des schlechtesten Bildes aus einer Serie von 10 AF-Aufnahmen gegenüber einem optimal manuell fokussierten Bild.

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