Hyperfokaldistanz ist nicht zu finden...

[Lucky Dude]

Der Schärfeverlauf sieht bei gegebener Brennweite, Blende, Fokusdistanz immer so ähnlich aus wie in dieser Grafik. (wie hänge ich einen existierenden Anhang ein 2. Mal an?). In Richtung unendlich verlaufen alle Kurven immer flacher. Stell Dir vor der zulässige Z-Kreis wäre 2x so groß wie in dieser Grafik (das ist die Dicke Linie bei der 1), dann würde das blaue Beispiel auch bei unendlich scharf erscheinen. So wie es dargestellt ist, wäre es ab 2,3m aber schon wieder unscharf.

Der Verlauf dieser Kurven ist tatsächlich eine Eigenschaft Deines Fotos, aber wo die "1" liegt, hängt von der Betrachtung ab.

Danke Matthias. Sehr anschaulich. Das finde ich stark. Was für einen Zerstreuungskreis würdest Du also für eine Bildschirmganzansicht (Betrachtungsabstand 60cm) eines Bildes mit 900x600 Pixel errechnen, und wie?

Tschuldigung wenn ich nerve, aber jetzt will ich's wissen...

Gruß
Matze

 

[Lucky Dude]

Die Unendlich-Fokussierung ist eine alternative Methode zur Hyperfokaldistanz und für solche Gegebenheiten genau das richtige (wie Du ja selber schon festgestellt hast).
Der Vordergrund besteht meist nicht aus so kleinen Details, so ist eine geringe Unschärfe dort durchaus vertretbar. Es gibt zumindest keinen Pixelmatsch.

Danke für die Links. Die Unendlich-Fokusierung ist zumindest die sichere Variante, wenn man die Bilder erst zuhause checken kann. Vor allem dann, wenn man noch gar nicht weiß, was man mit dem Bild vorhat, also nur als kleine Ausbelichtung oder großer Print an die Wand.

Gruß
Matze

 

[Gast_194966]

Was für einen Zerstreuungskreis würdest Du also für eine Bildschirmganzansicht (Betrachtungsabstand 60cm) eines Bildes mit 900x600 Pixel errechnen, und wie?

Vorab: das wirkt alles so schön exakt, ist es aber nicht! Es sind nur ganz grobe physikalische Modelle der Abbildung eines Objektivs und erst recht der Auflösung des menschlichen Auges, die hier zugrundeliegen. Also alles nur eine grobe Schätzung!

Also: Mit den Pixeln hat es nichts zu tun, sondern mit der Bildgröße auf Deinem Bildschirm. Nimm einen Zollstock und miss die Diagonale aus. Bei meinem wäre sie etwa 50cm. Da ich den auch etwa aus 50cm Entfernung betrachte, kann ich also näherungsweise den vorgwählten zulässigen Z-Kreis der üblichen Rechner annehmen, nämlich 1/1500 der Sensordiagonale. Wenn bei Dir die Diagonale z.B. 1m lang wäre und Du das Bild trotzdem aus 50cm Entfernung betrachtest, dürfte der zulässige Z-Kreis also nur etwa halb so groß sein. Usw., aber wie gesagt nur ganz grob.


Gruß, Matthias

 

[Lucky Dude]

Vorab: das wirkt alles so schön exakt, ist es aber nicht! Es sind nur ganz grobe physikalische Modelle der Abbildung eines Objektivs und erst recht der Auflösung des menschlichen Auges, die hier zugrundeliegen. Also alles nur eine grobe Schätzung!

Also: Mit den Pixeln hat es nichts zu tun, sondern mit der Bildgröße auf Deinem Bildschirm. Nimm einen Zollstock und miss die Diagonale aus. Bei meinem wäre sie etwa 50cm. Da ich den auch etwa aus 50cm Entfernung betrachte, kann ich also näherungsweise den vorgwählten zulässigen Z-Kreis der üblichen Rechner annehmen, nämlich 1/1500 der Sensordiagonale. Wenn bei Dir die Diagonale z.B. 1m lang wäre und Du das Bild trotzdem aus 50cm Entfernung betrachtest, dürfte der zulässige Z-Kreis also nur etwa halb so groß sein. Usw., aber wie gesagt nur ganz grob.

