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Wissenschaft im Alltag: Die Digitalkamera



Ohne Film und mit vielen Möglichkeiten zur Belichtungskorrektur und Nachbearbeitung erobern Digitalkameras derzeit den Markt. Wird eine Aufnahme für gut befunden, speichert sie die Kamera auf speziellen, auswechselbaren Karten, Mini-CDs oder winzigen Festplatten.

Das Analogon zum herkömmlichen Film ist ein Chip lichtempfindlicher Halbleiterelemente, meist so genannte charged coupled devices (CCDs). Die Sensorelemente, auch "Pixel" genannt, messen wenige Mikrometer Kantenlänge. Sie werden in einem Raster angeordnet, das bei guten Amateurkameras derzeit 3,34 Millionen Pixel umfasst. Jeder dieser Halbleitersensoren misst die Zahl einfallender Photonen nur einer Farbe, doch durch Bildverarbeitung werden jedem Bildpunkt drei Binärzahlen à acht Bit für die Farben Rot, Grün und Blau zugeordnet.

Das Objektiv bildet ein Objekt auf diese Pixelanordnung ab. Weil die Bilddiagonale sehr viel kleiner als die beim Kleinbildfilm ist, müssen auch die Brennweiten schrumpfen. So entsprechen neun Millimeter bei der Digitalkamera einem 50-Millimeter-Normalobjektiv.

Hinsichtlich der Auflösung, also dem Abstand zwischen zwei Linien, die im Bild noch als getrennt wahrnehmbar sind, ist der herkömmliche Film nach wie vor überlegen. Weil in der Chip-Diagonalen die Pixel näher beisammen liegen als in den Zeilen oder Spalten, ist dort die Auflösung höher. Die Hersteller bauen den Chip daher um 45 Grad verdreht ein (in der Grafik nicht dargestellt) und optimieren damit wieder die Aufnahme waagrechter und senkrechter Linien, die beim menschlichen Sehen stärker wahrgenommen werden.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 7 / 2001, Seite 117
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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