Die Canon EOS 5 D
im Vergleich mit der EOS 20D

ein Report von Stefan Gross

Teil 2 - Schärfe & Vignettierung

Seitenüberblick
Vollformat contra Crop-Faktor
FAQ's
 

Vollformatsensor contra Crop-Faktor

So jung die digitale Spiegelreflextechnik noch ist, so verwirrend mögen die mit ihr neu eingeführten Begriffe vor allem auf analoge Fotografen wirken. Gab es vormals die sauber getrennten Welten des Gross-, Mittel- und Kleinbildformats, so erfährt letzteres einen gewissen Bedeutungswandel, denn das Kleinbildformat wird jetzt in der digitalen Welt schlicht Vollformat genannt. Die dafür geltende Standardgrösse von 24 x 36 mm hat Canon dem CMOS-Bildsensor der EOS 5D (23,9 x 35,8 mm) spendiert und bietet damit dem Markt eine Sensorgrössenklasse an, die aktuell von anderen Herstellern einschliesslich des Erzrivalen Nikon im digitalen Sektor der portablen Spiegelreflextechnik technologisch unerreicht ist.

Canons Spitzenleistung beim Sensorformat kommt Umsteigern aus der analogen Fotografie gerade recht, denn für sie bedeutet dies keine lästige Brennweiten-Umrechnerei und damit die gewohnte Einsatzfähigkeit ihrer Objektive. Das erlernte fotografische Handwerk kann an der EOS 5D somit fortgeführt werden und Normal- und Weitwinkelobjektive bleiben in ihrer Einsatzfunktion voll erhalten.

Aus Sicht des sogenannten APS-C-Formats, dem die EOS 20D mit einer Abmessung von 15,0 x 22,5 mm zugerechnet wird,  sieht die Digitalfotografie ein wenig anders aus. Bedingt durch die verkleinerten Sensorabmessungen um den sogenannten Brennweiten-Verlängerungsfaktor von 1,6 mutieren beispielsweise Telebrennweiten von 300mm nun zu 480mm. Angenehm für Naturfotografen mit scheuen Motiven, unerfreulicher für Weitwinkelfreunde.

Mittlerweile hat der Markt jedoch reagiert und stellt eine Reihe von Objektiven zur Verfügung, die sich des Problems der EOS 20D-User (natürlich auch EOS 350D, 300D, 10D u.a.) im Weitwinkelbereich angenommen haben. Nicht nur Canon deckt mit den Zooms EF-S 18-55 bzw. 17-85mm den beliebten Bereich von Weit- bis Normalbrennweite für das APS-C-Format ab, sondern auch Drittanbieter wie Sigma, Tamron und Tokina bieten zunehmend ähnliche Brennweiten, sowie Megazooms mit Startbrennweiten von 18mm an und unterstützen daneben gar den Superweitwinkel mit Zoomobjektiven im Bereich um 10 - 24 mm Bandbreite.

Wer sich hier mit den für die EOS 5D vielfach inkompatiblen Objektiven eingedeckt haben sollte, dem wird damit nicht nur das Upgrade erschwert, sondern es stellt sich auch die Frage,  welchen Vorteil ihm - neben den anderen technischen Vorzügen wie z.B. dem grossen Display - speziell das Vollformat der EOS 5D zu bieten hat. Einige Proargumente werden dazu weiter unten in den Kapiteln beim ISO-Rauschen oder dem Sucherdurchblick gezeigt, hier soll es jedoch zunächst darum gehen, wie es um die Abbildungsleistung vor allem auch in den Randbezirken des zusätzlich nutzbaren Sensorareals bestellt ist.

Ein Vergleich beider Senorformate fällt nicht leicht, denn einerseits ist es wünschenswert, den gleichen Bildwinkel beider Kameras in Deckung zu bringen und andererseits wäre die selbe Motivgrösse der voll aufgelösten Aufnahmen eine gute Vergleichsbasis. Wenngleich wir uns weiter unten für die erste Variante entschieden haben, soll zunächst im Rahmen der FAQ's die Frage zu der gleichen Motivgrösse bei den voll aufgelösten Aufnahmen geklärt werden:

FAQ's

1.) lässt sich durch Ausschnittsverwertung an der EOS 5D die gleiche Bildformatgrösse erzielen wie an der EOS 20D und damit der Brennweitenverlängerungsfaktor kompensieren ?

Nein, der Sensor der EOS 20D weist mit 22,5 x 15mm (Diagonale 27 mm) zwar eine um den Faktor 1,59 kleinere Diagonale und damit einen entsprechenden Verlängerungsfaktor zum Vollformatsensor der EOS 5D (35,8 x 22,9mm = Diagonale 43mm) auf, doch wird dieser Faktor nicht analog mit einer entsprechend höheren Pixelanzahl an der 5D aufgefangen.

Dazu müsste die EOS 5D über eine Auflösung von knapp 21 Mio Pixel (5.577 x 3.718 Bildpixel) verfügen. In höchster Auflösung stehen ihr jedoch 4.368 x 2.912 (=12,7 Mio) Pixel zur Verfügung, was einem  - nennen wir ihn - "Pixel-Verlängerungsfaktor" von rund 1,25 entspricht. Es werden also an der EOS 5D 25% mehr Brennweite oder eine entsprechend geringere Motivdistanz benötigt, um die gleiche Bildformatgrösse der EOS 20D bei 100%-Auflösung zu erzielen.

