Dann hau ich mal zum Abtasttheorem rein:
Das Abtasttheorem ist nichts Geheimnisvolles. Wer eine Ton- oder Bild-CD/DVD besitzt, hat dieses sozusagen in der guten Stube. Ohne wie eine erstklassige Qualität nämlich unmöglich. Beispiel Ton: Um Frequenzen bis 20kHz unverfälscht aufzunehmen schreibt das Abtasttheorem vor, dass die Abtastfrequenz mindestens das Doppelte der höchsten Signalfrequenz betragen muss, hier also mindestens 40kHz. Warum? Weil Abtastung mathematisch nichts anderes als Multiplikation bedeutet, dabei entsteht dann immer die Summe und die Differenz zwischen Abtastfrequenz und Signalfrequenz(en). Und bei der Differenz liegt der Hund begraben. Würde man nämlich einen 20kHz Ton mit nur 30kHz abtasten, so entsteht die Differenzfrequenz 10kHz, die sich mit dem Originalsignal bei 10kHz überlagert und damit stört. Oder auch ganz extrem: 20kHz mit nur 20,1kHz abgetastet entsteht 0,1kHz. Diese erst durch die Abtastung entstandenen neuen Frequenzen nennt man Schwebungsfrequenzen. In der Praxis wählt man die Abtastfrequenz mindestens 3mal so hoch wie die höchste Signalfrequenz, damit man noch Speck für Filter hat.
Auf dem Film sind zwar keine Töne, aber dasselbe gilt auch für Ortsfrequenzen. Diese sind nichts anderes als regelmäßige Linienraster (z.B. 100 Linienpaare/mm sind pro mm 100 mal eine Linie gefolgt von einer gleichgroßen Lücke, also ein schwarzer und ein weißer Strich jeweils 1/200 mm breit zusammen gilt als Linienpaar). Ein solches Raster kann auch durch das Filmkorn entstehen. Würde ein Scanner jetzt ein solches Linienraster mit 100 Linienpaare/mm zufällig mit 110 Abtastungen/mm aufnehmen (entspricht 2794 DPI), produziert er die Schwebungsfrequenz 10 Linienpaare/mm (110 minus 100). Diese Struktur mit 10 Linienpaare/mm war wohlgemerkt aber auf dem Film nicht drauf! Sie entstand erst durch die Verletzung des Abtasttheorems im Scanner und landet auch im PC. Hier müsste man mit mindestens 300 Abtastungen/mm scannen (entspricht 7620 DPI), um die Information auf dem Film sicher und unverfälscht in den PC zu bekommen.
Noch einige Zahlen aus früheren Messungen: das Filmkorn bei TMax400 liegt bei ca. 1,7 um, bei Technical Pan bei ca. 0,7 um, beides unter dem Mikroskop bei 1000-facher Vergrößerung so gut wie möglich geschätzt (Franz: mit Fadenzähler is da nix mehr). Dabei wurde angenommen, dass keine silberlähnenden Entwickler eingesetzt waren. Auch sind keine Kornzusammenballungen berücksichtigt, die je nach Entwickler entstehen können (Rodinal!) Nimmt man eine regelmäßige Kornanordnung an, also Korn plus Lücke in Korngröße, führt das dann bei TMax400 zu 1/(2*1,7um)=294 Linienpaare/mm, bei Technical Pan zu 1/(2*0,7um)=714 Linienpaare/mm als "Kornraster". Dann kann man sich die kritischen Scannerauflösungen ausrechnen. Einen TMax400 sollte man entweder mit unter 150 Abtastungen/mm (3810 DPI) entsprechend 2 Mal Korn plus Lücke je Abtastung (Unterabtastung, Korn geht dann unter) oder mit über 900 Abtastungen/mm (22860 DPI!) entsprechend 3 Abtastungen je Korn plus Lücke (Überabtastung, Korn sauber abgetastet) scannen, dann liegt man auf der sicheren Seite. Beim Technical Pan dann unter 350 Abtastungen/mm (8890 DPI) oder über exotischen 2100 Abtastungen/mm (53340 DPI). Diese Auflösungen beziehen sich nicht nur auf die Sensorzeile allein, sondern auf das Gesamtsystem, also inklusive Scanoptik und eventueller Aufbereitung wie Unscharfmaskierung. Das sind natürlich keine wissenschaftlich exakten Daten, aber für die Praxis ausreichende Richtwerte.
Ich hoffe, die Erklärung war auch für diejenigen verständlich, die mit Physik nichts am Hut haben.
