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Hyperfokale Distanz vs. Fokus auf unendlich

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.
Du schreibst schon wieder von "plötzlich", in post #27 von "abrupt". Für mich ist das mindestens eine missverständliche Formulierung. Ich weiss auch gar nicht, wieso du solch einen Ton anschlägt, wenn man versucht, dich auf so etwas aufmerksam zu machen. Wenn wir uns in der Sache einig sind, ist ja zumindest etwas erreicht.


L.G.

Burkhard.
 
Ich weiss auch gar nicht, wieso du solch einen Ton anschlägt, wenn man versucht, dich auf so etwas aufmerksam zu machen.

Ich habe eher den Eindruck, als würdest Du geradezu versuchen, mich misszuverstehen, nicht nur in dieser Sache. Und ich bin bislang nicht mal überzeugt, dass wir uns in der Sache einig sind, siehe z.B. zulässige und tatsächliche Z-Kreise und welchen Einfluss deren Verdoppelung auf die Schärfentiefe hat.


Gruß, Matthias
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich habe eher den Eindruck, Du Als würdest geradezu versuchen, mich misszuverstehen, nicht nur in dieser Sache. Und ich bin bislang nicht mal überzeugt, dass wir uns in der Sache einig sind, siehe z.B. zulässige und tatsächliche Z-Kreise und welchen Einfluss deren Verdoppelung auf die Schärfentiefe hat.
Für jemanden wie mich, der sich seit 25 Jahren beruflich und privat mit dem Thema beschäftigt, scheint die Diskussionslage hier halt ein bisschen konfus. Ich habe nur versucht, durch Nachfragen ein paar Missverständnisse zu klären. Wenn daran gar kein Interesse besteht, dann kann ich mich gerne hier ausklinken. Bin jetzt eh für eine Woche weg …

L.G.

Burkhard.
 
Das halte ich nach wie vor für einen interessanten Ansatz, den ich mir sicher ansehen werden, wenn Du hier dann was vorstellst.

So, ich habe jetzt mal Deine Beispiele aus dem Anfangsbeitrag nachgerechnet:

Da man hier ja ohne Beweise nicht weit kommt :) habe ich vorhin drei Bilder gemacht (KB-Format, 21MPixel, 24mm, f/11, Vordergrundabstand ~2.5m, Hintergrundabstand ~3000m):

  1. Die "normale" Hyperfokalmethode (Fokusdistanz 2m): man sieht, dass der Hintergrund matschig ist.
  2. Die "Merklinger-Methode" (Fokusdistanz: 3000m): Man sieht der Vordergrund leitet schon deutlich.
  3. Die Hyperfokalmethode mit an die Sensorauflösung angepasster Berechnung (Fokusdistanz 4m): Hintergrund genauso scharf wie bei Fokus auf unendlich. Vordergrund auch so scharf, wie es die Kamera eben kann.
Ich musste in meinem Modell einen kleinen Kunstgriff machen, damit es Dein Modell abbildet: Ich habe nämlich das Verhältnis aus Diagonale des Ausgabeformats und Betrachtungsabstand so gewählt, dass der auf meine Art berechnete zulässige Z-Kreis gerade Deinem (=2x Pixelabstand) entspricht. Das erfordert da ein Verhältnis von 2,2. In der Tabelle findest Du deshalb unter "rel. Z-Kr. Pixel" einen Wert von 0,96, das ist nah genug an 1. Außerdem habe ich für die Unschärfe aufgrund "der Pixel" auch 2x Pixelabstand angesetzt, für die Beugungsunschärfe bin ich aber bei der Hälfte Deiner Annahme geblieben. Und als Fokusdistanzen habe ich 1,8m (das ist die klassisch berechnete HFD), 4m ("Deine" HFD, entspricht auch meiner unter den gemachten Annahmen) und unendlich (Merklinger) eingesetzt. Das Ergebnis ist im Anhang zu sehen.

