Warum der Tiefpassfilter unnötig wird

Nikon hat mit der D5300 eine neue Einsteiger-DSLR vorgestellt. Das grösste Feature: kein optischer Tiefpassfilter. Kamerahersteller wie Sony, Nikon und Fujifilm verzichten komplett auf den Filter, andere wie Pentax machen ihn optional. Doch wozu dient der optische Tiefpassfilter genau? Und warum wird er immer weniger verwendet?

Optische Tiefpassfilter wurden hauptsächlich zu einem Zweck verbaut: Moiré verhindern. Bei Moiré handelt es sich um eine Verzerrung im Bild, die von einer bestimmten Musterfolge im Bild verursacht wird. Meistens entsteht der Effekt bei schräg übereinanderliegenden Linien mit eng verflochtenen Mustern. Der Betrachter sieht dabei grössere Muster über den kleineren, auch wenn diese in der Realität nicht existieren. Typische Objekte, die den Moiré-Effekt auslösen, sind Teppiche und Krawatten mit kleinen Musterungen oder Gitterstäbe.

Bei digitalen Kameras tritt Moiré hauptsächlich auf, wenn ein Muster mit feinen Linien eine ähnliche Frequenz wie das Sensorgitter aufweist. Um Moiré zu vermeiden, enthält praktisch jede Digitalkamera einen optischen Tiefpassfilter.

Grundsätzlich macht der Einsatz eines optischen Tiefpassfilters Sinn. Einen Nachteil bringt der Filter jedoch mit sich: Das Bild verliert ein wenig Schärfe. Der Unterschied ist nicht besonders gross, jedoch bei Vergrösserungen bemerkbar. Schärfere oder moiréfreie Bilder waren lange Zeit eine Wahl, die immer zugunsten der Moiréfreiheit entschieden wurde. Es gab schlicht zu viele Muster, die Moiré verursachten, und die Verzerrung störte im Bild deutlich mehr als der kleine Schärfeverlust. Wie kommt es, dass der Tiefpassfilter plötzlich nicht mehr gebraucht wird? An der veränderten Krawattenmode wird es nicht gelegen haben.

Vielmehr liegt es am Fortschritt der Sensortechnologie. Ein herkömmlicher Sensor funktioniert nach dem Bayer-Prinzip (siehe Bild). Der Sensor ist unterteilt in kleine Quadrate, die auf eine bestimmte Farbe spezialisiert sind. Durch Farbfilter werden entsprechende Lichtstrahlen auf den richtigen Pixel verfrachtet. Wie bereits erwähnt, entsteht der Moiré-Effekt, wenn ein Muster, das durch das Objektiv auf den Sensor trifft, eine ähnliche Frequenz aufweist wie der Sensor selbst. Moderne Sensoren verfügen jedoch über derart kleine Pixelraster, dass kaum noch Objekte der realen Welt diesen Frequenzen entsprechen. Einfach gesagt: Die Pixel auf dem Sensor sind heute deutlich kleiner als die Muster der realen Welt. Dies macht einen separaten Filter zum Verhindern von Moiré grösstenteils sinnlos, weshalb immer mehr Kamerahersteller bei neuen Modellen auf den Filter verzichten.