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Thema: Lohnt HDTV? - Auflösung/Betrachtungsabstand vom 08.04.2006


Neues Thema eröffnen   Neue Antwort erstellen MGi Foren-Übersicht -> Allgemeines - Bild und Ton -> Lohnt HDTV? - Auflösung/Betrachtungsabstand
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M_a_x

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Geschlecht: Männlich
Verfasst Mo 10.04.2006 21:51
Titel

Antworten mit Zitat Zum Seitenanfang

inwa hat geschrieben:

Es gibt bei Wikipedia einen Streit. Der HDTV Artikel wird fast nur von HDTV Fans geschrieben, die einem Steine in den Weg legen, wo sie können. Selbst berechnen sie aus meiner Sicht völlig uninteressante Datenraten und wollten auch mit einer Berechnung zur Sehschärfe den Nutzen von HDTV belegen. Als sie das nicht konnten, haben sie aufgegeben. Dann habe ich die Sache berechnet und nun heißt es, die sei "eigene Forschung" und daher verboten.


Ihr seid schon lustige Vögel, kloppt Euch auf Wikipedia, könnt aber mit die dort bereits massig vorhandenen Infos nicht zur interpretation und Argumentation nutzen.

zum Glück gibt's ja das MGI, da wird einem geholfen Grins (war Spassss *hehe* )

mit Deiner "eigenen forschung" hast Du die Sache (Linearität zwischen Grenzauflösung und Beobachterentfernung) doch im Prinzip richtig erkannt (in Sachen Auflösung warste in der Diskussion also der Winner Grins ).

inwa hat geschrieben:

danke für die AWs. Dass das alles ein alter Hut ist, habe ich mir mir schon gedacht. Er ist nicht auf Anhieb zu finden.

Bitte gerne (son scheiss macht mir irgenwie spass).
Musste auch schon ein wenig recherchieren und die Infos "zusammenweben". Das Prinzip ist -wie bereits erwähnt- schon lange bekannt.

however, zunächst die Antwort auf diese Frage:

inwa hat geschrieben:

M_a_x hat geschrieben:

entfernung zum beobachter= abstand rasterpunkt /(2*1,45*10^-4).


Kannst du mir diese Formel für die maximal notwendige Auflösung anhand eines Betrachtungsabstand von z.B. 240 cm "übersetzen"? Das wäre sehr nett. Was bedeuten die Zeichen *, ^ ? Ich nehme an * für x, also für mal und ^ für hoch.

Maximal notwendige Auflösung wäre dann = Betrachtungsabstand x (2*1,45*10^-4)

Also 240 cm x (2*1,45*10^-4) = 0,0696

Da sollte aber rund 32 dpi rauskommen.

Kommt's auch wenn Du zu Ende rechnest.
Schau Dir die Formel, die ich gepostet hatte an: Ergebniss ist der Abstand der Rasterpunkte (oder dots), der bei einer Beobachterentfernung von 2,4 m noch erforderlich ist, um die Punkte nicht mehr mit dem Auge auflösen zu können.
Dieser ist ungefähr 0,07 cm.
=> auf einen cm gehen 1 /0,07 dots=14 dots/cm
14 dots/cm entsprechen 14*2,54 dots/inch = 35 dpi. haut also hin.
Mit den Zeichen liegste richtig.


zur Erklärung:
wikipedia hat geschrieben:








wobei alpha (hab kein richtiges auf der tastatur) der Sehwinkel ist,
g der Abstand der Dots (rasterpunkte, Linienpaare oder was auch immer),
und r die Beobachterentfernung.

ich rechne Dir mal einige Beispiele aus Angaben von Wikipedia vor:
(für den maximalen sehwinkel von einer Bogenminute =(1/60)°)

wikipedia hat geschrieben:

Schärfe eines Bilds - Auflösungsvermögen des Auges

Das Auflösungsvermögen des Auges beträgt unter idealen Bedingungen etwa eine Winkelminute, das entspricht rund 1 mm auf 3,5 Meter. Diese Obergrenze gebietet eine Rasterauflösung von 600 dpi für einen Betrachtungsabstand von 15 cm Entfernung, von 300 dpi für 30 cm, von 150 dpi für 60 cm, von 100 dpi für 90cm und von 75 dpi für 120 cm Entfernung, usw. Aus doppelten Abstand braucht das Raster also nur die halbe dpi Auflösung. Oder: Je weiter man sich von einem Raster entfernt umso höher wird seine dpi Auflösung gesehen. Aus der doppelten Entferung verdoppelt sie sich.


