Tiefpaßfilter: Beseitigung von Artefakten und Moiré

Mutig, mutig Bildgalerie betrachten

Blende ,“Mutig, mutig”
Christa Weihe

Eine Einschränkung konventioneller Digitalkameras ist die Tendenz, Artefakte zu erzeugen. Auf der Grundlage der Expertise und der Erfahrung in der Präzisionsoptik begegnet der Kamerahersteller Canon dem Phänomen mit einem neuartigen Ansatz.

Bestimmte Dinge können sehr kleine, regelmäßige Muster aufweisen - beispielsweise textile Gewebe. Bei näherem Hinsehen erscheint dieses Muster als eine wechselnde Abfolge von Streifen, die durch dunkle Schatten im Gewebe abgegrenzt werden. Wenn ein solches Gewebe photographiert wird und der Abstand (genauer: die Frequenz) der Strukturen ähnlich den Abständen auf dem Digitalsensor ist, aktiviert das vom Objekt ausgehende Licht nur bestimmte Pixelreihen auf dem Sensor. Das Ergebnis sind Artefakte, die sich zudem mit Drehung oder seitlicher Bewegung der Kamera verändern können.

Die Artefakte machen sich im Bild als wellenförmige Muster bemerkbar, bekannt auch als Moiré. Andere Motive, wie entfernte geometrische Muster (zum Beispiel Gitter), können ebenfalls diesen Effekt erzeugen. Um den Moiré-Effekt zu bekämpfen, nutzen die Kamerahersteller sogenannte Tiefpaßfilter, um den einfallenden Lichtpunkt unscharf zu machen. Ein einzelner Filter kann allerdings ein Muster nur in eine Richtung unscharf machen, was etliche Artefakte unkorrigiert läßt. Außerdem geht dieser Ansatz auf Kosten der Auflösung. Canon verwendet daher einen aus drei Schichten aufgebauten Tiefpaßfilter. Der erste Filter polarisiert und verschiebt das einfallende Licht vertikal im Abstand von einem Pixel. Um das Licht dann horizontal teilen zu können, muß die Polarisation wieder aufgehoben werden. Dies wird durch einen zweiten Filter, bekannt als Phasenplättchen, erreicht. Der dritte Tiefpaßfilter polarisiert das Licht ein zweites Mal, diesmal in horizontaler Richtung.

Das einfallende Licht wird auf diese Weise präzise um einen Pixel in die horizontale und vertikale Richtung gespreizt. Die resultierende gezielte Unschärfe beseitigt den Moiré-Effekt. Aber solange sie nicht kompensiert wird, reduziert sie auch die Schärfe des Bildes. Eine akkurate Kompensation erfordert eine außerordentlich komplexe Abfolge rechenintensiver Algorithmen. Der DIGIC II Prozessor von Canon bietet genügend „Kopffreiheit“, also Rechenkapazität, die dazu genutzt wird, besonders ausgeklügelte Korrekturroutinen auszuführen und so die volle Auflösung des Sensors ohne Einbußen bei der Kamerageschwindigkeit auszunutzen. Das Endergebnis ist ein hochauflösendes Bild mit einer überlegenen Genauigkeit in der Farbreproduktion.
 

Digitalfotografie 03 / 2005

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1 Kommentare

Jetzt ist ja die Nikon D800 Rausgekommen und es gibt sogar eine sonderedtition wo der Tiefpassfilter weggelassen wurde um halt den moire und den Artefakten gegenzu wirken. würde es etwas bringen wenn ich bei meiner Eos 1000D den Filter entferne oder nicht? Anderseits wenn ich das hier lese könnte dabei ein"Falsches Bild herauskommen da ja 3 schichten Fehlen. Schreibt mir Per mail zurück

von Macrowallpaper
14. März 2012, 23:00:33 Uhr

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