Grob oder nicht, immerhin anschaulich. Danke. Aber wie kommst Du auf die 1/1500 und damit auf 0,0006?

Gruß
Matze

 

[Gast_194966]

Grob oder nicht, immerhin anschaulich. Danke. Aber wie kommst Du auf die 1/1500 und damit auf 0,0006?

Der Faktor 1/1500 ist eine Annahme, die nahezu allen Schärfentieferechnern zugrundeliegt. Er entspringt der Tatsache, dass das menschliche Auge in 1,5m Entfernung einen Klecks von 1mm Durchmesser gerade eben nicht mehr als Punkt erkennt, sondern als etwas ausgedehntes. Der Faktor ist also ursprünglich 1/1500 der Betrachtungsentfernung, wie oben schon gesagt.

Wenn man dann weiter annimmt, dass man ein Foto so betrachtet, dass die Diagonale etwa der Entfernung vom Auge entspricht, dann ist es eben auch 1/1500 der Bildddiagonale (aber nur dann!). Und da das Bild einfach eine Vergrößerung des auf den Sensor projizierten Bilds des Objektivs ist, darf auf dem Sensor der Fleck eben auch nur 1/1500 der Sensordiagonale sein, um hinterher auf dem betrachteten Foto gerade noch als scharf erkannt zu werden.

Dieser Faktor 1/1500 ist aber wirklich nur ein ganz grober Schätzwert. Wenn Du höhere Ansprüche hast, nimmst Du einen kleineren Wert. Und natürlich meint er immer 1/1500 der Diagonale der benutzten Sensorfläche. Bei einer Ausschnittvergrößerung ist es also entsprechend weniger.



Gruß, Matthias

 

[Lucky Dude]

Dieser Faktor 1/1500 ist aber wirklich nur ein ganz grober Schätzwert. Wenn Du höhere Ansprüche hast, nimmst Du einen kleineren Wert. Und natürlich meint er immer 1/1500 der Diagonale der benutzten Sensorfläche. Bei einer Ausschnittvergrößerung ist es also entsprechend weniger.

OK. Danke. Ich laß das mal in mein Hirn einsacken. Der voreingestellte Zerstreuungskreis von 0,019 scheint aber grundsätzlich zu "grob" zu sein, oder? Ich meine selbst für eine Bildschirmganzdarstellung bei normalem Arbeitsabstand ist die errechnete HFD nicht gerade deluxe im Unendlich... zumindest für meinen bescheidenen Geschmack.

Wenn ich Bock habe liefere ich die Bilder noch nach.

Gruß
Matze

 

[talpi]

OK. Danke. Ich laß das mal in mein Hirn einsacken. Der voreingestellte Zerstreuungskreis von 0,019 scheint aber grundsätzlich zu "grob" zu sein, oder?

Ja, für heute übliche Anwendungen ist er meist zu grob. Begründung siehe unten.

Ich meine selbst für eine Bildschirmganzdarstellung bei normalem Arbeitsabstand ist die errechnete HFD nicht gerade deluxe im Unendlich... zumindest für meinen bescheidenen Geschmack.

Das genau ist der Denkfehler!
Ein Monitor auf normalem Betrachtungsabstand ist schon eine ganz schon starke Anforderung. vergleich das mal mit dem üblichen Betrachtungsabstand eines 10x15 oder 13x18 Prints, da liegen Welten dazwischen.

 

[Gast_194966]

Das genau ist der Denkfehler!
Ein Monitor auf normalem Betrachtungsabstand ist schon eine ganz schon starke Anforderung. vergleich das mal mit dem üblichen Betrachtungsabstand eines 10x15 oder 13x18 Prints, da liegen Welten dazwischen.

