Brennweite vs. Konverter - Bildwirkung und Schärfentiefe im Vergleich

[PeterRT]

AW: Sigma 120-300 2.8 OS - Konvertereinsatz

Da wird nix umgekehrt. TK x2 --> effektive Brennweite x2 und effektive Blendenzahl x2 für das Gesamtkonstrukt. --> Tiefenschärfe um 2 Blendenstufen mehr und Hintergrundunschärfe entsprechend Blendenzahl x2.
Das ist übrigens der einzige (simple) Teil, der für diesen Thread und den TO von Belang ist.

Blendenzahl x2 verdoppelt die Schärfentiefe, Brennweite x2 viertelt sie. Macht am Ende also halbe (*2/4) Schärfentiefe bei doppeltem Abbildungsmaßstab. Wenn ich das beim ursprünglichen Bild kompensiere und entsprechend beschneide, herrscht wieder Gleichstand.

 

[whr_]

AW: Sigma 120-300 2.8 OS - Konvertereinsatz

Natürlich schließt der TK keine physische Blende, nur ist das "physische schliessen der Blende" 100% irrelevant für die Fragestellung, welches Ergebnis rauskommt, denn dieses wird ganz genauso verändert als wenn die Blende physisch geschlossen würde.

Wenn Du nicht zwischen Blendenzahl und Blendenöffnung unterscheidest, macht Diskussion einfach keinen Sinn.

Natürlich ist die Blendenzahl eines 300/2,8 mit 2x TK so wie die eines 600/5,6. Die Blendenöffnung so wie die eines 300/2,8 ohne TK. Da schließt nichts.

Da wird nix umgekehrt.

Das stimmt natürlich. War auch nicht so gemeint, wie Du dem ganzen Rest der Diskussion entnehmen könntest.

Also:
"daher ändert sich die F-Blendenzahl proportional zur Brennweite"

Das ist praktisch irrelevant, weil man sonst auch drüber fabulieren könnte, welche "echte" Lichtstärke (T-Blendenzahl) Objektive mit mehr Linsen versus gleiche mit weniger Linsen haben

Ob relevant oder irrelevant, kann jeder, der weiß, was 0,1-0,2 LW sind für sich selbst entscheiden. Fabeln sind etwas anderes. Um Rausch- und ISO-Unterschied in dieser Größenordnung wird schon mal diskutiert.

Schlicht alle Detaileigenschaften (CAs, Koma, Vignettierung etc.) ändern sich je nach Modellkombi - mehr Glas halt. Das ist aber eine eher wertlose Feststellung, weil es nicht hilft, irgendetwas vorherzusehen. Man könnte auch sagen: irgendwas wird vielleicht in irgendeinem Ausmass anders.

Schön, daß wir da in der Sache einer Meinung sind - hättest Du den Thread ganz gelesen, wüßtest Du, weshalb ich das dazugeschrieben habe.

 

[Yoda]

AW: Sigma 120-300 2.8 OS - Konvertereinsatz

weshalb ich das dazugeschrieben habe.

Aber das hier trifft doch nur dann für die Bewertung des Schärfebereichs zu, wenn ich bei den beiden Aufnahmen den Abstand zum Motiv verändere.

Ich gehe hier davon aus, dass der Abstand zum Motiv bei allen drei Aufnahmen derselbe war/ist.

Ja was denn nun?

Ich meinte damit:

Dass die Eintrittspupille (real) gleich groß bleibt, ist klar.

...dass das Objektiv (in seinen Maßen) durch den Einsatz des TK in der Hand nicht zu schrumpfen beginnt.
Dass also das Objektiv gleich groß bleibt.
Damit:

Aber wird auch das gesamte Licht, dass durch sie einfällt, auf den Sensor gebracht?

...meinte ich aber das im vorigen Post angehängte Bild.
Es tritt doch eben nicht alles durch die 107mm-Eintrittspupille in das Objektiv einfallende Licht bei TK-Verwendung auf den Sensor, sondern bedeutend weniger, nämlich "nur" der (innere) Teil des auf den Sensor vergrößerten Ausschnitts.

Nochmal anhand von nur zwei Varianten (kein TK vs. 2.0x-TK) verdeutlicht im Anhang 1.

