Wie sehen unsere Schärfemessungen in den Bildern aus?

Um unsere Objektivtests heute zu bereichern, möchte ich Ihnen anhand praktischer Beispiele zeigen, wie sich die verschiedenen Imatest LW/PH MTF50-Werte in realen Testbildern auswirken. Wir haben diese Imatest-Werte bereits vorgestellt, und jetzt ist es an der Zeit, sie in der Praxis zu sehen!

Ich möchte diesen Artikel mit dem Hinweis beginnen, dass es sich bei den hier gezeigten Bildern um Testcharts und nicht um echte Fotos handelt. Obwohl das Betrachten realer Bilder zweifellos spannender ist, liegt der Hauptzweck dieses Artikels darin, zu erläutern, wie wir die Werte ermitteln, die wir in unseren Objektivtests auf Photography Life präsentieren. Diese Werte basieren allesamt auf Testchart-Bildern. Testcharts haben nämlich die bemerkenswerte Fähigkeit, subtile Kontrastunterschiede hervorzuheben, die in realen Fotos oft schwer zu erkennen sind. Das bedeutet, dass die Unterschiede, die Sie in diesem Artikel sehen werden, im Vergleich zu den meisten alltäglichen Aufnahmesituationen übertrieben wirken können.

Grundinformation

Die meisten unserer Objektivtests beinhalten umfassende Schärfetests über verschiedene Brennweiten, Blendenwerte und Bildbereiche hinweg. Vielleicht kennen Sie bereits die Diagramme, die wir regelmäßig auf Photography Life veröffentlichen, wie zum Beispiel dieses:

Aber was bedeuten diese Zahlen eigentlich? Genau genommen handelt es sich um die MTF50-Werte für die Linienbreite pro Bildhöhe (LW/PH MTF50), die wir bei der Aufnahme der größten Imatest-Testtafel mit einer 45-Megapixel-Kamera vom Typ Nikon Z7 messen. Anders ausgedrückt:

• MTF Im Wesentlichen handelt es sich um den Prozentsatz des ursprünglichen Kontrasts einer Szene, der im Bild erhalten bleibt. In Labortests werden typischerweise abwechselnd schwarze und weiße Balken verwendet, um die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) zu messen. Stellen Sie sich einen Test vor, bei dem die Balken anfangs sehr dick sind und allmählich dünner werden. Selbst ein mattes Objektiv zeigt den größten Teil des Kontrasts in den dickeren Balken. Mit abnehmender Dicke der Balken bleibt jedoch immer weniger vom ursprünglichen Kontrast erhalten – vielleicht nur noch 90 %, dann 70 %, dann 50 %… und der ursprüngliche Kontrast der Szene nimmt mit abnehmender Dicke der abwechselnden Linien weiter ab. Ab einem bestimmten Punkt ist kein Kontrast mehr zwischen den Linien vorhanden; Ihr Bild zeigt dann nur noch eine neutrale graue Fläche.
• Posen MTF50 Frage: Welche Linienstärke ist erforderlich, um 50 % des ursprünglichen Kontrasts zu erhalten? Dies gilt allgemein als guter Indikator dafür, was visuell „scharf“ wirkt.
• Der Begriff steht für Anzeigezeilen für jede Bildhöhe (LW/PH) So übersetzen wir die Frage („Welche Linienstärken erhalten 50 % des ursprünglichen Kontrasts?“) in die Zahlen, die Sie in unseren Diagrammen auf Photography Life sehen. Im Wesentlichen ermitteln wir, wie viele Linien eine bestimmte Fläche abdecken können. Kamerasensorlänge Je höher die Zahl, desto besser, da dies auf mehr/dünnere Linien hinweist.

Wird die Frage allgemeiner formuliert – also: „Welche Linienstärke ist erforderlich, damit x % des ursprünglichen Kontrasts erhalten bleiben?“ –, wird deutlich, dass jeder Wert zwischen MTF 0 und MTF 100 messbar ist. Manche Fotografen gehen noch einen Schritt weiter und beschreiben Objektive mit einer guten Leistung bei MTF 80 oder MTF 90 als kontrastreich (manchmal auch als feiner Kontrast oder „Extrusion“ bezeichnet), während Objektive mit einer guten Leistung bei MTF 30 oder MTF 20 als detailreich auf Pixelebene beschrieben werden.

