Objektive: So testen wir

So testen wir Kamera-Objektive
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ColorFoto testet Objektive an den wichtigsten Kameratypen mit Micro-Four-Thirds-, APS-C- und KB-Sensoren. So wird das Zusammenspiel von Kamera, Signalverarbeitung, Sensorgeometrie und Objektiv erfasst. Ein 24-Megapixel-Vollformat-Sensor hat eine andere Geometrie als ein 24-Megapixel-APS-C-Sensor. Für zwei Kameras eines Herstellers mit gleichem oder ähnlichem Sensor genügt jedoch die Messung an einem Gehäuse. Die entsprechende Zuordnung findest Du in den Bestenlisten.

Bildeigenschaften testen: Auflösung und Kontrast

Schärfe, Kontrast und Auflösung sind verschiedene Bildeigenschaften, die eng zusammenhängen. Unsere Messungen bestimmen die Auflösung feiner Details und den Kontrast, nicht aber die Schärfe, dies wäre die Steilheit einer Kante. Hier geht es um die Frage: Wie fein dürfen die Linien sein, dass sie noch unterscheidbar sind und noch
nicht im Einheitsgrau verschwinden? Diese Grenzauflösung geben wir für einen Kontrast von 10 % des Ausgangswerts an und errechnen die Zahl der Linienpaare, die in die Bildhöhe pas­sen. Bei dieser Definition gilt eine Struktur noch als aufgelöst, wenn ihr Kontrast auf 10 % des Ausgangswerts sinkt. Neben diesem Grenzwert ist für die Schärfe auch der Kontrast gröberer Strukturen wichtig. Um ihn zu bestim­men, summiert das Labor den Kontrast der einzelnen Auflösungswerte bis zur Grenzauflösung auf.

Auflösung: Dank 25 Siemenssternen können wir die Qualität der Abbildung bis an den Rand messen.
Die Kurven für Auflösung und Kontrast fallen von links (Bildmitte) nach rechts (Bildrand) ab, da zum Rand die Abbildungsleistung aller Objektive – unterschiedlich stark – nachlässt.

Je höher der Wert, umso knackiger das Bild. Bei überzo­gener Schärfung der Bildverarbeitung kann dies unnatürlich wirken. Die Kur­ven zeigen jeweils den Verlauf der Wer­te zwischen der Bildmitte und 80 % der Strecke zur Ecke. Die kleinen Quadrate bilden das Verhalten in verschiedenen Richtungen ab und zeigen das konkrete Ergebnis eines Siemenssterns. So stehen die vier Kästchen am Ende der Linie für die Bildränder. Je enger sie zusammen­ liegen, desto besser ist die Optik zen­triert. Stets misst das Labor einmal bei offener Blende und einmal um zwei Stufen abgeblendet, bei lichtstarken Objektiven mit offener Blende <=2 auch bei f5,6. Mit dem Testchart mit 25 Siemenssternen können wir die Auflösung fast über das gesamte Bildfeld messen. Zudem sind die Kanten der Schwarz-Weiß-Strukturen nicht hart, sondern abgestuft, um die Nachschärfung nur in realistischem Maß wirken zu lassen.
Um die Objektivleistung sichtbar zu machen, zeigen wir pro Brennweite drei Ausschnitte aus dem Testchart. Da die Abbildungsqualität von Brennweite und Blende abhängt, wiederholen wir diese Dreiergruppe für jede pro Brennweite gemessene Blende. Wenn wir also bei einem lichtstarken Zoom drei Blenden je Brennweite messen, finden Sie im Heft neun Reihen mit je drei Ausschnitten. Die Reihe startet mit dem Ausschnitt 1 aus der Bildmitte entsprechend dem gelben Quadrat. Es folgen Ausschnitt 2 vom Bildrand und Ausschnitt 3 als Maß für die äußersten Ecken.

Verzeichnung

Gekrümmte Linien an den Bildrändern kennt man vor allem von Mega-Zooms und Weitwinkeloptiken. Da wird eine gerade Hauswand schon einmal als kurvenartiges Gebilde dargestellt. Als Maß für die Abweichung misst unser Prüflabor den Abstand eines Passkreuzes in der Bildmitte zu einem Passkreuz am Rand. Ist der im Bild gemessene Abstand kleiner als der Sollwert, fällt die Kurve im Messdiagramm unter die Nulllinie.

Die Markierungen in unserem Testchart sollten auch am Bildrand auf einer geraden und nicht auf einer gekrümmten Linie liegen.
Die Abweichung der farbigen Linie von der x-Achse ist ein Maß für die Verzeichnung und erreicht ihr Maximum am rechten Rand. Abblenden ändert die Verzeichnung nicht. (Die rote Linie im Diagramm steht für die Weitwinkelbrennweite, die blaue für die mittlere und die grüne für die längste gemessene Brennweite.)

Der Verlauf unterhalb der Nulllinie zeigt an, dass auf dem Foto eine tonnenförmige Verzeichnung zu sehen ist. Ist der gemessene Abstand zu groß, ergibt sich eine kissenförmige Verzeichnung. Die Kurve in unserem Diagramm steigt dann über die Nulllinie. Kissenförmige Verzeichnungen treten meist am Tele-Ende des Zooms auf. Im Idealfall verläuft die Verzeichnungskurve exakt entlang der Nulllinie. Dieses Ergebnis streben die Hersteller häufig nicht mehr nur über die Objektivkonstruktion an, sondern rechnen es in der Kamera per Objektivkorrektur herbei. Besonders unangenehm und schwer korrigierbar sind wellenförmige Verzeichnungen, bei denen die Verzeichnungslinie teils über und teils unterhalb der Nulllinie liegt.

Vignettierung bei Weitwinkelaufnahmen testen

Fast alle Weitwinkelaufnahmen haben mehr oder weniger stark abgedunkelte Bildecken. Daran „schuld“ ist neben konstruktiv bedingten Abdunklungen das Cosinus-4-Gesetz, das den Verlust an Helligkeit in den Ecken in Abhängigkeit vom Bildwinkel beschreibt.

Dem versuchen die Hersteller mit optimierten Rechnungen und einer kamerainternen softwaretechnischen Aufhellung der Bildecken entgegenzuwirken. Je weiter die Ecken der meist parabelförmigen Fläche im Messdiagramm herunterhängen, desto dunkler sind die Bildecken. Einen Teil kann man bei der Korrektur am Rechner kompensieren, aber wenn die rote Farbe im Diagramm einen Lichtverlust von mehr als 1,5 Blenden anzeigt, tauchen dabei neue Probleme wie zusätzliches Rauschen auf. Der grüne Bereich verheißt dagegen mit maximal einer halben Blende eine meist nicht sichtbare Abschattung.

Objektivtests: Chromatische Aberration messen

Vor allem in den Ecken zeigen Kanten häufig Farbsäume. Wir messen deshalb die chromatische Aberration. Farbige Säume entstehen, weil Glas jede Lichtfarbe anders bricht und die Objektive unterschiedlich aufwendig korrigiert sind.

Rauschanstieg in den Ecken

Die Objektivkorrekturen in der Kamera lassen wir grundsätzlich aktiviert. Die Kamera versucht dann besonders in den Ecken, Verzeichnung, Vignettierung und Kontrastverlust rechnerisch zu reduzieren, was jedoch unter anderem zu Rauschen führen kann. Wir bestimmen deswegen den Rauschanstieg in den Ecken.

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