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Hochgeöffnete Optiken limitiert durch Mikrolinsen?

ZoneV

Themenersteller
Hi!

Bei der Suche nichts passendes gefunden - hoffentlich ists wirklich neu:
Mark Dubovoy von Luminous Landscape hat zusammen mit DXOmark ein interessantes Phänomen vorgestellt.

Hochlichtstarke Optiken ergeben nicht den gewünschten Gewinn an Empfindlichkeit. Moderne Sensoren, seiner Meinung nach primär CMOS, nehmen sammeln einfallende Lichtstrahlen nur ungenügend.

Nach den jetzigen Erkentnissen führt das dazu, dass bei weiter geöffneter Blende nicht entsprechend mehr Licht genutzt werden kann, weil davon nur ein kleinerer Teil wirklich in die sensitive Fläche kommt.
Scheinbar kompensieren die Kamerahersteller das durch ein hochdrehen der ISO - ohne dies irgendwo offenzulegen.

Was sage ich dazu: Scheint nicht unwahrscheinlich. Die zunehmnede Verkleinerung der Pixel, bei zunehmenden High-ISO Fähigkeiten muß ja irgendwo her kommen. Scheinbar ist das nicht allein die verbesserte Elektronik, oder nur der höhere Fill-Faktor, sondern eben auch gerichtetere Mikrolinsen.

Das erschreckende dabei ist die Vermutung, dass auch die geringere Schärfentiefe bei hochgeöffneten Optiken nicht voll umgesetzt wird, da die Randstrahlen durch den Sensor beschnitten werden. Beschnitten als Bezeichnung dort im Text ist etwas radikal, die Quanten Effizienz Kurven von Sensoren die ich so kenne, fallen bei schrägeren Einfallswinkeln langsam ab - ohne scharfen Beschnitt.
Das könnte auch die Erklärung sein, weshalb die Schärfentiefe bei 1.2 wohl durchaus geringer ist als bei 1.4. Nur interessant wäre die Feststellung, ob ein Bild der 5DII und 5D bei gleicher Ausgabegröße minimal unterschiedliche Schärfentiefen haben.

Weitere Infos zu dem Thema hier.
 
Kannste sogar einfacher haben und ohne Microlinsen, einfach nur Transmissionsgrad abschätzen,
also dem Verlust in/an einer Einzellinse

Beispiel:



Nikon 2,8/70-200
21-Linser
Nikon 4-5,6 / 55-200
15-Linser
Nikon 3,5-5,6/18-55 Kit
7 Linser

Bei einem Verlust von nur 1% pro Linse kommt (hinten) noch raus

beim 2,8er = 81 %
beim 4er = 86 %
beim kit = 93 %

und mit realistischeren 1,7%-Verlust gerechnet

beim 2,8er = 70 %
beim 4er = 77 %
beim kit = 89 %

Das ist aber kein Phänomen, das ist Physik zusammen mit der Definition was "Blende" ist.
Von Glas n-lagig ist da gar keine Rede.
 
Hmm.. ich hab deinen Beitrag jetzt 3 mal gelesen und finde nicht den geringsten Bezug zum Thema :confused:
Geht mir genauso :confused:

Zum Thema: Interessant! Das müsste doch eigentlich auch bedeuten, dass der Sensor (!) Einfluss auf die Schärfentiefe und das Bokeh hat, wenn er die mehr seitlich einfallenden Lichtstrahlen benachteiligt, denn das wirkt doch quasi wie eine Blende - oder? [Nachtrag: Wer lesen kann ist klar im Vorteil, denn genau das fragt sich Mark Dubovoy ja auch!] :eek:

Das erklärt übrigens auch die Kammeffekte in den RAW-Histogrammen wegen der kamerainternen ISO-Umrechnungen: http://www.pages.drexel.edu/~par24/rawhistogram/CanonRawScaling/CanonRawScaling.html:
In short the scaling which causes the combing is done at apertures larger (smaller f-number) than f/2.8 in order to compensate for the signal drop caused by the light rays hitting the sensor at oblique angles. Unlike film, digital sensors do not "like" oblique light angles since the micro-lenses in front of the pixels are not optimized for them. As a result for really wide apertures the signal (counts) given by the sensor is not as high as it should be (i.e. it is not proportional to the increase in light intensity) and the firmware is correcting for it by multiplying the raw data by a constant scaling factor.
...wobei Mark Dubovoy ja meint, dass die Kamerahersteller den ISO-Wert hochfahren, die Kammartefakte aber dagegen eher auf eine rein numerische Umrechnung schließen lassen (d.h. die physikalische ISO-Einstellung bleibt gleich). Ist aber auch egal - bedeutet in beiden Fällen mehr Rauschen ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Das müsste doch eigentlich auch bedeuten, dass der Sensor (!) Einfluss auf die Schärfentiefe und das Bokeh hat, wenn er die mehr seitlich einfallenden Lichtstrahlen benachteiligt, denn das wirkt doch quasi wie eine Blende - oder?

