Stacken mit einer Olympus im High Resolution Mode sinnvoll?

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Stacken mit einer Olympus im High Resolution Mode sinnvoll?

Beitragvon Olaf D » 10. Aug 2018, 21:50

Hallo,

dieser Beitrag ist vorrangig für Studiostacks geeignet, da die Olympus Bodys eine automatische Bracketing Funktion in Kombination mit dem High Resolution Mode nicht unterstützen. Sollte allerdings jemand einen Fieldstack mit einem manuellen oder automatischen Schlitten oder durch manuelles Drehen des Focusringes oder ähnliche Verfahren durchführen, dann treffen folgende Erkenntnisse sicher bei diesen Methoden auch zu.

Im High Resolution Modus werden für ein Bild kameraintern 8 Bilder erstellt, welche um Pixelbreite shiften. Die 8 Bilder werden dann Kameraintern zu einem Bild verrechnet, welches bei der Olympus E-M1MarkII im RAW Datenformat eine Auflösung von 10368×7776 px ergibt. Tests von externen Internet Seiten haben bereits eine deutlich höhere Qualität (realistische Auflösung) gegenüber eines normalen Bildes mit 5184×3888 px aufgezeigt. Ob dies allerdings auch bei Stacks im Macrobereich mit ABM gleich / größer 1:1 Sinn macht, habe ich nun in einem ersten Test versucht zu untersuchen. Zusätzlich habe ich einen Tipp von Kurt (Guppy) mit umgesetzt und die High Resolution Modus Bilder um 50% verkleinert und dann gestackt. Sprich ich habe von 10368×7776 px auf die Bildgröße des normalen Bildes mit 5184×3888 px mit PS verkleinert. Die Verkleinerungsmethode habe ich PS automatisch auswählen lassen. Damit man die Ausschnitte wieder vergleichen kann, habe ich das verkleinerte High Resolution Modus Bild und das Normal Bild auf 400% und das High Resolution Modus Bild auf 200% gezoomt und das Ergebnis abgespeichert. Da bei einem High Resolution Modus Bild auch immer gleichzeitig ein normales Bild in 5184×3888 px RAW sowie ein jpg mit entweder 25Mpx oder 50Mpx aufgenommen wird, ist somit ein Vergleich relativ einfach durchzuführen. Alle Aufnahmeparameter sind hier identisch. Den Vergleich habe ich allerdings nur zwischen den RAW Dateien durchgeführt. Das jpg habe ich nicht mit herangezogen.

Zur Erläuterung, wie der High Resolution Mode genau funktioniert, gibt es hier einen recht aufschlussreichen Artikel: https://chriseyrewalker.com/the-hi-res-mode-of-the-olympus-om-d-e-m1-mark-ii/.

Mein Testobjekt war eine vertrocknete Lavendel-Blüte.
Diese wurde aufgenommen mit folgenden Daten:
Kamera: Olympus E-M1MarkII
Objektiv: Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8
Blende: f/4
Belichtungszeit: 1/3
Beleuchtung: LED Cube
ISO: 64
Dateiformat RAW/JPG: High Resolution Mode (RAW 80Mpx Auflösung) parallel zum Normal Mode (RAW 20Mpx Auflösung)
Anzahl der Schritte: 209
Länge der Schritte: 0,022 mm
ABM: 3,5:1
Stacking-Software: Helicon Focus mit Methode B Radius16 Smoothing6 (nichts retuschiert - da für den Test nicht relevant!)
Artenname: Lavendel
Aufnahmedatum: 07.08.18
Sonstiges: die High Resolution Mode Bilder in 100% wie auch in 50% Größe und die Normal Bilder wurden in sämtlichen Bearbeitungsschritten identisch behandelt: RAW nach Tif in DXO PhotoLab, Verrechnung in Helicon Focus (keinerlei Retusche durchgeführt), leichte Erhöhung der Klarheit in Topaz Studio

Übersichtsbild (mit Web Sharperner verkleinert und geschärft):
209B,Radius16,Smoothing6 - Highresolutionbild.jpg (403.35 KiB) 566 mal betrachtet
209B,Radius16,Smoothing6 - Highresolutionbild.jpg


Nun folgen drei Ausschnitte mit je drei Bildern in jeweils folgender Reihenfolge:
- Normal Bild in der 400% Ansicht
- High Resolution Mode Bild verkleinert um 50% in der 400% Ansicht
- High Resolution Mode Bild in der 200% Ansicht

Hier kann man an allen Bildausschnitten erkennen, dass die Bilder aus dem High Resolution Mode dem Normal Bild deutlich überlegen sind in den Bereichen: Rauschverhalten, Farbabrisse, Farbwiedergabe und Detailwiedergabe. Der Unterschied zwischen dem High Resolution Mode Bild in voller Auflösung und der verkleinerten Version um 50% ist geringer aber immer noch erkennbar. Wenn man einen sehr großen Ausdruck durchführen möchte, ist der volle High Resolution Mode dann sicher besser geeignet.

