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Hyperfokale Distanz vs. Fokus auf unendlich
- Themenersteller anathbush
- Erstellt am
-
- Schlagworte
- hyperfokale distanz
Wie gesagt, bei den Schärfentiefe-Formeln sind die beiden Werte gleich – oder anders gesagt, der Schärfentiefe-Bereich ist der Bereich, in dem der tatsächliche Streukreisdurchmesser nicht größer wird als der "zulässige" Streukreisdurchmesser.
Anscheinend ist für dich der zulässige Streukreisdurchmesser eine (biologische) Konstante. In Wirklichkeit hängt er aber von der Anwendung ab. Deine Berechnung beruht darauf, dass ein Bild, wenn man es aus der Entfernung betrachtet, die der Diagonalen entspricht, bei durchschnittlicher Beleuchtung noch nicht deutlich unscharf aussieht (Auflösung von etwa 2'). Aber "noch nicht deutlich unscharf" bedeutet noch nicht "beim Näheren Hinsehen scharf", sonst wären Kameras mit mehr als 4 MPixel völlig überflüssig, vgl. z. B. die Angaben in Wikipedia.
Mir geht es letztlich darum, auszudrücken, dass der normale Schärfentiefenbereich der ist, wo das Bild noch nicht deutlich unscharf ist, und dass es durchaus nicht schaden kann, noch zwei Blendenstufen zuzulegen, wenn wichtige Bildinhalte "ganz vorne" oder "ganz hinten" im Schärfentiefenbereich liegen. (Wenn's denn die Beugungsunschärfe erlaubt.)
L.G.
Burkhard.
Gast_194966
Guest
Nur am Nah- und Fernpunkt der Schärfentiefe sind sie gleich, denn nach dem Kriterium werden die beiden bestimmt.
Dann lies es nochmal!
Wie gesagt, lies es nochmal! Ich kann natürlich auch noch ein paar Mal "einfaches Modell", "Faustformel", "Betrachtungsabstand", "Ausgabeformat", "Qualitätsanspruch" und all so was betonen. Dass man kleinere zulässige Z-Kreise annehmen muss, wenn man "genauer hinguckt" oder näher rangeht (bis hin zu den beliebten 100%-Ansichten auf dem Bildschirm, betrachtet aus 50cm Entfernung), ist doch selbstverständlich.
Da hast Du natürlich recht.
Gruß, Matthias
Eben. Und deshalb kann man die Formeln auch andersherum lesen und bei gegebener Blende den tatsächlichen Streukreisdurchmesser an der Grenze ablesen.
Klingt für mich nach biologischer Begründung und harten Fakten, aber die stimmen eben so nicht, auch nicht bei diesen Beobachtungsbedingungen. Es gibt eben keine feste "Grenze" zwischen "scharf" und "unscharf". Ich hätte vielleicht nicht "bei näherem Hinsehen", sondern "bei genauerem Hinsehen" schreiben sollen, ich meinte nicht "näher dran". Viele Leute unterliegen dem Irrtum, dass ein Bild im ganzen Schärfentiefenbereich bei den von dir genannten "normalen" Beobachtungsbedingunen richtig scharf ist. Oder ist vielleicht nur mein Anspruch zu hoch? (Und der des TO, dem die Schärfe per hyperfokaler Distanz auch nicht reicht.)
Jedenfalls sehe ich immer noch nicht, was an meinem ursprünglichen post verkehrt sein soll.
L.G.
Burkhard.
Gast_194966
Guest
Nein! Wenn Du den tatsächlichen Z-Kreis halbierst, erscheint das Bild schärfer. Wenn Du den zulässigen Z-Kreis halbierst, erscheint es unschärfer. Oder die Grenzen der Schärfentiefe verschieben sich.
Ich spreche doch ziemlich eindeutig von einem Modell, oder nicht? Sogar von einem ganz einfachen.