Zusammengefaßt: der Durchmesser der Eintrittspupille bleibt gleich, die Brennweite ändert sich, daher ändert sich die F-Blendenzahl umgekehrt zur Brennweite.

Nach dieser Zusammenfassung liegt dann der Fehler bei meiner Denke also darin, dass eben wohl die gesamte Eintrittspupille genutzt wird?

Ich frage mich aber immer noch, wie das gehen soll.

Bislang denke ich so:
Der TK verändert nicht den Strahlengang im Objektiv, sondern er nimmt das durch das Objektiv bereitgestellte Bild/Licht und bringt lediglich einen Ausschnitt davon auf den Sensor. Es ergibt sich durch eine geringe Vergrößerung der Baulänge eine signifikante Vergrößerung durch ein "Croppen vor dem Sensor". Das aber bedeutet, dass ich durch das Objektiv bereitgestelltes Licht abschneide.
Das würde dann aber bedeuten, dass Bild 1 im Anhang dieses Postings zutrifft.
Es kommt also nur ein Beschnitt der Eintrittspupille auf den Sensor.
---> Lichtstärke geht verloren.
Entsprechend wird eine kleinere Eintrittspupille genutzt, und entsprechend lichtschwächer ist die ganze Combo.
Um ein korrekt belichtetes Bild zu generieren, erzeugt die Kamera ein Bild mit f/5.6 anstatt f/2.8. Logischerweise ergibt sich eine größere Schärfentiefe im Bild, als wenn ich tatsächlich ein 600/5.6 an der Kamera hätte.

Damit bei TK-Verwendung noch immer die ursprüngliche (komplette) Eintrittspupille genutzt würde, müsste sich durch Ansetzen des TK doch der Strahlengang im Objektiv ändern, und dann Bild 2 dahingehend zutreffen, dass der TK plötzlich die gesamte Eintrittspupille nur für den auf den Sensor geworfenen Teil nutzen könnte. Dem ist doch aber nicht so, sondern es geht - siehe ebenfalls Bild 2 - eine große Menge von dem, was seitens der Eintrittspupille berreitgestellt wird, seitlich am Sensor vorbei verloren.

Das der TK Variante 2 ermöglicht (volle Pupille wird nur noch für Ausschnitt genutzt) bezweifle ich (oder ich verstehe es einfach bislang nicht).
Es geht bei TK-Verwendung doch jede Menge von dem, was durch die Eintrittspupille in das Objektiv einfällt, auf das Bild auf dem Sensor bezogen verloren.

 

[Yoda]

Dann mußt Du aber dabei konsequent bleiben und darfst nicht selektiv bei den TK einfach mit einer anderen Blende rechnen.

Ich rechne mit einer unterschiedlichen Blende bei TK-Verwendung, weil für eine Aufnahme (die eine ebenso korrekte Belichtung liefert wie die Ursprungsaufnahme ohne TK) eine kleinere Blende bzw. ein größerer Blendenwert und gleichzeitig eine längere Verschlusszeit notwendig sind:

Beim urpsünglichen Bildervergleich geblieben:
Fotografiere ich das Blatt mit "Kamera+300/2.8" und vergrößere ich anschließend am PC um 200%, dann habe ich ein Bild mit Blende f/2.8 und Verschlusszeit 1/x gemacht.
Fotografiere ich im Anschluss das Blatt mit "Kamera+300/2.8+2.0x-TK", dann habe ich ein Bild mit Blende f/5.6 und Verschlusszeit 1/y gemacht.

Ich gehe jede Wette, dass y in diesem Fall kleiner als x ist, also dass die Verschlusszeit bei Aufnahme 1 kürzer war.
Ich kann mit der Combo "Kamera+300/2.8+2.0x-TK" kein korrekt belichtetes Bild bei f/2.8 machen.

Gleichermaßen glaube ich (weiterhin) daran, dass die Schärfentiefe bei der zweiten Aufnahme größer ist als bei der ersten (zumindest bis ich verstanden habe, warum das nicht so sein sollte).

Der Bereich der Schärfentiefe ist seit der Aufnahme fest.