Und was sieht man da? Die Merklinger-Kurve (grün) erreicht bei unendlich gerade etwa den Wert 1,1, wenn man Beugung und Pixel berücksichtigt, wäre also "scharf". Deine Methode landet bei 1,5, die klassische HFD bei 2,5. Ohne das jetzt im Detail ausprobieren zu können, denke ich schon, dass 2,5 matschig aussehen kann, während 1,5 noch ok ist. Würde ich die Beugung wie Du doppelt so hoch ansetzen, wären die Werte 1,5 (Merklinger), 1,8 (Du) und 2,7 (klassisch). Die Beugung treibt also Merklinger und Dich etwas über die 1. Aber unter 1 ist ja gar nicht möglich, weil die Pixeldichte das begrenzt, und insofern ist kaum was besseres zu erreichen.

Diese Beispiele können bestimmt nicht benutzt werden, eine Methode als richtig und die andere als falsch zu identifizieren. Aber immerhin komme ich mit meiner Rechnerei zu durchaus konsistenten Ergebnissen.



Gruß, Matthias
 
Zuletzt bearbeitet:
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.

Nein, die Bildqualtität würde nicht besser werden. Genau das habe ich ja mit den Fotos am Anfang gezeigt. Wenn man die zweifache Pixelbreite als max. zulässigen Zerstreuungskreis wählt und dann die Hyperfokaldistanz berechnet, ist selbst der weit entfernte Hintergrund nicht schlechter als wenn ich direkt darauf fokussiere. Das selbe gilt natürlich für alle Objekte, die näher als der Hintergrund sind.


Und was sieht man da? Die Merklinger-Kurve (grün) erreicht bei unendlich gerade etwa den Wert 1,1, wenn man Beugung und Pixel berücksichtigt, wäre also "scharf". Deine Methode landet bei 1,5, die klassische HFD bei 2,5. Ohne das jetzt im Detail ausprobieren zu können, denke ich schon, dass 2,5 matschig aussehen kann, während 1,5 noch ok ist. Würde ich die Beugung wie Du doppelt so hoch ansetzen, wären die Werte 1,5 (Merklinger), 1,8 (Du) und 2,7 (klassisch). Die Beugung treibt also Merklinger und Dich etwas über die 1. Aber unter 1 ist ja gar nicht möglich, weil die Pixeldichte das begrenzt, und insofern ist kaum was besseres zu erreichen.

Diese Beispiele können bestimmt nicht benutzt werden, eine Methode als richtig und die andere als falsch zu identifizieren. Aber immerhin komme ich mit meiner Rechnerei zu durchaus konsistenten Ergebnissen.

Das heißt, Du begrenzt einfach die maximale Schärfe durch die (zweifache) Pixelbreite und vergleichst dann mit den vorgegebenen max. Zerstreuungskreis? Das ist nett, weil man dann immer mit der Kameraauflösung rechen kann, sie aber nur in das Ergebnis einfließt, wenn sie ein limitierender Faktor ist (das ist auch der Grund warum man das abschalten können sollte: damit man sieht, wenn die Auflösung der limitierende Faktor ist).

Die Ergebnisse sind natürlich bei beiden Methoden recht ähnlich. Den größte Unterschied dürfte die unterschiedliche Beugungsberechnung machen, aber auch damit stimmen die Ergebnisse ja immer noch recht gut überein.
 
Das heißt, Du begrenzt einfach die maximale Schärfe durch die (zweifache) Pixelbreite und vergleichst dann mit den vorgegebenen max. Zerstreuungskreis? Das ist nett, weil man dann immer mit der Kameraauflösung rechen kann, sie aber nur in das Ergebnis einfließt, wenn sie ein limitierender Faktor ist (das ist auch der Grund warum man das abschalten können sollte: damit man sieht, wenn die Auflösung der limitierende Faktor ist).

Ja, so ungefähr. Und ich kann es tatsächlich abschalten (Pixelzahl unendlich). Aber außerdem habe ich ja immer 2 Kurven pro "Fall". Eine dünne für ausschließlich Defokusunschärfe und eine dicke, die alle 3 Einflüsse enthält. Und dann gibt's rechts in der Tabelle auch noch Werte für "rel. Z-Kr. Beugung", "rel. Z-Kr. Pixel" und "rel. Z-Kr. B + P". (der Platz war etwas eng, ich denke es ist aber auch so verständlich?). Wirklich abschalten muss ich also eigentlich nur, wenn ich den Beugungseinfluss in der Kurve allein sehen will.