Tschüss Olaf

1_400% Ansicht - Normalbild.jpg (301.48 KiB) 566 mal betrachtet
1_400% Ansicht - Normalbild.jpg

1_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50%.jpg (280.63 KiB) 566 mal betrachtet
1_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50%.jpg

1_200% Ansicht - Highresolutionbild.jpg (254.51 KiB) 566 mal betrachtet
1_200% Ansicht - Highresolutionbild.jpg
Zuletzt geändert von Olaf D am 11. Aug 2018, 08:47, insgesamt 3-mal geändert.
Meine Passion in der Makrofotografie liegt vorrangig bei ABM von 1:2 bis 5:1. Für mich bieten solche Bilder die Möglichkeit in Welten zu schauen, welche ich mit dem bloßen Auge nicht erreichen kann. Details zu erkunden, steht für mich persönlich da an erster Stelle. Daher bevorzuge ich auch eine durchgehende Schärfe am fotografischen Objekt. Die technischen Möglichkeiten des Focus Bracketing / Stacking ermöglichen mir Bilder zu erzeugen, welche meiner Wunschvorstellung von einem Makro am Nächsten kommen.
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Beitragvon Olaf D » 10. Aug 2018, 21:51

2_400% Ansicht - Normalbild.jpg (334.07 KiB) 565 mal betrachtet
2_400% Ansicht - Normalbild.jpg

2_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50%.jpg (323.71 KiB) 565 mal betrachtet
2_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50%.jpg

2_200% Ansicht - Highresolutionbild.jpg (299.84 KiB) 565 mal betrachtet
2_200% Ansicht - Highresolutionbild.jpg
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Beitragvon Olaf D » 10. Aug 2018, 21:53

3_400% Ansicht - Normalbild.jpg (317.23 KiB) 564 mal betrachtet
3_400% Ansicht - Normalbild.jpg

3_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50%.jpg (323.12 KiB) 564 mal betrachtet
3_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50%.jpg

3_200% Ansicht - Highresolutionbild.jpg (266.11 KiB) 564 mal betrachtet
3_200% Ansicht - Highresolutionbild.jpg
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Beitragvon Olaf D » 11. Aug 2018, 09:12

Werden die Bilder zusätzlich noch geschärft, werden die Unterschiede noch deutlicher:

unscharf maskiert
Stärke: 150%
Radius: 1,5px
Schwelle: 2 Stufen
4_400% Ansicht - Normalbild geschärft.jpg (386.31 KiB) 535 mal betrachtet
4_400% Ansicht - Normalbild geschärft.jpg




unscharf maskiert
Stärke: 150%
Radius: 1,5px
Schwelle: 2 Stufen
4_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50% geschärft.jpg (405.04 KiB) 535 mal betrachtet
4_400% Ansicht - Highresolutionbild verkleinert auf 50% geschärft.jpg




unscharf maskiert
Stärke: 150%
Radius: 3px (Doppelter Radius gegenüber den anderen Bildern, da die Bildgröße auch doppelt ist)
Schwelle: 2 Stufen
4_200% Ansicht - Highresolutionbild geschärft.jpg (329.35 KiB) 535 mal betrachtet
4_200% Ansicht - Highresolutionbild geschärft.jpg
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Beitragvon Enrico » 17. Aug 2018, 10:41

Hallo Olaf,

das Bildergenbis vom Wasserfall im Eis ist toll.

Generell finde ich die Idee High Res Bilder zu stacken spannend.

Gibt aber sicher einen Datenwust, auch wenn Du die Bilder um 50% verkleinerst.

Du hast Dir eine Menge Arbeit gemacht.

Ich würde gern einen Bildvergleich sehen (Vollansicht)

Lavendel Blüte normal gestackt vs Lavendel im High Res Mode gestackt.

Ich finde die 200 % und 400 % Ausschnitte für mich persönlich nicht so hilfreich.

Hast Du die Möglichkeit das nachträglich einzufügen ?
LG Enrico
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Stacken mit einer Olympus im High Resolution Mode sinnvoll?

