Welche Auflösung braucht man wirklich ? Kleiner Sehtest

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Zweck0r
Inventar

#1 erstellt: 21. Apr 2007, 06:55

Moin,

um ungefähr herausfinden zu können, welche Auflösung mir tatsächlich noch einen Vorteil bringt, habe ich zwei Testbilder gebastelt:

Das ist ein Digitalkamerabild mit hohen Kontrasten, das ich stark verkleinert habe, um auch tatsächlich die volle Pixelauflösung zu nutzen (ohne Einbußen durch Verwackeln, Tiefenunschärfe usw.).

Für das zweite Bild habe ich das erste noch einmal auf halbe Auflösung heruntergerechnet und danach wieder 'resized'. Das erste ist also 300 Pixel und das zweite 150 2x2-Pixel-Würfel breit.

Beide Bilder habe ich in ein neues Verzeichnis kopiert und mit Irfanview im Fullscreen-Modus (ohne Vergrößerung) betrachtet. Mit dem Mausrad kann man schnell zwischen beiden umschalten. Gemessene Bildbreite: 7,3 cm.

Ergebnisse für drei verschiedene Qualitätsstufen:

1. 'Mäßig': Pixeltreppen und deutlicher Schärfeverlust bei 0,8 m Sichtabstand. Vereinfacht umgerechnet: 5,2° horizontaler Sichtwinkel bei 150 Pixeln X-Auflösung.

2. 'Gut': keine Pixeltreppen, leichter Schärfeverlust bei 1,4 m Abstand bzw. 3° Winkel. 'Blindtests' (Wegsehen, Mausrad verdrehen, hinsehen) misslingen schon gelegentlich.

3. 'Perfekt': ab 2 m Abstand praktisch keine Unterschiede mehr. Weiter weg geht nicht, da steht ein Tisch

Deshalb setze ich einfach 2,5 m bzw. 1,7° als Grenze für die ideale Auflösung.

Das ganze habe ich in horizontale Auflösungen (näherungsweise) umgerechnet für zwei Beispielsituationen:

a) TV im Wohnzimmer, 82 cm Diagonale (16:9), 3 m Sichtabstand (13,8° Sichtfeld):

Mäßig: 400 Pixel,
Gut: 690 Pixel,
Perfekt: 1200 Pixel.

Hier genügt also 720p für ein perfektes Ergebnis.

b) Kino/Heimkino mit Riesenleinwand, 60° horizontaler Sichtwinkel:

Mäßig: 1700 Pixel

,
Gut: 3000 Pixel

,
Perfekt: 5300 Pixel

.

Tja, ein 60°-Blickfeld ist wohl keine so gute Idee

Das ganze dürfte sich in der Praxis allerdings sowieso relativieren, weil man diese Schärfe nur bei Standbildern sieht. Schon die kleinste Kamerabewegung reicht bei 24 fps aus, um das schöne scharfe Bild in einen vermatschten Ruckelbrei zu verwandeln.

Für ein insgesamt 'gutes' Bild würde ich 50 fps als Minimalanforderung ansetzen. Die Bilder müssten für Flimmerfreiheit dann zwar immer noch zweimal dargestellt werden, aber das 50-fps-auf-100-Hz-Doppelbild-Ruckeln ist ähnlich harmlos wie die Unschärfe bei 'guter' Auflösung.

Für das High-End-Bild mit dem Prädikat 'Perfekt' kommt aber nur 'volle' Framerate in Frage. Ich sehe erst ab 85 Hz kein Flimmern mehr, damit ist die Minimalanforderung für ein High-End-Bildwiedergabesystem klar eine Framerate von 85 fps.

Grüße,

Zweck

macwendt
Stammgast

#2 erstellt: 21. Apr 2007, 09:48

Hääää

Geht es um HDTV

Tut mir leid, kann ich nix mit anfangen.
Kannst du das bitte etwas genauer erklären?

Gruß
macwendt

Zweck0r
Inventar

#3 erstellt: 21. Apr 2007, 17:16

Mit den Vergleichsbildern kannst Du am PC-Monitor testen, welche Auflösung Du noch sehen kannst. Einfach beide Bilder mit einem Anzeigeprogramm wie z.B. Irfanview umschalten und dabei immer weiter vom Monitor weggehen, bis kein Unterschied in der Bildschärfe mehr zu sehen ist.

Entfernung und Bildbreite kannst Du dann näherungsweise in einen Winkel umrechnen ( Winkel = arcsin (Breite/Abstand) ).

Damit hast Du die Information, dass deine Augen 150 Pixel (die Auflösung des gröberen Bildes) verteilt auf einen horizontalen Winkel von z.B. 1,7° benötigen, um die maximale Sehschärfe auszunutzen.