Die MTF-Werte korrelieren stark über alle Ortsfrequenzen hinweg, und ein Objektiv mit guter MTF50-Leistung („Schärfe“) sollte auch exzellenten Feinkontrast und Detailwiedergabe auf Pixelebene aufweisen. Daher verwenden wir diesen Wert als repräsentativen Test.

Abschließend sei noch erwähnt, dass der Kamerasensor die MTF50-Werte (Lichtstärke/Bildhöhe) maßgeblich beeinflusst. Sensorgröße, Auflösung und Filterstapel spielen dabei eine entscheidende Rolle. Daher ist ein direkter Vergleich der an zwei verschiedenen Kameras getesteten Objektive nur mit einer Umrechnungskurve möglich, um die Werte von einem Test auf den anderen zu übertragen. Dieser Umrechnungsfaktor gewährleistete übrigens die Vergleichbarkeit unserer Canon- und Sony-Objektivtests mit den Nikon-Objektivtests. Mehr dazu erfahren Sie hier.

Eine Übersicht der in diesem Artikel verwendeten Bilder

Die in diesem Artikel gezeigten Bilder sind 100%-Ausschnitte (960 x 960 Pixel) aus den Testchart-Bildern, die wir bei Photography Life verwenden. Es handelt sich um die Originalbilder, mit denen wir die LW/PH-MTF50-Werte berechnet haben, die wir in unseren Objektivtests der letzten Jahre veröffentlicht haben. Die Bilder wurden weder geschärft noch chromatische Aberrationen, Rauschen oder Verzeichnungen korrigiert. Sie wurden nicht skaliert – ein Klick auf das Bild zeigt, dass es exakt aus der originalen .NEF-Datei ausgeschnitten wurde. Helligkeit und Weißabgleich wurden in Lightroom standardisiert, um einen besseren visuellen Vergleich zu ermöglichen. Bei einigen Bildern, bei denen der Ausschnitt möglicherweise nicht eindeutig war, wurde ein etwas schmaleres Seitenverhältnis verwendet (die Bildhöhe blieb jedoch bei 960 Pixeln). Abschließend wurden die Bilder als Lightroom-JPEGs mit minimaler Komprimierung (90 % Qualität), ohne Nachschärfung und mit vollständigen EXIF-Daten exportiert.

Hier sehen Sie die vollständige Bildgröße und den Bildausschnitt, den ich für alle Bilder im weiteren Verlauf des Artikels verwende:

Sie werden feststellen, dass die Schwarz-Weiß-Muster in den äußersten Ecken des Bildes teilweise abgeschnitten sind. Dies ist beabsichtigt. Imatest misst die MTF50-Werte nicht anhand dieser Muster, sondern anhand der schrägen grauen Linien entlang der Kanten der schrägen Quadrate. In der oben gezeigten Anordnung sind diese schrägen Linien so weit wie möglich von den Bildecken entfernt (bei größerem Abstand kann Imatest sie nicht mehr erfassen). Da die Schwarz-Weiß-Muster dadurch leicht beschnitten werden, sind die „Ecken“-Ausschnitte in den folgenden Bildern im Vergleich zu den „Mitten“- und „Bildmitte“-Ausschnitten etwas kürzer.

