Pixelshift

Definition

Pixelshift (auch "Pixel Shift-Technologie", "High-Resolution-Funktion" oder "Pixelverschiebung" genannt) ist eine Technologie, wo mehrere kurz hintereinander erstellte Aufnahmen - bei denen der Sensor hochpräzise im Nanobereich von einem Pixel (bekannt sind aber auch Faktoren von einem halben oder drittel Pixel) verschoben wird - zu einem Bild "übereinander gelegt werden".

Hinsichtlich des Ergebnisses gibt es zwei grundsätzliche Verfahren:

• Verfahren 1 - Vervielfachung der Auflösung
• Verfahren 2 - Erhöhung des Dynamikbereiches

Verfahren 1 - Vervielfachung der Auflösung

Beschreibung

Dieses Verfahren wird z.B. von der Firma Olympus genutzt, um mit dem "kleinen" mFT-Sensor maximal 80 Megapixel zu erreichen.

Die Technologie basiert auf dem beweglichen Bildsensor, der normalerweise zur Bildstabilisierung verwendet wird, hierbei wird der Sensor jeweils um ein Pixel verschoben.

Dadurch wird die Auflösung um das Vierfache (andere Verfahren aus dem Mikroskopiebereich erreichen sogar das Neunfache) vervielfacht.

Vor- und Nachteile

• Vorteile:
  • extrem hohe Auflösungen sind auch mit kleinen Sensoren (z.B. mFT) möglich
  • die physische Auflösung der Objektive muss nur der des verwendeten Sensors entsprechen (also nicht der Auflösung der zusammengesetzten Aufnahme)
• Nachteile (z.Zt. - Oktober 2018):
  • es können nur statische Motive aufgenommen werden^*), da es ansonsten zu Geisterbildern und Bewegungsartefakten in Form von Karo-Mustern bzw. "Reißverschlüssen" (Zipper) auftreten können
  • es wird ein Stativ (o.Ä.) benötigt
  • die interne Verarbeitung in der Kamera benötigt viel Zeit (langsam)

Anmerkung: *) - Zurzeit arbeiten viele Hersteller an der Möglichkeit, diese Technologie auch für "bewegte" Motive einzuführen, lt. einiger Quellen ist dies z.B. mit der Pentax K-1 möglich, Praxisberichte berichten aber von den bekannten (o.a.) Fehlern.

Olympus mFT-Kameras mit Pixelshift

Folgende mFT-Kameras von Olympus verfügen über die Möglichkeit des Pixelshifts:

Typ	Auflösung			Bemerkungen
	effektiv (ohne Pixelshift)	JPEG	RAW
OM-D E-M5 II	16 MP	40 MP (7.296 x 5.472 Pixel)	64 MP (9.216 x 6.912 Pixel)
PEN F	20 MP	50 MP (8.160 x 6.120 Pixel)	80 MP (10.368 x 7.776 Pixel)
OM-D E-M1 Mark II	20 MP	50 MP (8.160 x 6.120 Pixel)	80 MP (10.368 x 7.776 Pixel)

Wichtige Hinweise

• nutzen Sie ein Stativ oder eine andere stabile Oberfläche, auf der sie die Kamera platzieren
• nutzen Sie einen Drahtauslöser (o.Ä.) oder den Selbstauslöser der Kamera um die Aufnahmeserie zu starten
• vermeiden sie Bewegungen im Motiv (z.B. Personen, Fahrzeuge o.Ä.)
• achten sie darauf, dass sich die Motivhelligkeit nicht während den Einzelaufnahmen ändert (auftauchende Lichtquellen, Wechsel von Reflektionen in Glas oder Metall o.Ä.)
• bei externen Lichtquellen ist zu beachten, dass diese evtl. flimmern können (bitte hier die Verschlusszeit anpassen)

Verfahren 2 - Erhöhung des Dynamikbereiches

Die Hersteller Sony, Panasonic und Pentax nutzen diese Technologie auch dafür, die Einzelbilder (die durch die Verschiebung entstanden sind) bei der "Übereinanderlegung" nicht zu Steigerung der Pixelzahl zu nutzen, sondern den Dynamikbereich zu vergrößern. Dadurch erhalten die einzelnen Pixel mehr Licht und mehr Farb­informationen, was das Bild­rauschen verringert und für präzisere Farben sorgt.

Das Verfahren nutzt aber - im Gegensatz zu einer HDR-Aufnahmeserie - keine Belichtungsreihe bei den einzelnen Aufnahmen.

Interne Verweise

• OM-D E-M5 II
• PEN F
• OM-D E-M1 Mark II
• Sensor

Weblinks

• Beschreibung bei stemmer-imaging.de
• "Pixel Shift Resolution‹ mit PENTAX K-1" bei ricoh-imaging.de
• "Das sind die Haken beim 40-Megapixel High-Resolution-Modus der Olympus OM-D E-M5 Mark II" bei roggemann-fotografie.de
• "E-M1 Mk.II High Resolution Mode - Does it Work and How?" bei wrotniak.net (englisch)
• "Pixel shifting" bei en.wikipedia.org (englisch)
• "The High-Res Mode of the Olympus OM-D E-M1 Mark II" bei chriseyrewalker.com (englisch)
• "Pixel shifting increases microscopy resolution" bei vision-systems.com (englisch)