Genau das ist er eben nicht. Wenn Du das Bild Faktor 2 vergrößerst, halbiert sich die Schärfentiefe...

Vielleicht liegt da der Hund begraben, warum ich es nicht blicke.
Vielleicht aber auch nicht...

Kurzes Nebenbeispiel:

Ich wähle als Motiv mal einen "Fokustest mit Skala"...
...mache ich nun eine Aufnahme, so ist die Skala in einem bestimmten Bereich scharf dargestellt. Der Schärfebereich ist damit festgelegt.
Wenn ich dieses Bild nun um Faktor 2 vergrößere, bleibt derselbe Bereich scharf. Die Schärfentiefe ändert sich nicht und das Bild zeigt weiterhin denselben Bereich der Skala als scharf. Was ich vorher unscharf fotografiert habe, bleibt unscharf. Darum schrieb ich, dass der Schärfebereich seit der Aufnahme festgelegt ist und sich durch Vergrößern nicht ändern lässt.

Die Schärfentiefe bezogen auf das abgebildete Motiv ändert sich nicht.

Was sich sehr wohl ändert, ist der Eindruck der Tiefenschärfe bezogen auf das gesamte Bild. Das - Schäfentiefe ≠ Tiefenschärfe - ist aber ein ganz anderes Thema.

Je stärker ich ein Bild vergrößere, umso größer mag der Bereich bzgl. der Tiefenschärfe wirken. Die Vergrößerung macht mir mein Bild aber nicht an Stellen scharf, die vor der Vergrößerung unscharf waren.

Beispiele im Anhang.

Zurück beim eigentlichen Anstoß der ganzen Sache bedeutet das (zumindest für mich) weiterhin, dass logischerweise der Stengel bei der "f/5.6-Aufnahme" scharf ist, bei der "f/2.8-Aufnahme" hingegen nicht.
Alle Bilder wurden mit 300mm Brennweite aufgenommen, zwei von ihnen lediglich vergrößert.

Bei allen drei Bildern waren hier aber unterschiedliche Blenden im Spiel, die zu unterschiedlichen Schärfetiefen führten.

 

[Gast_194966]

Fotografiere ich das Blatt mit "Kamera+300/2.8" und vergrößere ich anschließend am PC um 200%, dann habe ich ein Bild mit Blende f/2.8 und Verschlusszeit 1/x gemacht.
Fotografiere ich im Anschluss das Blatt mit "Kamera+300/2.8+2.0x-TK", dann habe ich ein Bild mit Blende f/5.6 und Verschlusszeit 1/y gemacht.

Im Fall 1 hast Du Dein Foto mit einem Sensorausschnitt mit Cropfaktor 2 (wenn es ursprünglich Vollformat war) und deshalb mit einer äquivalenten Brennweite 600mm und einer äquivalenten Blende f/5,6 gemacht. Im 2. Fall ist der Cropfaktor 1 und Brennweite und Blende sind wirklich 600/5,6. Effekt: Bildwinkel, Schärfentiefe und Beugung sind (praktisch) gleich.


Gruß, Matthias

 

[PeterRT]

Beim urpsünglichen Bildervergleich geblieben:
Fotografiere ich das Blatt mit "Kamera+300/2.8" und vergrößere ich anschließend am PC um 200%, dann habe ich ein Bild mit Blende f/2.8 und Verschlusszeit 1/x gemacht.
Fotografiere ich im Anschluss das Blatt mit "Kamera+300/2.8+2.0x-TK", dann habe ich ein Bild mit Blende f/5.6 und Verschlusszeit 1/y gemacht.

Ich gehe jede Wette, dass y in diesem Fall kleiner als x ist, also dass die Verschlusszeit bei Aufnahme 1 kürzer war.

Müssen wir nicht wetten, das ist so. Du hast durch den Beschnitt effektiv auch die ISO geändert

Gleichermaßen glaube ich (weiterhin) daran, dass die Schärfentiefe bei der zweiten Aufnahme größer ist als bei der ersten (zumindest bis ich verstanden habe, warum das nicht so sein sollte).

Bevor Du anfängst, an der ersten rumzuschnibbeln, ist sie sogar kleiner, Du hast ja nicht nur die Blendenzahl, sondern auch die Brennweite verdoppelt.