Beitragvon ji-em » 17. Aug 2018, 11:18

Hoi Olaf,

Du hast dir da eine Menge Arbeit aufgebürdet.
Hab ein bisschen Mühe, alles richtig nachzuvollziehen.

Die Idee vom High Resolution Stack ist interessant.
In der Praxis aber nur in Studioähnliche Verhältnisse an zu wenden.

Hab viel Dank.

Gruss,
Jean
Vergleichen macht vieles klar ... ! :-)
Mein Kommentar wiederspiegelt nur meine momentane, bescheidene, persönliche Meinung.
Bitte, auf kein Fall, persönlich auffassen auch wenn ich mich irreführend mitgeteilt habe.
Ich lese lieber 2-3 aufrichtige, negative Kommentare ... als gar keine ! :-)
Ankündigung: https://www.makro-forum.de/viewtopic.php?f=7&t=148402
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Beitragvon Olaf D » 17. Aug 2018, 12:31

Hallo Enrico,

ein Bildvergleich vom Gesamtbild mit Forumsgröße von 1200px Seitenlänge macht wahrscheinlich wenig Sinn bei 20Mpx und 80Mpx Bildern. Da sieht man recht wenig.

Ich habe aber mal die Dateien als JPG hochgeladen. Bei Interesse kannst Du sie hier downloaden:

https://www.dropbox.com/sh/0vvci6a6g80qig4/AABYr4lf9h-xPFWDI5mYNq0La?dl=0

Tschüss Olaf
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Stacken mit einer Olympus im High Resolution Mode sinnvoll?

Beitragvon Guppy » 17. Aug 2018, 14:25

Hallo

Im Bereich eines vergrössernden Abbildungsmassstabes erreicht eine Kamera
mit einem Pixelpitch (Pixelabstand) von etwa 4 µm (Bayer Matrix) eine Auflösung,
mit welcher das in der Praxis übliche Auflösungsvermögen eines sehr guten Objektivs abgebildet werden kann.

Die Olympus E-M1MarkII besitzt einen Pixelpitch von 3.33 µm sie löst somit die vom Objektiv gebotene Auflösung sauberer auf, mit weniger Stufenbildung.
Die maximale Auflösung erhöht sich dadurch nicht, sie wird lediglich sauberer gezeichnet und wird somit besser sichtbar.
Mit dem Pixelshift Verfahren wird die gebotene maximale Auflösung des Objektivs,
vom Chip ebenfalls mit einem Pixelpitch von 3.33 µm erfasst, die Auflösung kann somit nicht höher sein.
Durch das Pixelshift Verfahren kann aber die Farbinformation präziser sein, Kanten werden mit weniger Stufen gezeichnet
und das Rauschen kann aus den Einzelbilder besser erfasst und entfernt werden, da die Einzelbilder zu unterschiedlicher Zeit angefertigt wurden.
In der Praxis kann es auch sein, dass die Olympus E-M1MarkII die Informationen vom Bayer Matrix Chip mit sehr guten Algorithmen (Demosaicing) berechnet.
Stehen mehrere Bilder durch das Pixelshift Verfahren zur Verfügung ist das Ergebnis einer Berechnung exakter.
Grundsätzlich können Bilder im Pixelshift Verfahren (im vergrössernden Abbildungsmassstab)
die kleinsten Details kontrastreicher und mit weniger Stufen durch das Pixelraster dargestellt werden.
Im Zeitalter der digitalen Fotografie und Bildbearbeitung ist dies jedoch auch mit Bildbearbeitung möglich.
Mit bearbeitung kann die Auflösung nicht erhöht werden, jedoch die Sichtbarkeit der kleinsten Details.

Wenn ich ein Bild anstrebe, dass die kleinsten Details gut erkennbar zeigen soll, gehe ich folgendermassen vor:

Bildgrösse:
Ich vergrössere das Bild entsprechend der gewünschten Ausgabegrösse mit dem Lanczos Algorithmus.
Zwischenwerte werden an Hand der benachbarten Pixel berechnet.

Deconvolution, Deblur:
Z.B. mit der Software Topaz Details, Option Deblur.
Deconvolution rechnet im Bild die die Punkte die durch Bewegung zu einem Strich (Koma) wurden, wieder zu einem Punkt zurück.
Selbst wenn mit Blitz, Abbrennzeit 1/30000 Sek, beleuchtet wurde, werden durch Deconvolution Punkte und Kanten mit leichtem Saum zurückgerechnet,
so dass bei über mehrere Pixel verwischte Kanten, die Verwischung geringer wird.
Dadurch steigt der Kontrast und kleinste Details werden klarer sichtbar.
Die deconvolution darf nur sanft angewendet werden, so stark, dass nur ein leichter Effekt sichtbar wird.