Mach Dir mal den Spaß und guck entweder in meine Anhänge oder ggf. nach dem kleinen Programm cBlur, das erzeugt ähnliche Diagramme (aber meine sind schöner
). Wie der Schärfeverlauf aussieht, ist mir sehr bewusst. Vielen anderen aber nicht, das ist wahr. Lustigerweise sind die Grenzen der Schärfentiefe erstaunlich exakt (im Sinne von "unabhängig vom zulässigen Z-Kreis"), wenn gut freigestellt wird, aber geradezu lächerlich ungenau, wenn man über die HFD überhaupt nachzudenken anfängt.Da steht...
...nicht "falsch".
Gruß, Matthias
Das ist doch Unsinn. Davon, dass du deine Ansprüche an Schärfe ("zulässiger Z-Kreis") veränderst, wird das Bild doch nicht objektiv schärfer oder unschärfer. Wenn du deine Ansprüche veränderst, musst du dafür sorgen, dass auch die Tatsachen sich entsprechend ändern (sprich: Blende oder akzeptablen Schärfenbereich entsprechend modifizieren). Die Formeln bleiben davon völlig unberührt.
Warum sprichst du immer von "Grenzen", als ob da etwas "Entscheidendes" passiert? Es ist ein allmählicher Übergang von "scharf" zu "unscharf" …
L.G.
Burkhard.
Gast_194966
Guest
Wieso "objektiv"? Schärfentiefe ist subjektiv. Und ja, wenn ich meinen Anspruch nach oben schraube, wird ein Bild unschärfer, das eben noch scharf war,
Hast Du meinen letzten Beitrag gelesen? Der Übergang ist verblüffend abrupt, wenn gut freigestellt wurde, und vollkommen "undefiniert", wenn man in Richtung HFD kommt aber nichtsdestotrotz, der zulässige Z-Kreis ist im üblichen Schärfentiefemodell eine Grenze. Dass die nicht exakt ist, ist doch klar.
Gruß, Matthias
Zuletzt bearbeitet:
anathbush
Themenersteller
Also das die ganze Rechnerei eine Vereinfachung ist, ist klar. "lächerlich ungenau" oder "vollkommen undefiniert" sind die Modelle nicht (oder Du hast sehr sehr hohe Ansprüche), sonst würden z.B. die Diagramme, nach denen ich die Bilder erstellt habe ja nicht so schön passen (s. Anhang).
Ich habe noch keine Situation gefunden, in der die Bilder anders wären als berechnet (aber schon öfter, dass man kleine Effekte die man in den Diagrammen sieht, in den Bildern nicht wirklich sehen kann). Also für unseren Zweck hier sind die Modelle schon mehr als genau...
Was natürlich richtig ist, ist das von Burkhard gesagte: der Übergang von scharf zu unscharf ist nicht genau an der Grenze, sondern fließend. In den Diagrammen ist (wenn man die 2xPixelgrößenmethode verwendet) unter eins immer scharf, über zwei eigentlich immer matschig und da zwischen ist dann der Übergangsbereich.
In meinen Augen wird sie das erst, wenn jemand das Bild ansieht. Dafür muss es aber erst einmal gemacht werden. Dafür muss ich irgendwelche Annahmen treffen (wenn ich denn nicht drauf los knipse) und diese Annahmen können meiner Meinung nach nicht subjektiv sein. Es sei den ich fotografiere nur für eine Person, die dann auch noch genau den Betrachtungsabstand den ich mir ausgedacht habe einhalten muss...
Ich benutze zwei Definitionen:
Die 1/1500 Sensordiagonale wenn es um Freistellung geht. Denn da "weiß ich was ich hab" bzw. bekomme, sprich da habe ich Erfahrungen mit wie so ein Bild im Web und groß an der Wand aussieht.
Die Pixelgröße, da nutze ich die Auflösung der Kamera aus und kann später mit dem Bild alles machen.
Bisher dachte ich, dass wir uns zumindest insofern einig wären, dass der Streukreisdurchmesser (bei gleichbleibendem Bildformat) der objektive Maßstab für Schärfe wäre. Man kann auch eine MTF nehmen, aber bei einem idealen Objektiv kommt das aufs Gleiche heraus.
