Makro - welche Blende stelle ich nun ein?

Liebe Alle

Ich habe eine Frage und hoffe, dass Ihr mir diese beantworten mögt

Noch immer habe ich Mühe damit, in der Makrofotografie zu begreifen, welche Blende ich nun einstellen soll - und wie sie wirkt! Ich suchte im Internet sowie hier im Forum und machte Testbilder, aber ob dort die Schärfentiefe nun 1mm oder 0,5mm ist, zeigt sich oft nicht ganz deutlich, und ich bleibe verunsichert zurück ... Ansatz: KEINE Innen-Fokussierung!

Wenn ich mit einer Fujifilm X-T2 (APS-C, Crop = 1.5; zeigt nominelle Blende an) mit Brennweite f = 60mm und mit g = 120mm (also m = 1:1) fotografiere und möchte eine Schärfentiefe von 0.5mm erreichen, muss ich dann nun die Blende k = 6.25 oder 12.5 einstellen? Ist erstere die nominelle und letztere die effektive Blende?

Gemäß der "offiziellen" Formel
k = Schärfentiefe/(2*Zo)*m^2/(m+1)
berechne ich eine Blendenzahl von 6.25 ...

Ich las einst, dass sich die effektive Blende nur aufs Licht, nicht auf die Schärfentiefe beziehe (mit Verlängerungsfaktor = 4 hier)?! -

Wenn ich aber nach herkömmlicher Formel rechne, also wie wenn f = b wäre:
k = f^2/Zo * |1/g - 1/D|
mit Zo = max.zul.Zerstreuungskreisdurchmesser = 0.02mm und D = Nah- oder Ferngrenze der Schärfentiefe (hier z.B. 120.25mm), so erhalte ich die Blende k = 3.1185. Dies wäre nun doch mit (m + 1) zu multiplizieren für meine gewünschte Schärfentiefe, ergibt also k = 6.25, wie oben.

Was für Blenden habe ich nun mit k = 3.1 bzw. k = 6.25 bzw. k = 12.5 berechnet? Welche stelle ich nun ein an der Kamera, die mir die nominelle Blendenzahl anzeigt, und welche Blende nehme ich für die Berechnung fürs Belichten (Verschlusszeit)?

Ist 3.1 die Blende für g = unendlich (was hier ja drastisch nicht der Fall ist),
6.25 die Blendenzahl, die ich einstellen muss und
12.5 die Blendenzahl, mit der ich die Verschlusszeit berechnen kann?

Ich stehe schon Monate auf der Leitung und wäre Euch SEHR dankbar um Rat ...

Vielen Dank und alles Gute fürs ganze Jahr!

Herzliche Grüße

Martin Messmer

...

Warum möchtest du eine Schärfentiefe von ausgerechnet 0.5mm erreichen?

Martin Messmer schrieb:

Wenn ich mit einer Fujifilm X-T2 (APS-C, Crop = 1.5; zeigt nominelle Blende an) mit Brennweite f = 60mm und mit g = 120mm (also m = 1:1) fotografiere und möchte eine Schärfentiefe von 0.5mm erreichen, muss ich dann nun die Blende k = 6.25 oder 12.5 einstellen? Ist erstere die nominelle und letztere die effektive Blende?

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Du musst am Objektiv die Blende f/6.25 (oder f/6.7) einstellen und es ergibt sich dann eine effektive Blende von f/12.5 (oder f/13).

Ob sich dann auch faktisch eine Schärfentiefe von 0,5 mm ergibt, solltest Du selber überprüfen, denn die Brennweite mag sic hbei eeiner Innenfokussierung verändert haben. Alternative: wenn es zu dem Objektiv vom Hersteller mitgelieferte Tabellenwerke für den Nah-/Makrobereich gibt, kannst Du freilich auch dort nachschlagen.

Mi67 schrieb:

Du musst am Objektiv die Blende f/6.25 (oder f/6.7) einstellen und es ergibt sich dann eine effektive Blende von f/12.5 (oder f/13).

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Lieber Mi67 - DANKE! Für Info und Zeit! Bist ein Schatz! Antwortest immer flott und so prompt!

Nun begreife ich endlich

Vielen Dank nochmals und alles Gute! - Herzlich

Martin

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Mi67 schrieb:

Du musst am Objektiv die Blende f/6.25 (oder f/6.7) einstellen und es ergibt sich dann eine effektive Blende von f/12.5 (oder f/13).

