Der Kameratest: Labor und Praxis

So testet fotoMAGAZIN
07.05.2019

Nicht nur die Kameratechnik entwickelt sich weiter. Auch das fotoMAGAZIN passt sein Test- und Bewertungsverfahren 

regelmäßig an.

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Die visuelle Beurteilung der Bildqualität erfolgt unter anderem mit diesem Testaufbau.

Grundlage unseres Kameratests ist das Labortestverfahren DCTau (siehe unten). Die Note für die Bildqualität basiert aber nicht ausschließlich auf dem Labortest, zusätzlich werten wir auch zahlreiche Praxisbilder und die Aufnahmen unseres visuelle Testaufbaus aus. Hierbei werden vor allem im Labortest nicht erfasste Aspekte wie Farbreproduktion, Weißabgleich, Texturverluste und die Qualitätsreserven der Raw-Dateien berücksichtigt.

Veränderte Auswertung 2019

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Eingangs- und Ausgangsdynamik sowie Scharfzeichnung ermitteln wir im Labor mit einer OECF-Testtafel.

Unsere Bewertungsschema passen wir regelmäßig an die  Veränderungen der Kameratechnik an. Aktuell haben wir im Mai 2019 für den Test des Jahres in Heft 6/2019 größere Veränderungen bei der Bewertung von Wechselobjektivkameras vorgenommen. Dies betrifft im Einzelnen:

 

  • Bildqualität: Die Messlatte für die Auflösung haben wir angehoben. Dies hat zur Folge, dass sich alle Kameras bei den erreichten Prozentwerten verschlechtert haben. Die sehr hochauflösenden nur geringfügig, Modelle mit niedriger Auflösung stärker. Außerdem haben wir Auflösung und Rauschen stärker gewichtet: Diese beiden Werte machen nun jeweils knapp 35 % der Gesamtwertung aus. Die Eingangsdynamik im JPEG gewichten wir mit 10 %, Artefakt- und Scharfzeichnungsnote jeweils mit 8 %, die Ausgangsdynamik mit 5 %.
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    Mit Hilfe einer LED-Tafel wird die Auslöseverzögerung gemessen.

    Geschwindigkeit: Bei Serienbildern wird nun primär die Geschwindigkeit mit aktivierter AF-Nachführung gewertet. Das führt vor allem bei einigen spiegellosen Systemkameras zu Abwertungen, die ihre höchste Geschwindigkeit nur mit Einzel-AF erreichen. Außerdem haben wir die Skala für die Anzahl der Raw- Bilder in Folge höher gesetzt.

  • Ausstattung: Die Checkliste für die Ausstattungswertung haben wir aktualisiert. So werden nun beispielsweise auch die Akkulaufzeit (gemäß CIPA-Standard) und bei spiegellosen Systemkameras die Sucherauflösung nach einem festen Schema gewertet – das kommt tendenziell Spiegelreflexkameras mit längerere Akkulaufzeit zugute. Die Messlatte für die Monitorgröße und Auflösung haben wir angehoben. Kameras ohne Sucher schneiden nun schlechter ab als zuvor.
  • Bedienung: Die Bedienung ist der subjektivste Faktor. Wir haben ihn nun in die Ausstattungswertung integriert (dies gilt  sowohl für Systemkameras als auch für Kompaktkameras). Nur bei offensichtlichen Bedienschwächen oder ergonomischen Vorteilen, wie einem Hochformatauslöser, können hier Malus- oder Bonuspunkte vergeben werden.

Bei Kompakt- und Bridge-Kameras haben wir die Auswertung im Mai 2019 nur geringfügig angepasst: Bei der Bildqualität wurde die Bewertung der Artefakt- und Scharfzeichungsnote leicht verändert und die bisher getrennt bewerteten Aspekte Ausstattung und Bedienung wurden wie bei den Systemkameras zusammengefasst.

Grundsätzlich werden bei Kompakt- und Bridge-Kameras andere Merkmale bewertet als bei Wechselobjektvkameras; das gilt vor allem für objektivabhängige Merkmale wie Verzeichung und Vignettierung. Außerdem wird hier nur bis ISO 3200 (statt 6400) bewertet, da nicht alle Kompaktkameras höhere ISO-Stufen zur Verfügung stellen. Aufgrund der unterschiedlichen Kriterien und Gewichtungen sind die prozentualen Ergebnisse zwischen Wechselobjektivkameras und Kompaktkameras nicht vergleichbar, die reinen Messwerte schon.