Abschließend sei noch erwähnt, dass aufmerksame Betrachter feststellen werden, dass die unten aufgeführten LW/PH-MTF50-Werte nicht immer exakt mit den Werten in unseren Objektivtests übereinstimmen, obwohl sie alle sehr nahe beieinander liegen. Dies liegt daran, dass die Werte für die Bildmitte und die Ecken in unseren Tests Mittelwerte aus verschiedenen Bereichen des Bildes sind (sechs Bereiche für die Bildmitte und vier für die Ecken), während die folgenden Bilder jeweils nur einen Bereich des Bildes zeigen. Die unten aufgeführten Werte für die Bildmitte entsprechen jedoch alle denen in unseren Tests, mit Ausnahme des Wertes für das Nikon Z 14-24 mm f/2.8 S-Objektiv. Ich habe kürzlich eine zweite Version dieses Objektivs getestet, die besser abschnitt als die erste – die entsprechenden Ausschnitte zeige ich unten.

Nachdem wir das geklärt haben, schauen wir uns nun einige Auszüge an!

Illustrative Bilder bei verschiedenen LW/PH MTF50-Werten

1. 500 LW/PH MTF50

Glücklicherweise erreichen nur wenige Objektive ein derart schlechtes Leistungsniveau, selbst bei extremen Winkeln und maximaler Blendenöffnung. Eines der wenigen Objektive, die ich kürzlich auf diesem Niveau getestet habe, ist das ältere Nikkor 43-86 mm f/3.5 Ai-S, und selbst dieses Objektiv schneidet nur bei maximaler Blendenöffnung und extremen Winkeln so schlecht ab.

2. 1000 LW/PH MTF50

Von nun an zeige ich Ihnen einige Beispiele für jeden LW/PH-MTF50-Wert. Dies wird Ihnen ein gutes Verständnis dafür vermitteln, inwiefern die Bilder gleichzeitig Ähnlichkeiten und Unterschiede aufweisen können, obwohl sie nahezu dasselbe Testergebnis erzielen.

Wir befinden uns aktuell noch im unteren Bereich des Spektrums, obwohl einige gute Objektive bei offener Blende eine ähnliche Leistung bieten könnten. Sie werden feststellen, dass die folgenden Bilder nicht nur deutlich unscharf sind, sondern auch stärkere chromatische Aberrationen aufweisen als die meisten der nachfolgenden Beispielbilder in diesem Artikel.

Interessanterweise unterscheidet sich die Art der Unschärfe in den folgenden drei Bildern leicht. Die ersten beiden Objektive erzeugen eine leichte Verwischung, während das dritte Bild fast unscharf wirkt. (Anders ausgedrückt: Die ersten beiden Objektive weisen gute MTF20- und MTF30-Werte auf, was auf eine gute Detailwiedergabe auf Pixelebene hindeutet, jedoch schlechte MTF80- bzw. MTF90-Werte, was einen geringen Kontrast bedeutet. Beim dritten Objektiv ist es genau umgekehrt: Es bietet einen guten Kontrast, aber eine geringe Detailwiedergabe auf Pixelebene. Dennoch weisen alle drei Bilder nahezu identische MTF50-Werte auf!)

3. 1500 LW/PH MTF50

Es sieht jetzt besser aus, und die Ergebnisse sind durchaus auch für relativ große Ausdrucke brauchbar. Man sollte bedenken, dass es sich um stark vergrößerte Ausschnitte handelt, die weniger als 1 Megapixel eines 45-Megapixel-Bildes darstellen. Trotzdem sind die Ränder noch etwas unscharf. Ich wünschte, mein Objektiv würde bei jeder Brennweite, zumindest in einem Teil des Blendenbereichs, eine bessere Schärfe bis in die Ecken liefern.

4. 2000 LW/PH MTF50

Wir erreichen nun ein sehr zufriedenstellendes Schärfeniveau, bei dem ich, sofern alle anderen Bedingungen optimal sind, keine nennenswerten Einwände gegen die Bildqualität hätte. Natürlich ist eine noch höhere Schärfe möglich, aber diese Leistung hält selbst bei sehr großen Ausdrucken einer genauen Betrachtung stand. Meiner Meinung nach sollte ein gutes, modernes Objektiv diese Schärfe von Ecke zu Ecke für mindestens eine Blendenöffnung erreichen können – idealerweise für alle Brennweiten. Ich wäre aber auch schon sehr zufrieden, wenn es annähernd so scharf wäre (zum Beispiel bei einer MTF50 von etwa 1800–1900 LW/PH am äußersten Ende des Zoombereichs).