… das liegt aber daran, dass man beim Freistellen darauf achtet, dass im Entfernungsbereich zwischen Objekt und Hintergrund nichts ist, was "übergangsweise" unscharf ist. Sieh dir z. B. mal das letzte Bild auf hier bei Blende 1.4 oder 2 an (das mit der cm-Skala). Ich kann da keine "Grenze" sehen, nur einen Übergang.
Ja, sie ist eine künstlich vom Beobachter gesetzte Grenze, an der ein bestimmtes Maß an Unschärfe erreicht ist. Das zugrunde liegende Bild des menschlichen Sehverhaltens ist gut genug, zu sagen, dass jenseits der Grenzen das Bild "auffällig unscharf" ist (deswegen taugt das Modell zum Freistellen), aber nicht gut genug, um zu garantieren, dass innerhalb des Bereichs alles ausreichend scharf ist (und deshalb funktioniert die hyperfokale Distanz nicht gut).
L.G.
Burkhard.
Gast_194966
Guest
Ich wollte das von der "biologischen Konstante" abgrenzen. Aber was es bedeuten sollte: Wenn gut freigestellt ist, dann ändert sich die Schärfentiefe nur wenig, wenn ich statt des Faktors 1/1500 z.B. 1/1700 oder 1/1200 benutze. Wenn man aber schon eine große Schärfentiefe hat, dann ändert die sich dabei ganz erheblich. Jedenfalls um viel viel mehr als die auf 2-3 Nachkommastellen berechnenden Doofrechner es einem weismachen wollen.
Wenn sie nicht wenigstens ein bisschen benutzbare Wahrheit enthalten würden, würde ich mich damit gar nicht beschäftigen. Man muss sie aber auch lesen können, und da sind gerade die "kleinen Effekte" manchmal weit unterhalb der Fehlerunschärfe der Modelle. So habe ich z.B. in meinem xls-Blatt einen großen Aufwand betrieben bei der Darstellung der berechneten Werte nicht mit einer festen Zahl von Nachkommastellen, sondern relevanten Stellen.
Das bestreite ich doch gar nicht. Aber wie gesagt: Bei guter Freistellung ist der Übergang ziemlich abrupt, bei ohnehin großer Schärfentiefe aber so fließend, dass die Bestimmung des Nah- und Fernpunkts glatter Zufall ist.
Da ich mit der Pixelgröße anders umgehe (...nämlich als weitere Unschärfequelle per RMS dazu addiere, was zwangsläufig eine Untergrenze ergibt, die nicht unterschritten werden kann. Das xls-Blatt ist fertig, aber noch nicht vorzeigbar), bleibt Schärfentiefe für mich etwas, was erst bei und durch die Betrachtung überhaupt entsteht. Die Pixelgröße definiert da allenfalls einen technischen Grenzwert, und der ist dann natürlich nicht mehr subjektiv.
Tja, wie gesagt. Die Pixelgröße definiert für mich den Grenzwert, jenseits dessen die ganze Schärfentieferechnerei sinnlos wird. Ich muss das noch etwas feintunen, aber meine bisherigen Spielereien mit dem neuen xls-Blatt ergaben meistens einen dramatischen Einfluss der Beugung, bevor ich überhaupt in die Nähe der Pixelgröße kam, und das bei 12MP-Vollformat. Ich werde noch ein bisschen weiter rumspielen.
Gruß, Matthias
Gast_194966
Guest
Der zulässige Z-Kreis wird wie eine objektive Grenze behandelt. Aber wie genau ist denn der Faktor 1/1500? Ist er nicht doch eher 1/1200? Oder 1/1700? Oder gar 1/1634,7?
Nein, das liegt daran, dass die Kurve des Unschärfeverlaufs (der entfernungsabhängige tatsächliche Z-Kreis) den "Grenzwert" zulässiger Z-Kreis sehr steil schneidet, wenn gut freigestellt ist, und sehr flach, wenn die Schärfentiefe ohnehin groß ist.