Aber der entscheidende Kniff ist eigentlich, dass ich die "Pixelunschärfe" immer mitrechnen kann und unabhängig davon einen zulässigen Z-Kreis einstelle (über Aufnahmeformat, Ausschnitt und "Ø Ausg-F/Betr-Abst.")




Gruß, Matthias
 
Hmmmm.... Funkstille. :confused:

Heute ist mir zum 1. Mal bewusst aufgefallen, dass man in cBlur auch die Pixelzahl einstellen kann. Ist das nur für die Bestimmung der zulässigen Z-Kreise "auf Pixelebene"? Oder hast Du meine Idee da schon eingearbeitet?



Gruß, Matthias
 
Dir Pixelzahl ist "nur" für die Bestimmung des z-Kreises nötig. Das Ergebnis sollte natürlich +- das gleiche wie bei Deiner Methode sein, aber eingebaut ist sie nicht. Hab im Moment viel zu wenig Zeit um an dem Programm was zu machen und eigentlich tut es ja auch so schon recht gut, was es soll.
 
Hallo,

wenn man den max. zulässigen Zerstreuungskreis von der Sensordiagonale abhängig macht, was ja dazu führt, dass er bei APS-C anders ist als bei KB, welche "Brennweite" nimmt man dann für die Berechnungen?

a) Die physische der Linse (z.B. 300m)
b) eine normaierte z.B. auf KB bezogen (z.B. 300mm x 1,5 = 450mm)

Ich nehme mal an a) ist richtig, oder?
 
Ich nehme mal an a) ist richtig, oder?

Wenn Du damit cBlur, mein xls-Blatt oder die üblichen Doofrechner bedienen willst, ja. Aber wenn Du die Formel anders zusammenstellst, ginge natürlich auch b. Ich fände es aber widersinnig, denn die Brennweite ist nun mal eine feste Eigenschaft des Objektivs. Und die Sache mit der Diagonale ist auch nicht einfach so aus der Luft gegriffen, sondern geht davon aus, dass Du von egal welchem Sensor am Ende gleich große Bilder vergrößerst und betrachtest.



Gruß, Matthias
 
Ich hab' nun noch eine Folgefrage, bei der ich nicht genau wiess, wohin ich sie setzen soll...

Wenn ich bei Fotos eine relative Unschärfe simulieren will (zB den Wert 20) und das in PS machen will, dann gehe ich erst mal davon aus, dass das geht.

Ich würde da mal den Gaußschen Weichzeichner ins Spiel bringen, der ja auch über Pixelradius gesteuert wird.

Ich frage mich, wie man das zahlenmäßig übersetzt. Geht das 1:1?

Nehme ich für eine relative Unschärfe von 20 einen Pixelradius von 19 oder 20 oder 21 oder was völlig anderes?
 
Moin Heiko,



da Du dieses Thema immer wieder als abschreckendes Beispiel gegen die Merklinger-Methode verlinkst, muss ich doch noch mal was sagen. Nicht unbedingt für oder gegen Merklinger, das finde ich nicht so vollkommen falsch, wenn der Horizont das Motiv ist. Und überhaupt plädiere ich ja für Fokus auf's Motiv. Und man muss auch bei Merklinger nicht streng auf unendlich fokussieren, knapp davor würde auch reichen.

Nein, ich finde Deine Maximalmethode einfach manchmal etwas übertrieben und manchmal "zu kurz gesprungen". Und die Beugung kommt mir in Deiner Methode zu kurz. Hier kommt nun also, wie ich da rangehen würde, wenn ich denn überhaupt hyperfokal fotografieren würde (tue ich nicht).

Zunächst würde ich mir für die geplante Verwendung des Fotos (Betrachtungsabstand, Ausgabe- und Aufnahmeformat, ggf. erhöhter Qualitätsanspruch) einen zulässigen Zertreuungskreis zzul bestimmen. Bei größeren Formaten und erhöhten Ansprüchen wird der auch mal deutlich kleiner als das übliche 1/1500 der Sensordiagonale sein.