Aus welcher Entfernung betrachtest Du denn einen 10x15- oder 13x18-Abzug? Bei mir wären es etwa 25-30cm. Das ist zwar etwas mehr als die Bilddiagonale, aber beileibe keine "Welten". Eine bildschirmfüllende Ansicht eines Fotos hätte bei mir etwa 50cm Bilddiagonale, betrachtet aus ebenfalls 50cm, also kein dramatischer Unterschied im Verhältnis aus Bilddiagonale und Betrachtungsabstand. Und auf das kommt es in erster Linie an, nicht auf die Bildgröße.



Gruß, Matthias

 

[talpi]

Aus welcher Entfernung betrachtest Du denn einen 10x15- oder 13x18-Abzug? Bei mir wären es etwa 25-30cm. Das ist zwar etwas mehr als die Bilddiagonale, aber beileibe keine "Welten". Eine bildschirmfüllende Ansicht eines Fotos hätte bei mir etwa 50cm Bilddiagonale, betrachtet aus ebenfalls 50cm, also kein dramatischer Unterschied im Verhältnis aus Bilddiagonale und Betrachtungsabstand

Ok, das ist sicher bei jedem anders. Ich betrachte Bilder aus gut 30cm Entfernung, vom Monitor mit 55cm Diagonale sitze ich ca. 10cm weiter entfernt. Stimmt das ist nicht viel Differenz zum 1:1 Verhältnis, aber ein riesiger Unterschied zum Print.

Und auf das kommt es in erster Linie an, nicht auf die Bildgröße.

Da sind wir einer Meinung.

 

[el.nino]

OK. Danke. Ich laß das mal in mein Hirn einsacken. Der voreingestellte Zerstreuungskreis von 0,019 scheint aber grundsätzlich zu "grob" zu sein, oder? Ich meine selbst für eine Bildschirmganzdarstellung bei normalem Arbeitsabstand ist die errechnete HFD nicht gerade deluxe im Unendlich... zumindest für meinen bescheidenen Geschmack.

Wenn ich Bock habe liefere ich die Bilder noch nach.

Gruß
Matze

Wie ich schon schrieb: Vergiss bei deinem Vorhaben die Hyperfokaldistanz.
Kamera und Objektiv haben bei solchen Kleinstdetails in so weiter Entfernung generell schon Probleme diese aufzulösen. Und genau aus diesem Grund willst Du dort die "perfekte" Schärfe hinlegen - und deswegen musst Du auch darauf fokussieren.
Die gröberen Details im Vordergrund "rettest" du dann wiederum mit der Blende.

 

[Gast_194966]

Wie ich schon schrieb [...]

Du hattest oben auch 2 Aufsätze von Harold M. Merklinger verlinkt:

- http://www.trenholm.org/hmmerk/DOFR.html (Erklärung)
- http://www.trenholm.org/hmmerk/TIAOOFe.pdf (mathematische Herleitung und Beweis)

Der 2. Aufsatz ist mit zu lang (und zu "amerikanisch-trivialwissenschaftlich"), aber das entscheidende steht wohl auch im ersten. Und auch da verstehe ich nicht, was er da zeigen will und wie er zu seinen Gleichungen und Grafiken kommt. Entweder es fehlt was, es ist sehr vereinfacht, oder es ist falsch. Aber ich weiß gar nicht, wo ich anfangen soll. Verstehst Du, was er da schreibt?



Gruß, Matthias

 

[el.nino]

Verstehst Du, was er da schreibt?

Ja.
Schau Dir mal die zweite Grafik an.
Der Winkel des Lichtkegels wird ja durch die Blende "gesteuert".
Desto mehr ich die Blende schliesse, desto flacher wird der Lichtkegel.
Dann schau Dir den Wert "s" an.
Dieser stellt die kleinste Größe eines Objektes dar die trotz der Unschärfe noch "erkannt" werden kann. Also alle Objekte in dieser gegebenen Entfernung die größer als "s" sind können noch erkannt werden.
Salopp ausgedrückt: Alles was größer ist als die Unschärfe in diesem Bereich ist noch erkennbar.
Ein Beispiel:
- ich habe auf 100m fokussiert
- ich möchte, dass ein Objekt das bei 40m liegt noch erkennbar ist.
- dieses Objekt ist 10mm groß
- Verwende ich nun ein 50mm Objektiv und Blende 5.6 kann bei einer Entfernung von 40m alles was größer als 5,3mm noch erkannt werden
d = Brennweite/Blende
s= (Entfernung zwischen Fokuspunkt und Objekt/Fokusentfernung) * d
=> (50/5,6)*60/100 = 5,35

