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Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

riske

Themenersteller
Hallo zusammen!

Ich möchte gerne herausfinden, ob und wie stark sich die Tiefenschärfe bei einer Makroaufnahme verändert, wenn man die Brennweite ändert und gleichzeitig die Entfernung zwischen Kamera und Motiv so anpasst, dass der Bildausschnitt konstant bleibt.

Ich habe bereits versucht dieses Problem rechnerisch zu lösen (per Hand und mit diversen Berechnungsseiten im Internet). Allerdings komme ich hier nicht so richtig weiter. Teilweise waren die Ergebnisse der Berechnungstools auch unterschiedlich.
http://www.vision-doctor.com/optik-berechnungen/arbeitsabstand.html
https://www.frag-den-neudeck.de/Archive/23445
http://www.bildergalerie-hamburg.de/foto-info/bildausschnitt-frei.php

Aktuell habe ich folgenden Aufbau:
- Vollformat-Kamera + 150mm-Makro-Objektiv (Abbildungsmaßstab 1:1)
- Kamera ist fest eingespannt
- Die Sensorebene befindet sich ca. 370 mm vom Motiv entfernt
- Die Motivbreite ist 35 mm
- Es wird mit F10 abgeblendet, um eine größere Tiefenschärfe zu erhalten, weil die zu fotografierenden Gegenstände nicht eben sind (Unebenheiten zwischen 0,5mm und 1mm)

Nun würde ich gerne wissen, wie nah ich mit der Kamera heranfahren muss, wenn ich ein 50mm oder 70mm Makro-Objektiv nehme (bei gleichem Bildausschnitt) und ob ich dann weniger abblenden kann, um die gleiche Schärfentiefe zu erhalten.
Das Ergebnis muss nicht Millimeter genau sein. Es soll zunächst einer theoretischen Abschätzung dienen, ob Makroobjektive mit kleiner Brennweite zum Einsatz kommen können und ob sich dadurch Vorteile ergeben.

Beste Grüße
 
Zuletzt bearbeitet:
Bezüglich der Schärfentiefe ist es egal, ob Du mit 50 mm oder mit 150 mm Brennweite fotografierst.

Natürlich nicht, die Hintergrundunschärfe (sehr weit) ist die Abbildung der Blendkreise mal Abbildungsmaßstab des Motivs. Da die Unschärfe sich irgendwie zwischen dem scharfen Motiv und dem Hintergrund bewegt, hat bei gleicher Blenzahl und gleichem ABM die lange Brennweite die geringere Schärfentiefe.
 
gelöscht
 
Zuletzt bearbeitet:
Bezüglich der Schärfentiefe ist es egal, ob Du mit 50 mm oder mit 150 mm Brennweite fotografierst.

Das ist natürlich völlig falsch.
Die Schärfentiefe wird durch den Abbildungsmasstab und die Blende definiert.
Und der Abbildungsmasstab legt die Brennweite fest. Die Brennweite ist neben der Blende quasi das einzige was direkten Einfluss auf die Schärfentiefe hat.
 
Bezüglich der Schärfentiefe ist es egal, ob du mit 50 mm oder mit 150 mm Brennweite fotografierst.
Die ursprüngliche Frage bezieht sich auf den Makrobereich, und vermutlich beziehst du deshalb deine Antwort implizit ebenso auf diesen. Und dann ist es ja auch richtig. Doch im allgemeinen Falle – und deine Antwort ist nun einmal allgemein gehalten – ist das falsch. Im Fernbereich ist es nicht egal.


Die Schärfentiefe wird durch den Abbildungsmaßstab und die Blende definiert.
Im Nahbereich stimmt das näherungsweise, doch im allgemeinen Falle nicht. Tatsächlich wird die Schärfentiefe – in erster Näherung – durch die vier Parameter Entfernung, Brennweite, Aufnahmeformat und Blende bestimmt. Nur im Nah- und Makrobereich darf man Entfernung und Brennweite zum Abbildungsmaßstab zusammenfassen.
 
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

und deine Antwort ist nun einmal allgemein gehalten – ist das falsch.

NEIN !

Er hat als erster die Frage des Fragestellers nach 150 mm versus 50 mm bei konstantem Bildausschnitt im Makrobereich beantwortet:
also ist seine Antwort nicht allgemein, ... sondern sehr präzise eine Antwort auf die gestellte Frage bezüglich Makrobereich.

Oder hätte er als erster Antwortender etwa alle Parameter der Frage wiederholen sollen ?
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

.......

....... Tatsächlich wird die Schärfentiefe – in erster Näherung – durch die vier Parameter Entfernung, Brennweite, Aufnahmeformat .......