Die Formel:

tangens (sehwinkel/2) = (abstand punkte/2)/entfernung zum beobachter

Umstellen nach Abstand Rasterpunkt:

abstand punkte =tangens (sehwinkel/2)* entfernung zum Beobachter*2
für 1 Bogenminute:
Abstand punkte = 1,45 * 10^-4*2* entfernung



Nun der Test mit den wikipedia daten

Enfernung 3,5 m:

Abstand Punkte =1,45*10^-4*2*3,5 m=0,001 m = 1mm (stimmt also)
entspricht 10 dots/cm einspricht ca 25 dpi




Nun Entfernung 60 cm = 0,6 m

Abstand Punkte =1,45*10^-4*2*0,6 m=0,0174 cm
entspricht etwa 57 dots / cm entspricht 145 dpi (ich gehe mal davon aus, das man hier bei wiki auf 60 bzw 150 aufgerundet hat)





Nun die 6 linienpaare/mm bei 25 cm entfernung, die Du zitiert hattest:
6 Linienpaare entsprechen 12 Lpi also einem 120er Raster.
Das sind 12 linien per mm, sie haben mithin einen Abstand von 1/12 mm.

Schaun mer mal:


Abstand Punkte =1/12 mm =0,0833mm

Probe mit 25 cm = 0,25 m:
Abstand Punkte =1,45*10^-4*2*0,25 m=0,0725 mm

entspricht dann also knapp 7 linienpaaren pro mm.
die jungs liegen also mit ihrer Versuchen nicht so weit weg von der "Idealvorstellung".




das zum Thema Auflösung, inwieweit jetzt andere parameter wie z.B.: Kontrast, Bildwiederholrate und Format bei der Beurteilung von HDTV eine Rolle spielen, weisst Du besser. machse feddich!!! Grins
Falls Fragen, frag.

Prost

(edit: fuck, ich war ohne eine edit ausgekommen, musste aber dann doch noch ein cm gg ein mm tauschen//edit ende)


Zuletzt bearbeitet von M_a_x am Mo 10.04.2006 23:01, insgesamt 1-mal bearbeitet
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inwa
Threadersteller

Dabei seit: 08.04.2006
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Verfasst Di 11.04.2006 23:10
Titel

Antworten mit Zitat Zum Seitenanfang

M_a_x hat geschrieben:


inwa hat geschrieben:

Es gibt bei Wikipedia einen Streit. Der HDTV Artikel wird fast nur von HDTV Fans geschrieben, die einem Steine in den Weg legen, wo sie können. Selbst berechnen sie aus meiner Sicht völlig uninteressante Datenraten und wollten auch mit einer Berechnung zur Sehschärfe den Nutzen von HDTV belegen. Als sie das nicht konnten, haben sie aufgegeben. Dann habe ich die Sache berechnet und nun heißt es, das sei "eigene Forschung" und daher verboten.


Ihr seid schon lustige Vögel, kloppt Euch auf Wikipedia, könnt aber mit die dort bereits massig vorhandenen Infos nicht zur interpretation und Argumentation nutzen.


Nichts anderes habe ich ja gemacht. Im Ursprung bin ich von 1mm auf 3,5 Meter ausgeganngen, die das beste Auge unter besten Bedingungen sehen kann. Das sind rund 90 dpi auf 1 Meter, 150 dpi auf 60 cm, 300 dpi auf 30 cm und 360 dpi auf 25 cm. Heraus kam die Formel:

* Definitive Auflösung (dpi) = 8900 : Betrachtungsabstand (cm)

Nun unterscheidet man aber auch zwischen "angestrengtem Sehen" und "entspanntem Sehen". Verschiedene Quellen (siehe unten) sagen, 50 dpi auf 1 Meter sei ausreichend. Das sind 83 dpi auf 60 cm, 167 dpi auf 30 cm und 200 dpi auf 25 cm. Das ergibt:

* Ausreichende Auflösung (dpi) = 5000 : Betrachtungsabstand (cm)


Viele Quellen nennen 76 dpi auf ein Meter als normales Auflösungsvermögen. Das sind rund 125 dpi auf 60 cm, 250 dpi auf 30 cm und 300 dpi auf 25 cm. Das ergibt:

* Maximal notwenige Auflösung (dpi) = 7600 : Betrachtungsabstand (cm)

Andere Quellen nenn auch 84 dpi auf ein Meter. Das sind 140 dpi auf 60 cm, 280 dpi auf 30 cm und 336 dpi auf 25 cm. Das ergibt:

* Maximale sichbare Auflösung (dpi) = 8400 : Betrachtungsabstand (cm)

Übrigens genau das, was ein 16:9 PAL TV aus dem 3fachen der Diagonalen erreicht.


M_a_x hat geschrieben:

mit Deiner "eigenen forschung" hast Du die Sache (Linearität zwischen Grenzauflösung und Beobachterentfernung) doch im Prinzip richtig erkannt (in Sachen Auflösung warste in der Diskussion also der Winner Grins ).


Mal sehen was die jetzt bei Wikipedia sagen werden.


M_a_x hat geschrieben:
inwa hat geschrieben:

danke für die AWs. Dass das alles ein alter Hut ist, habe ich mir mir schon gedacht. Er ist nicht auf Anhieb zu finden.

Bitte gerne (son scheiss macht mir irgenwie spass).
Musste auch schon ein wenig recherchieren und die Infos "zusammenweben". Das Prinzip ist -wie bereits erwähnt- schon lange bekannt.


Mir machts auch irgendwie Spass. Wikipedia nervt aber manchmal ziemlich rum.

M_a_x hat geschrieben:


inwa hat geschrieben:
M_a_x hat geschrieben:

however, zunächst die Antwort auf diese Frage:

entfernung zum beobachter= abstand rasterpunkt /(2*1,45*10^-4).


Kannst du mir diese Formel für die maximal notwendige Auflösung anhand eines Betrachtungsabstand von z.B. 240 cm "übersetzen"? Das wäre sehr nett. Was bedeuten die Zeichen *, ^ ? Ich nehme an * für x, also für mal und ^ für hoch.

Maximal notwendige Auflösung wäre dann = Betrachtungsabstand x (2*1,45*10^-4)

Also 240 cm x (2*1,45*10^-4) = 0,0696

Da sollte aber rund 32 dpi rauskommen.

Kommt's auch wenn Du zu Ende rechnest.
Schau Dir die Formel, die ich gepostet hatte an: Ergebniss ist der Abstand der Rasterpunkte (oder dots), der bei einer Beobachterentfernung von 2,4 m noch erforderlich ist, um die Punkte nicht mehr mit dem Auge auflösen zu können.
Dieser ist ungefähr 0,07 cm.
=> auf einen cm gehen 1 /0,07 dots=14 dots/cm
14 dots/cm entsprechen 14*2,54 dots/inch = 35 dpi. haut also hin.


Dann entpricht deine Formel dieser:

* Maximal sichtbare Auflösung (dpi) = 8400 : Betrachtungsabstand (cm)


wikipedia hat geschrieben:

Schärfe eines Bilds - Auflösungsvermögen des Auges

Das Auflösungsvermögen des Auges beträgt unter idealen Bedingungen etwa eine Winkelminute, das entspricht rund 1 mm auf 3,5 Meter. Diese Obergrenze gebietet eine Rasterauflösung von 600 dpi für einen Betrachtungsabstand von 15 cm Entfernung, von 300 dpi für 30 cm, von 150 dpi für 60 cm, von 100 dpi für 90cm und von 75 dpi für 120 cm Entfernung, usw. Aus doppelten Abstand braucht das Raster also nur die halbe dpi Auflösung. Oder: Je weiter man sich von einem Raster entfernt umso höher wird seine dpi Auflösung gesehen. Aus der doppelten Entferung verdoppelt sie sich.


1 mm auf 3,5 Meter sind 1 cm auf 3500 cm sind 1 dpi auf 350 x 2,54 also auf 8890 cm sind 8890 dpi auf 1 cm also 89 dpi auf 1 Meter und rund 360 dpi auf 25 cm.

