Schärfentiefe-, Brennweite-, Sichtwinkelfinder

[pmk]

Hallo Allerseits,

ich habe vor kurzem ein bisschen Mathematik und Rechnerei um die Schärfentiefe, Brennweite und so gemacht. Vielleicht für einige Leute hier ist das schon bekannt, dass die Schärfentiefe hängt eigentlich von dem Abbildungsmaßstab und Blende, die Bewnnweite ist doch nicht so wichtig.

Nach meiner Rechnung wenn man so Portrait ca. Abbildungsmaßstab 1:16 fotografiert. Egal ob man mit 28mm Objektiv oder 200mm Objektiv, so lange der Abbildungsmaßstab gleich ist, hätte man fast die gleiche Schärfentiefe (bei gleicher Blende).

Ich wollte eigentlich die Erkenntnisse in eine Rechenscheibe übertragen, es ist leider ziemlich aufwendig.

Falls ihr Intresse habt, wirft ihr einen Blick hier durch und sagt ihr Eure Kritik oder Verbesserungsvorschläge.

Ich habe die Rechnung für diese Grafik für KB Sensorformat (24x36mm). Ich hoffe die Grafik klar genug, wie man es benutzt.

Noch ein Erkenntniss, bei APS-C Sensorgröße musste man für einen gleichen Objektfeld eine Blendestufe hoher nehmen. Z.B. Blende 2,8, benutzt man dann Blende 4,0 Linie. Man beachtet aber, hier reden wir nicht von Abbildungsmaßstab mehr, sondern der kleinste Objektfeld.

Gruß
pmk

 

[anathbush]

Nach meiner Rechnung wenn man so Portrait ca. Abbildungsmaßstab 1:16 fotografiert. Egal ob man mit 28mm Objektiv oder 200mm Objektiv, so lange der Abbildungsmaßstab gleich ist, hätte man fast die gleiche Schärfentiefe (bei gleicher Blende).

Stellt sich nur die Frage ob Dich wirklich nur die Schärfentiefe (also was im Bild alles scharf ist) interessiert. Die Unschärfe des Hintergrundes ist nämlich nicht so sehr von der Schärfentiefe abhängig, sondern vielmehr von der Brennweite.

 

[pmk]

Stellt sich nur die Frage ob Dich wirklich nur die Schärfentiefe (also was im Bild alles scharf ist) interessiert. Die Unschärfe des Hintergrundes ist nämlich nicht so sehr von der Schärfentiefe abhängig, sondern vielmehr von der Brennweite.

Das verstehe ich nicht wirklich. Nach meiner Rechnung, das Freistellen ist unabhängig von der Brennweite.

Gehen wir davon aus, dass das Gesicht bei einem Objektiv 50mm Blende 2,0 scharf fokusiert ist und dieses Gesicht aus dem Hintergrund freigestellt ist, würde man mit 200mm Blende 2,0 für den gleichen Bildauschnitt den gleichen Effekt bekommen. Oder meinst du, dass das Bild in Unschärfebereich (Bokeh) anders ist?

 

[anathbush]

Genau, der Unschärfebereich ändert sich massiv mit der Brennweite. In der Grafik kannst Du sehen, dass die Schärfentiefe in Deinen beiden Beispielen wirklich gleich ist. Der weitere Verlauf der Unschärfe (die Größe der Lichtscheibchen [Zerstreuungskreise] die Punkte im Raum auf dem Sensor hinterlassen) ist aber sehr unterschiedlich, bei dem 200mm Beispiel steigt die Unschärfe mit steigendem Abstand zur Fokusebene viel stärker an als bei dem 50mm.

Die Schärfentiefe sagt nur aus welcher Bereich einer Szene im Bild hinterher scharf abgebildet wird. Wie gut die Freistellung ist, lässt sich ohne Wissen um die Brennweite aber nicht sagen.

 

[Pkaba]

Genau, der Unschärfebereich ändert sich massiv mit der Brennweite. ........

Huhu,

FALSCH, die Schärfentiefe hängt nicht von der Brennweite ab. Die hängt vom Abbildungsmaßstab ab.

Beispiel:
Zerstreuungskreis 0,025 mm
Brennweite 50 mm, Bl. 8, Entfernung 1m, Bildbreite KB 72cm, Schärfentiefe: ~16 cm
Brennweite100 mm, Bl. 8, Entfernung 2m, Bildbreite KB 72cm, Schärfentiefe: ~16 cm

MfG
Pkaba

 

[pmk]

Genau, der Unschärfebereich ändert sich massiv mit der Brennweite. In der Grafik kannst Du sehen, dass die Schärfentiefe in Deinen beiden Beispielen wirklich gleich ist. Der weitere Verlauf der Unschärfe (die Größe der Lichtscheibchen [Zerstreuungskreise] die Punkte im Raum auf dem Sensor hinterlassen) ist aber sehr unterschiedlich, bei dem 200mm Beispiel steigt die Unschärfe mit steigendem Abstand zur Fokusebene viel stärker an als bei dem 50mm.

Die Schärfentiefe sagt nur aus welcher Bereich einer Szene im Bild hinterher scharf abgebildet wird. Wie gut die Freistellung ist, lässt sich ohne Wissen um die Brennweite aber nicht sagen.

Vielen Dank für die Erklärung! Dein Program sieht auch sehr gut aus.

Naja vielleicht könnte mein Werk hilfreich für bestimmte Zwecke sein.

Gruß
pmk

 

[hamat]

Huhu,

FALSCH, die Schärfentiefe hängt nicht von der Brennweite ab. Die hängt vom Abbildungsmaßstab ab.

MfG
Pkaba

und wovon ist der Abbildungsmaßstab abhängig?

