Megapixel

Level:Fortgeschritten
Anwendung:Hintergrundwissen

Wie viele Megapixel braucht man wirklich in digitalen Fotos? Das kommt drauf an... lies hier, worauf genau.

Megapixel und das menschliche Auge

Beginnen wir mit der Frage, wie viele Megapixel das menschliche Auge überhaupt erkennen kann als ersten Anhaltspunkt.

Das Auflösungsvermögen des Auges | Wenn ein Augenarzt die Sehstärke misst, kommt es auf den Betrachtungswinkel an, den das Auge auflösen kann. 100% Sehstärke bedeuten, dass man einen Winkel von 1’, also 1 Bogenminute = 1⁄60 Grad erkennen kann. Das entspricht ca. 1,5 mm auf 5 m Entfernung; ausführlich formuliert: Wenn du zwei 1,5 mm voneinander entfernte Punkte aus 5 m Entfernung als zwei getrennte Punkte und nicht als einen einzelnen kleinen Fleck erkennst, kann dein Auge sie „auflösen“ und du hast 100% Sehstärke. Auf jede anderen Entfernung gilt das mit entsprechend größeren oder kleineren Abständen.

Bildgröße | Um vom Auflösungsvermögen zu einer sinnvollen Pixelzahl zu kommen, braucht es eine Annahme über Breite des Blickfeldes.

Eine sinnvolle Größenordnung ist ein Bildwinkel von ca. 50°, der sich ergibt, wenn der Betrachtungsabstand von einem Bild ungefähr gleich der Bilddiagonalen ist. In Beispielen ist das ungefähr

  • das Bildfeld eines Objektivs mit Normalbrennweite oder
  • der Blick auf ein DIN A4-Blatt aus knapp 40 cm Entfernung oder
  • der Blick auf ein 50×75 cm großes Poster aus knapp 1 m Entfernung.

Das bringt uns zu einer Auflösung von ca. 3.000 Pixel in der Diagonalen (50° mit je 60 Bildpunkten, einer je Bogenminute). Mit  etwas Geometrie kann man daraus eine sinnvolle Megapixel-Zahl bekommen, sie liegt bei ca. 5 MP. Ich spare mir hier die Rechnung dahinter, runde auf und halte fest:

6 Megapixel im fertigen Bild genügen bei einem „normalen” Betrachtungsabstand für einen perfekt scharfen Bildeindruck.

Dass es mehr Megapixel für eine perfekt scharfe Auflösung braucht, wenn man dicht an einen großen Ausdruck herantritt und weniger, du z. B. ein nur postkartengroßes Bild in normaler Leseentfernung vor dir hältst, versteht sich von selbst. Aber selbst ein großes Werbeplakat könnte mit 6 MP knackscharf aussehen, wenn man es aus entsprechender Entfernung betrachtet.
Von 6 Megapixeln im „fertigen Bild” schreibe ich, weil es beschnitten sein kann, dann braucht man vorher bei der Aufnahme mehr.

Druckauflösung | Aus der Auflösung des menschlichen Auges ergibt sich auch ein Richtwert, wie klein ein Pixel auf einem Bildschirm oder im Druck sein sollte, damit das Auge gerade keine einzelnen Punkte mehr wahrnimmt.

Bei einer Leseentfernung von 30 cm zum Auge entsprechen 100% Sehkraft einer Auflösung von knapp 12 Punkten pro mm – und das ist ziemlich genau die für Papierabzüge übliche Auflösung von 300 dpi (=300 Punkte pro Zoll, 1 Zoll = 25,4 mm).

Eine Bestätigung für diesen Wert findet sich in Apples hochauflösenden Displays, vermarktet unter dem Namen Retina. Apple hat sie mit dem Hinweis eingeführt, dass Retina-Displays so fein sein sollen, dass das Auge dort keine Punkte mehr erkennen kann. Vorgestellt hat sie noch der inzwischen verstorbene Steve Jobs, mit der Erklärung, dass eine Auflösung von ca. 300 dpi das sei, was die menschliche Netzhaut (engl. retina) aus einem Abstand von ca. 25-30 cm erkennen könne.

Die übliche Druckauflösung von 300 dpi entspricht ungefähr dem Auflösungsvermögen des menschlichen Auges bei einem Betrachtungsabstand von ca. 30 cm.

Mit dieser Druckauflösung lassen sich die für eine bestimmte Ausgabegröße nötigen Megapixel berechnen:

2,1 MP für 10 × 15 cm (ungefähr DIN A6 / Postkartengröße)
6,0 MP für 18 × 24 cm
8,4 MP für 20 × 30 cm (ungefähr DIN A4)
18,8 MP für 30 × 45 cm (ungefähr DIN A3).

Einen Ausdruck in DIN A3-Größe wird man eher selten aus einer Entfernung von nur 30 cm betrachten, eine Auflösung von z. B. 12 MP genügt vollkommen für gestochen scharfe Abzüge in dieser Größe.

Gründe für mehr oder weniger Megapixel

Zunächst ein großes „aber“ als Ergänzung zu den gerade erklärten Auflösungen:

In der Praxis genügt oft eine deutlich niedrigere Auflösung für einen wirklich scharfen Bildeindruck.
  • Das Auflösungsvermögen wird gemessen mit exakt scharf gedruckten Schwarz-Weiß-Kontrasten. Die findest du in Symbolen eines Sehtests und gedrucktem Text – nicht in Fotos. Sobald benachbarte Punkte in Helligkeit und Farbe ähnlich sind, weniger Kontrast haben, ist die erkennbare Auflösung deutlich niedriger.