M_a_x hat geschrieben:

Die Formel:

tangens (sehwinkel/2) = (abstand punkte/2)/entfernung zum beobachter

Umstellen nach Abstand Rasterpunkt:

abstand punkte =tangens (sehwinkel/2)* entfernung zum Beobachter*2
für 1 Bogenminute:
Abstand punkte = 1,45 * 10^-4*2* entfernung


Nun der Test mit den wikipedia daten

Enfernung 3,5 m:

Abstand Punkte =1,45*10^-4*2*3,5 m=0,001 m = 1mm (stimmt also)
entspricht 10 dots/cm einspricht ca 25 dpi


* Definitive Auflösung (dpi) = 8900 : 350 (cm) = ca. 25 dpi

M_a_x hat geschrieben:

Nun Entfernung 60 cm = 0,6 m

Abstand Punkte =1,45*10^-4*2*0,6 m=0,0174 cm
entspricht etwa 57 dots / cm entspricht 145 dpi (ich gehe mal davon aus, das man hier bei wiki auf 60 bzw 150 aufgerundet hat)


* Definitive Auflösung (dpi) = 8900 : 60 cm = ca. 148 dpi


M_a_x hat geschrieben:

Nun die 6 linienpaare/mm bei 25 cm entfernung, die Du zitiert hattest:
6 Linienpaare entsprechen 12 Lpi also einem 120er Raster.
Das sind 12 linien per mm, sie haben mithin einen Abstand von 1/12 mm.

Schaun mer mal:


Abstand Punkte =1/12 mm =0,0833mm

Probe mit 25 cm = 0,25 m:
Abstand Punkte =1,45*10^-4*2*0,25 m=0,0725 mm

entspricht dann also knapp 7 linienpaaren pro mm.
die jungs liegen also mit ihrer Versuchen nicht so weit weg von der "Idealvorstellung".



* Definitive Auflösung (dpi) = 8900 : 25 cm = 356 dpi auf 25 cm


Aber :
Abstand Punkte =1/12 mm =0,0833mm

Also:

1/12 mm auf 25 cm = 0,0833mm auf 25 cm = 0,33 mm auf 1 Meter = 1 mm auf 3 Meter = 1 cm auf 30 Meter = 1 dpi auf 7620 cm 7620 dpi auf 1 cm = 76 dpi auf 1 Meter = 304 dpi auf 25 cm

Und:

6 linienpaare/mm bei 25 cm = 12 Punkte pro Millimeter = 120 pro cm = 304 dpi für 25 cm

Also:

* Maximal notwenige Auflösung (dpi) = 7600 : Betrachtungsabstand (cm)

M_a_x hat geschrieben:

das zum Thema Auflösung, inwieweit jetzt andere parameter wie z.B.: Kontrast, Bildwiederholrate und Format bei der Beurteilung von HDTV eine Rolle spielen, weisst Du besser. machse feddich!!! Grins


Bin dabei - bist eine gute Hilfe.

M_a_x hat geschrieben:

Falls Fragen, frag.


Gerne...

Die Bildwiederholrate spielt nur bei sehr schnellen Sportarten eine Rolle. Ein Bild wird ja nicht schärfer, wenn es zweimal gezeigt wird. Der Kontrastumfang ist von ungestauchtem HDTV in manchen Partien etwas höher, der Kontrast aber nicht. Auch HDTV wird oft gestaucht gesendet. HDCAM ist in der 1080er Auflösung immer um 25% gestaucht. Dazu Bilder:

30% gestaucht versus ungestaucht:







Der objektive Vergleich ergibt sich bei einer Einstellung der Auflösung 1280 x 1024 Pixel für einen 17 Zoll Monitor aus 87 cm Entfernung und für einen 19 Zoll Monitor aus 97 cm Entfernung. Dann erreicht der Monitor erst die zu sehende Auflösung die ein PAL TV aus dem 3fachen der Diagonale erreicht.

Da man die Stauchung so gut wie nicht sieht, wird sehr oft auch das 4:3 Format 30% gestaucht gesendet. Das HDTV Standard Broadcast Format HDCAM ist in der 1080er Auflösung auch immer um mindestens 25% gestaucht.