Aus Entfernung & Brennweite ergibt sich der Abbildungsmaßstab. Das Aufnahmeformat hat damit nix zu tun.
 
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

Aus Entfernung & Brennweite ergibt sich der Abbildungsmaßstab. Das Aufnahmeformat hat damit nix zu tun.

In diesem Fall ist der ABM wohl vorgegeben, konstanter Bildausschnitt. Es ändert sich also nur die Brennweite und der Abstand zur Sensorebene. Die wirksame Blende kann sich aber im Nahbereich sehr deutlich von der eingestellten Unterscheiden. Auch ist die Brennweite im Nahbereich stark Konstruktionsabhängig. Angaben zur Brennweite bei Fokus auf ~ und bei 1:1 finde ich aber bei kaum einem Objektiv.
 
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

Im Nahbereich stimmt das näherungsweise, doch im allgemeinen Falle nicht. Tatsächlich wird die Schärfentiefe – in erster Näherung – durch die vier Parameter Entfernung, Brennweite, Aufnahmeformat und Blende bestimmt. Nur im Nah- und Makrobereich darf man Entfernung und Brennweite zum Abbildungsmaßstab zusammenfassen.

Nein, das Aufnahmeformat hat damit nix zu tun.
 
Das Aufnahmeformat hat damit nix zu tun.
Nein, das Aufnahmeformat hat damit nix zu tun.
Ja, sind wir hier im Irrenhaus!? Aber selbstverständlich hat das Aufnahmeformat mit der Schärfentiefe zu tun! Bei gleicher Blende und gleicher Entfernung gibt ein linear doppelt so großes Format bei gleicher Brennweite die doppelte, bei äquivalenter Brennweite die halbe Schärfentiefe. Was glaubt ihr Helden denn, warum man bei jedem Schärfetiefe-Rechner unter anderem auch das Aufnahmeformat angeben muß? Weil's keine Rolle spielt?
 
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

Ja, sind wir hier im Irrenhaus!? Aber selbstverständlich hat das Aufnahmeformat mit der Schärfentiefe zu tun!

Nein, nein und nochmal nein, Die Schärfentiefe wird definiert über Abstand, Blende und Brennweite. Das Aufnahmeformat hat NIX damit zu tun.

Bleibt Abstand, Blende und Brennweite gleich, bleibt auch die Schärfentiefe gleich, egal ob MFT oder KB oder sonstwas. Nur der Ausschnitt ändert sich.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=11&v=ZUbU6exONdU

Ab 06:00 Min
 
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

[…] Irrenhaus […] ihr Helden […]
Wenn Du jetzt noch ganz beiläufig « Grösse des Zerstreuungskreises » und « 1/1500 der Bilddiagonale » mit erwähnt hättest, dann wäre Dein Gepöbel nicht ganz so widerlich …
 
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

Jetzt bist du schon so lange dabei und hast immer noch nicht gerafft, wie Schärfentiefe funktioniert.
Dito. Interessant, eigentlich :
[…] Fast überall sind diese Linien deckungsgleich -
noch einmal ein schöner Beweis dafür, dass
Schärfentiefe meist nur vom Abbildungsmaßstab
abhängt. […]
[…] Verschiedene Aufnahmeformate haben
gleiche objektseitige Schärfentiefe, wenn
sich bei gleicher Sensorempfindlichkeit
ihre Belichtungszeiten verhalten wie die
Bildflächen. […]
und dann kommt noch die Geschichte mit der Beugungsgrenze.
 
Hallo

Bei etwa 1:10 und steigender Vergrösserung spielt für die Höhe der Schärfentiefe die Brennweite eine immer kleiner werdende Rolle.
Mikroskopiker berechnen die Schärfentiefe nur nach der Apertur.
Schärfentiefe = λ/(NA x NA)
Die Apertur (NA) beinhaltet den Durchmesser der wirksamen Objektivöffnung und dem freien Arbeitsabstand (Gegenstandsweite). Die Apertur berechnet sich aus dem halben objektseitigen Öffnungswinkel.
Sowohl die Auflösung, wie auch die Schärfentiefe werden durch die Apertur (NA) bestimmt.
Auflösung des Objektes in LP/mm = 1 /( λ / (NA + NA))
Objektseitige Schärfentiefe im mm = λ/(NA x NA)