Wenn Du bei der von Dir gewählten Betrachtung eines Fotos höhere Ansprüche an die Schärfe stellst, als mit dem Faktor 1/1500 befriedigt werden können, versuch doch mal 1/2000. Der auf die Diagonale bezogene Faktor ändert sich doch ohnehin, auch innerhalb des normalen Modells, wenn Du näher mit der Nase rangehst. Deshalb benutze ich ja 1/1500 der Betrachtungsentfernung, oder vielleicht 1/2000 bei höheren Ansprüchen. Hatte nicht Leica damals auch einen kleineren Faktor benutzt als die anderen?
Gruß, Matthias
Das halte ich auch für das sinnvollere Vorgehen. Mir ist allerdings noch nicht ganz klar, was dein Ziel ist. Bei deinem Vorschlag
• ist der HG im Rahmen der Vorgabe (2 x Pixeldurchmesser) scharf
• ist die Schärfe des VG davon abhängig, wie weit er diesseits oder jenseits der halben Hyperfokaldistanz (berechnet mit 2 x Pixeldurchmesser) liegt.
Ist dir die Schärfe des VG wirklich "egal", oder setzt du voraus, dass er im Hyperfokalbereich liegt bzw. wählst die Blende und die Hyperfokaldistanz entsprechend?
L.G.
Burkhard.
anathbush
Themenersteller
Ok, dann verstehe ich das. Die Steigung der Kurve ist dann ja viel steiler. Da gibt es naturgemäß nur einen viel schmaleren Unsicherheitsbereich, wann ein bestimmter Wert überschritten wurde - auch wenn sich der durch äußere Umstände etwas verschiebt.
Ja, die durch die Kommastellen vorgetäuschte Genauigkeit geht natürlich viel zu weit, aber wie Du geschrieben hast, ist das "Unschärfen" der Ergebnisse viel Aufwand und der kostet Zeit...
Außerdem sind solche Tools hauptsächlich zum Lernen gedacht und da sollte man bei jeder Reglerbewegung sehen in welche Richtung das ganze sich entwickelt.
Das halte ich nach wie vor für einen interessanten Ansatz, den ich mir sicher ansehen werden, wenn Du hier dann was vorstellst.
Nein, der Vordergrund ist mir natürlich nicht egal. Ich setze voraus, dass alle wichtigen Objekte innerhalb des Intervalls ( Hyperfokaldistanz/2 bis unedlich) liegen.
In der Praxis heißt das für mich mit meinem 24mm: Blende 11 (da ist die Abbildungsqualität dieses Objektivs an dieser Kamera optimal), 4m Fokusentfernung und alles was wichtig ist, muss mindestens 2m weit weg sein.
Wenn das nicht geht (z.B. Blende 11 wegen der Lichtverhältnisse und fehlendem Stativ nicht möglich, oder es sind Dinge die scharf sein sollen näher als 2m dran, dann funktioniert der "Standard" eben nicht und ich muss mir was einfallen lassen. Aber für sehr viele Landschaftsfotos (mit echtem Weitwinkel) funktioniert es genau so und liefert die best möglichen Ergebnisse. Das mag auf den ersten Blick eine starke Einschränkung sein, da man dann kaum je etwas an der Kamera einstellt, aber auch und gerade bei Landschaftsaufnahmen gilt, die Wahl der Position und des Ausschnitts sind das Entscheidende.
Gast_194966
Guest
Warum? Bei der hier betrachteten Pixelgröße (21MP an Vollformat) ist es vielleicht immer noch nicht dramatisch, aber an einigen Crop-Kameras sind die Pixel so klein, dass Dir die Beugung schon bei Blenden in die Suppe spucken kann, wo Du eigentlich gar nicht über eine hyperfokale Distanz nachdenken würdest.