Meiner Meinung nach: Nein, da ja nicht Licht ausgefiltert wird, das schräg zur Frontlinse eintritt, sondern solches, das schräg aus der Hinterlinse austritt...
Das Resultat kann je nach Objektivkonstruktion vor dem Sensor stark unterschiedlich sein.
 
Meiner Meinung nach: Nein, da ja nicht Licht ausgefiltert wird, das schräg zur Frontlinse eintritt, sondern solches, das schräg aus der Hinterlinse austritt...
Stimmt, da hast Du natürlich recht. Aber trotzdem sollte es doch von der Tendenz her so sein, dass Lichtstrahl A, der schräger als Lichtstrahl B zur Frontlinse eintritt, auch wieder schräger auf dem Sensor auftrifft. Also kann der Sensor da doch einen Einfluss haben - aber eben abhängig vom Objektiv.

Am Bildrand könnte sich das übrigens sogar komplett umkehren :ugly: ... weil da eh alle Lichtstrahlen schon schräg auftreffen, könnte Lichtstrahl A weniger schräg als Lichtstrahl B ankommen...
 
Ist schon bißchen komplex.
Auch ein Real Life Test ist ncht ganz simpel. Also wenn das selbe manuelle hochlichtstarke Objektiv ohne irgendwelche elektronische Verbindung zur Kamera an ne EOS 5D und 5DII geschnallt wird, könnte man da ja Unterscheide feststellen.
Nur die Skalierung auf die gleiche Ausgabeauflösung könnte da problematisch sein.
Und ja, mir fehlt die EOS 5DII zu dem Test.
 
Hat zufällig ein Nutzer einer nach der Tabelle "schlechten" Kamera - also 7D, oder 5DII ein hochlichtstarkes Canon EF Objektiv?
Dann könnte man ja einfach mal ein Bild ganz normal machen. Voll Manuell eingestellt mit z.B. grauer Wand. AF aus. Und natürlich Offenblende.
Dann das Objektiv entriegeln, und halt 20-30° im Bajonett drehen wie zum Abnehmen - und die zweite Aufnahme mit identischen Einstellungen machen.
Wenn das dann etwas dunkler wird, würde ich das schon mal als kräftigen Hinweis auf so ne ISO Erhöhung nehmen.
 
Ich will nicht wissen, was sonst noch so alles "gedreht" wird bei den Aufnahmen. L-Objektive haben immer so gute Farben. Wird vielleicht bei der Auslesung der Lens-ID gleich noch die Farbsättigung erhöht? Kann man ja fast mal im gleichen Atemzug sprich mit der gleichen Technik auszuprobieren.
Sorry für leichtes OT :eek:
 
Das erschreckende dabei ist die Vermutung, dass auch die geringere Schärfentiefe bei hochgeöffneten Optiken nicht voll umgesetzt wird, da die Randstrahlen durch den Sensor beschnitten werden.

Das glaube ich aber nicht!
Das einzige was in diesem Fall eintreten würde wäre eine stärkere Vignettierung. Eine Verminderung der Tiefenunschärfe durch schwache Randstrahlen ist unmöglich. Eine Änderung der Schärfentiefe / Tiefenunschärfe wäre nur dann möglich, wenn nicht die ganze Sensorfläche genutzt werden würde, sondern nur der zentrale Bereich. So wie der Effekt beim Cropsensor z.B. Da aber auch die Randpixeln des KB-Sensors bei der Gesamtansicht sichtbar sind, ist deine Annahme oder "erschereckende Vermutung" eindeutig falsch.
 
Offtopic:

Ich will nicht wissen, was sonst noch so alles "gedreht" wird bei den Aufnahmen. L-Objektive haben immer so gute Farben. Wird vielleicht bei der Auslesung der Lens-ID gleich noch die Farbsättigung erhöht? Kann man ja fast mal im gleichen Atemzug sprich mit der gleichen Technik auszuprobieren.

Ich glaube in dieser Hinsicht kann ich dich (etwas) beruhigen: Die gute Farbe und der gute Konstrast von L Objektiven ist auch bei Verwendung mit Diafilm spaeter gut sichtbar. Insofern ist das also kein Nebenprodukt einer dem Objektiv angepassten Kennlinie die waehrend der Verarbeitung des Bildes in der Kamera angewandt wird.
 
Ist echt witzig, ist mir noch nicht aufgefallen. Hab das gerade mal mit einer 1,2 er Optik an einer 5D und 5DII nachvollzogen. Ich komme aber auf deutlich geringere Abweichungen von nur etwa 0,2 EV. Das Histogramm der Kamera ist aber nicht sonderlich genau, da muss man noch mal richtig nachmessen.
 