Fokussiert man auf Unendlich tritt dann noch eine Sonderfall ein, den der Lichtkegel ist jetzt kein echter Kegel mehr, da im Unendlichen die Lichtstrahlen parallel eintreten.
Das heisst, dass bei jeder Entfernung Objekte die größer sind als "d" aufgelöst werden können.
Für das Beispiel bedeutet dies alles was größer ist als 8,9mm (50mm/5.6).


Ich denke das hier fast es auch ganz gut zusammen:

"Let me illustrate with an example.
Figure 3 shows a photograph of the Newfoundland village of Placentia.
- In the foreground are a cannon, some grass, some gravel, and some trees.
- The picture was taken with a 90 mm lens on a Leitz-Minolta CL at f/8.
- The aperture is thus about 11 mm in diameter. (90mm / 11)
- The hyperfocal distance for a 90 mm lens at f/8 is 106 feet.
- The cannon is at a distance of about 30 feet, and the distance to the village is about a mile: 5280 feet.
- Had I focused at the hyperfocal distance, the resolution spot size at the cannon would have been 8 mm and at the village it would have been 0.55 meters or about 21.5 in.
- If, on the other hand, I focus at infinity, the spot size is 11 mm at the cannon and 11 mm at the village. Or 11 mm anywhere else, for that matter. "

Anmerkung:
- Bei der Hyperfokaldistanzmethode wird bei der Kanone alles was größer als 8mm ist aufgelöst und im Unendlichkeitsbereich nur alles was größer ist als 550mm (Es sind also nur noch Objekte erkennbar die größer als 0,55 Meter sind!)
- Bei der Unendlichkeitsmethode wird an jeder (!) Stelle alles aufgelöst was größer als 11mm ist.
Das bedeutet, dass ich im Vordergrund zwar etwas an Auflösung verliere (11mm statt 8mm), im Unendlichkeitsbereich gewinne ich aber extrem an Auflösung (11mm statt 550mm)



"True, diffraction effects won't let me resolve 11 mm at 5000 ft., but at least resolution at the village will be as sharp as nature permits. The change in spot size from 8 mm to 11 mm at the cannon would be almost impossible to detect in the image. The foreground is admittedly not tack-sharp. But I can recognize the cannon, the gravel, the grass and the trees. Had I focused at the hyperfocal distance the telephone poles in the village would have been almost erased, and windows in buildings would have been just blurs.

A corollary to this example is that there is really only one way to make the foreground sharper, and still have a sharp view of the village. That is to use a smaller lens opening. In this example, I could have reduced the spot size to 5.5 mm by using f/16. Resolution of the village, however, would have been slightly degraded by diffraction effects.

The general rule for scenic photographs, where one wishes to maximize the depth of field, is as follows. Set the focus at the distance of the most distant object. Then set the lens opening to the size of the smallest object to be resolved in the foreground. No calculations needed! "

 

[Gast_194966]

Hmmmm....

Ich verstehe zwar seine Ableitungen aus der Grafik teilweise, aber ich verstehe nicht, wie er zu der Grafik kommt und was sie zeigen soll. Außerdem ist mir reichlich schleierhaft, was er eigentlich mit "Auflösung" meint.

Seine Grafik 2 suggeriert, dass die Unschärfekreise vor und hinter der Fokusebene linear zunehmen, aber das ist falsch! Nach hinten verlaufen sie asymptotisch (nur deshalb gibt's eine hyperfokale Distanz), nach vorn sind sie alles andere als linear. Also nur ein Vereinfachung?

Wie kann er sagen, dass..

will be resolved if it is at least one-tenth as big as the opening in our lens diaphragm.

