Erhöhte Auflösung durch Pixel-Shift

2021 © Thomas Gade

Pixel Shift ist ein Verfahren zur Verbesserung der Auflösung von Details. Nötig sind dafür Kameras mit Sensoren, die zur Bildstabilisierung beweglich sind. Um ein Pixel-Shift Aufnahme zu machen, werden mehrere Fotos gemacht. Zwischen den Belichtungen wird der Sensor minimal in verschiedene Richtungen bewegt. Anschließend verrechnet die Kamera sie zu einer einzigen Bilddatei. Im Pixel-Shift-Modus erledigt die Kamera diesen Vorgang durch eine Auslösung.

Damit werden Nachteile der schachbrettartigen Bayer-Matrix vor dem Sensor kompensiert. Sie setzt vor die einzelnen Meßzellen der Sensoren Farbfilter (rot, grün, blau), die deshalb nur einen eng begrenzten Wellenlängenanteil (Farbe) messen können. Auf diese Weise messen 50% der Zellen Licht in der Farbe grün und jeweils 25% rot und blau. Von einem 24 MP Sensor zeichnen 12 MP das Bild in grünem Licht auf und jeweils 6 MP in rot und blau. Die RGB-Werte für jeden Meßpunkt werden durch Werte aus den benachbarten Zellen interpoliert. Und ebenso werden auch die Bildinformationen pro Kanal durch Interpolation jeweils auf 24 MP angehoben.

Mit Pixel-Shift werden für jedes Pixel alle drei Farben gemessen. Die damit erzeugte Bilddatei enthält daher die RGB Werte und Detaildarstellung ohne Interpolation. Ferner verringert Pixel-Shift die Bildung von Moiré-Mustern.

Pentax - Keine Erhöhung der Pixelmenge

Bei Pentax enthalten Pixel-Shift Dateien nicht mehr Pixel als normale Fotos. Die Pixelmenge vergrößert sich nicht, obwohl die Auflösung von Mikrodetails verbessert wird. Folgendes Bildpaar mit einer Pentax K-1 II aus einem Vergleich von Scannern und Digitalkameras beim Digitalisieren von Filmen zeigt den Unterschied.

Pentax K-1 II (Vollformat / 36 MP) Rodenstock Apo-Rodagon D 75mm, Blende 5.6 Auflösung: horizontal 3250 dpi, vertikal 3649 dpi

Pentax K-1 II mit mit Pixelshift. Rodenstock Apo-Rodagon D 75mm, Blende 5.6 Auflösung: horizontal 5793 dpi, vertikal 5793 dpi

 

Panasonic und Olympus - Pixel-Shift erzeugt Bilder mit mehr Pixeln

Stellen wir uns außerdem vor, dass zwischen den Meßzellen auf dem Sensor ein kleiner Abstand besteht und deshalb die Verrechnung von Bildern, die minimal zueinander verschoben sind, eine weitere Erhöhung der Auflösung bewirkt. Panasonic und Olympus nutzen dies. Die Bilddateien werden dabei erheblich größer als normale Aufnahmen.

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