Für die Gesamtnote wird bei allen Kameras die Bildqualität am stärksten gewichtet (60 %), die Geschwindigkeit mit 20 %, die Ausstattung und Bedienung mit zusammen 20 %. 

Labortestverfahren DCTau 5.0: die wichtigsten Begriffe erklärt

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Die Auflösung ermitteln wir mit einem Chart mit neun Siemenssternen.

Die Bildqualität von Digitalkameras ermittelt das Labor "Anders Uschold Digitaltechnik" mit dem Testverfahren DCTau 5.0 im JPEG-Modus mit den werksseitigen Einstellungen beispielsweise für Schärfe und Kontrast. SLRs testen wir in der Regel mit hochwertigen Festbrennweiten, um den Einfluss des Objektivs möglichst gering zu halten. Im Folgenden erläutern wir die wichtigsten Begriffe von DCTau:

Bruttodateigröße:

Die Bruttodateigröße ist die Größe der unkomprimierten Bilddatei im Farbraum 24-Bit-RGB. Sie kann per Faustregel sehr einfach berechnet werden: Pixelzahl x 3 Byte. Ein Bild im Format BMP entspricht sehr genau der Bruttodateigröße.

Nettodateigröße:

Die Nettodateigröße beschreibt, wie viel verwertbare Auflösungsinformation oder Datenmenge in einer Datei enthalten ist. Sie ist eine sehr fortgeschrittene Weiterentwicklung der oft gelesenen Auflösungseinheit Linienpaare pro Bildhöhe. In DCTau wird die Auflösung über dem gesamten Bildfeld und in allen Ausrichtungen gemessen. Damit ist es möglich, alle differenzierten Bildpunkte über dem Bildfeld zu ermitteln, anstatt der Linienpaare pro Bildhöhe, die nur die Auflösung an einem Messpunkt in senkrechter Richtung beschreiben. Multipliziert man nun diese gefundenen, also von Kamera und Objektiv differenzierten, Bildpunkte mit dem Speicherbedarf von 3 Byte pro Bildpunkt, so erhält man die Nettodateigröße. In einfachen Worten beschreibt sie, was insgesamt in einem Bild an Auflösungsinformation enthalten ist, unabhängig von der Ausrichtung und dem Ort der Messung. Vorteil der Nettodateigröße ist, dass man Kameras verschiedener Formate aber auch verschiedener Seitenverhältnisse vergleichen kann. Letzteres kann die Einheit Linienpaare/Bildhöhe nicht und berücksichtigt so nicht, dass ein 3:2-Bild dem Anwender links und rechts mehr an Bildinhalten und damit Nutzinformation bietet als ein 4:3-Bild.
Die Nettodateigröße messen wir mit Hilfe einer Testtafel mit neun Siemenssternen, sodass sowohl die Detailzeichnung in der Bildmitte, als auch der Abfall zum Bildrand ermittelt wird. Bei Kameras mit manueller Blendensteuerung wird die Auflösung bei mehreren Blendenwerten gemessen, bei allen Kameras in verschiedenen ISO-Stufen.

Auflösung (effektive Pixel):

Seit Ausgabe 7/16 rechnen wir die etwas schwer verständliche DCTau-Einheit Nettodateigröße zur besseren Verständlichkeit in die neue Einheit „effektive Megapixel“ um. Diese beschreibt, wie viele der Sensorpixel die Kamera tatsächlich als Bilddetails umsetzen kann.

Wirkungsgrad:

Der Wirkungsgrad beschreibt, wie effizient eine Kamera ihre technischen Ressourcen bei der Auflösung nutzt. Bei der Entwicklung von DCTau wurden sehr lange Testreihen untersucht und ein praktischer Richtwert ermittelt, für den ein Digitalisierungssystem als ideal abgestimmt angesehen wird. Klassische Ansätze von Auflösungsmessungen an waagerechten und senkrechten Strukturen, wie die Linienpaare pro Bildhöhe, basieren meist auf den Grenzauflösungen nach Nyquist und Shannon, die 4 Pixel/Linienpaar als sinnvolle Grenze definieren. In der Praxis überschreiten aber fast alle guten Kameras diese theoretische Grenze. Da DCTau die Auflösung in beliebiger Richtung und in Subpixelgenauigkeit berechnet, können auch die höheren Auflösungen geneigter Linien ermittelt werden. Der 100-%-Referenzwert des Wirkungsgrades liegt bei einer Auflösung von 2,59 Pixeln pro Linienpaar. Braucht eine Kamera im Schnitt diese 2,59 Pixel/Linienpaar, dann hat sie den Wirkungsgrad 100 %. Braucht sie doppelt so viele Pixel also 5,18 Pixel/Linienpaar, dann ist ihr Wirkungsgrad nur noch 50 %. Ihre feinsten Linien und Punkte werden demnach breiter, sprich weicher.