?
Da fehlt doch einfach eine Größe oder Annahme, die die Eintrittspupille in Relation zur Auflösung setzt.

Und ich hätte noch ein paar mehr Kritikpunkte....



Gruß, Matthias

 

[el.nino]

Wie auch immer.
Ich hab viel ausprobiert und mit der Methode bin ich meist am besten gefahren.

 

[Gast_194966]

Wie auch immer.
Ich hab viel ausprobiert und mit der Methode bin ich meist am besten gefahren.

Na klar, gegen die Hyperfokaldistanz hatte ich schon immer ein tiefsitzendes Unbehagen. Ich würde das nie ernsthaft "bis an die Grenze" ausreizen wollen. Schon noch ein "bisschen vor unendlich" fokussieren, weil ich ja weiß, dass der Unschärfeverlauf nach hinten moderat ist, aber nie per Doof-Rechner ausrechnen und dann auch nur auf den Meter genau umsetzen.

Mich wurmt jetzt eher diese merkwürdige pseudo-wissenschaftliche Herleitung. Die ist entweder grundsätzlich falsch, oder er macht (unzulässige?) Annahmen und Einschränkungen, die nirgendwo erwähnt sind.


Gruß, Matthias

 

[el.nino]

Ich kann es nicht genau beurteilen - dazu fehlt mir das theoretische Wissen.
Vor längerem habe ich mich mal mit der langen Version auseinander gesetzt und mir kam das alles recht schlüssig vor.
Und sofern die ersten drei Abbildungen in dem PDF korrekt sind verstehe ich auch deine Einwände nicht.
Vielleicht kannst Du es Dir ja mal ab Seite 25 "antun".
Da definiert er seine Annahmen (auf den Seiten davor werden nur die HFD und ähnliches abgehandelt).

 

[rupcha]

Mich wurmt jetzt eher diese merkwürdige pseudo-wissenschaftliche Herleitung. Die ist entweder grundsätzlich falsch, oder er macht (unzulässige?) Annahmen und Einschränkungen, die nirgendwo erwähnt sind.

Weder noch.
Allerdings benutzt er ungewöhnliche Bezeichnungen und stellt auch den Strahlengang anderherum als sonst üblich dar, was erst einmal ein wenig verwirren kann.
Bis auf die üblichen Einschränkungen der geometrischen Optik und Annahme von perfekten Linsen etc. ist da nichts "gemogelt".

Man kann auch über seine Methode wunderbar die Hyperfokaldistanz bzw. Tiefenschärfe allgemein herleiten. (Und ich finde, eigentlich viel naheliegender/greifbarer als die sonst übliche Methode).

Ich denke mal, sein größter (einziger?) Fehler war, das Fokussieren-auf-unendlich als Alternative zu bzw. als etwas grundsätzlich anderes als die Nutzung der Hyperfokaldistanz darzustellen.
Das ist natürlich Humbug -- Fokussieren-auf-undendlich ist nichts anderes als Fokussieren auf die Hyperfokaldistanz, nur eben mit viel kleineren zulässigen Unschärfekreisen.

 

[anathbush]

Merklingers Ansatz finde ich viel zu kompliziert (dabei lassen sich Fokus auf unendlich und die Folgen recht einfach darstellen...).

@TO: Du brauchst Dich aber gar nicht mit Merklinger rumärgern. Probier mal f/8 (das ergibt sich aus der Beugung und Sensorauflösung der 400D) und Fokusentfernung 3 m (das ergibt sich aus den 12 mm Brennweite und der Sensorauflösung. Dann ist alles von 1.5 m bis unendlich so scharf, wie es der Sensor Deiner Kamera auflösen kann.

Erst einmal hat die Hyperfokaldistanz nichts mit der Sensorauflösung zu tun, man kann sie aber auch für diese Auflösung berechnen. Die Folge: Der Horizont wird nur so unscharf, das es im Bild nicht auffällt - egal wie sehr man am Bildschirm vergrößert.