Ob sich dann auch faktisch eine Schärfentiefe von 0,5 mm ergibt, solltest Du selber überprüfen, denn die Brennweite mag sic hbei eeiner Innenfokussierung verändert haben. Alternative: wenn es zu dem Objektiv vom Hersteller mitgelieferte Tabellenwerke für den Nah-/Makrobereich gibt, kannst Du freilich auch dort nachschlagen.

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Bei vorgegebenem Abbildungsmaßstab spielt die Brennweite keine Rolle.
Für einen Abbildungsmaßstab von 1:1 (1.0), 24 mm x 16 mm-Sensor,
d/1500-Unschärfekreis und ±0,25 mm-Schärfentiefe erhält man immer
eine effektive Blende von ƒ/13.

d/1500 * 0,25 / √(24²+16²) * 1.0² = ƒ/13,00078...

Lustigerweise ist die Zahl ziemlich glatt ...
Für einen Abbildungsmaßstab von 1:2 (0,5) ist es

d/1500 * 0,25 / √(24²+16²) * 0,5² = ƒ/3,25019...

Genau - weil mit m = f/(g-f) eine allfällig veränderte Brennweite mitberücksichtigt wäre ...
Du würdest aber die Blenden 6.5 und bzw. 2.17 (rein theoretisch) einstellen an einer Kamera, die nominelle Blendenzahlen anzeigt, nicht wahr?

DANKE für die Zugabe in so übersichtlicher Darstellung!!

Herzlich - Martin

PS: ich verstehe leider Deine Formel noch nicht ganz:

d/1500 * 0,25 / √(24²+16²) * 1.0² = ƒ/13,00078...
Wäre doch d/1500 * ST/2 / d * m^2 ... Also
ST/3000 * m^2 = ƒ/
??

Ich kenne die Formel:
k = ST/(2*Zo)*m^2/(m+1)
ST = Schärfentiefe [mm]

und für die effektive Blende:
k = Schärfentiefe/(2*Zo)*m^2

...

Bei den meisten Objektiven befinden sich die Pupillen nicht gerade dort, wo die Hauptebenen sitzen. Das ist im Fernbereich gleichgültig, spielt aber im Makrobereich - wie oben bei Abbildungsmassstab 1:1 - schon eine Rolle. Das Konzept der "effektiven Blende" lässt sich auch auf solche asymmetrischen Objektive erweitern und ist sehr nützlich für Betrachtungen über Schärfentiefe, Beugung, Belichtung, wenigstens solange man paraxial rechnen kann, d.h. wenigstens solange die Eintrittspupille vom Objekt aus gesehen unter einem hinreichend kleinen Winkel erscheint (bei Mikroskopen ist das nicht der Fall, hier wird die numerische Apertur verwendet).

Details finden sich im www eher in englischer Sprache. Suchen unter "working f-number" oder "pupil magnification" könnte vielleicht was bringen.

Frank Klemm schrieb:

Bei vorgegebenem Abbildungsmaßstab spielt die Brennweite keine Rolle. ...

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Martin Messmer schrieb:

Genau - weil mit m = f/(g-f) eine allfällig veränderte Brennweite mitberücksichtigt wäre ...

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Da lügt Ihr Euch etwas in die Tasche, denn eine nominell eingestellte f/4 wird in der Regel einen bestimmten physikalischen Blendendurchmesser bedeuten. Verkürzt das Objektiv jedoch im Nahbereich erheblich seine Brennweite, ohne dabei die Blendenöffnung physikalisch zu verkleinern, dann verändert dies das geometrische Öffnungsverhältnis und damit auch die effektive Blende.

Bei rein Auszugs-fokussierten Objektiven wird in Abbildungsmaßstab 1:1 die effektive Blende immer 2 Blendenstufen kleiner als die nominelle sein. Bei innenfokussierten Objektiven kann das Delta zwischen nomineller und effektiver Blende geringer ausfallen.