Ist echt witzig, ist mir noch nicht aufgefallen. Hab das gerade mal mit einer 1,2 er Optik an einer 5D und 5DII nachvollzogen. Ich komme aber auf deutlich geringere Abweichungen von nur etwa 0,2 EV. Das Histogramm der Kamera ist aber nicht sonderlich genau, da muss man noch mal richtig nachmessen.

Danke :)
 
Eine Verminderung der Tiefenunschärfe durch schwache Randstrahlen ist unmöglich.
Dem stelle ich nochmal meine Behauptung entgegen:
...sollte es doch von der Tendenz her so sein, dass Lichtstrahl A, der schräger als Lichtstrahl B zur Frontlinse eintritt, auch wieder schräger auf dem Sensor auftrifft. Also kann der Sensor da doch einen Einfluss haben

Noch ein Schaubild angehängt, wie ich mir das vorstelle: Der rote Lichstrahl wird durch den schrägeren Auftreffwinkel auf dem Sensor evtl. schwächer ankommen. Es wird also nicht pauschal dunkler, sondern bevorzugt die Lichtstrahlen, die auch schräger beim Objektiv ankommen => Bei lichtstarken Objektiven besonders die Lichtstrahlen, die auch die geringe Schärfentiefe/Freistellung begründen.
 
Zuletzt bearbeitet:
Nach den jetzigen Erkentnissen führt das dazu, dass bei weiter geöffneter Blende nicht entsprechend mehr Licht genutzt werden kann, weil davon nur ein kleinerer Teil wirklich in die sensitive Fläche kommt.

diese Aussage setzt voraus, dass mit der zunehmenden Öffnung der Blende die Schräge der Lichtstrahlen zunimmt. Ist dem wirklich so?

Ist es nicht eher so, dass unabhängig von der Blende die gesamte Hinterlinse genutzt wird? Von ihr wird das Licht auf den Sensor verteilt.
 
... Eine Verminderung der Tiefenunschärfe durch schwache Randstrahlen ist unmöglich. Eine Änderung der Schärfentiefe / Tiefenunschärfe wäre nur dann möglich, wenn nicht die ganze Sensorfläche genutzt werden würde, sondern nur der zentrale Bereich. So wie der Effekt beim Cropsensor z.B. Da aber auch die Randpixeln des KB-Sensors bei der Gesamtansicht sichtbar sind, ist deine Annahme oder "erschereckende Vermutung" eindeutig falsch.

Naja, die EE-S Mattscheibe für lichtstakre Optiken ist wohl mit etwas anderen Winkeln der Mikroprismen-Oberfläche - umd die Strahlen lichtstarker Objektive auch noch zu nutzen - und damit die geringere Schärfentiefer erst sichtbar zu machen.

Wenn Du Die mal mit einer einfachen dünnen Linse den Unterschied zwischen einer lichtstarken Optik und einer lichtschwachen Optik gleicher Brennweite aufmalst, wirst Du vermutlich verstehen was es mit der Neigung der Randstahlen auf sich hat.
Da sist danne ine starke Vereinfachung eines komplexen Linsensystems, aber als erste Näherung ganz gut.
 
sollte es doch von der Tendenz her so sein, dass Lichtstrahl A, der schräger als Lichtstrahl B zur Frontlinse eintritt, auch wieder schräger auf dem Sensor auftrifft. Also kann der Sensor da doch einen Einfluss haben

Das hat dann was mit der Brennweite und nicht mit der Blende zu tun - welche Strahlen von der Frontlinse zum Sensor gelangen.
 
Hmm.. ich hab deinen Beitrag jetzt 3 mal gelesen und finde nicht den geringsten Bezug zum Thema :confused:

Echo Romeos Bezug ist vermutlich der erste Abschnitt des verlinkten Artikels :D Dort wurde auf den T Wert eingegangen - damit es nicht zu solchen Verwechslungen kommt.
Sonst sehe ich auch keinen Bezug zum Thema.
 
Das hat dann was mit der Brennweite und nicht mit der Blende zu tun - welche Strahlen von der Frontlinse zum Sensor gelangen.
Lies Dir nochmal meinen Post durch. Ich hab ein Bild ergänzt.

Mit der Brennweite hat das nichts zu tun. Achtung: Verschieden schräg einfallende Lichtstrahlen vom gleichen Punkt des Motives!!! Nicht von verschiedenen Punkten - das wäre dann wirklich Brennweitenabhängig!

Nachtrag: Also ich meine den Unterschied z.B. von Parallelstrahl zu Mittelpunktstrahl in diesem Wikipedia-Bild hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Bildentstehung_Sammellinse.svg
 
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