Reflecta RPS 10M / Silverfast AI 9 / Fragen zum Workflow

[Jossie]

Die Darstellung in meiner Skizze bedeutet, dass der Scanner eine sinusförmige Schwärzung mit 1000 Perioden (Cycles) pro Inch mit 20% Intensität auflösen kann.

Die MTF habe ich im Prinzip verstanden. Muss es denn eine sinusförmige Schwärzung sein? Im Diagramm von Wikipedia wird ein Rechteckmuster verwendet.

Das ist aber nur bei Scannern der Fall, bei Kameras wird nur die Anzahl der Pixel notiert.

Ich verstehe nicht, warum hier ein Unterschied zwischen Scanner und Kamera gemacht werden soll. Beide rastern ein Motiv in Pixeln ab. Ob simultan wie bei der Kamera oder nacheinander wie beim Scanner, sollte doch am Ende egal sein?

Hermann-Josef

[yogi]

Sinusförmige Ortsfrequenzen sind für die MTF definiert. Analog zum Audio, ein Ton von einem kHz ist ein Sinuston. Gemessen wird mit Rechteckmustern. Bei höheren Frequenzen bleibt jedoch nur die Grundwelle übrig = Sinus (näherungsweise).

Der Unterschied ist, dass bei Kameras mit der Anzahl der Pixel zwar wenig gesagt wird, aber es stimmt immerhin.
Bei Scannern ist die Herstellerangabe der Auflösung in der Regel Unsinn.

Scannerhersteller könnten die tatsächlich erzielbare Auflösung angeben, aber das wäre transparent und die Zahl so klein.
Bei Kameras ist das schwierig, da ein Objektiv meistens fehlt. Aber je mehr Pixel, desto mehr Auflösung.

Noch schöner wäre eine Angabe zum Störabstand. Aber das gibt es noch nicht einmal im Profibereich.

[Jossie]

Sinusförmige Ortsfrequenzen sind für die MTF definiert.

Gut, also eine Definitionsfrage.

Bei Scannern ist die Herstellerangabe der Auflösung in der Regel Unsinn.

Also kein prinzipieller Unterschied.

Bei Scannern kommt noch erschwerend hinzu, dass (z.B. bei den Tests von ScanDig) nur ein Exemplar getestet wird und das Ergebnis auf die ganze Modellserie übertragen wird. Dass das schwer ins Auge gehen kann, hatte ich bei meinem Scanner gesehen: Nominell 5000 ppi, geliefertes Modell nach USAF1951 2300 ppi, nach mehreren Reparaturen alles zwischen 2300 ppi und tatsächlichen 5000 ppi. Man geht sogar so weit zu sagen, dass die Auflösung mit SilverFast besser sei als mit anderer Software .

Hermann-Josef

[Bobby]

Verzeiht, aber mit den sinusförmigen Ortsfrequenzen und der Bayernmatrix () bin ich überfordert.

Kann man das Ganze nicht einfacher sehen?

Dateigrösse und Auflösung bei einem Scanner
Mein Coolscan 5000ED hat eine nominelle optische Auflösung (gemäss Prospekt: «optical resolution») von 4000 ppi. Ich habe das anhand eines 23x35 mm Diarahmens (mit Schublehre gemessen) bestimmt und zählte eine Bildgrösse von 3'480 x 5’340 Pixels, insgesamt also 18'583'200 Pixels. Mit 48 bit Farbtiefe und 8 bit/Byte ergibt sich eine Grösse von 111'499'200 Byte bzw. 106.3 Mbyte. Gemäss Windows ist die Dateigrösse ist tatsächlich genauso gross.

3'480 Pixels auf 23 mm und 5340 pixels auf 35 mm entsprechen einer Auflösung von 3'843 bzw. 3'867 ppi, was ungefähr dem Spezifikationswert von 4000 ppi entspricht. Mit einem USAF 1951 Resolution Targets konnte ich die reelle Auflösung mit 3'642 x 3251 ppi bestimmen.

Dateigrösse und Auflösung bei einer Digitalkamera
Meine Lumix FZ1000i Digitalkamera («20 Megapixels») hat eine Sensorgrösse von 3648 x 5472 Pixels, also 19'961'856 Pixels. Das wäre dann mit 48 bit Farbtiefe ein Bild mit 114.2 Mbyte. Im RAW Format abgespeichert gibt es eine gemäss Windows eine Dateigrösse von nur 22.5 MByte – Das «RAW» Format ist hier also keineswegs ein Format mit Rohdaten, sondern es handelt sich um bereits verarbeitete Daten. Lässt die Bayer Matrix bzw. eine sinusförmige Ortsfrequenz grüssen? - Auch die Rohdaten des Scanners kann man ja beliebig komprimieren, so man will.

Die Sache mit den ppi ist eigentlich bei einer Digitalkamera obsolet. Kommt ja darauf an, auf welche Bildgrösse man die erhaltenen Pixel verteilen will.

[yogi]

1.
Ich dachte, ich hätte die Ortsfrequenzen anschaulich erklärt, also noch ein Versuch:

Unbenannt.JPG (50.26 KiB) 6697 mal betrachtet

In meinem Beispiel sei die grüne Funktion die Auflösung von 20% bei 1000 Perioden pro Inch. In der Literatur auch oft als 1000 Linienpaare/Zoll bezeichnet. Die 20% beziehen sich auf die Amplitude der niederfrequenten rechteckigen Schwärzung oben blau. Selbst wenn die hochfrequente Schwärzung rechteckig sein sollte, wird hier nach der Abtastung nur die Grundwelle, ein Sinus, übrig bleiben.