Auch ein mit 150 dpi gedrucktes Foto kann gestochen scharf wirken. Ich hatte schon ein Poster an der Wand, das mit nur ca. 100 dpi scharf wirkte und keine Pixel erkennen ließ, in schneebedeckten Bergen und Felsen waren sie nicht einmal mit der Lupe zu erkennen.

  • Die Wirkung eines Bildes hängt nicht nur an der Auflösung und Schärfe. Inhalt, Farbe, Gestaltung, emotionale Wirkung... all das zählt auch, nur die wenigsten Fotos brauchen hohe Auflösung und perfekte Schärfe, um zu beeindrucken. Bitte bewerte beides nicht über.
  • Wenn du bei den Auflösungen, über die wir hier reden, genau auf einzelne Pixel schaust, kommen leicht andere Unschärfen ins Spiel – Verwackelungen, Bewegungsunschärfe, Abbildungsunschärfe des Objektivs, Bereiche außerhalb der Schärfentiefe. Sobald eine dieser anderen möglichen Unschärfen größer ist, bringt eine höhere Auflösung in Megapixeln oder dpi gar keinen Vorteil.
Sehr hohe Ansprüche und Ausschnittsvergrößerungen sind Gründe für mehr Megapixel

Großformatige Anzeige in bester Qualität können ein Grund sein, nach mehr Megapixeln zu streben. Damit heute übliche ca. 20-24 MP nicht ausreichen, braucht es aber schon wirklich große Abzüge mindestens im DIN A2-Format, ca. 40 × 60 cm und einen geringen Betrachtungsabstand und es muss ein Motiv sein, das perfekte Schärfe braucht und es muss wirklich alles andere stimmen, was die Schärfe eines Bildes beeinträchtigen kann.

Beschneiden braucht viel Reserve | In der anderen Richtung ist eine Reserve zum Beschneiden von Fotos sicher der wichtigste Grund, um mehr Megapixel aufzunehmen. Da die Megapixel-Zahl sich aus Länge × Breite berechnet und mit der Fläche wächst, kann man deswegen recht schnell deutlich mehr benötigen: Wenn du ein Bild auf die Hälfte in Länge und Breite beschneidest, ist die Fläche anschließend nur ein Viertel – und hat nur noch ein Viertel der Megapixel.

Umgekehrt heißt es: Wenn du eine Reserve haben möchtest, um ein Bild auf die Hälfte an Länge und Breite beschneiden zu können, brauchst du das Vierfache der endgültigen Megapixel-Zahl.

Das bringt uns von der oben erklärten Größenordnung 6 Megapixel in die Liga von 24 Megapixel – wie sie bei modernen hochwertigen Kameras vorzufinden ist. Wenn es 20 statt 24 MP sein sollten: Kein Problem... 

Bei großen Megapixel-Zahlen spielen Differenzen eine immer kleinere Rolle |  Wegen der Abhängigkeit von der Fläche ist es wichtig, um welchen Faktor sich Megapixel-Zahlen unterschieden, nicht die absolute Differenz. 24 MP sind das 1,2-fache von 20 und das entsteht aus jeweils nur 10% mehr Pixeln in Länge und Breite. (Zum Nachrechnen: Die 1,1-fache Länge mal die 1,1-fache Breite gibt die 1,21-fache Fläche). In der Praxis wirst du keinen sichtbaren Unterschied zwischen 20 und 24 MP feststellen.

Smartphones liegen oft in der Größenordnung 10-12 MP. Dafür spielen sowohl die kleineren Sensoren eine Rolle

Beliebig viele Megapixel ergeben keinen Sinn | Mit den genannten Größenordnungen stoßen Kameras auch an Grenzen, wo eine weitere Erhöhung auch für sehr anspruchsvolle Hobby-Fotografen keinen Sinn ergibt. Die am höchsten auflösenden Kameras von Nikon, Canon und Sony liegen 2021 bei 45-50 MP, da können gute Fotografen noch etwas mehr an Details für wirklich hohe Ansprüche herauskitzeln. Diese Kamera-Modelle benötigen aber wirklich erstklassige Optiken und sorgfältige Handhabung, um ihre hohe Auflösung auszuschöpfen. Da ist nicht zu erwarten, dass sich so hohe Auflösungen nach unten hin bei kleineren Modellen oder in der Masse durchsetzen, selbst wenn die Preise fallen sollten. Die allermeisten Fotografen hätten einfach in den allermeisten Situationen keine Vorteile davon.

Megapixel und Monitore

Werfen wir zum Vergleich einen Blick darauf, wie viele Megapixel gängige Geräte anzeigen:

Gerät

Auflösung

Megapixel

Full HD-Monitor

1920×1080

2,1

QHD-Monitor

2560×1440

3,7

4K-Monitor

3840×2160

8,3

iPhone 11

1792×828

1,5

iPhone 11 Pro Max

2688×1242

3,3

Samsung S21 / S21 Ultra

3200×1440

4,6

Sie liegen im Rahmen der weiter oben vorgestellten Größenordnung von 6 MP; nur 4K-Monitore mit gut 8 MP leicht darüber. 4K-Monitore sind aber so groß, dass man in der Regel weiter als 30 cm davon entfernt sitzt und dann ist ohnehin nicht mehr jedes einzelne Pixel zu erkennen.


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