Heiko/anathbush rechnet die Beugungsunschärfe sogar doppelt so groß ein, wie ich das tun würde, und damit erreicht die Beugungsunschärfe irgendwo bei f/8 - f/11 die gleichen Abmessungen wie der doppelte Pixelabstand. Wenn ich nun meine HFD so ausrechne, dass die reine Defokusunschärfe in unendlich auch gerade dem doppelten Pixelabstand entspricht, dann addieren sich die beiden Anteile (auch in Heikos Rechnung) zu etwa dem dreifachen Pixelabstand (2*√2)., und das wäre dann um den Faktor √2 oberhalb des zulässigen Z-Kreises (der hier ja als 2*Pixelabstand angenommen ist) und damit "unscharf". Das sieht man vermutlich nicht, weil all diese Rechnereien solche kleinen Unterschiede gar nicht hergeben. Bei erheblich weniger Beugungsunschärfe, also deutlich offenerer Blende käme man hier an den Faktor 1 ran, aber dann verliert die HFD ihren Sinn.
Mein Rechenmodell würde für den selben Fall übrigens eine Überschreitung des zulässigen Z-Kreises um √3= 1,7 ergeben, wenn man denn das Bild tatsächlich so groß betrachtet/vergrößert (aber erst dann). Und den Unterschied sieht man schon erst recht nicht. Nichtsdestotrotz halte ich meinen Antritt für "richtiger".
Gruß, Matthias
anathbush
Themenersteller
Es ist richtig, das cBlur immer recht streng ist (auch mit der Beugungsberechnung). Da exakt eh nicht geht, bin ich lieber immer "auf der sicheren Seite" geblieben.
Aber was Du beschreibst, ist ja kein Problem der Berechnugsmethode oder gar der Vorgangsweise / Hyperfokaldistanzmethode. Es ist schlicht so, dass die hohen Auflösungen mittlerweile in Bereiche vorstoßen, wo normale Objektive / die Physik nicht immer (für den Sensor) optimale Ergebnisse liefern können, da die Blenden dazu immer weiter "auf" sein müssten. Dies ist aber oft nicht mit den Gegebenheiten oder der Objektivqualität vereinbar.
Das merke ich jetzt schon mit den 21 MPixeln. Es gibt öfters Fotos die nicht 100%tig sind, aber in "normaler" Größe mehr als brauchbar sind.
Aber was Du beschreibst, ist ja kein Problem der Berechnugsmethode oder gar der Vorgangsweise / Hyperfokaldistanzmethode. Es ist schlicht so, dass die hohen Auflösungen mittlerweile in Bereiche vorstoßen, wo normale Objektive / die Physik nicht immer (für den Sensor) optimale Ergebnisse liefern können, da die Blenden dazu immer weiter "auf" sein müssten. Dies ist aber oft nicht mit den Gegebenheiten oder der Objektivqualität vereinbar.
Das merke ich jetzt schon mit den 21 MPixeln. Es gibt öfters Fotos die nicht 100%tig sind, aber in "normaler" Größe mehr als brauchbar sind.
Gast_194966
Guest
Doch, gerade das ist es. Ich hatte mit der Rechnerei und dem Unterschied zwischen √2 und √3 ja bloß zeigen wollen, dass man aus dem Ergebnis der Rechnerei nicht auf die Richtigkeit des einen oder anderen Modells schließen kann. Oder ich müsste mal über ein paar Extremberispiele grübeln.
Der grundsätzliche und systematische Unterschied steckt woanders. Ich beziehe mein Modell immer auf die (vereinfachte) Betrachtung durch einen Menschen. Und aus der Richtung gesehen, ist die begrenzte Auflösung durch den Sensor genauso eine Quelle von Bildunschärfe wie die begrenzte Auflösung durch Beugung oder durch Defokusunschärfe. Alle 3 unabhängig voneinander und deshalb in erster Näherung per "RMS" zu addieren. Die Abbildungsfehler des Objektivs kämen auch noch dazu (dafür hast Du ja ein Modell in cBlur eingebaut) und die des Ausgabemediums auch. Aber wenn man die mal vernachlässigt und außerdem Beugung und Defokusunschärfe sehr klein hält, kann man die Unschärfe aufgrund der begrenzten Pixeldichte nicht unterschreiten (oder nur mit einem anderen Sensor), sie stellt also eine Grenze für die Bildschärfe dar und damit dann auch eine für die maximal sinnvolle Vergrößerung und Betrachtung.