Ich werde nun keine weitere "Vorlesung" zur Theorie der Bildabtastung halten, schriftlich macht das keinen Sinn, im persönlichen Gespräch wäre die Sache wohl in 2 bis 3 Stunden recht gut erklärt. Wenn man das nicht gleich versteht, muss man sich keine Sorgen machen, schließlich hatte ich das im Studium und habe knapp 10 Jahre auf dem Gebiet gearbeitet.

2.
Der LS5000 (den habe ich auch) hat laut Datenblatt drei CCD-Zeilen mit je 10.000 Pixeln. Damit schafft er mühelos eine Auflösung von 4000 Linienpaaren/Zoll oder 4000 Perioden/inch. Die Nikon Leute haben die Theorie der Bildabtastung verstanden und wissen, wann wo gefiltert werden muss.

3.
Bei der Kamera mit 20 Mpixel und Bayermatrix muss nicht mit 48bit/pixel, sondern nur mit 16 bit quantisiert werden, denn jedes Pixel trägt nicht drei, sondern nur eine Information.
Macht 320 Mbit = 40 MByte. Mit verlustloser Huffman-Codierung kommt man in die Nähe von 20 MByte für die RAW-Datei. Passt also.

[Bobby]

Der LS5000 (den habe ich auch) hat laut Datenblatt drei CCD-Zeilen mit je 10.000 Pixeln. Damit schafft er mühelos eine Auflösung von 4000 Linienpaaren/Zoll oder 4000 Perioden/inch. Die Nikon Leute haben die Theorie der Bildabtastung verstanden und wissen, wann wo gefiltert werden muss.

Ich habe mir erlaubt, diesen Punkt als neuen Thread in das Nikon Forum zu bringen.

Was den Rest Deiner Erklärungen anbelangt, wäre eine Übersetzung in einfache Worte für dieses Forum nützlich, denn hier sind die allermeisten doch nur Amateure und keine Profis.

Die Frage war ja warum der Scanner für eine Datei 195 MByte benötigt, die 26 MP Digitalkamera jedoch nur 30-40 MByte. Ich hab die Antwort versucht und gesagt, dass beim Scanner die 48 bit Information in jedem Pixel abgelegt wird, bei der Digitalkamera selbst im RAW Format die Daten aber komprimiert werden. Und für einen Vergleich muss man berücksichtigen, dass man auch die Scannerdaten komprimieren kann wenn man will.

[yogi]

In welchem Forum ist das nun?

Ist der Punkt 3 mit 20 MByte auch nicht klar?

Die Abtasttheorie mit einfachen Worten zu erklären geht leider nicht. Da muss man weit ausholen nebst Mathematik. Siehe etwa hier:
https://en.wikipedia.org/wiki/Nyquist%E ... ng_theorem

Aber noch einige Hinweise:
Gängige Frequenzen sind Schwingungen pro Zeiteinheit, bekannt mit der Einheit Hz. 1000 Hz sind 1000 Schwingungen (Perioden) pro Sekunde.
Ortsfrequenzen sind Schwingungen pro Längeneinheit, in bspw. Linienpaaren pro mm oder cycles (Perioden) pro Bildhöhe, etc, etc. Eine einheitliche Einheit gibt es hier nicht, denn nur die Zeit hat etwas Absolutes, Längen eben nicht.

Vielleicht ist bekannt, dass für die Audio CD eine Abtastrate für die Analog/Digitalwandlung von etwa 44 kHz (44.000 Abtastwerte pro Sekunde) festgelegt wurde, um das Hörspektrum von 20 kHz zu digitalisieren. Auch hier benötigt man die doppelte Abtastrate plus 4 kHz für die Bandbegrenzung (Filterung). Hier kann man besser (steiler) filtern, als in der Optik, deshalb nur 4 kHz Overhead.

Auch wenn man eine Herleitung nicht in Gänze versteht, sollte es doch möglich sein, eine in Fachkreisen unbestrittene Tatsache zu akzeptieren.

[Bobby]

Yogi, Dein Wissen in Ehren. Aber es war eine einfache Frage von einem Amateur. Hier sehe ich doch auch eine einfache Antwort angemessen. Es ist doch die Tugend des Fachmannes, dass er komplexe Sachverhalte auch jemanden weniger informierten vermitteln kann. - Ist meine Erklärung für den Amateur vielleicht unvollständig oder falsch?

Die Frage war ja warum der Scanner für eine Datei 195 MByte benötigt, die 26 MP Digitalkamera jedoch nur 30-40 MByte. Ich hab die Antwort versucht und gesagt, dass beim Scanner die 48 bit Information in jedem Pixel abgelegt wird, bei der Digitalkamera selbst im RAW Format die Daten aber komprimiert werden. Und für einen Vergleich muss man berücksichtigen, dass man auch die Scannerdaten komprimieren kann wenn man will.

Ich würde mich freuen, wenn wir unsere Diskussionen im neuen Thread Nikon-Forum fortführen könnten, viewtopic.php?t=30093. Mit Deinem Wissen kannst Du sicher helfen.