 

[anathbush]

Natürlich kann es nütztlich sein. Es ist ja durchaus legitim sich mit der Schärfentiefe zu beschäftigen. Nur glauben viele - wie ja gerade in Fettschrift bewiesen wurde - dass Schärfentiefe und Freistellung einen direkten Zusammenhang haben oder sogar das selbe sind.

Nur hat eine Aussage wie: "die Schärfentiefe ist 10cm" keine Anhaltspunkte wie groß die Freistellung ist. Bei einem 600mm f/4 ist sie sehr, sehr groß obwohl 10cm Schärfentiefe ja gar nicht mal so wenig sind. Beim gleichen Abbildungsmasssstab mit einem 12mm f/4 existiert praktisch keine Freistellung, der Hintergrund ist nicht knackig scharf, aber er ist kaum unscharf und von verschwommen weit entfernt.

 

[Pkaba]

und wovon ist der Abbildungsmaßstab abhängig?

Huhu,

natürlich auch von der Brennweite, aber nicht nur.

Unten mal 2 Beispiele, zuerst die linke Seite:
-Du machst ein Profi-Portät mit engem Bildausschnit, der Hintergrund ist Dir zu scharf.
-Aha, längere Brennweite = weniger Tiefenschärfe. Objektiv auf Kamera.
-Aber die Schultern auf dem Bild weg, also zurück mit der Kamera damit der gleiche Bildausschnitt wie vorher da ist.
-Nun haste aber Pech, die Tiefenschärfe ist gleich.

Rechte Seite:
-Du machst ein Anfänger-Porträt, der Hintergrund ist zu scharf und es ist zu viel auf dem Bild.
-Aha, längere Brennweite = weniger Tiefenschärfe. Objektiv auf Kamera.
-Super der Bildausschnitt ist nun enger und Du kannst auf der Stelle stehen bleiben.
-Nun haste Glück, die Tiefenschärfe ist kleiner.

Alles klar?

MfG
Pkaba

 

[hamat]

Brennweite 50 mm, Bl. 8, Entfernung 1m, Bildbreite KB 72cm, Schärfentiefe: ~16 cm
Brennweite100 mm, Bl. 8, Entfernung 2m, Bildbreite KB 72cm, Schärfentiefe: ~16 cm

und was ist wenn

Brennweite100 mm, Bl. 8, Entfernung 1m,...

Alles klar?

 

[Andy386]

Bei dem Bild von anathbush würde ich tippen, dass der Verlauf von der Schärfeebene zum Unendlich von der Hyperfokaldistanz abhängt - kann das sein?

und was ist wenn

Brennweite100 mm, Bl. 8, Entfernung 1m,...

Alles klar?

Dann hat man einen anderen Abbildungsmaßstab...

 

[UnclePat]

Genau, der Unschärfebereich ändert sich massiv mit der Brennweite.

FALSCH, die Schärfentiefe hängt nicht von der Brennweite ab. Die hängt vom Abbildungsmaßstab ab.

Wie kommst du darauf, dass das so FALSCH ist? Anathbush spricht vom Unschaerfebereich, und nicht von der Schaerfentiefe, und da hat er vollkommen RECHT!

 

[anathbush]

Bei dem Bild von anathbush würde ich tippen, dass der Verlauf von der Schärfeebene zum Unendlich von der Hyperfokaldistanz abhängt - kann das sein?

Fast, es ist genau umgekehrt. Oben in der Grafik kannst Du für beide Graphen den Wert zc(inf) ablesen (zc(inf)=10 für das 50mm und zc(inf)=43 für das 200mm Bild). Der Wert sagt aus, wie viel mal größer die Lichtscheibchen auf dem Sensor für unendlich weit entfernte Punktlichtquellen sind, als die Größe, die wir als scharf definiert haben (hier c=0,0288mm).

Ein Stern würde also bei diesen Einstellungen und dem 50mm Objektiv einen 0,288mm großen runden Fleck auf den Sensor projizieren. Das ist 10 mal zu groß um scharf zu sein. Um ein hyperfokales Bild zu haben, musst Du den Wert zc(inf) irgendwie unter 1 drücken, dazu kann man die Blende schließen oder die Fokusentfernung vergrößern.


P.S. und genau so ist die Hyperfokaldistanz in den Ruf geraten unscharfe Bilder zu produzieren. c=0.0288mm ist ein alt hergebrachter Standardwert für Vollformatkameras. Dieser Wert ist aber für die Auflösung von modernen Digitalkameras zu groß. Wer z.B. die Auflösung einer 5DII ausreizen will muss einen maximale Zerstreunungskreisgröße von etwa c=0.0128mm nehmen. Mehr Schärfe kann die Kamera eh nicht aufnehmen.

 

[Mi67]

Bei dem Bild von anathbush würde ich tippen, dass der Verlauf von der Schärfeebene zum Unendlich von der Hyperfokaldistanz abhängt - kann das sein?
Dann hat man einen anderen Abbildungsmaßstab...

Sobald eine Formel mehr als 2 Variablen hat, die getrennt gesehen oder zusammengezogen werden können, lässt sich trefflich und nimmer endend nein-aber-nein-sagen.

Hängt die Formbarkeit eines Brötchenteiges nun von der verwendeten Wassermenge oder der Mehleinwaage ab? Oder ist es die Viskosität?

Schaut mal folgendes nach:
z = 0,03 mm, Abbildungsmaßstab = 1:100, Blende = f/8
a) 20 mm Brennweite aus 202 cm Gegenstandsweite
b) 200 mm Brennweite aus 2020 cm Gegenstandsweite

-> Abbildungsmaßstab-Regel gilt nur enge Schärfentiefe-Bereiche!