Vielleicht liegt da der Hund begraben, warum ich es nicht blicke.
Vielleicht aber auch nicht...

Doch, denke schon...

Ich wähle als Motiv mal einen "Fokustest mit Skala"...
...mache ich nun eine Aufnahme, so ist die Skala in einem bestimmten Bereich scharf dargestellt. Der Schärfebereich ist damit festgelegt.
Wenn ich dieses Bild nun um Faktor 2 vergrößere, bleibt derselbe Bereich scharf. Die Schärfentiefe ändert sich nicht und das Bild zeigt weiterhin denselben Bereich der Skala als scharf.

Ist bei der groben Skala etwas schwierig auszumachen, aber ich sehe vorher einen Bereich bis ~10.5 cm scharf, nach der Vergrößerung nur noch bis ~10.3 cm. Du nicht?

Die Schärfentiefe bezogen auf das abgebildete Motiv ändert sich nicht.

Was sich sehr wohl ändert, ist der Eindruck der Tiefenschärfe bezogen auf das gesamte Bild. Das - Schäfentiefe ≠ Tiefenschärfe - ist aber ein ganz anderes Thema.

Machst Du jetzt einen Unterschied zwischen Schärfentiefe und Tiefenschärfe?
Doch, das ist genau das Thema. Es gibt in dem Sinne keinen "scharfen" Bereich. Es gibt eine außerhalb der Fokusebene ständig zunehmende Unschärfe, die irgendwann so groß wird, daß sie uns auffällt. Und je genauer wir hingucken (also Bildgröße/Betrachtungsabstand) um so eher wird es unscharf.

Je stärker ich ein Bild vergrößere, umso größer mag der Bereich bzgl. der Tiefenschärfe wirken. Die Vergrößerung macht mir mein Bild aber nicht an Stellen scharf, die vor der Vergrößerung unscharf waren.

Nein, andersrum! Es werden Stellen unscharf, die wir bei kleinerem Maßstab noch für scharf hielten.

 

[burkhard2]

Ich wähle als Motiv mal einen "Fokustest mit Skala"...
...mache ich nun eine Aufnahme, so ist die Skala in einem bestimmten Bereich scharf dargestellt. Der Schärfebereich ist damit festgelegt.

Da liegt dein Denkfehler. Schärfentiefe heißt ja nicht, dass dieser Bereich optimal scharf ist, sondern dass die Defokus-Unschärfe auf dem Sensor unter einer festgelegten Grenze liegt (normalerweise 0,03 mm bei KB, bei Cropkameras entsprechend weniger).

Wenn du nun anschließend am PC um den Faktor 2 vergrößerst, verdoppelt sich auch diese Unschärfe. Beim Konverter dagegen stimmt die Schärfentiefen-Formel noch, weil du ja schon vorher Blende und Brennweite umgerechnet hast.

Damit du bei anschließender Vergrößerung mit dem PC dieselbe maximale Unschärfe zu bekommen, musst du bei der Schärfentiefenberechnung vorher die maximale zulässige Unschärfe halbieren (bzw. die Blendenzahl verdoppeln, das kommt auf dasselbe raus).

L.G.

Burkhard.

 

[ManniD]

Ich wähle als Motiv mal einen "Fokustest mit Skala"...
...mache ich nun eine Aufnahme, so ist die Skala in einem bestimmten Bereich scharf dargestellt. Der Schärfebereich ist damit festgelegt.

Nein. Der Schärfebereich(Schärfentiefe) hängt in dem Fall von der Ausbelichtungsgröße und dem Betrachtungsabstand ab. Nebenbei noch von der Sehschärfe des Betrachters.

Wenn ich dieses Bild nun um Faktor 2 vergrößere, bleibt derselbe Bereich scharf. Die Schärfentiefe ändert sich nicht und das Bild zeigt weiterhin denselben Bereich der Skala als scharf.

Bild 1 zeigt mir eine annehmbare Schärfe im bereich von 9,(7)8 - 10,3. Bild 2 von 9,9 - 10,1(2). So in etwa jedenfalls.

Deshalb zeigen deine Bilder m.M. nach genau das Gegenteil von dem was du geschrieben hast.

