Dann rechne mal das Rayleigh Kriterium für MFT aus.
Bei einer Pixelgrösse 4,5 µ (3840) erreichst Du das Kriterium (75% Diffraktionsdistanz) mit 7,2 µ bei Blende 5,6.
Sofern Du ein optisch ideales Objektiv hast, das 172 Lp/mm darstellt
Deine Rechnung stimmt im Kern: bei 4,5 µm Pitch liegt der Airy-Durchmesser bei f/5,6 (grünes Licht, ~525 nm) tatsächlich um die 7,2 µm. Passt.
Und mit den
172 Lp/mm hast Du unbewusst genau den wunden Punkt getroffen — nur zeigt er in eine andere Richtung, als es zunächst klingt.
1. Der Sensor: native 3840 geht gar nicht
Der Ausgangs-Nyquist für UHD ist gemütlich: 1920 Lp über 17,3 mm =
Das ist die Frequenz, die im fertigen Bild echten Kontrast tragen muss.
Ein Bayer-Panel mit exakt 3840 Photosites in der Breite liefert die aber
nicht. Luminanz kommt nur mit ~0,7× der Mono-Nyquist rein, Farbe deutlich darunter, dazu Debayer-Artefakte, die als Schein-Schärfe durchgehen. Aus „nativem 4K" werden real ~2,7–3,0K. Damit ist die Vorgabe schon gerissen.
Der saubere Ausweg ist
Oversampling: ein Sensor mit ~1,5× mehr Photosites (Pitch ~2,9 µm → Nyquist ~170 Lp/mm), also grob 24–25 MP MFT (5776 px breit), heruntergerechnet auf UHD. Und genau da landen Deine 172 Lp/mm: das ist die Nyquist-Frequenz des oversampelten Panels, nicht die Kontrastanforderung an das Objektiv am Ausgang. Sprich — die Zahl beschreibt, warum man ein dichteres Panel braucht, nicht was die Linse bei 111 Lp/mm leisten muss.
2. Beugung: die Blende ist enger begrenzt, als das Rayleigh-Kriterium suggeriert[
Rayleigh entspricht nur ~9 % MTF — „technisch aufgelöst", aber matschig. Interessanter ist die reine Beugungs-MTF (ideales Objektiv!) bei unseren 111 Lp/mm:
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Blende ν_c (Lp/mm) MTF @ 111 Lp/mm (ideal)
f/2,8 649 0,78
f/4 455 0,69
f/5,6 325 0,57
f/8 227 0,40
f/11 165 0,21
f/16 114 ~0,00
Das ist die
Obergrenze — jedes reale Objektiv liegt darunter. Der Rayleigh-Hartboden (Airy = Pixel) liegt bei ca. f/6,7; als praktisches Weichlimit für knackiges 4K würde ich f/5,6 nicht überschreiten.
3. Das eigentliche Nadelöhr ist das Objektiv — bis in die Ecken
MTF-Charts werden meist bei 10/20/40 Lp/mm gezeigt. Gebraucht wird hohe MTF (Ziel ≥0,5) bei
111 Lp/mm, Ecke für Ecke, bei Arbeitsblende. Das halten sehr wenige Objektive.
Konsequenzen:
- Nur die Top-Riege qualifiziert sich (OM/Olympus-PRO-Festbrennweiten, Panaleica, die schärferen Sigma/Voigtländer). Zooms und Bildränder brechen weg.
- Nutzbares Fenster typisch f/2,8–f/5,6, Sweet Spot f/4: offen sind die Ecken durch Aberrationen weich, weiter zu geht wegen Beugung nicht.
- Bildfeldwölbung ist der heimliche Killer — Mitte knackig, Ecken aus der Fokusebene. Für ein flaches 4K-Ergebnis gezielt flachfeldige Objektive wählen und exakt fokussieren (Schärfentiefe bei 111 Lp/mm ist hauchdünn).
4. Was gern vergessen wird
Auch mit richtigem Sensor, Blende und Glas ziehen Dich diese Punkte immer noch unter 4K:
- Codec/Chroma: 4:2:0 halbiert die Farbauflösung. Für echtes 4K-Color 4:2:2/4:4:4 und ein hochbitratiges Intraframe-Format (ProRes) oder RAW. Ein sparsames H.265 wirft genau die Hochfrequenz weg, die Du Dir erkämpft hast.
- Bewegung: jede Motion während der Belichtung schmiert Detail unter Nyquist. Statisch oder kurze Belichtungszeit + gute Stabilisierung.
- Rauschen: Hochfrequenz-MTF stirbt zuerst. Basis-ISO, viel Licht.
- Fokus & Filter: schlampiger Fokus oder ein mittelmäßiger ND/UV-Filter frisst den ganzen Spielraum.
Kurzrezept
- Sensor: 24–25 MP MFT, oversampelt auf UHD — kein natives 3840-Auslesen.
- Objektiv: flachfeldige, randscharfe Festbrennweite mit ≥0,5 MTF nahe 111 Lp/mm — Ecken bei Arbeitsblende prüfen, nicht die Mitte.
- Blende: Sweet Spot f/4, Fenster f/2,8–f/5,6, nie über ~f/6,3.
- Aufnahme: Basis-ISO, viel Licht, kurze Belichtung, exakter Fokus, ProRes/RAW in 4:2:2+.
Fazit: Deine 172 Lp/mm sind kein Argument gegen echtes 4K auf MFT, sondern genau die Begründung fürs Oversampling. Die harte Grenze ist nicht die Beugung, sondern ob das Objektiv 111 Lp/mm bis in die Ecken mit echtem Kontrast überträgt — und sie den Codec überlebt.