Diesen zzul dürfen die entscheidenden Unschärfeeinflüsse gemeinsam nicht überschreiten, nämlich Defokusunschärfe zf (an den Grenzen der Schärfentiefe), Beugung zb, Abbildungsfehler za und die "Pixelgröße" zp. Die Pixelgröße ist nur von der Kamera abhängig, die Abbildungsfehler nehme ich mal als unabhängig von der Blende an (sind sie eigentlich nicht) und gehe bei guten Objektiven davon aus, dass sie kleiner als die Pixelgröße und damit fast vernachlässigbar sind. Wir addieren in unseren Programmen/Excel-Tabellen beide die Unschärfeanteile quadratisch auf, also haben wir:

zf² + zb² + zp² + za² ≤ zzul²

Alle Konstanten auf die rechte Seite:

zf² + zb² ≤ zzul² - zp² - za² = zz

Die rechte Seite ist das Quadrat des neuen zul. Z-Kreises zz' und die Anteile aus Defokus und Beugung müssen nun so bestimmt werden, dass die Schärfentiefe maximal wird. Das wird sie bei der förderlichen Blende, und die ist in diesem Fall und bei kleinem Abbildungsmaßstab β<<1:

Bf = zz'/(√2*1,22*λ)

Bei Dir stünde da statt 1,22 eine 2,44, bei BurkhardB statt 1,22*λ nur 1μm, aber das ist erstmal irrelevant. Und die HFD ist mit diesen Werten näherungsweise (das "+f" lasse ich mal weg):

gh = f²/Bf/zz' = √2*1,22*λ*f²/zz

Das sieht jetzt erstmal etwas verwirrend aus, ist aber eigentlich ganz einfach, wir haben ja alle Excel. :p Nein, ich sage gar nicht, dass das Ergebnis so ganz anders wäre als Deins wäre (Kunststück, ich habe noch gar kein Beispiel gerechnet), aber ich halte dies für methodisch richtiger, weil es eben auch die Betrachtung berücksichtigt. Und die Beugung.

Ein Rechenbeispiel, nun doch? Nikon D800 (Sensordiagonale 43mm, 36MP, Pixelgröße 5μm), Brennweite 28mm, Abzug auf 60cm*90cm (Diagonale 1,1m) aus ca. 0,25m betrachtet (näher kann "Mensch" gar nicht gucken), normale Qualitätsanforderung, damit zzul=43mm/6000≈7,5μm. Die Einflüsse von AA-Filter und Bayer-Demosaicing vernachlässige ich mal und das Objektiv sei perfekt, dann ist zz'=√(7,5²-5²)μm≈6μm. Förderliche Blende(nzahl) Bf≈f/6 (Du kämst auf f/3, Burkhard2 auf f/4). Die HFD ist dann 24m, Schärfentiefe von 12m bis unendlich. :eek:

Woran liegt's? Am geringen Betrachtungsabstand! Für "normale" Betrachtung aus etwa der Bilddiagonalen wird zzul=30μm, auch zz'≈30μm, förderliche Blende f/32 (nach Eurer Rechnung offener), HFD knapp 1m, Schärfentiefe von 0,5m bis unendlich.

Das sind nun Extrembeispiele, die deshalb so dramatisch aussehen, weil ich "förderliche Blende" und "Hyperfokaldistanz" in einen Topf geworfen und verrührt habe. Mathematisch ist das richtig, aber das Modell vernachlässigt, das man sich "in unendlich" ruhig ein bisschen mehr Defokus- und Beugungsunschärfe erlauben kann, weil der Horizont wegen Dunst usw. ohnehin immer etwas unscharf sein kann (aber keineswegs immer ist). Wenn man das berücksichtigt, darf man die Blende weiter als bis zur förderlichen schließen und bekommt deutlich geringere HFD und größere Schärfentiefe. Da Dein Modell das aber auch nicht berücksichtigt, lasse ich es zur Diskussion einfach mal so stehen.