Damit kannst Du dann umrechnen, welche horizontale Pixelauflösung notwendig ist für eine bestimmte Kombination aus Bildgröße und Betrachtungsabstand. Die Bildbreite kannst Du mit Pythagoras aus der Diagonalen und dem Seitenverhältnis (4:3 oder 16:9) ausrechnen.

Die Winkelumrechnungen sind natürlich nur Näherungen, aber für eine Abschätzung reicht die Genauigkeit auf jeden Fall.

Grüße,

Zweck

mw83
Inventar

#4 erstellt: 22. Apr 2007, 17:00

Schick deine Erkenntnis sofort an alle TV & Medienhersteller damit sie sofort reagieren können und neue bessere Produkte auf den Markt werfen

(war nur als Spass gemeint)

Bäri
Stammgast

#5 erstellt: 23. Apr 2007, 10:00

Das mit > 85 Hz Wiederholrate gilt eigentlich nur für flinke Anzeigen, wie z.B. eine Röhre. Bei einem LCD ist schon ein Bild von 60 Hz völlig flimmerfrei (schau mal auf die Einstellungen deines Computermonitors...)

macwendt
Stammgast

#6 erstellt: 23. Apr 2007, 12:50

Ach so, na denn.

Weiter machen.

Slatibartfas
Stammgast

#7 erstellt: 23. Apr 2007, 15:04

Zweck0r schrieb:

Für das High-End-Bild mit dem Prädikat 'Perfekt' kommt aber nur 'volle' Framerate in Frage. Ich sehe erst ab 85 Hz kein Flimmern mehr, damit ist die Minimalanforderung für ein High-End-Bildwiedergabesystem klar eine Framerate von 85 fps.

Ist die Nachleuchtzeit eines Display geringer ist als 1/60Hz=16ms bringt eine höhere Darstellungsfrequenz keinen Vorteil. fps bezeichnert i.d.R. die Anzahl der Frames pro Sekunde mit einem Bewegunsunterschied zum Vorgängerframe.
Das menschliche Auge kann aber nur ca. 20 unterscheidliche Bewegungsinformationen pro Sekunde wahrnehmen. Dieses ist nicht gleichzusetzen mit der Bildwiederholungsrate (ein Frame wird ggf. mehrmals dargestellt). Da Kinofilme sowieso mit nur 24 fps produziert werden, bringen mehr Frames bei der Abspielung auch keine zusätzliche Bewegungsinformation.

Gruß,
Slati

Zweck0r
Inventar

#8 erstellt: 25. Apr 2007, 03:24

Bäri schrieb:

Mein Monitor ist eine Röhre. Ein TFT kommt mir nicht ins Haus, zumindest nicht an die Spielemaschine

Flimmern ist bei TFTs wirklich kein Problem, weil sie das Bild ohne Dunkelphase halten bis zur nächsten Aktualisierung. Wie hoch die Framerate für ein ruckelfreies und auch bei schnellen Bewegungen scharfes Bild auf einem TFT sein muss, kann ich ohne passendes TFT leider nicht testen.

Slatibartfas schrieb:

Das menschliche Auge kann aber nur ca. 20 unterscheidliche Bewegungsinformationen pro Sekunde wahrnehmen.

Das ist leider ein Märchen aus dem letzten oder vorletzten Jahrhundert. Ein Kameraschwenk mit 24 fps hat mit realistischer Wiedergabe nicht viel zu tun, das erkenne ich selbst auf TFT-Bildschirmen sofort als abgehackte Einzelbildfolge. Den tatsächlichen Bildinhalt kann ich vor lauter Ruckeln dann viel schlechter erkennen, egal ob auf Röhre oder TFT.

Slatibartfas schrieb:

Da Kinofilme sowieso mit nur 24 fps produziert werden, bringen mehr Frames bei der Abspielung auch keine zusätzliche Bewegungsinformation.

Das ist mir schon klar. Meine Kritik richtet sich auch und besonders gegen die Filmstudios, die zwar einen überflüssigen Zusatztonkanal nach dem anderen erfinden, um den Leuten das Geld aus der Tasche zu ziehen, aber zu geizig sind, den mit Abstand schlimmsten Mangel des gesamten Übertragungssystems abzustellen.

Wer das künstlerisch für notwendig hält, darf ja gerne seine Filme weiter ruckeln lassen oder in schwarzweiß aufnehmen. In einem Popcornfilm, der von teuren Spezialeffekten lebt, ist ein derart gravierender Qualitätsmangel aber absolut fehl am Platze.

