Hochgeöffnete Optiken limitiert durch Mikrolinsen?

[JeNeu]

Apropos 50/1.2:
http://www.dxomark.com/index.php/en/Lens-with-Camera/All-tested-lenses/Canon/EF50mm-f-1.2L-USM
-> Transmission

http://www.dxomark.com/index.php/en/Lens-with-Camera/All-tested-lenses/Canon/EF50-mm-f-1.4-USM
-> Transmission

50/1.2 ungefähr gleich 1.4 t-stop
50/1.4 ungefähr gleich 1.6 t-stop

 

[ZoneV]

Und da stellt sich bei der Transmissionsmessung gleich die Frage, mit was für einem Empfänger sie das gemessen haben - etwa einer DSLR

 

[JeNeu]

...und bei welchem Fokuspunkt...

 

[Mi67]

Dann fehlen nur noch die Messungen der bildseitigen Telezentrizität der Optiken in den gängigen Fotozeitschriften
Wäre natürlich spannend, wenn die eine 50/1.2 Optik mit telezentrischem Strahlengang dann an ner 7D tatsächlich eine Blende mehr Freistellung bietet und 1 Lichtwert mehr Belichtung als irgendeine andere

Hierzu benötigt man eigentlich noch nicht einmal Tests. Bei simplen Konstruktionen, wie den doppel-Gauss-Objektiven 50/1.8 ... 50/1.2 genügt im Grunde ein Blick auf den Linsenschnitt, um zu erkennen, dass die Symmetrie vom f/1.8er kommend immer weiter abnimmt, die Blendenebene immer weiter vom Bajonett wegrückt und die positive Brechkraft im Bereich der Rückelemente immer weiter ansteigt. Dies bedeutet das Folgende:
Ein 50/1.8 ist fast noch ein doppel-Gauss, d.h. 50% der Brechkraft finden sich vor und 50% hinter der Blendenebene. Eine solche Konstruktion ist nicht sehr stark telezentrisch. Beim 50/1.2 erkennbar ist, dass im Grunde ein 65/1.4-Grundobjektiv durch eine zusätzliche asphärische Sammellinse (das Rückelement) auf einen kleineren Bildkreis gebracht wird. Dieses Vorgehen erzeugt bei einem doppel-Gauss-System bereits eine hohe Telezentrizität. Ich glaube kaum, dass es sinnvoll wäre, dies noch weiter steigern zu wollen.

 

[ZoneV]

Whow Mi67, wünschte ich hätte was von Deinem Optik-Konstruktions-Durchblick!

Zum Thema: Ich hab leider nicht die Zeit ums genauer durchzulesen, aber einer im DPReview Fourm hat einen Test zum Zerstreuungskreis Durchmesser gemacht - demnach scheint der Einfluß der Mikrolinsen auf Wiedergabe der Unschärfen durchaus da zu sein:
http://forums.dpreview.com/forums/read.asp?forum=1018&message=36768003
Test mit ner 4/3 Kamera und nem Noctilux
Groß ist die Differenz allerdings nicht - könnte man argumentieren. Allerdings wird die Unschärfe bei Blende 0.95 gleich groß wie sie eigentlich bei 1.2 sein sollte. Das ist schon ein bitterer Verlust :-/

 

[stefan42]

Man nehme ein 100-300/4,5-5,6 (lag gerade rum) und setze es an die Kamera.

welche Brennweite hast du vorgekaukelt, hat das einen Einfluß ?

spannende Entdeckung, mehr dazu hier.

Stefan

 

[Nightshot]

Die Brennweite hat keinen Einfluss auf die Messung. Es stand bei 300mm da hier die Sensorausleuchtung schön gleichmäßig ist, die Kamera reagiert da aber nicht drauf.

 

[drei]

Randfrage

Wie beeinflusst denn der Glasblock vor dem Sensor (AA-Filter, IR-Filter, Sensorglas) den Strahlengang und die Bildqualität? Bei einem hochgeöffneten nicht-telezentrischen Objektiv ist der Unterschied im Strahlengang zwischen Bildmitte und Rand da doch erheblich. Und sowieso anders als bei Film.