5. 2500 LW/PH MTF50

Diese Schärfewerte (2500 LW/PH MTF50) sind Standard für moderne Objektive im mittleren Bildbereich, und einige der besten Objektive erreichen sie sogar bis in die Ecken. Die Vorteile sind hier im Vergleich zu den vorherigen Beispielen mit 2000 LW/PH weniger deutlich; dennoch sind die Unterschiede erkennbar, wenn man schnell zwischen Bildern wechselt.

6. 3000 LW/PH MTF50

Wir erreichen nun ein hohes Schärfeniveau. Meiner Meinung nach sollten moderne Objektive dieses Minimum im mittleren Bereich einiger Blendenöffnungen übertreffen. Premium-Objektive erreichen dieses Schärfeniveau ebenfalls im mittleren Bereich mindestens einer Blendenöffnung. Wir haben sogar zwei oder drei Objektive getestet, die dieses Niveau bis in die Bildecken erreichten, dies ist jedoch äußerst selten.

7. 3500 LW/PH MTF50

In dieser Phase erreichen wir eine Schärfe, die man üblicherweise nur in der Bildmitte findet. Eine bemerkenswerte Ausnahme bildet das Nikon Z 135 mm f/1.8 Plena-Objektiv, das diese hohe Leistung im zentralen Bildbereich selbst bei einer Blendenöffnung von f/4 beibehält. Moderne Festbrennweiten erreichen oft eine MTF50-Schärfe von 3500 LW/PH in der Bildmitte, und auch Zoomobjektive erreichen dieses Niveau gelegentlich. Dennoch bleibt dieses Ergebnis außergewöhnlich hoch und ist stets beeindruckend, wenn ein Objektiv diese Leistung erbringt.

8. 4000 LW/PH MTF50

Der MTF50-Wert von 4000 LW/PH markiert den ultimativen Meilenstein in unserem Bestreben, extreme Schärfe zu verstehen – ein Niveau, das nur mit den schärfsten Objektiven überhaupt erreicht werden kann, und bisher auch nur in der Bildmitte. Die meisten Objektive, die diese Schärfe erreichen, sind Festbrennweiten, doch einige Zoomobjektive haben diese Schwelle in den letzten Jahren überschritten. Auf dem Sensor der Nikon Z7 lässt sich diese hohe Schärfe nur bei Blendenöffnungen von f/4 oder größer erzielen; bei kleineren Blendenöffnungen ist es unmöglich, die (wenn auch geringfügige) Aberration zu kompensieren.

Schließlich kommen wir zur präzisesten Schärfemessung der letzten Jahre, die wir mit dem Viltrox 35mm f/1.2 Objektiv bei einer Blende von f/2 erzielt haben und die einen MTF50-Wert von 4142 LW/PH erreichte. (Leider konnte ich die ursprüngliche .NEF-Datei für den Test des Nikon AF-S 28mm f/1.4E Objektivs, den wir vor fast einem Jahrzehnt durchgeführt haben, nicht finden, aber dieses Objektiv hält immer noch den Photography Life-Rekord von 4162 LW/PH MTF50.)

die Haupt-Punkte

Sind die Unterschiede subtiler als erwartet? Meiner Meinung nach wirkt alles ab einem MTF50-Wert von 2500 LW/PH mit bloßem Auge hervorragend, und die Vorteile nehmen bei höheren Werten deutlich ab. Diese Unterschiede mögen unter solch strengen Laborbedingungen auftreten, aber ich glaube, dass der Unterschied zwischen beispielsweise 3500 und 4000 LW/PH MTF50 in realen Bildern, zumindest bei einer Auflösung von 45 Megapixeln, nicht wahrnehmbar wäre. Die Unterschiede zwischen weniger signifikanten MTF-Werten sind hingegen weitaus wichtiger; 1000 und 1500 LW/PH MTF50 beispielsweise stellen zwei völlig unterschiedliche Welten dar.