Und jetzt sag mir bitte nochmal Deine Annahmen und Empfehlungen für diesen Fall. Ich möchte mal gucken, wie die in dieses Schema passen. ;)




Gruß, Matthias
 
Zuletzt bearbeitet:
Nein, ich finde Deine Maximalmethode einfach manchmal etwas übertrieben und manchmal "zu kurz gesprungen". Und die Beugung kommt mir in Deiner Methode zu kurz.

Mir scheint, Du hast nie überlegt, was meine Methode in der Praxis bedeutet (da funktioniert sie nämlich super :D). Du sagst ja gerade das Merklinger gar nicht so schlecht ist. Meine Methode ist nur wenig anders (denk Dir einfach ich hätte sie "Erweiterte Merklingermethode" genannt :)), aber oft besser.

Merklinger dreht immer auf unendlich, bei mir geht es wenn Auflösung und/oder Brennweite hoch geht auch gegen unendlich. Nur verschenke ich nix wenn es nicht nötig ist. Wenn dann Sachen zu nahe dran sind ist meine Methode immer noch besser als Fokus auf unendlich (bzw. wenn mir die Auflösung dann nicht reicht für die Objekte im Vordergrund, funktioniert meine Methode eben nicht mehr - genau so wenig wie Merklinger).

Ich war gerade beim Maibaumaufstellen u.a. mit meinem 14mm auf der 5D unterwegs. Blende auf f/5.6, Fokus auf dreieinhalb Meter. Sicher mehr als 50 Bilder mit dem Objektiv gemacht, nie Fokussiert, nie Blende verstellt (außer Fotos mit Sonne - f/22 um Blendstrahlen zu erzeugen). Alle Bilder sind knackscharf selbst bei 100%.


Zunächst würde ich mir für die geplante Verwendung des Fotos...

Das ist ja ein viel zu großer Aufwand. Ich war auf dem Maibaumfest um mich zu amüsieren, nicht um zu überlegen ob und was ich später mit den Bildern machen möchte...


Ein Rechenbeispiel, nun doch? Nikon D800 (Sensordiagonale 43mm, 36MP, Pixelgröße 5μm), Brennweite 28mm

Ich würde mir f/5.6 und 20m Fokusdistanz merken. Fokus auf 20m ist immer noch besser als Fokus auf unendlich (dann ist es erst ab 19.5m scharf).

Und wenn ich mal was in 5m Entfernung habe was wirklich scharf sein soll, drehe ich halt auf 10m (und vielleicht f/8). So schlimm wird der Hintergrund dann schon nicht werden. Wenn dann was 1m nah dran ist, geht das eben nicht mehr - mit keiner Fokusentfernung/Blende.
 
Ich würde mir f/5.6 und 20m Fokusdistanz merken.

Und genau das ist der Punkt! Diese Werte galten ja für den Extremfall, dass man das fertige Foto aus 1/4 der Bilddiagonale betrachtet (was die D800 gerade noch erlaubt), und das dürfte dann in etwa ähnlich Deiner "erweiterten Merklinger-Methode" sein. Ich würde dann also mein Foto mit z.B. f/5,6 und 38m Fokusdistanz machen (mein Beispiel unten, blaue Kurve, Schärfentiefe ab 19m). Wenn ich das Foto dann aber doch nur 1/2 so groß betrachte (rote Kurve), wäre es von etwa 8,5m bis unendlich ausreichend scharf, in unendlich sogar schärfer als nötig.

Wenn ich aber vorher schon weiß, dass mein Foto ohnehin nicht größer betrachtet werden soll, bestimme ich mir für den Fall eine andere förderliche Blende und HFD (f/14 und 5,8m, grüne Kurve) und habe Schärfentiefe ab etwa 3m. Und auch der "wahre Merklinger" erreicht mit der gleichen Blende eine Schärfentiefe ab knapp 6m. Mit der "Maximalmethode" verschenkst Du also 2,5m gegenüber Merklinger und sogar 5,5m an Schärfentiefe gegenüber "meiner" Methode.

Aber nochmal: Wenn ich überhaupt hyperfokal fotografieren würde, würde ich weder das eine noch das andere ausrechnen, sondern einfach "ein bisschen vor unendlich" fokussieren. Ich habe mit Deiner Methode einfach nur "methodische Bauchschmerzen".