Da sich die Berechnungen der Fotografen auf die Wirkung der Schärfentiefe im Bild bei verkleinerndem Abbildungsmassstab bezieht und einem Betrachtungsabstand der etwa der Bilddiagonale entspricht und vergleichbar mit dem Eindruck ist, der bei Betrachtung von Auge besteht und sich zusätzlich zur Hauptsache auf die Betrachtung ohne stetiges verändern der Fokusdistanz durch das Auge bezieht und ebenfalls das Auflösungsvermögen der Kamera berücksichtigt werden muss,
unterscheiden sich diese Ergebnisse von rein optischen Berechnungen.
Man muss sich bewusst sein, dass die Schärfentiefe keine existente Grösse ist. Der Nah- und Fernpunkt sind keine Punkte die sich als solches erkennen lassen, sondern die Schärfentiefe ist ein subjektiver Eindruck.
Der Schärfentiefe Eindruck wird in der Fotografie mit der Blende so gewählt, dass z.B. ein Bild einer Landschaft den gleichen Eindruck hinterlässt, wie die Betrachtung in Realität. Dies alles nur näherungsweise, denn das Auge fokussiert stetig neu.
Also alles etwas vage und nur als Anhaltspunkt tauglich.

Etwas genauer können die Berechnungen betreffend Änderung der Schärfentiefe sein, wenn z.B. die Blende um einen oder mehrere Werte geschossen oder geöffnet wird. Aber auch diese Berechnungen können von Objektiv zu Objektiv abweichen.
So ist auch das Verhältnis von der Strecke Nahpunkt zum Fokuspunk und Fokuspunkt zum Fernpunkt der Schärfentiefe nicht immer gleich. Das Verhältnis von 1:2 ist nur unter ganz bestimmten Umständen richtig.

Jeder spricht von der Schärfentiefe, viele können sie auf den Millimeter genau berechnen, meistens treffen diese Werte aber in der Praxis nicht zu.

Oft beziehen sich Fotografen nur auf rein theoretische optische Gesetze und berücksichtigen nicht was noch alles einen Einfluss hat, bis man das Bild sieht.
So treffen die rein theoretischen optischen Gesetze für eine dünne Linse weitgehend zu, müssen sich aber bei einem Linsensystem (Objektiv) nicht genau so äussern.
Optische Gesetze sind deshalb nicht falsch, sondern es werden nicht alle wirksamen Faktoren berücksichtigt.

Im Bereich um 1:1 sind sich Fotografen und Mikroskopiker betreffend Berechnung der Schärfentiefe oft nicht einig.
Der Fotograf bezieht sich auf das reproduzierte fotografische Bild mit entsprechendem Betrachtungsabstand, der Mikroskopiker betrachtet durch Linsen das Objekt "direkt".
Ebenfalls ändert sich das Verhältnis der Wirkung der einzelnen Faktoren bei einem Abbildungsmassstab um 1:1. Diese Änderung betrifft den Bereich der Makro-Fotografie (1:10-10:1). Was bei 1:10 zutreffend ist, trifft oft bei 10:1 nicht mehr zu und umgekehrt.

Die Berechnungen der Schärfentiefe sollte man nicht zu ernst nehmen, es sind nur Anhaltswerte!
Zeiss hat zu diesem Thema ein passendes PDF auf Lager:
Carl Zeiss, Geschäftsbereich Photo-Objektive, März 2010
Schärfentiefe und Bokeh
von H. H. Nasse
https://lenspire.zeiss.com/photo/app/uploads/2018/04/Article-Bokeh-2010-DE.pdf

Zur eingangs gemachten Frage:
Rechnerisch lässt sich das nicht exakt ausrechnen, da zu viele unsichere und eventuell unbekannte Faktoren eine Rolle spielen.
Messen der Schärfentiefe ist sehr schwierig.

Beim 50mm Objektiv ist die Fokusdistanz kürzer wie beim 70mm Objektiv.
Bei gleicher Blendenzahl, ist der Durchmesser der Blendenöffnung beim 70mm Objektiv grösser.
Daraus resultiert der gleiche objektseitige Öffnungswinkel und somit die gleich grosse Auflösung und Schärfentiefe.

Der langen Rede kurzer Sinn:

Die erste durch "Stuessi" gemachte Antwort trifft zu, denn bei einem Abbildungsmassstab von 1:1 hat die Brennweite des Objektivs, keinen Einfluss mehr auf die Schärfentiefe.

Kurt
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: Re: Tiefenschärfe bei veränderter Brennweite & konstantem Bildausschnitt

Jetzt bist du schon so lange dabei und hast immer noch nicht gerafft, wie Schärfentiefe funktioniert.

Doch, hab ich, und das Aufnahmeformat kommt in der Formel für Schärfentiefe nunmal nicht vor. Schau mein verlinktes Video von vorne. Vielleicht geht Dir dann ein Licht auf.
 
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