Diese Testbilder veranlassen mich eher dazu, meine Prioritäten bei der Bewertung der Objektivleistung zu überdenken. Ist ein Objektiv, das bei offener Blende in den Ecken etwa 1300 LW/PH erreicht, dessen Bildmitte aber bei kleiner Blendenöffnung 4000 übersteigt, wirklich besser als ein Objektiv, dessen Ecken bei etwa 1600 LW/PH oder höher bleiben, selbst wenn die Bildmitte „nur“ etwa 3500 erreicht?

Das ist keine hypothetische Frage! Welches dieser Objektive hat die beste Schärfe?

Auf den ersten Blick mag Viltrox dank seiner außergewöhnlich hohen Schärfewerte im Bildzentrum der klare Sieger sein, doch ein genauerer Blick könnte Ihre Meinung ändern. Da es schwierig ist, die höheren MTF50-Werte (LW/PH) voneinander zu unterscheiden – und umgekehrt, wie leicht sich die niedrigeren unterscheiden lassen – tendiere ich tatsächlich eher zu Sigma. Es hat zwar eine niedrigere Obergrenze, aber eine höhere Untergrenze und fällt in den Ecken nie unter 1585 LW/PH MTF50 (während Viltrox auf 1298 absinkt). Wie Sie in diesem Artikel gesehen haben, ist die Untergrenze bei der MTF-Analyse meist der entscheidende Faktor, insbesondere bei der Beurteilung der Objektivschärfe.

Wenn Unternehmen weiterhin Objektive mit solch unglaublicher Schärfe produzieren, könnte dies die Entwicklung noch höher auflösenderer Vollformatkameras begünstigen. 45 Megapixel reichen für die meisten Situationen aus, doch mit diesen exzellenten Objektiven werden 100 oder sogar 200 Megapixel neue Details sichtbar machen und größere Ausdrucke mit weniger Pixelierung ermöglichen. Diese Entwicklung lässt sich bereits beim hochauflösenden „Pixel-Shift“-Modus einiger moderner Kameras beobachten – hier ist heutzutage oft die Sensorauflösung, nicht die Objektivauflösung, der größte limitierende Faktor. (Man sollte bedenken, dass die eigentlichen limitierenden Faktoren meist Schärfentiefe, Beugung, Bewegungsunschärfe oder Rauschen sind, aber es gibt durchaus fotografische Situationen, in denen sich diese Probleme kontrollieren lassen.)

Zusammenfassung: Schärfewerte und ihre Auswirkungen auf Ihre Bilder verstehen

Ich hoffe, dieser Artikel hat Ihnen ein besseres Verständnis dafür vermittelt, wie sich unsere Labortests auf reale Bilder auswirken! Natürlich handelt es sich hierbei nur um Testbilder, und in realen Fotos werden diese Unterschiede nicht so deutlich sichtbar sein. Aber er macht es umso wichtiger, sich im Alltag weniger Gedanken über subtile Unterschiede zwischen Objektiven zu machen, insbesondere bei höheren Schärfestufen.

Objektivhersteller verfügen über beeindruckende Ingenieursleistungen, und Objektive mit MTF50-Werten über 4000 LW/PH sind heutzutage keine Seltenheit mehr. Ob das die Bildqualität tatsächlich verbessert, ist allerdings eine andere Frage. Ich persönlich bevorzuge leichte Objektive mit hoher Bildschärfe, selbst wenn die maximale Schärfe dadurch etwas geringer ausfällt. Meine Vorlieben könnten sich ändern, sobald Vollformatkameras mit 100 Megapixeln oder mehr verfügbar sind, aber aktuell spielt der High-End-Bereich in meiner Fotografie keine Rolle.

Wie viel Wert Sie auf diese Schärfeunterschiede legen und ob Ihre Fotografie von der Erfassung des letzten Kontrastanteils profitiert, bleibt Ihnen überlassen. Unabhängig von Ihrer Situation verstehen Sie nun besser, was unsere Zahlen bedeuten.