Gruß Wolfgang
Das Abtasttheorem ist nichts Geheimnisvolles. Wer eine Ton- oder Bild-CD/DVD besitzt, hat dieses sozusagen in der guten Stube. Ohne wie eine erstklassige Qualität nämlich unmöglich. Beispiel Ton: Um Frequenzen bis 20kHz unverfälscht aufzunehmen schreibt das Abtasttheorem vor, dass die Abtastfrequenz mindestens das Doppelte der höchsten Signalfrequenz betragen muss, hier also mindestens 40kHz. Warum? Weil Abtastung mathematisch nichts anderes als Multiplikation bedeutet, dabei entsteht dann immer die Summe und die Differenz zwischen Abtastfrequenz und Signalfrequenz(en). Und bei der Differenz liegt der Hund begraben. Würde man nämlich einen 20kHz Ton mit nur 30kHz abtasten, so entsteht die Differenzfrequenz 10kHz, die sich mit dem Originalsignal bei 10kHz überlagert und damit stört. Oder auch ganz extrem: 20kHz mit nur 20,1kHz abgetastet entsteht 0,1kHz. Diese erst durch die Abtastung entstandenen neuen Frequenzen nennt man Schwebungsfrequenzen. In der Praxis wählt man die Abtastfrequenz mindestens 3mal so hoch wie die höchste Signalfrequenz, damit man noch Speck für Filter hat.
Auf dem Film sind zwar keine Töne, aber dasselbe gilt auch für Ortsfrequenzen. Diese sind nichts anderes als regelmäßige Linienraster (z.B. 100 Linienpaare/mm sind pro mm 100 mal eine Linie gefolgt von einer gleichgroßen Lücke, also ein schwarzer und ein weißer Strich jeweils 1/200 mm breit zusammen gilt als Linienpaar). Ein solches Raster kann auch durch das Filmkorn entstehen. Würde ein Scanner jetzt ein solches Linienraster mit 100 Linienpaare/mm zufällig mit 110 Abtastungen/mm aufnehmen (entspricht 2794 DPI), produziert er die Schwebungsfrequenz 10 Linienpaare/mm (110 minus 100). Diese Struktur mit 10 Linienpaare/mm war wohlgemerkt aber auf dem Film nicht drauf! Sie entstand erst durch die Verletzung des Abtasttheorems im Scanner und landet auch im PC. Hier müsste man mit mindestens 300 Abtastungen/mm scannen (entspricht 7620 DPI), um die Information auf dem Film sicher und unverfälscht in den PC zu bekommen.
Noch einige Zahlen aus früheren Messungen: das Filmkorn bei TMax400 liegt bei ca. 1,7 um, bei Technical Pan bei ca. 0,7 um, beides unter dem Mikroskop bei 1000-facher Vergrößerung so gut wie möglich geschätzt (Franz: mit Fadenzähler is da nix mehr). Dabei wurde angenommen, dass keine silberlähnenden Entwickler eingesetzt waren. Auch sind keine Kornzusammenballungen berücksichtigt, die je nach Entwickler entstehen können (Rodinal!) Nimmt man eine regelmäßige Kornanordnung an, also Korn plus Lücke in Korngröße, führt das dann bei TMax400 zu 1/(2*1,7um)=294 Linienpaare/mm, bei Technical Pan zu 1/(2*0,7um)=714 Linienpaare/mm als "Kornraster". Dann kann man sich die kritischen Scannerauflösungen ausrechnen. Einen TMax400 sollte man entweder mit unter 150 Abtastungen/mm (3810 DPI) entsprechend 2 Mal Korn plus Lücke je Abtastung (Unterabtastung, Korn geht dann unter) oder mit über 900 Abtastungen/mm (22860 DPI!) entsprechend 3 Abtastungen je Korn plus Lücke (Überabtastung, Korn sauber abgetastet) scannen, dann liegt man auf der sicheren Seite. Beim Technical Pan dann unter 350 Abtastungen/mm (8890 DPI) oder über exotischen 2100 Abtastungen/mm (53340 DPI). Diese Auflösungen beziehen sich nicht nur auf die Sensorzeile allein, sondern auf das Gesamtsystem, also inklusive Scanoptik und eventueller Aufbereitung wie Unscharfmaskierung. Das sind natürlich keine wissenschaftlich exakten Daten, aber für die Praxis ausreichende Richtwerte.
Ich hoffe, die Erklärung war auch für diejenigen verständlich, die mit Physik nichts am Hut haben.
Gruß Wolfgang