Artefaktgrenze (orange Linie in Testcharts):

Bei digitalen Bilddaten spielen nicht nur die Sensorauflösung und die optische Leistung eine Rolle, der Signalverarbeitung kommt eine große Verantwortung zu. Was bei Film fast nicht vorstellbar war, ist bei Digitalbildern Realität: Zuviel Auflösung ist möglich und kann dem Bild schaden. Der Grund ist einfach: Film hat eine zufällige chaotische Anordnung von Bildpunkten (Körnern) und Sensoren haben eine rechtwinklige Anordnung. Chaos erzeugt aber keine wiederkehrenden künstlichen Strukturen, geordnete digitale Raster schon. Und diese treten mit Strukturen im Motiv in Konflikt und entwickeln ein Eigenleben. Erlaubt eine Bildaufbereitung sehr kontrastreiche feinste Strukturen so können diese in feinere Bereiche der Bilddaten reichen als tatsächlich Bildinformation vom Motiv und Objektiv erfasst wurden. Feine Strukturen und Details bekommen unschöne Artefakte und Bildstörungen, wie feinste Scharfzeichnungslinien und Moiré. Die orange Linie soll verdeutlichen, wo ein Idealverhältnis zwischen zu viel und zu wenig Auflösung gegeben ist. Diese Linie hängt von der jeweiligen Pixeldichte ab, denn eine Vollformatkamera mit 12 Megapixeln kann ihre Ressourcen deutlich effizienter nutzen als eine Minisensorkamera mit 20 Megapixeln und kommt erst später sprich bei höheren Wirkungsgraden in das Dilemma, dass die Auflösung künstlich wird und mit mehr Artefakten erkauft wird.

Artefaktnote:

Die Effizienz der Auflösung alleine ist aber nicht ausreichend, um daraus das Maß an möglichen Artefakten zu bestimmen. Eine schlechte Kamera kann wegen der mäßigen Optik eine nicht so tolle Auflösung haben, sodass die Auflösung unter der orangenen Artefaktgrenze liegt, und trotzdem eine sehr künstliche Detailwiedergabe aufweisen. Als einzige subjektiv visuell ermittelte Note wird deshalb beim Betrachten des Testtafelzentrums die Artefaktnote vergeben. Zu den Artefakten gehören Helligkeitsmoiré, Farbmoiré, Aliasing (Treppenbildung von schrägen Linien) und Pumpen, das rhythmische dünner und dicker Werden von schrägen Linien. Auch gibt es unscharfe Wolken umgeben von gut aufgelösten Strukturen oder sehr scharfe Farbränder in bestimmten Ausrichtungen. Alle diese Artefakte werden danach unterschieden, ob sie in wenigen oder vielen Ausrichtungen vorkommen, wie kontrastreich sie sind und ob sie nur bei feinsten Details auftreten oder weitere unterschiedlich aufgelöste Bereiche betreffen. Hier muss tatsächlich das erfahrene Auge ran, mit Software ist diese Fülle nicht zu beurteilen.

Scharfzeichnung:

Kanten und Strukturen im Motiv werden immer etwas weicher als im Original wiedergegeben, sodass eine Nachbearbeitung durch Kantenaufsteilung oder Scharfzeichnung prinzipiell gut tut. Aber die beste Scharfzeichnung ist die, die man noch nicht sieht. Am leistungsfähigsten ist eine präzise scharfe Kante, die noch keine hellen und dunklen Verstärkungslinien hat. Nachschärfen kann man diese immer, rauslöschen klappt nicht ohne massive Qualitätsverluste im Bild. Weil Kamerahersteller aber sehr unterschiedliche Ansichten haben, ob ein neutrales oder knallig aufgepepptes Bild zu ihrem Kunden passt, bewerten wir die lokale Kontraststeigerung an Kanten. Weil fotoMAGAZIN dem Leser die Flexibilität und Wahl, wie scharf sein Bild sein soll, selbst überlassen möchte, bewerten wir eine neutrale und motivkorrekte niedrige Scharfzeichnung mit einer guten Note und senken sie umso weiter ab, je mehr die Kanten manipuliert wurden. Die Note selbst wird an Testfeldern des gesamten Helligkeitsbereichs separat an der Grenze zu Weiß und zu Schwarz und in sechs verschiedenen Ausrichtungen gemessen. Damit zeigt unsere Scharfzeichnungsmessung nicht nur die Ergebnisse in einer Helligkeit oder ein, zwei Richtungen, sondern (wie bei der Auflösung) bekommen wir einen Überblick über Bildkanten aller Kontraste und Helligkeiten in verschiedenen Ausrichtungen.