Grüße,

Zweck

mickimaus
Neuling

#9 erstellt: 25. Apr 2007, 06:04

@Zweck0r:

Mit Brille wär das aber nicht passiert

Spaß beiseite, aber wer sagt uns, dass deine Adleraugen nicht schon etwas schwach sind. Das ist doch nur ein Test, der subjektiv für dich persönlich gilt. Es gibt vielleicht auch Menschen, die die Treppe in den Schrägen auch bei 5m Entfernung noch sehen, das wissen wir nicht.

Übrigens, probier mal folgendes: Betrachte mal ein Röhren-TV Bild um 90° gedreht (ich meine natürlich nur den Kopf drehen) aus ca 1m Abstand (geht bei PC-Monitoren vielleicht nicht). Die vertikale Auflösung des Auges ist gegenüger der horizontalen kleiner. Das kann man gut bei Röhrenfernsehern auf diese Weise testen, man kann die Zeilen sehr gut erkennen. Wenn man normal draufschaut, sieht man die Zeilen nicht.
Das solltest du vielleicht in die Berechnung mit einfliessen lassen.
Desweiteren solltest Du auch mal ein Testbild mit jeweils schwarz und weissen vertikalen und hoizontalen Linien verwenden. Ich vermute, das ändert das auch noch einmal deine Ergebnisse. Denn auch folgendes ist bekannt: Das menschliche Auge hat für die Farbanteile ein anderes Schärfeempfinden als für die Schwarzweiß-Anteile.

Zweck0r
Inventar

#10 erstellt: 25. Apr 2007, 23:52

mickimaus schrieb:

Das ist doch nur ein Test, der subjektiv für dich persönlich gilt. Es gibt vielleicht auch Menschen, die die Treppe in den Schrägen auch bei 5m Entfernung noch sehen, das wissen wir nicht.

Deshalb habe ich auch geschrieben

...welche Auflösung mir tatsächlich noch einen Vorteil bringt...

...und die Bilder gepostet, damit jeder den Test selbst ausprobieren kann. Es scheint aber wenig Interesse zu bestehen, sonst gäbe es hier schon andere Ergebnisse

Und jemanden, der noch schärfer sieht, beneide ich nicht darum, zumindest nicht angesichts der Kosten für ein angemessenes Bildwiedergabesystem

Ist schon ärgerlich genug, dass ich so empfindlich auf zu niedrige Frameraten reagiere. HD ohne DNM-Entruckler kommt mir deshalb nicht ins Haus, damit würde ich den Unschärfe-Teufel mit dem Ruckel-Beelzebub austreiben. Über diesen schlechten Scherz namens 3:2-Pulldown breiten wir lieber gleich ganz den Mantel des Schweigens

mickimaus schrieb:

Übrigens, probier mal folgendes: Betrachte mal ein Röhren-TV Bild um 90° gedreht (ich meine natürlich nur den Kopf drehen) aus ca 1m Abstand (geht bei PC-Monitoren vielleicht nicht). Die vertikale Auflösung des Auges ist gegenüger der horizontalen kleiner. Das kann man gut bei Röhrenfernsehern auf diese Weise testen, man kann die Zeilen sehr gut erkennen. Wenn man normal draufschaut, sieht man die Zeilen nicht.
Das solltest du vielleicht in die Berechnung mit einfliessen lassen.
Desweiteren solltest Du auch mal ein Testbild mit jeweils schwarz und weissen vertikalen und hoizontalen Linien verwenden. Ich vermute, das ändert das auch noch einmal deine Ergebnisse. Denn auch folgendes ist bekannt: Das menschliche Auge hat für die Farbanteile ein anderes Schärfeempfinden als für die Schwarzweiß-Anteile.

Ich habe bewusst kein synthetisches Testbild verwendet, sondern einen 'alltäglichen Härtefall', der so in etwa auch in einem Film vorkommen könnte. Die 'harten Nüsse' sind 1. viele Details in einem sehr kleinen Bild, 2. starker Kontrast (Himmel/Häuser) wegen des dann besseren Schärfeempfindens, 3. durch die starke Verkleinerung überall voll ausgenutzte Pixelauflösung ohne Tiefenunschärfe oder Verwackler, und 4. die schrägen Dächer, bei denen Pixeltreppen besonders stark auffallen.

Das mit den Röhrenmonitor-Zeilen könnte doch eigentlich auch daran liegen, dass man sich daran gewöhnt hat. Lustig ist übrigens, dass diese schwarzen Zeilenzwischenräume sogar eine höhere Auflösung vortäuschen können, weil das Gehirn offenbar die fehlenden Zeilen 'ergänzt'. Spielegrafik auf dem C64-Emulator wirkt weniger klotzig, wenn man die Dunkelzeilen absichtlich einfügt. Dunkle Spalten sind allerdings völlig ungewohnt und fallen vermutlich deswegen unangenehmer auf.

Grüße,

Zweck