 

[whr_]

Photo mit 200 mm und 2x-Crops als Blendenreihe, alles vollmanuell, LV-fokussiert vom Stativ. Fokus auf Zaunpfosten.

 

[whr_]

Und hier die entsprechenden Bilder mit dem TC-20E III und dementsprechend 400 mm. Bei F/2 am Grundobjektiv ist der TK wohl schon an seine (Blendenzahl-)Grenze gekommen.

 

[Yoda]

Vielen Dank für die Beiträge und Infos - werde mir das in Ruhe geben.
Vielleicht fällt der Groschen dann.

Danke vor allem auch für die Bildbeiträge.
Was ich meine, kann ich anhand derer vielleicht noch eimmal versuchen zu verdeutlichen.

 

[Stuessi]

Hallo,

diese Beiträge habe ich gerade erst entdeckt. Meine informativen Vergleichsbilder dazu möchte ich Euch aber nicht vorenthalten.

Aus gleichbleibender Entfernung hatte ich mein Testbild mit einem 200mm/4 Objektiv bei Offenblende ohne, mit einem 2x und mit zwei 2x Konvertern fotografiert. Zum besseren Vergleich wurde der gewählte Ausschnitt im ersten Fall 4x vergrößert, im 2. Fall nur 2x.

1. Bild ohne Konverter, (ISO 400, 1/60sec), 400% Crop
2. Bild mit 2x Konverter, (ISO 1250, 1/60sec), 200% Crop
3. Bild mit zwei 2x Konvertern, (ISO 3200, 1/30sec),100% Crop

Gruß,
Stuessi

 

[whr_]

Und wo sehe ich da jetzt, wie groß jeweils die Schärfentiefe ist? - das ist nämlich das Thema dieses Thread.

Pixelmatsch brauchen wir glaube ich nicht.

 

[Stuessi]

Die Bilder zeigen, dass die Lichtstärke halbiert und die Auflösung fast verdoppelt wird bei Benutzung eines 2x Konverters. Das 200/4-er Objektiv mit 2x Konverter verhält sich wie ein 400/8-er Objektiv. Die Schärfentiefe wird natürlich ebenfalls gleich sein.
(Aber ich kann das ja noch experimentell prüfen...)

 

[yoshi1080]

300/5,6 hat es nie. - Das ist der gleiche Unsinn wie ihn diejenige betreiben, die einen Cropfaktor in die (Pseudo-)Brennweite einrechnen, ihn dann aber bei der Blendenzahl unterschlagen. "Ich habe ein 200/2,8 an DX, also ein 300/2,8" - Irrtum, wenn schon äquivalente KB-Brennweite, dann auch äquivalente KB-Blendenzahl, also 300/4,2 - hört sich natürlich nicht so gut an.

Ein 200/2.8 entspricht an APS-C vom Bildeindruck her einem 300/4.2 – aber die Geschwindigkeit entspricht weiterhin einem 2.8, denn es wird ja weiterhin genauso viel Licht durchgelassen.

 

[Yoda]

...entspricht weiterhin einem 2.8, denn es wird ja weiterhin genauso viel Licht durchgelassen.

Aber es wird eben längst nicht mehr alles Licht "genutzt", das von dem Objektiv durchgelassen wird.
Oder was an den Anhängen meiner Postings wie zum Beispiel diesem oder diesem hier ist da komplett falsch dargestellt?

Bei TK-Nutzung landet doch eben nicht das gesamte durch das Objektiv einfallende Licht auf dem Sensor, sondern weniger (und der Rest wird "am Sensor vorbei vergrößert".

Vielleicht noch vorab als weiterer Anstoß zwei mir eben seit Beginn wichtige Punkte dahingehend, was ich von vornherein hiermit gemeint hatte und warum ich es angemerkt hatte:

Dabei gilt es zu beachten, dass unterschiedliche Blenden im Spiel sind:
Das hochgerechnete Bild (1) ist z.B. ja bei f2.8 entstanden und das mit dem 2x-TK (3) mit f5.6.