Hat dazu schon einmal jemand etwas herausgefunden/veröffentlicht?

 

[Nightshot]

Ich hab das Glasfilterpaket mal in einem Optik Programm rechnen lassen. Es produziert etwas CA und ein paar Reflexionen, ist für den Effekt aber wohl nicht entscheidend.

Ich hab nun mal den Spiegelkasten einer 5D auf die Größe einer 400D beschnitten und mir das Ergebnis angesehen. Es gibt die zu erwartende Vignettierung, die Bildhelligkeit ändert sich aber um absolut gar nichts. Der Spiegelkasten kann somit nicht die Ursache sein.

 

[Mi67]

...
Der Spiegelkasten kann somit nicht die Ursache sein.

OK, also bleibt die "NA-Inkompatibilität" zwischen hochaperturigem Objektiv und den Mikrolinsen als Erklärung noch am Leben.

 

[Spacemarine2009]

demnach scheint der Einfluß der Mikrolinsen auf Wiedergabe der Unschärfen durchaus da zu sein:
http://forums.dpreview.com/forums/read.asp?forum=1018&message=36768003

Das ist ein sehr interessanter Effekt, allerdings kann ich mir nicht erklären, warum die Zerstreuungskreise so aussehen, wie sie im ersten Bild des Link aussehen.

Wenn die Mikrolinsen alle Strahlen ab einem gewissen Einfallswinkel einfach abscheiden, dann sollte das Abbild der Blende ab einem gewissen Blendenwert nicht mehr größer werden. (Hier stellt sich dann die Frage, wie der Zerstreungskreis (Abbild der Blende) in diesem Fall aussehen sollte. Ich würde darauf tippen, dass er nicht kreisrund erscheinen sollte, da der aktive Bereich des Pixels ebenfalls nicht rund ist und somit je nach Position des Pixels unterschiedliche Akzeptanzwinkel zum Tragen kommen sollten.)

Gehen wir jedoch davon aus, dass die Mikrolinsen Strahlen selbst aus einem Winkel entsprechend f/0,95 akzeptieren, dann lässt sich die Abnahme der Bildhelligkeit nur dadurch erklären, dass die Strahlen, die unter einem großen Winkel auf die Mikrolinsen treffen, mit einer geringeren Effizienz auf den aktiven Bereich des Pixels fokussiert werden, d.h. verstärkt Licht verloren geht. Dies müsste jedoch zu einer Abnahme der Helligkeit im Randbereich des Zerstreuungskreises führen und nicht zu einer Reduzierung des Durchmessers.

Ich weiß nicht wie ich diese Überlegungen in Einklang mit dem gezeigten Bild bringen soll. Dort ist zu sehen, wie der Zerstreuungskreisdurchmesser langsamer anwächst als erwartet. Ich glaube jedoch dass er entweder ab einer bestimmten Blende garnicht mehr anwachsen dürfte oder sein Randbereich dunkler werden müsste. (oder eine Mischung aus beidem, schließlich stellen beide Überlegungen nur die jeweiligen Extremfälle dar.)

Kann jemand aufklären?

 

[UnclePat]

Ich hab nun mal den Spiegelkasten einer 5D auf die Größe einer 400D beschnitten und mir das Ergebnis angesehen. Es gibt die zu erwartende Vignettierung, die Bildhelligkeit ändert sich aber um absolut gar nichts. Der Spiegelkasten kann somit nicht die Ursache sein.

Das deckt sich mit meinem kuerzlich gemachten Test mit 7D und 85/1.2L, der ergab, dass die Unschaerfekreise in der Bildmitte auch bei f/1.2 NICHT vom Spiegelkasten abgeschattet werden.

 

[Gast_60718]

spannende Entdeckung, mehr dazu hier.

Der Link ist Tot.

Na ja vielleicht wäre ein Kugelförmiger Sensor etwas besser.