Bildrauschen:

Bildrauschen tritt in Form von Störpixeln auf, die in Helligkeit oder Farbe von den eigentlichen Bildinformationen abweichen. Wir messen es in allen verfügbaren ISO-Stufen. Werte zwischen 1 und 2 sind sehr gut, um die 3 gut, über 4 stört das Rauschen deutlich.

Belichtungsumfang (Eingangsdynamik):

Die Eingangsdynamik, also die Fähigkeit, helle und dunkle Bildbereichen zu differenzieren, messen wir ebenfalls in allen ISO-Stufen. Ab 8 Blendenstufen ist sie sehr gut, ab 9 hervorragend.

Dass die Dynamikergebnisse im Vergleich zu den Herstellerangaben oder manchen anderen Tests häufig niedriger ausfallen, hat verschiedene Gründe. Zunächst ist DCTau ein Systemtest, das heißt, wir testen immer Kamera-Objektiv-Kombinationen. Vor allem Streulicht im Objektiv und zwischen Sensor und Objektiv begrenzt daher in der Realität die Dynamik (gegenüber dem den theoretischen Werten des Sensors). Hinzu kommt ein anspruchsvolles Testverfahren: Bei der DCTau-Testtafel sind sechs kontrastreiche Graukeile auf einer Seite von einem weißen und auf der anderen Seite von einem schwarzem Balken begrenzt. Um jede dieser Kombinationen steht ein weißer Rahmen und alle sechs Teilbereiche befinden sich vor einem mittel- bis hellgrauen Hintergrund. Diese Testtafel stresst die Kamera, da sie prüft, welche Dynamik eine Kombination einer Kamera mit einem hochwertigen Objektiv unter anspruchsvollen Bedingungen leisten kann. Sie entspricht einer hellen Szene, z. B. Außenbereich mit Straße und Himmel oder Landschaft, bei der die Güte der weniger dunklen Partien bewertet wird. In der Praxis zeigt sich, dass dann die erreichbaren Dynamikwerte ohne weiteres zwei bis drei Blenden unter denen weniger anspruchsvoller Testtafeln liegen.

Tonwertumfang (Ausgangsdynamik):

Ausgangsdynamik bezeichnet die Umsetzung der aufgenommenen Tonwerte im Bild (max. 256 Helligkeitsstufen pro Farbkanal bei JPEG-Dateien). In DCTau wird sie in allen ISO-Stufen gemessen.

Vignettierung:

Die Vignettierung (Randabdunklung) erfassen wir sowohl bei Kompaktkameras als auch bei SLRs und sonstigen Systemkameras, da sie nicht nur vom Objektiv abhängig ist, sondern zum Teil auch von der Kamera.

Eckenrauschen (Corner noise):

Um die Nachteile der elektronischen Vignettierungskorrektur zu erfassen, messen wir den Anstieg des Rauschens zu den Bildecken (Corner noise).

Verzeichnung:

Die Verzeichnung, also die gekrümmte Abbildung gerader Linien durch das Objektiv, ermitteln wir bei Kompaktkameras mit Zooms in drei Brennweiten, bei SLRs und anderen Systemkameras in der Regel mit Festbrennweiten. Unter +/- 0,7 % ist sie kaum sichtbar, bis +/- 1,2 % sichtbar und darüber stark. Bei vielen Kameras wird sie elektronisch korrigiert.

 

 

 

Sie können bis zu drei Kameras vergleichen, um eine andere auszuwählen, entfernen Sie eine aus dem Vergleich.
Andreas Jordan
Über den Autor
Andreas Jordan

Andreas Jordan ist Mediendesigner und arbeitet seit 1994 als Redakteur und Autor mit den Schwerpunkten Multimedia, Imaging und Fotografie für verschiedene Fach- und Special-Interest-Magazine (u. a. Screen Multimedia, Computerfoto, MACup). Seit 2003 ist er Redakteur beim fotoMAGAZIN und leitet dort seit 2007 das Ressort Test & Technik.