In der Praxis sollten die 25% allerdings nicht überschätzt werden; der Unterschied dürfte in den allermeisten fotografischen Situation den Betrachtern kaum auffallen.

2.) Wie steht es um die Bildqualität vor allem auch in den Randbereichen an der EOS 5D ?

Diese Frage wurde anhand von 6 Objektiven - von Superweitwinkel bis zur 300'er Telebrennweite -  für beide Kameras sowohl im Zentrum als auch den Randbereichen untersucht. Als repräsentative Blendenstufen haben wir die Offenblende, eine Stufe abgeblendet und die feste Blende von f=8 gewählt. Dabei kam einiges an Bildmaterial zusammen (für jedes Objektiv 3 Aufnahmen, wobei die Bildschärfe dort jeweils in 9 Positionen ermittelt wurde), so dass wir hier aus Platzgründen die einzelnen Testaufnahmen nur auszugsweise vorstellen können.

a) die Bildschärfe:

Bei der Auflösung im wichtigen Bildzentrum ergaben sich durchgehend an allen getesteten Objektiven für die EOS 5D kleine aber doch erkennbare Vorteile gegenüber der EOS 20D (subjektiver Schärfeeindruck +0,56). Auch in den Randbereichen liegt die 5D im Durchschnitt vorne, wenngleich die Unterschiede hier als  geringfügig einzustufen sind (+0,15).

Beispielhaft hier jeweils recht typische, voll aufgelöste Aufnahmen aus Zentrum und Randbereich:

AUFLÖSUNG am Canon 17-40mm/4,0 L @17mm, Offenblende
im BILDZENTRUM		im RANDBEREICH
sub. Schärfegrad 5	sub. Schärfegrad 4	sub. Schärfegrad 3	sub. Schärfegrad 2,8

b) Randabdunkelung (Vignettierung) und Verzeichnung

Ähnlich wie die Sonne dunkler wird, sobald sie sich dem Horizont nähert und die Strahlen durch eine dickere Luftschicht gedämpft bzw. teilweise durch die Erde abgeschirmt werden, so ergeht es dem Licht in den Randbereichen der Optik beim Vollformat. Während an der EOS 20D nur der innere Bildkreis - quasi das Filetstück der Optik - für den gecroppten CMOS verwertet wird, so will der grosse Bildsensor der EOS 5D vollständig ausbelichtet werden und hat hier erkennbar stärker mit Vignettierungen zu kämpfen. Der Randlichtabfall beträgt - innerhalb des Testfeldes -  im Schnitt an der EOS 5D rund 1,8 Blendenstufen während er sich an der EOS 20D mit einer halben Stufe kaum bemerkbar macht.

Die Vignettierung fällt an der EOS 5D besonders bei Weitwinkelobjektiven iVm der Offenblende auf (Beispielsweise bei 17mm und Blende 4,0 von über 4 Blendenstufen). Je weiter abgeblendet bzw. die Brennweite erhöht wird, umso geringer wird die Randabdunkelung. In der Praxis mit gemischt belichteten Motivsituationen - die Reprofotografie oder extreme Weitwinkelaufnahmen einmal ausgenommen - fällt die Vignettierung jedoch kaum auf bzw. lässt sich ggf. durch eine Helligkeitsverlaufsmaske oder z.B. im Adobe-Cameraraw mit einem Tool nachkorrigieren.

Die durchgehend tonnenförmige Verzeichnung hielt sich an beiden Modellen auf fast identischem Niveau und nimmt mit zunehmender Brennweite ebenfalls ab.

Auch hierzu ein typisches Beispiel:

VIGNETTIERUNG am Canon 50mm/1,8 II eine Stufe abgeblendet (f2,5)
Helligkeitsabfall 52 Tonwertstufen  (rund 1,5 Blendenstufen)	Helligkeitsabfall 11 Tonwertstufen  (rund 0,4 Blendenstufen)

 

3.) mit welchem Zugewinn an geringerer Schärfentiefe ist an der EOS 5D zu rechnen ?

Der Begriff der Schärfentiefe ist eine recht komplexe Angelegenheit mit vielen Einflussfaktoren, bei denen u.a. die Blendenzahl, Brennweite, Motiventfernung, Ausgabegrösse und der Betrachtungsabstand eine Rolle spielen. Als weiterer Faktor wird die Sensorformatgrösse angeführt, die auch beim grossflächigen Vollformat-CMOS der EOS 5D zu einer Verringerung der Schärfentiefe  führt.

Diese Annahme setzt jedoch voraus, dass der Betrachtungswinkel mit der Belichtung an einem kleineren Bildsensor übereinstimmt. Wird - wie im "Mausklick-Beispiel" rechts - an EOS 5D und 20D derselbe Winkel eingenommen, so muss dafür - um den Brennweitenverlängerungsfaktor auszugleichen - bei gleicher Entfernung eine kleinere Brennweite für die 20D verwendet werden. Keine Frage, dass sich dabei die Schärfentiefe ausdehnt bzw. für die EOS 5D flacher ausfällt.

Wird jedoch eine andere Priorität gesetzt und auf die identische Zielausgabegrösse bei 100%-Auflösung beider Sensoren abgestellt (siehe Frage 1), so kommt es zu einer identischen Schärfentiefe. Im praktischen Versuch konnten wir jedoch wiederholt feststellen, dass hier die Schärfentiefe an der EOS 5D sogar noch etwas höher liegt:

weiter zum 3. Teil: ISO-Rauschen, Hotpixel, Dynamik