Beispiele, sich unterschiedlich verhaltender Objektive:

Canon EF 100/2.8 L-IS Macro verhält sich quasi wie ein Auszugs-fokussiertes Objektiv:
https://www.axis.com/files/manuals/01_CT1-8564_ENG.pdf

Das Canon 180/3.5 L Macro ist hingegen ein Beispiel, wo die effektive Blende bei 1:1 und Offenblende nicht auf f/7, sondern auf f/5.8 landet:
http://gdlp01.c-wss.com/gds/2/0300003512/02/ef180f35macrousm-im2-eng.pdf

Aus genau diesem Grund hatte ich die Einschränkung formuliert gehabt:

Ob sich dann auch faktisch eine Schärfentiefe von 0,5 mm ergibt, solltest Du selber überprüfen, denn die Brennweite mag sic hbei eeiner Innenfokussierung verändert haben. Alternative: wenn es zu dem Objektiv vom Hersteller mitgelieferte Tabellenwerke für den Nah-/Makrobereich gibt, kannst Du freilich auch dort nachschlagen.

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Hallo
Bin kräftig am Mitlesen und habe eine Frage.
"Ob sich dann auch faktisch eine Schärfentiefe von 0,5 mm ergibt, solltest Du selber überprüfen."

Wie überprüft man im Bild, wie gross die Schärfentiefe in Millimeter ist (also nicht rechnerisch)?

Vielen Dank
Kurt

Guppy1 schrieb:

Wie überprüft man im Bild, wie gross die Schärfentiefe in Millimeter ist (also nicht rechnerisch)?

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So, wie sonst auch: mit sauberer Ausrichtung und einem passenden Target.

Verstehe ich das Richtig, mit einem Auflösungstarget?
Wie hoch ist dann in Prozent die Auflösung beim Nah- und Fernpunkt der Schärfentiefe, im Vergleich zur maximalen Auflösung am Punkt der höchsten Auflösung?

Guppy1 schrieb:

Wie überprüft man im Bild, wie gross die Schärfentiefe in Millimeter ist (also nicht rechnerisch)?

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Indem du es in der gewünschten Ausgabegrösse anzeigst, und aus der
gewünschten Entfernung betrachtest.

Die Antwort mag unbefriedigend sein ... aber es ist halt nunmal so:
"Schärfentiefe" gibt es eigentlich gar nicht ... die ganze Rechnerei
ist eigentlich Hokuspokus. Wirklich scharf ist nur die eigentliche
Fokousebene. Da aber beim Betrachten ein gewisser Bereich davor
und danach für das betrachtende Auge immer noch scharf erscheint,
spricht man von einem Bereich "hinreichender Schärfe" ... "hinreichend"
im Sinne von "scharf genug so dass man nicht sieht dass es eigentlich
gar nicht wirklich scharf ist" ... dieser Bereich hängt aber u.a. von
Betrachtungsabstand und Darstellungsgrösse des Bildes ab ...
Parameter, die in die bisherigen Rechnungen gar nicht eingeflossen sind.
Und darum ist diese ganze Rechnerei eigentlich nicht viel wert.

RainerT schrieb:

Wirklich scharf ist nur die eigentliche
Fokousebene.

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Und noch nicht einmal die ist wirlich scharf.

RainerT schrieb:

Und darum ist diese ganze Rechnerei eigentlich nicht viel wert.

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Nicht unbedingt. All die Unwägbarkeiten sind bloß in dem "zulässigen" Zerstreuungskreis der üblichen Schärfentieferechner versteckt. Im Grunde kann man den aber über einen weiten Bereich von Ausgabegrößen und Betrachtungsabständen erstmal linear skalieren, man darf dann aber natürlich keine große Genauigkeit erwarten.

Waartfarken schrieb:

Nicht unbedingt. ...

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Das stimmt schon ... trotzdem ist "Schärfentiefe" (egal ob ausgerechnet
oder von der Scala am Objektiv abgelesen) bestenfalls ein "Schätzeisen".

Die vom TO gestellte Frage klang so, als ob er erwartet, gemäss der
Schärfentieferechnung ein Bild machen zu können, in dem ein vorher
exakt bestimmbarer Bereich scharf wird ... und dieser Bereich ist
dann unter allen möglichen Anzeige/Betrachtungsbedingungen scharf.
... und so ist es halt nicht ... und nur darauf wollte ich eigentlich raus.
Die ganze Rechnerei (incl. auf 4 Nachkommastellen genauen Angaben
für die Blende) ist komplett für die Katz solange man nicht weiss welchen
Teil des Bildes man später wie gross aus welchem Abstand betrachtet.