Hier ein HDTV PAL Vergleich - weitere unten



Der Vergleich kann nicht eingepasst beurteilt werden.


Das Auflösung nicht alles ist sieht man auch hier:

Bild 1




Das Einpassen der Bilder wirkt sich recht stark auf die Schriften aus.

Bild 2




Bild 3





Anhang: Quellen zur Sehschärfe und Auflösung in Realtion zum Betrachtungsabstand

Im Wikipedia Artikel Sehschärfe: "Unter normalen Verhältnissen beträgt diese für eine mittlere Betrachtungsdistanz von 30 cm etwa 1/10 mm."

0,1 mm auf 30 cm sind 1 mm auf 3 Meter sind 1 cm auf 30 Meter sind 1 dpi auf 30 x 2,54 Meter also 1 dpi auf 76,2 Meter.

Das sind 76 dpi auf 1 Meter.


"Dazu ein Zahlenspiel: In dem Bereich, in dem menschliche Augen am schärfsten sehen können, beträgt die Auflösung etwa 1 bis 0,4 Bogenminuten. Wenn man das auf einen Betrachtungsabstand von 30 Zentimeter umrechnet, ist das eine Auflösung von ca. 115 bis 280 Punkten pro Zoll."
http://www.graphisoft-nordbayern.de/tipp-wieviele-pixel-braucht-ein-bild_tipp_446.html


Das sind 35 - 84 dpi auf ein Meter

Weitere Quellen:

"Diese Werte muss man im Vergleich zum Auge setzen, das bei optimaler Beleuchtung und 25 cm Betrachtungsabstand etwa 12 Punkte/mm (300 DPI) auflösen kann."
http://www.tu-darmstadt.de/hrz/drucken/scann02.tud?style=druck


Das sind 75 dpi auf ein Meter.

"Das menschliche Auge kann i.d.R. nur 10 Punkte pro Millimeter optisch trennen bei einem Betrachtungsabstand von ca. 20 cm."
http://www.panthermedia.net/index.php?page=cms/pages/display2.php&cms_id=145&blanc=on


10 Punkte pro mm sind 254 dpi auf 20 cm, das sind 51 dpi auf 1 Meter.

"Das Auge kann beim normalen Sehabstand von halber Armlänge (ca. 25 cm) etwa 200 Punkte pro Zoll unterscheiden."
http://www.stoske.de/digicam/Artikel/sax.html


Das sind 50 dpi auf 1 Meter.


Zuletzt bearbeitet von inwa am Mo 01.05.2006 01:57, insgesamt 9-mal bearbeitet
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inwa
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Dabei seit: 08.04.2006
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Verfasst Mo 01.05.2006 01:58
Titel

Antworten mit Zitat Zum Seitenanfang

Die 300 dpi auf 25 cm also 76 dpi auf 1 Meter sind wohl richtig.

Ich habe jetzt noch mehrere seriöse Quellen aufgetan, die alle belegen, dass HDTV nicht schärfer oder detailreicher ist, wenn dem 2,5 - 3fachen der Diagonalen eines 16:9 TVs zugeschaut wird. In der Vorlesung Medientechnik von Prof. Dr.-Ing Martin Rieger wird das 2,5fache der Diagonalen genannt. Im Artikel QuoVadis,HighDefinition? der Fachzeitschrift FERNSEH- UND KINO-TECHNIK wird das 3fache der Diagonalen genannt. Was Dr. Dipl. Ing. Hans Kiening in seiner Dissertation allerdings nur anhand von Testbilder bestätigen konnte (300 dpi auf 25 cm). Mittels Versuchsprojektionen konnte er beweisen, dass eine erhebliche Schärfetoleranz herscht.

Ich habe jetzt auch noch mal zwei HDTV - PAL Vergleiche gemacht, wo das objektiv zu sehen ist.



HDTV - PAL Bildvergleich 3 in Orinalauflösung




HDTV - PAL Bildvergleich 2 in Orginalauflösung

Und ein Bildvergleich von guten und schlechten PAL Qualitäten wo auch gezeigt wird, warum die Bildqualität von HDTV Fernsehern meist nicht gut ist.




Zuletzt bearbeitet von inwa am Mo 01.05.2006 02:01, insgesamt 2-mal bearbeitet
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