Wenn Du nähere Objekte als 1.5 m und den Horizont scharf haben möchtest, wird es schwierig (bzw. musst Du auswählen, was wie unscharf wird).

Zum Vergleich mach auch am Anfang immer ein Bild mit Fokus auf unedlich und vergleiche feinste Details am Horizont.

 

[Lucky Dude]

Ich danke Euch erst mal für die vielen Antworten. Ich möchte hier mal ein paar Eurer Antworten zitieren, die für mich entscheidend sind:

Wie ich schon schrieb: Vergiss bei deinem Vorhaben die Hyperfokaldistanz.
Kamera und Objektiv haben bei solchen Kleinstdetails in so weiter Entfernung generell schon Probleme diese aufzulösen. Und genau aus diesem Grund willst Du dort die "perfekte" Schärfe hinlegen - und deswegen musst Du auch darauf fokussieren.
Die gröberen Details im Vordergrund "rettest" du dann wiederum mit der Blende.

Na klar, gegen die Hyperfokaldistanz hatte ich schon immer ein tiefsitzendes Unbehagen. Ich würde das nie ernsthaft "bis an die Grenze" ausreizen wollen. Schon noch ein "bisschen vor unendlich" fokussieren, weil ich ja weiß, dass der Unschärfeverlauf nach hinten moderat ist, aber nie per Doof-Rechner ausrechnen und dann auch nur auf den Meter genau umsetzen.

Probier mal f/8 (das ergibt sich aus der Beugung und Sensorauflösung der 400D) und Fokusentfernung 3 m (das ergibt sich aus den 12 mm Brennweite und der Sensorauflösung. Dann ist alles von 1.5 m bis unendlich so scharf, wie es der Sensor Deiner Kamera auflösen kann.
Wenn Du nähere Objekte als 1.5 m und den Horizont scharf haben möchtest, wird es schwierig (bzw. musst Du auswählen, was wie unscharf wird).
Zum Vergleich mach auch am Anfang immer ein Bild mit Fokus auf unedlich und vergleiche feinste Details am Horizont.

Das faßt es doch schon ganz gut zusammen und bietet auch moderate Ansätze zum weiteren Austesten. Für mich persönlich würde ich festhalten:

1. Das Thema Hyperfokaldistanz wird doch überbewertet.
2. Die Anwendung der errechneten Werte (z.B. DOFMaster) ohne die Durchführung eigener Testreihen mit Vergleichsaufnahmen ist nicht zu empfehlen.

Gruß
Matze

 

[Gast_194966]

Moin!


So, jetzt habe ich ein bisschen weiter drüber nachgedacht. Die Grafik 2 ist mir weiterhin rätselhaft, aber egal. Aus Linsengleichung und ein bisschen Geometrie kommt man tatsächlich darauf, dass bei Fokus unendlich in jeder Entfernung gerade etwas "aufgelöst" werden kann, das so groß ist wie die Eintrittspupille. Mit "aufgelöst" ist hier gemeint, dass die beiden Enden des etwas gerade so weit voneinander entfernt abgebildet werden, wie die Zerstreuungskreise in der Entfernung groß sind. 2 Punkte im diesem Abstand würden also als 2 Unschärfescheiben direkt nebeneinander dargestellt.

Ich denke mal, sein größter (einziger?) Fehler war, das Fokussieren-auf-unendlich als Alternative zu bzw. als etwas grundsätzlich anderes als die Nutzung der Hyperfokaldistanz darzustellen.
Das ist natürlich Humbug -- Fokussieren-auf-undendlich ist nichts anderes als Fokussieren auf die Hyperfokaldistanz, nur eben mit viel kleineren zulässigen Unschärfekreisen.

Ich würde sagen, dass es eben ein Grenzwert ist, und insofern schon was anderes als die HF-Distanz. Die Zerstreuungskreise folgen dann diesem eigenartigen linearen Zusammenhang. Die zulässigen Z-Kreise sind davon aber nicht berührt, die hängen weiter von Aufnahme- und Ausgabeformat und Betrachtungsabstand usw. ab.



Gruß, Matthias