Und darum würde ich auf die ganze Mathematik verzichten, und (gerade bei
Makro) soweit abblenden wie es sinnvollerweise geht (und ggf. den
Bereich meiden in dem die Diffraktion dann eh überhand nimmt).
(Dann macht auch das Fotografieren mehr Spass).

RainerT schrieb:

Dann macht auch das Fotografieren mehr Spass.

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Das Wiseen um die Zusammenhänge schließt den Spaß nicht aus.

RainerT schrieb:

und ggf. den Bereich meiden in dem die Diffraktion dann eh überhand nimmt.

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...die Angst vor der bösen "Diffraktion" (=Beugung) scheint aber vielen den Spaß zu vermiesen. Ausprobieren und wissen, was für Effekte man da eigentlich sieht und wie man sie vermeidet.

RainerT schrieb:

die ganze Mathematik

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..ist zum verstehen gemeint, nicht zum nachrechnen (das wäre sowieso keine "Mathematik").

Vielen Dank für eure Antworten. Sie bestätigen meine Erfahrung.
Weil hier aber so konkret über die Schärfentiefe gesprochen wurde, dachte ich, ich hätte da eine Wissenslücke.
Für mich ist beim Focus-Stacking die Schärfentiefe insofern wichtig, damit ich weiss, wie gross die Schritte von Bild zu Bild bei einem bestimmten Abbildungsmassstab sein müssen.
So habe ich grob die Schärfentiefe, auch in Abhängigkeit der Blende, Zerstreukreis und Abbildungsmassstabes berechnet und dann um diesen Bereich Vergleiche angestellt.
Diese zeigten, dass 3 Bilder (Stufen) innerhalb der in etwa berechneten Schärfentiefe, durchgehend hoch aufgelöste, gestackte Bilder ergibt.
Problematisch ist es aber im Bereich von 1:1 bis 10:1 da sich da bei steigender Vergrösserung, die Schärfentiefe nicht linear vermindert und somit nicht mit der für Fotografen üblichen Formel berechnen lässt, denn sonst wäre sie schon bei 2:1 bei nahe Null.
Ab 10:1 ist es dann wieder einfacher, da dann die Formel der Mikroskopiker einigermassen stimmt. λ/(NA x NA).
All die Werte der Stackschrittgrösse habe ich mit Versuchen und Vergleichen ermittelt.

Aus purem Interesse versuche ich Hinweise zu finden, wie hoch etwa die Auflösung am Nah- und Fernpunkt im Vergleich zum Punkt der höchsten Auflösung ist.

Kurt

Hallo,

ich habe versucht, die Anforderungen zu erfüllen. Blendenzahl 5,6 .. 8 und Maßstab 1:1 und APSC-Sensorgröße.
Zum Vergleichen habe ich einmal 20 Bilder bei Abstandsänderungen von 0,5 mm gestackt und dann 40 Bilder bei Abstandsänderungen von 0,25mm.
Die Vorlage mit 100 Strichen pro 10mm war unter ca.65° geneigt.

Ergebnis: Mit den berechneten 0,5mm liegt man nicht ganz falsch!

Guppy1 schrieb:

Aus purem Interesse versuche ich Hinweise zu finden, wie hoch etwa die Auflösung am Nah- und Fernpunkt im Vergleich zum Punkt der höchsten Auflösung ist.

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Die Auflösung an Nah- und Fernpunkt beträgt bei üblicher z-Kreis-Definition 1/1500 der Sensordiagonalen, was für anspruchsvolle Anwendungen immer noch eine zu große Schärfentiefeannahme erzeugen mag. Da aber die Auflösung im Punkt der höchsten Auflösung bis hin zur Beugungslimitation steigen kann, wird es hier kein festes Verhältnismaß zwischen Fokus einerseits und Rand des Schärfetiefebereichs andererseits geben können. Allefalls kann man mit der Motiv-seitigen NA und unter Annahme einer Beugungs-limitierten Auflösung kalkulieren. Allerdings hilft das in der Praxis auch nicht wirklich, da ein deutliches Abblenden dem Auflösungsgedanken entgegenarbeitet.

Stuessi schrieb:

Die Vorlage mit 100 Strichen pro 10mm war unter ca.65° geneigt.

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Genau. Die Neigung hätte ich allerdings eher flacher, also bei z.B. 30° gewählt ... noch flacher auch wiederum nicht, da sonst Schärfentiefe und Bildfeldkrümmung nicht mehr hinreichend klar voneinander zu trennen sind.