Verstärkung des Kontrastes bei kleinsten Details:
Z.B. mit der Software Topaz Details, Option Detail "Medium Details" und ganz wenig "Small Details". Alles so schwach, dass nur ein leichter Effekt sichtbar ist.
Da in der Fotografie bei hohen Frequenzen (kleinste Details) der Kontrast kontinuierlich absinkt, wird dieser mit Topaz Details wieder erhöht.
Kleinste Details werden dadurch kontrastreicher dargestellt.

Nun hat man ein Bild das etwas unruhig wirkt.
Da es bei natürlichen Objekten selten eine absolut gerade (scharfe) Kante gibt und Kamera/Objektiv
auch eine scharfe Kante nur annähernd lupenrein abbilden kann, sind nun im Bild kleinste Unebenheiten einer Kante erkennbar.
Dies kann störend sein.
Diese Unebenheiten kann man wegbügeln, ohne dass informative kleinste Details verloren gehen.

Säubern, Clean:
Z.B. mit der Software Topaz Clean:
Das hoch aufgelöste Bild, das nicht nur erwünschte kleinste Details zeigt, sondern auch nicht informatives kleinstes störendes Gekröse,
kann mit Topaz Clean vom unnützen Gekröse befreit werden.
Diese Software kann kleinste Details, z.B. drei kleine Punkte die in einer Linie angeordnet sind, zu einem klar erkennbaren Strich vereinen.
Soweit sollte man nicht gehen.
Bei sanfter Anwendung verschwinden einzelne störende Punkte und unregelmässige Kanten werden glatter.
Auch hier sollten die Einstellungen so sanft gewählt werden, dass ein Effekt gerade noch erkennbar ist.

Danach kann man das Bild wie gewohnt bearbeiten.

Mit diesen Schritten wird die hohe Auflösung im Bild klarer sichtbar.
Oft ist dies, vor allem bei Focus Stacking Bildern mit ihrer Schärfe über alles, nicht sehr schön.
Es sind dann zu viele kleinste Details sichtbar und das Auge kommt bei der Betrachtung nicht zur Ruhe, das Bild wirkt unruhig und macht nervös.
Dies zeigt, dass eine extrem hohe Auflösung nicht immer dienlich ist!
Eine angepasste Auflösung ist das Ziel und nicht eine möglichst hohe Auflösung.

Im Internet gibt es viele sehr schöne Bilder, die mit einer 12MPixel Kamera (z.B. Nikon D300) hergestellt wurden.
Wer das nicht schafft, vermutet den Grund in seiner Ausrüstung und rüstet "erfolglos" auf.
Nach Jahren stellt sich der Erfolg durch Erfahrung ein, jedoch wäre dieser auch mit der 12MPixel Kamera erfolgt.
(Diese Äusserung ist nur zum Teil zutreffend).

Wird das Bild verkleinert, muss es nach dem Verkleinern erneut bearbeitet werden.

"Stacken mit einer Olympus im High Resolution Mode sinnvoll?"
Meine Antwort für die vergrössernde Fotografie lautet somit:
Nein, oder nur wenig.

P.S.
Wünscht man eine hohe Auflösung im Bereich 1:1 bis etwa 8:1, verwendet man eine hochauflösende Vollformat Kamera.
Denn mit der Vollformat Kamera muss für den gleichen Bildausschnitt, doppelt so stark vergrössert werden,
was schon von Objektivseite eine fast doppelt so hohe Auflösung bringt!

Kurt
Zuletzt geändert von Guppy am 17. Aug 2018, 14:37, insgesamt 1-mal geändert.
Aus Freude an Farben und Formen.
www.focus-stacking.ch
www.focus-stacking.ch/Focus_Stacking_PDF.pdf
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Beitragvon Olaf D » 19. Aug 2018, 15:02

Hallo

@Kurt, für Deine ausführlichen Ausführungen erst mal recht herzlichen Dank. :DH:

Ich wollte auch noch einen weiteren Test mit einem Objekt, welches nicht so eine filigrane unruhige Oberfläche hat, durchführen. Dies habe ich nun fertig - mit folgendem Ergebnis:

Ergebnis_.jpg (391.54 KiB) 386 mal betrachtet
Ergebnis_.jpg

Kamera: Olympus E-M1MarkII
Objektiv: Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8
Blende: f/3.4
Belichtungszeit: 1/4
Beleuchtung: LED Cube
ISO: 200
Dateiformat RAW/JPG: High Resolution Mode (RAW 80Mpx Auflösung) parallel zum Normal Mode (RAW 20Mpx Auflösung)
Anzahl der Schritte: 174
Länge der Schritte: 0,011 mm
ABM: 4,7:1
Stacking-Software: Helicon Focus mit Methode B Radius16 Smoothing6

Die Entwicklung der RAW Dateien sowie die Stackmethode war bei beiden Bildern identisch. Die nachträgliche Bearbeitung der fertig verrechneten Bilder hat sich aber in Bezug auf Anpassung: Klarheit, Details und unscharf Maskieren leicht voneinander unterschieden, da ich versuchte ein Ergebnis zu erlangen, welches bestmöglich vergleichbar ist.

Aus meiner subjektiven Sicht konnte ich folgende Unterschiede erkennen:
-Ausschnitt 1: eine Auflösungserhöhung in dem 80Mpx Bild ist nicht wirklich erkennbar. Abhängig von der Struktur im Bild sind einzelne Details besser im 80Mpx Bild erkennbar - oft aber auch nicht. Dies allerdings nur in der 100% oder 200% Ansicht. Die Farbwiedergabe ist in den 80Mpx Bildern besser.
-Ausschnitt 2: In Bereichen, wo das Bild keine scharfen Bereiche aufweist, ist die Verrechnung im 80Mpx Bild deutlich homogener und mit weniger Problemen durch Farbabrisse und Stufen gekennzeichnet. In der Praxis spielt das aber eine untergeordnete Rolle, da die Homogenisierung solcher Bereiche leicht in der elektronischen Bildbearbeitung durchgeführt werden kann.
-Ausschnitt 3: In der verkleinerten Ansicht erkennt man, dass sich das 80Mpx Bild deutlich unruhiger darstellt, was zumindest bei diesem Objekt als Nachteil anzusehen ist.

Durch die hohen Datenmengen und die daraus sehr langen Verrechnungszeiten (im Vergleich zu den 20Mpx Bildern) - sowohl in der Entwicklung der RAW nach tif, wie auch bei der Erstellung der verrechneten Bilder in der Stacksoftware, der mehr oder weniger nicht nachweisbaren Auflösungserhöhung und der vernachlässigbaren Verbesserung der Farbwiedergabe sowie des Rauschverhaltens und Farbabrisse, denke ich, dass es wenig Sinn macht die Erstellung von High Resolution Bildern weiter zu verfolgen.
Somit werde ich vorerst weitere Tests einstellen und mit dem normalen Modus weiter arbeiten.

Verwunderlich ist für mich nur, dass das erste Testeinzelbild mit einem Weinblatt eine deutliche Auflösungserhöhung aufzeigt:
Gesamtansicht:
Kamera: E-M1MarkII
Objektiv: OLYMPUS M.60mm F2.8 Macro @ 60mm
Belichtungszeit: 1/30s
Blende: f/5.6
ISO: 200
Beleuchtung:
Aufnahmedateiformat (RAW/JPG): RAW
Beschnittsbetrag in % (Breite u. Hoehe): 0/0
Wein1.jpg (446.01 KiB) 386 mal betrachtet
Wein1.jpg


Normales Bild (Ausschnitt)
wein-normal.jpg (444.11 KiB) 386 mal betrachtet
wein-normal.jpg


High Resolution Bild (Ausschnitt)
wein-hrm.jpg (420.77 KiB) 386 mal betrachtet
wein-hrm.jpg


Dies konnte ich aber - mit diesem bemerkenswerten Unterschied - leider in dem vergrößernden Maßstab mit dem Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8 nicht reproduzieren. Vermutlich liegt es an der Grenze der Auflösungsmöglichkeit des Rodenstock APO-Rodagon N 50mm, 1:2.8 in Kombination mit der Crop2 Kamera und dem ABM. Das ist natürlich schon sehr schade, da solch eine Möglichkeit - wenn sie funktioniert hätte - eine interessante Alternative gewesen wäre.

Tschüss Olaf
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Stacken mit einer Olympus im High Resolution Mode sinnvoll?

Beitragvon rincewind » 19. Aug 2018, 15:08

Hallo Olaf,

für metallurgische Untersuchungen hab ich das einfach mal ausprobiert.
Ergebnis, bei manchen Objektiven bringt es etwas , aber im Schnitt hat das Ergebnis den Mehraufwand
nicht gerechtfertigt.


LG Silvio

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