Die Beispielbilder von whr zeigen es - wie ich finde - doch sehr gut:

1. Der Crop "200/f2.8-Bild auf '400mm' vergrößert" zeigt deutlich, dass weniger Schärfentiefe gegeben ist als bei dem direkten "TK-Bild mit '400'/5.6 durch 2.0-TK'". Das gleiche finde ich gilt eben analog zu dem Beispielbild des anderen TO, auf dem der "'600mm'-Crop aus dem 300/2.8-Bild" eben weniger Schärfentiefe aufweist als das "'600'/5.6-Bild".
2. Ein "'400'/f2-Bild" ist mit TK nicht möglich, darum rechne ich mit unterschiedlichen Blenden. (Analog ist es dem TO nicht möglich, ein "'600'/f2.8-Bild" zu machen.)

Ferner glaube ich weiterhin, dass ein Bild mit "echtem 400mm f/5.6" eine im Vergleich zu diesem Bild geringere Schärfentiefe ergeben würde, wohingegen eben die TK-Lösung eine gesteigerte Schärfentiefe aufweist.
Soll heißen:
Ich glaube, dass die TK-Lösung eine "gesteigerte" und "größere" Schärfentiefe zeigt, wohingegen eine "echte" Lösung eine "verringerte" und "kleinere" Schärfentiefe zeigen würde.
(Mangels eines 400/5.6 oder 600/5.6 kann ich das leider nicht selbst testen.)

 

[Gast_194966]

Aber es wird eben längst nicht mehr alles Licht "genutzt", das von dem Objektiv durchgelassen wird.)

Das ist eben der "Schmu" mit den ISO bei verschiedenen Sensorgrößen. Gleiche Belichtung (quasi Motivhelligkeit * Blende * Belichtungszeit) bedeutet wirklich gleiche Lichtmenge pro mm² des Sensors, aber nicht pro mm² des fertigen Bilds, weil das ja stärker vergrößert werden muss. Wenn Du also "äquivalente" Bilder machen willst, müssen sich Brennweite und Blende jeweils um den Cropfaktor unterscheiden, die Belichtungszeiten gleichbleiben und die ISO sich um Crop² unterscheiden. Dann bekommen beide Bilder gleich viel Licht pro mm² des fertigen Bilds, werden gleich stark verstärkt und rauschen auch (fast) gleich.


Gruß, Matthias

 

[yoshi1080]

Ich kann nur für Crop-Sensoren sprechen – wie TK hier genau wirken, weiß ich nicht.

Natürlich landet insgesamt weniger Licht auf dem Sensor, aber die Geschwindigkeit von Objektiven bezieht sich doch auf das durchgelassene Licht pro Fläche, und das ändert sich nicht. Du kannst doch hinter ein Objektiv packen was du willst! Je kleiner die Sensorfläche, desto weniger Licht kommt insgesamt drauf – und desto mehr muss das Signal daher verstärkt werden. Deshalb haben kleinere Sensoren schlechtere High-ISO-Leistungen.

Das 200/2.8 ergibt an APS-C bei ISO100 die gleiche Belichtung wie ein 300/2.8 an KB bei ISO100 oder ein 300/4.2 bei ISO150.

edit: @Masi, wieso müsste die ISO mit (Crop)² multipliziert werden und nicht nur mit (Crop)? Bei Brennweite und Blende nimmt man doch auch die Diagonale? Bei MFT würde das einen Multiplikator von 4 ergeben, aber aktuelle Vollformatsensoren sind in der ISO-Leistung nur 2, vielleicht 2einhalb Stufen besser.

 

[Stuessi]

Und hier ein Vergleich 200mm/4 + 2x Konverter mit 400mm/8 (jeweils 100% Ausschnitte) aus ca. 6m Entfernung.
Die Schärfentiefe ist etwa gleich groß!

 

[PeterRT]

das 200/2.8 ergibt an aps-c bei iso100 die gleiche belichtung wie ein 300/2.8 an kb bei iso100 oder ein 300/4.2 bei iso150

iso 225

edit:

edit: @Masi, wieso müsste die ISO mit (Crop)² multipliziert werden und nicht nur mit (Crop)? Bei Brennweite und Blende nimmt man doch auch die Diagonale?

Brennweite und Blendendurchmesser sind Längen, aber die Sensorfläche nimmt im Quadrat ab...