 

[Mi67]

Wenn die Mikrolinsen alle Strahlen ab einem gewissen Einfallswinkel einfach abscheiden, dann sollte das Abbild der Blende ab einem gewissen Blendenwert nicht mehr größer werden. (Hier stellt sich dann die Frage, wie der Zerstreungskreis (Abbild der Blende) in diesem Fall aussehen sollte. Ich würde darauf tippen, dass er nicht kreisrund erscheinen sollte, da der aktive Bereich des Pixels ebenfalls nicht rund ist und somit je nach Position des Pixels unterschiedliche Akzeptanzwinkel zum Tragen kommen sollten.)

So wird es nicht sein, denn die Aufgabe von Mikrolinsen besteht ja nicht darin, ein scharfes Punktabbild zu erzeugen (was auch gar nicht möglich wäre). Daher ist - wie Du unten selber erwägst - eher ein weiches Abregeln zu erwarten, selbst wenn die Unschärfescheibe einer in unendlich liegenden punktförmigen Lichtquelle aus der Perspektive eines Einzelpixels durchaus als nahezu kollimiertes, aus einem entsprechenden Offsetwinkel einfallendes Licht zu betrachten wäre.

Ich frage mich allerdings, ob die Berechnung der Unschärfekreisdurchmesser eines massiv defokussierten Punktabbildes (um den Blendenperimeter darzustellen) nicht noch weitere Störgrößen mit hineinbringt, die noch gar keine Erwähnung fanden. So könnten die durch vergrößerten Auszug veränderten Abbildungsmaßstäbe bzw. die resultierende apparente Brennweitenverlängerung oder auch ein Pupillenmaßstab <> 1 zu Unschärfekreisdurchmessern führen, die von dem vereinfacht/idealisiert gerechneten Erwartungswert abweichen.

Gehen wir jedoch davon aus, dass die Mikrolinsen Strahlen selbst aus einem Winkel entsprechend f/0,95 akzeptieren, dann lässt sich die Abnahme der Bildhelligkeit nur dadurch erklären, dass die Strahlen, die unter einem großen Winkel auf die Mikrolinsen treffen, mit einer geringeren Effizienz auf den aktiven Bereich des Pixels fokussiert werden, d.h. verstärkt Licht verloren geht. Dies müsste jedoch zu einer Abnahme der Helligkeit im Randbereich des Zerstreuungskreises führen und nicht zu einer Reduzierung des Durchmessers.

Ob und wie hart Mikrolinsen den Lichtweg vignettieren, ist in der Tat noch nicht ganz klar (s.o.). Intuitiv hätte auch ich ein etwas weicheres Auslaufen der Unschärfescheiben erwartet.

 

[UnclePat]

Ich habe eine interssante Entdeckung an der 7D gemacht, die moeglicherweise mit dem Thema zusammenhaengen koennte.

Unschaerfekreise von lichtstarken FBs an der (zumindest an meiner) 7D zeigen einen (in meinen Augen) extremen Helligkeitsabfall an der linken Seite (wenn die Punktlichtquelle hinter der Fokusebene sitzt.

Ich weiss noch nicht genau, warum das so ist, wegen diesem Thread habe ich allerdings u.a. die Mikrolinsen im Verdacht.

Habe dazu einen eigenen Thread gestartet, falls es jemanden interessiert.

 

[UnclePat]

Ich moechte das Thema mal wieder aufgreifen, da ich in der letzten Zeit ein paar Experimente mit der 7D machen konnte.

Meine vorlaeufige Hypothese: Die 7D erzeugt eine stark inhomogene Helligkeitsverteilung in Unschaerfekreisen von hochgeoffneten Optiken, wobei die Staerke der Abschattung richtungsabhaengig, also anisotrop ist. Gleichzeitig kommt es zu einer Pixelmusterbildung in bestimmten Bereichen des Zerstreuungskreises. Beide Effekte koennten durch (teilweise) richtungsabhanegige Abschattung durch Mikrolinsen und/oder AA-Filter verursacht werden.

Das Pixelmuster (Labyrinthmuster durch fehlerhafter Bayer-Demosaicing) sollte in der Praxis nicht wirklich auffallen. Wie das ganze in Bezug auf die Helligkeitsverteilung in der Praxis aussieht, kann ich noch nicht genau sagen. Ich konnte zumindest ein paar gestellte (praxisaehnliche) Szenen erzeugen, bei denen der Effekt sichtbar ist, zumindest wenn man weiss, wonach man schauen muss. Weiss man es nicht, faellt es moeglicherweise als nicht ganz perfektes Bokeh auf.

