Pixel

Der kleinste Baustein des digitalen Fotos

Wenn über Digitalkameras gesprochen wird, dauert es meist nicht lange, bis die Pixel ins Spiel kommen. 24 Megapixel, 45 Megapixel, 60 Megapixel – die Zahl steht prominent in den technischen Daten und wird gerne als Maß für die Leistungsfähigkeit einer Kamera verwendet.

Doch was ist ein Pixel eigentlich? Sitzen Pixel bereits auf dem Sensor oder entstehen sie erst im fertigen Bild? Und warum bedeutet eine größere Pixelzahl nicht automatisch eine bessere Bildqualität?

Was ist ein Pixel?

Das Wort Pixel ist eine Kurzform von picture element, also Bildelement. Ein Pixel ist das kleinste einzelne Element eines digitalen Rasterbildes. Viele dieser Bildelemente bilden gemeinsam das Foto, das Du auf dem Kameradisplay, Monitor oder Smartphone siehst. Nikon beschreibt den Pixel entsprechend als grundlegenden Baustein eines digitalen Bildes.

Du kannst Dir ein digitales Foto vereinfacht als sehr feines Raster vorstellen. Jeder Platz in diesem Raster besitzt einen bestimmten Bildwert. Erst in ihrer Gesamtheit ergeben die Millionen einzelner Pixel Farben, Strukturen, Kanten und feine Details.

Bei normaler Betrachtungsgröße bemerkst Du dieses Raster nicht. Vergrößerst Du ein Rasterbild jedoch stark genug, werden irgendwann die einzelnen Pixel sichtbar. Adobe bezeichnet diesen Effekt als Pixelation.

Vom Sensorpixel zum Bildpixel

An dieser Stelle lohnt sich eine kleine Unterscheidung. Im alltäglichen Sprachgebrauch reden wir sowohl beim Kamerasensor als auch beim fertigen Foto von Pixeln. Technisch sind das jedoch nicht ganz dieselben Dinge.

Der Sensor einer Digitalkamera besitzt lichtempfindliche Elemente, die einfallendes Licht erfassen. Bei üblichen Farbsensoren mit Farbfiltermatrix liefert ein einzelnes Sensorelement dabei nicht einfach unmittelbar einen vollständigen RGB-Farbwert für genau ein fertiges Bildpixel. Die Kamera beziehungsweise der RAW-Konverter muss die Sensordaten zunächst verarbeiten und unter anderem die fehlenden Farbinformationen aus benachbarten Messwerten rekonstruieren.

Am Ende dieser Verarbeitung entsteht das digitale Rasterbild mit seinen Bildpixeln.

Deshalb ist die Vorstellung „ein Sensorpixel entspricht immer exakt einem fertigen Bildpixel mit vollständig gemessener Farbe“ zwar anschaulich, technisch aber zu stark vereinfacht.

Was haben Pixel mit der Auflösung zu tun?

Die Anzahl der Pixel bestimmt die Pixelabmessungen eines digitalen Fotos. Ein Bild könnte beispielsweise 6000 Pixel breit und 4000 Pixel hoch sein.

Die Rechnung lautet:

6000 × 4000 = 24.000.000 Pixel

Das entspricht 24 Megapixeln.

„Mega“ steht dabei für eine Million. Eine Kamera mit 24 Megapixeln erzeugt bei voller Auflösung also Bilder mit ungefähr 24 Millionen Pixeln. Nikon bezeichnet die Anzahl der Pixel eines digitalen Fotos entsprechend als dessen Bildauflösung.

Allerdings sollte man dabei zwischen Gesamtpixelzahl und effektiven Pixeln einer Kamera unterscheiden. Nicht zwingend jedes Sensorelement wird für das eigentliche Bild verwendet. Nikon definiert die effektiven Pixel als diejenigen Pixel des Sensors, die tatsächlich zur Bilderzeugung eingesetzt werden.

Mehr Pixel bedeuten nicht automatisch ein besseres Foto

Hier liegt eines der häufigsten Missverständnisse rund um den Begriff.

Eine höhere Pixelzahl bedeutet zunächst einmal vor allem: Das Bild enthält mehr Bildpunkte.

Das kann durchaus Vorteile haben. Eine hohe Auflösung bietet mehr Spielraum beim Beschneiden eines Fotos und ermöglicht bei passenden Aufnahmebedingungen größere Ausdrucke mit hoher Detailwiedergabe.

Die Pixelzahl allein sagt aber noch wenig darüber aus, wie gut das Foto tatsächlich aussieht.