In Deinem Ansatz, der sich an der Pixeldichte orientiert, ist die Schnittstelle nicht "das menschliche Auge", sondern der Sensor: Wieviel kann der Sensor auflösen/erfassen? Das ist einfach eine andere Fragestellung, die etwa mit meiner Grenzbetrachtung zusammenfällt (zumindest sind die Ergebnisse so ähnlich, dass man den Unterschied ohnehin nicht sehen würde).
Gruß, Matthias
Das ergibt aber keine "sichtbare" Grenze, der Verlauf von maximal scharf nach unscharf ist genauso kontinuierlich wie beim großen Schärfentiefebereich, nur dass sich das auf kürzerer Entfernung abspielt. Sonst müsste die Kurve (z. B. von cBlur) erst flach verlaufen und an einer etwaigen Grenze dann steil ansteigen. Und/oder sieh dir das Beispielfoto nochmal an oder mach selbst ein Foto an irgendeiner Kante in den Raum hinein entlang und sieh dir den Schärfenverlauf an.
L.G.
Burkhard.
Gast_194966
Guest
Jetzt ist es aber gut! Habe ich das irgendwo gesagt? Ich sagte was von einer deutlich steileren Kurve und einem deshalb plötzlicheren Übergang von scharf zu unscharf als wenn man bei ohnehin großer Schärfentiefe eine flachere Kurve und einen sanfteren Übergang hat. Und das ist so ziemlich exakt das gleiche, was Du sagst.
Gruß, Matthias
OK, im Prinzip wählst du also die Blende so, dass der Vordergrund noch mit in den Schärfenbereich passt. Eventueller Schärfe"überschuss" (weil der Schärfenbereich näher an die Kamera reicht als das nächste Objekt) geht zugunsten des nächsten Objekts.
Mein Vorschlag (im Prinzip Blende wählen wie oben, aber doppelte Entfernung des nächsten Objekts einstellen) verteilt den Schärfe"überschuss" gleichmäßig aufs nächste Objekt und Unendlich. Die Unterschiede sind in der Praxis wahrscheinlich nicht groß.
Auch wenn das nächstgelegene Objekt mehr als 4 m weg ist? Dann würde ich auf das nächstgelegene Objekt scharfstellen, dadurch kann die Bildqualität nur besser werden.
L.G.
Burkhard.
Gast_194966
Guest
Meine Grafiken sind auch alle "exakt", aber zum Glück nicht exakt abzulesen. Aber für die Zahlen in der Tabelle habe ich mir eine Methode gebastelt, wie ich die auf eine feste Zahl relevanter Stellen begrenzen kann. Vielleicht sollte ich daraus einfach mal eine Funktion basteln, das macht's dann noch unkomplizierter.
Die Mathematik dahinter ist ja denkbar einfach. Etwas haariger wird schon die verständliche Darstellung der Ergebnisse. Aber völlig verloren bin ich im Moment noch mit realistischen Werten. Im Moment habe ich 1x Pixelabstand in meiner xls-Datei, aber ich denke 2x ist sinnvoller. Schließlich hat so ein Sensor auch noch einen AA-Filter. Andererseits gibt's auch wieder demosaicing, was dann vielleicht irgendwas bei 1,5x passend erscheinen lässt. Da ich keine hochauflösende Kamera habe, kann ich aber auch nicht viel rumprobieren und anpassen. Aber wenn es nur um's Prinzip geht....
Gruß, Matthias
PS: Die Rundung von x auf n relevante Stellen in Excel geht so:
Zehnerpotenz ZP = 10^(-GANZZAHL(-LOG(x)))
Gerundetes xg = ZP**RUNDEN(x/ZP;n)
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