Ich habe zwei Bilder angehaengt, einmal mit der 5D (ohne den Effekt) und einmal von der 7D. Beide Bilder unter exakt gleichen Bedingungen. Kamera auf Stativ, Objektiv (50/1.2L) auf Naheinstellgrenze, LED im Hintergrund etwa 3m entfernt, gleiche Belichtungsparameter, gleiche (Standard-)Entwicklungsparameter aus LR (lediglich der Schwarzpunkt wurde etwas angehoben).
Dazu noch zwei Abbildungen mit dem Helligkeitsprofil eines horizontalen und eines vertikalen Schnittes durch den Unschaerfekreis, jeweils durch das Zentrum.

 

[drei]

Ich moechte das Thema mal wieder aufgreifen, da ich in der letzten Zeit ein paar Experimente mit der 7D machen konnte.

Meine vorlaeufige Hypothese: Die 7D erzeugt eine stark inhomogene Helligkeitsverteilung in Unschaerfekreisen von hochgeoffneten Optiken, wobei die Staerke der Abschattung richtungsabhaengig, also anisotrop ist. Gleichzeitig kommt es zu einer Pixelmusterbildung in bestimmten Bereichen des Zerstreuungskreises. Beide Effekte koennten durch (teilweise) richtungsabhanegige Abschattung durch Mikrolinsen und/oder AA-Filter verursacht werden.

Ab welcher Blende ist der Spuk denn weg?

 

[Gobble-G]

Ab welcher Blende ist der Spuk denn weg?

Aus dem anderen Thread weiss ich:

So ab f/2 sieht man es kaum noch.

 

[drei]

Bleibt eigentlich ein einfaches Fazit: Aufnahmen mit Blende < 2 vermeiden. Ich denke mal, der künstlerische Wert des fotografischen Schaffens wird durch diese technische Restriktion nicht einschneidend gemindert.

Ist natürlich "schlecht" für alle, die sich teure f/1,4 geöffnete Optik gekauft haben, oder gar noch höher geöffnete. Das billige 50mm f/1,8 hätte es auch getan.

 

[UnclePat]

@drei: Naja, ganz so drastisch wuerde ich es nicht beschreiben, aber ein Fuenkchen Wahrheit steckt in deiner Aussage schon drin.

Ich finde es schon irgendwie schade. Da kauft man sich fuer viel Geld die hochgeoeffneten f/1.2L Optiken um sich an dem ausgezeichneten Bokeh gerade bei Offenblende zu erfreuen (deine kleine Provokation ueberlese ich mal lieber; ich mache keine Fotos, um einen kuenstlerischen Wert fuer die Oeffentlichkeit zu erzeugen, ich mache sie, weil ich mich daran erfreue und ich liebe nun mal das Spiel mit der Unschaerfe bei f/1.2...) und dann kommt Canon und macht mit den neuen Kameras im Prinzip ihre eigene Entwicklung fast nutzlos. Es ist ja nicht nur der Umstand, dass die Unschaerfekreise dadurch unruhiger werden, es kommt ja noch hinzu, dass man etwa eine 3/4 Blende effektiv an Lichtausbeute verliert. Der High-ISO-Rauschvorteil der modernen Sensoren wird dadurch um den selben Wert vermindert, wenn man hochlichtstarke Optiken verwendet. Da dreht man sich doch im Kreis...

Ich kann da nur Canons Marketingstrategie, die auf ISO-6400-bei-Offenblende-5.6-Nutzer (sorry, bitte nicht persoenlich nehmen) zugeschnitten ist.

Da bleibt mir nur zu hoffen, dass eine zukuenftige 5DIII einen anderen Weg geht und hoffentlich die gleiche Mikrolinsen/Sensortechnologie wie die 5DII bekommt, die den Effekt ja anscheinend nicht zeigt. (vielleicht kann das mal jemand testen?)

Oder ich muss ewig mit meiner 5DI gluecklich bleiben...