Die Detailwiedergabe hängt beispielsweise auch vom Objektiv, einer präzisen Fokussierung, Bewegungs- und Verwacklungsunschärfe, der Signalverarbeitung und letztlich vom Motiv selbst ab. 60 Millionen Pixel können schließlich nur die Informationen abbilden, die das gesamte Aufnahmesystem überhaupt liefert.

Anders gesagt: Viele Pixel können viele Details speichern – sie können fehlende Details aber nicht herbeizaubern.

Pixelgröße und Pixelanzahl sind zwei verschiedene Dinge

Ebenfalls leicht zu verwechseln sind die Anzahl und die Größe der Pixel beziehungsweise Sensorelemente.

Nikon gibt die Pixelgröße eines Bildsensors beispielsweise in Mikrometern an.

Bei gleicher Sensorfläche bedeutet eine höhere Anzahl an Sensorelementen zwangsläufig einen kleineren Abstand beziehungsweise kleinere Strukturen auf dem Sensor. Daraus allein lässt sich jedoch nicht zuverlässig ableiten, welche Kamera die bessere Bildqualität oder das bessere Rauschverhalten besitzt.

Sensorarchitektur, Quanteneffizienz, Ausleseelektronik, Signalverarbeitung und weitere Faktoren spielen ebenfalls eine Rolle. Die einfache Gleichung „große Pixel gut, kleine Pixel schlecht“ wird moderner Kameratechnik deshalb nicht gerecht.

Was bedeuten Pixel in der fotografischen Praxis?

Stell Dir vor, Du fotografierst einen Vogel und kannst nicht so nah herankommen, wie Du möchtest. Das Tier nimmt im ursprünglichen Foto nur einen kleinen Bereich ein.

Beim späteren Zuschneiden entfernst Du einen großen Teil des Bildes. Damit entfernst Du gleichzeitig Pixel.

Aus einem Foto mit beispielsweise 6000 × 4000 Pixeln kannst Du einen Ausschnitt von nur noch 3000 × 2000 Pixeln verwenden. Aus ursprünglich 24 Megapixeln werden dann:

3000 × 2000 = 6 Megapixel.

Hier zeigt sich ein praktischer Vorteil einer hohen Ausgangsauflösung: Sie kann Dir Reserven für Ausschnittvergrößerungen geben.

Das bedeutet allerdings nicht, dass Du grundsätzlich möglichst viele Megapixel benötigst. Wenn Deine Fotos hauptsächlich auf einem Bildschirm oder Smartphone betrachtet werden und Du selten stark beschneidest oder sehr groß druckst, kann eine deutlich geringere Auflösung vollkommen ausreichend sein.

Die entscheidende Frage lautet deshalb weniger:

Wie viele Pixel hat meine Kamera?

Sondern:

Wie viele Pixel brauche ich für das, was ich mit meinen Bildern machen möchte?

Pixel, Megapixel und Auflösung – wo liegt der Unterschied?

Die Begriffe hängen eng zusammen, meinen aber nicht exakt dasselbe.

Ein Pixel ist ein einzelnes Bildelement eines Rasterbildes.

Ein Megapixel entspricht einer Million Pixel und dient hauptsächlich dazu, die Gesamtzahl der Bildpunkte übersichtlich anzugeben.

Die Bildauflösung beschreibt im Zusammenhang mit digitalen Fotos häufig die vorhandene Pixelzahl beziehungsweise die Pixelabmessungen des Bildes.

Davon wiederum zu unterscheiden ist die Auflösung beim Druck. Dort kommen zusätzlich die Ausgabegröße und die Pixeldichte ins Spiel. Ein Foto mit einer festen Pixelzahl kann schließlich sowohl klein als auch groß gedruckt werden – nur verändert sich dabei, wie dicht seine vorhandenen Pixel auf der jeweiligen Fläche verteilt werden.

Pixel sind die grundlegenden Bausteine eines digitalen Fotos. Ihre Anzahl bestimmt, aus wie vielen einzelnen Bildelementen eine Aufnahme besteht und damit auch, welche Reserven beispielsweise für große Ausgaben oder stärkere Ausschnitte vorhanden sind.

Trotzdem ist die Pixelzahl nur ein Teil der Geschichte. Ein Foto wird nicht automatisch besser, nur weil die Kamera mehr Megapixel besitzt.

Für die fotografische Praxis ist deshalb vor allem wichtig zu verstehen, wofür Du die vorhandene Auflösung benötigst. Dann werden aus Megapixeln keine Qualitätsreligion, sondern einfach eine technische Eigenschaft Deiner Kamera.