Gruß, Matthias
 
Zuletzt bearbeitet:
Man sollte vielleicht bedenken, dass die zwei Methoden (HFD und Merklinger) eine gänzlich andere Bildsprache anpeilen.
Während es bei der HFD um einen zu vermittelnden Schärfeeindruck geht, geht es bei Merklinger "nur" um eine Erkennbarkeit von zu definierenden Objekten: d.h. wie weit muss ich die Blende schließen damit ein Objekt einer bestimmten Größe nicht gänzlich von der Unschärfe geschluckt wird.

Ich jedenfalls fahre mit der Unendlichmethode sehr gut.
 
Wenn ich aber vorher schon weiß, dass mein Foto ohnehin nicht größer betrachtet werden soll, bestimme ich mir für den Fall eine andere förderliche Blende und HFD (f/14 und 5,8m, grüne Kurve) und habe Schärfentiefe ab etwa 3m.

Und nach meiner Definition hast Du bei f/14 - für eine D800 - gar keine Schärfe mehr :D.

Im Ernst, wenn ich bei meiner Methode auf über 20m Fokusentfernung komme, weil Auflösung, Brennweite das verlangen, wird sie langsam witzlos. Für mein 35mm weiß ich bei der 5D² noch Blende f/8 und 20m Fokus, aber das verwende ich nicht wirklich oft.

Meine Methode funktioniert nur im echten WW bis UWW. Da funktioniert sie in der Praxis bestens (und ich muss mir nicht überlegen, wer aus welcher Entfernung später das wie große fertige Bild ansehen möchte) und wenn nichts näher als 1/2 der Fokusentfernung scharf werden muss, gibt es nichts, was eine höhere Bildqualität liefern kann.

Bei der 5D² mit UWW 14mm sind es gerade mal 1.5m ab denen alles wirklich scharf ist. Das ist bei mir fast immer der Fall und bei WW 24mm sind es auch nur 5m. Damit komme ich auch sehr oft noch hin. Bauchschmerzen hatte ich bisher dabei noch nicht :)

Wenn das alles nicht reicht, fokussiere ich (dann oft mit f/8 - f/11) meistens etwas vor das wichtigste Motiv und lebe mit der Unschärfe...

Ich jedenfalls fahre mit der Unendlichmethode sehr gut.

Das glaube ich sofort. Nur sieht man an den Bildern im 1. Beitrag hier, dass man mit dieser Methode manchmal Einschränkungen hin nehmen muss, die vermeidbar wären. Aber da die Bilder 100% Ausschnitte aus einem 21MPixel Bild sind, gibt es sicher größere Probleme als das.
 
Hallo Forenmitglieder,

ich fliege am Sonntag nach New York und habe ein Verständnisproblem zur Hyperfokalen Distanz. Ich möchte nicht unbedingt ein neues Thema erstellen und stelle daher meine Frage hier.

Wenn ich nun die Skyline von New York vom Rockefeller Center ablichten möchte und möchte möglichst viele Bildanteile scharf haben sollte ich also am besten auf die Hyperfokale Distanz fokussieren, richtig ?
Was bedeutet dies nun genau. Fokussiert man dann manuell oder fokussiert man mit z.B. dem mittleren Autokokus-Messfeld ? Fokussiert man (manuell oder mit Autofokus) auf ein Objekt was auf der Hyperfokalen Distanz liegt und verschwenkt dann ?

Mal angenommen ich fotografiere mit einer 5D Mark II und einem 24-105 Objektiv bei 24 mm und einer Blende von 8. Von einem Stativ aus.
Das Objekt was ich auf jeden Fall scharf haben möchte ist das Emipre State Building in 1700 m entfernung
Laut meinem DoF rechner liegt die Hyperfokale Distanz dann bei 2,4 m, ich müsste dann quasi auf den Boden vor meinen Füßen fokussieren.

Ich hoffe, ich habe mich verständlich ausgedrückt. Wie würdet ihr vorgehen ?


Bei meinem letzten USA Aufenthalt sind die Skyline Bilder nicht so gut geworden. Ich habe mal zwei angehängt.
Worauf hättet Ihr z.B. bei den Bildern fokussiert ?
 
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