Teures Makro = größere Schärfentiefe?

[Gast_61052]

so pessimistisch sehe ich es nicht. es ist sicherlich richtig , dass die schärfe in der bildmitte ab F11 zu sinken beginnt,

Was aber nicht am Objektiv liegt, sondern an der Beugungsunschärfe. An Crop-Kameras tritt diese eher auf (rein rechnerisch schon ab Blende 8 oder so, je nach Megapixeldichte, sichtbar dann ab Blende 10/11...).

 

[Gast_165699]

... sichtbar dann ab Blende 10/11...).

Und um dieselbe Schärfentiefe zu erreichen muss bei KB dann schon auf ca. 16 abgeblendent werden - mit denselben Auswirkungen auf die Beugungsunschärfe...

Was aber nichts daran ändert dass man Bl. 16 und mehr bei Makros oft bewusst verwendet - lieber das ganze Motiv scharf als nur ein kleiner Teil davon, dieser dann aber ohne Beugungsunschärfe.

 

[Gast_61052]

Und um dieselbe Schärfentiefe zu erreichen muss bei KB dann schon auf ca. 16 abgeblendent werden - mit denselben Auswirkungen auf die Beugungsunschärfe...

Na ja. Es stimmt schon, an meiner 5D blende ich auch weiter ab. ABER: Das ist auch so ein Irrtum (zumindest wenn wir das von der technischen Seite angehen). Gleicher Maßstab, gleiche Schärfentiefe -- an Crop als auch an KB. An Crop-Kameras verwendest du wegen des größeren Ausschnitt aber zumeist geringere Abbildungsmaßstäbe, so dass der Eindruck entsteht, die Schärfentiefe sei größer.

 

[Gast_165699]

Na ja.
Genaugenommen ist bei gleichem Abbildungsmaßstab bei einem kleineren Sensorformat die Schärfentiefe sogar kleiner - wegen dem kleineren zulässigen Zerstreuungskreis.
Trotzdem ist der Schärfentiefegewinn bei gleichem Bildausschnitt bei Crop nicht nur ein scheinbarer, sondern praktisch und tatsächlich vorhanden. Ich fotografiere Makros ja nicht um einen Abbildungsmaßstab von 0,7282358... : 1 egal welches Sensorformat zu erzielen, sondern um ein bestimmtes Motiv eben formatfüllend aufs Bild zu bekommen.

 

[ZoneV]

Nochmal zur ursprünglichen Frage:

Soweit ich das verstehe macht die Pupillenvergrößerung durchaus Unterschiede in der Schärfentiefe bei Makroaufnahmen. Es könnte also durchaus sein, dass ein teureres Makro eine größere Schärfentiefe hat, aufgrund einer günstigen Pupillen-Vergrößerung.

Erst dachte ich dies aufgrund der Überlegung, dass eine große Austrittpupille doch eigentlich in einer knapperen Schärfentiefe resultieren sollte. Nun habe ich auch den Theorie-Background für euch.

 

[ZoneV]

Ach ja, in der Wikipedia ist das ja auch schon, zumindest in der englischsprachigen.

 

[foppele]

Tipp: Mittels "Focus-Stacking" kannst du aus mehreren Makro-Bildern mit vesetzter Fokusebene ein Einziges zusammensetzen, ich hatte da mal eine Testversion eines Programmes, dessen Name mir gerade nicht einfällt. Die Ergebnisse fand ich absolut beeindruckend, geht natürlich nur mit Stativ+unbewegtem Motiv.

 

[BeneJ]

(...)ich hatte da mal eine Testversion eines Programmes, dessen Name mir gerade nicht einfällt.

Zerene Stacker?

 

[foppele]

Zerene Stacker?

Nein.
Helicon Focus war's.

 

[Gast_194966]

Nun habe ich auch den Theorie-Background für euch.

Diese Darstellung ist bekannt und ich habe sie schon häufiger gesehen, aber irgendwie ist mir dabei etwas unwohl. Vielleicht überlese ich aber auch einfach was und muss mal mit der Nase draufgestoßen werden.

Hier wird immer mit dem Durchmesser der (um P vergrößerten) Austrittspupille gerechnet. Tatsächlich benutzt doch aber die übliche Schärfentieferechnerei den Durchmesser des austretenden Lichtkegels am Ort der hinteren Hauptebene. Die Hauptebene liegt aber nicht am Ort der gezeigten Austrittspupille und damit ist der Durchmesser dort auch ein anderer als die Austrittspupille. Und außerdem wird dann auch noch eine konstante Pupillenvergrößerung angenommen, obwohl sie (und auch ihr Ort und der der Hauptebene auf der Objektivachse) von der Fokussierung abhängen.
Ich habe das unbegründete Gefühl, dass sich einige der dargestellten Einflüsse von asymmetrischen Objektiven "in Luft auslösen". Aber vielleicht ist es ja irgendwo dargestellt, warum das nicht so ist. Ich kann's aber nicht finden, und im Moment am Handy schon gar nicht.


Gruß, Matthias

 

[Gast_194966]

[...] irgendwie ist mir dabei etwas unwohl.

Jetzt habe ich mir die Grafik nochmal etwas genauer angeguckt, vorhin am Handy ging das gar nicht. Und es fällt mir auf:

• Woher kommt "N=1/(2*sin(θ)"? Nach meinem Verständnis muss da ein Tangens stehen (was allerdings nicht viel ausmacht).
• Woher kommt der Abstand (P-1)*f zwischen Eintrittspupille und hinterer Hauptebene?
• Und warum ist dieser Abstand auch bei Fokusänderung konstant?
• Warum ist die Austrittspupille P*D bei Fokusänderung konstant?

Gruß, Matthias

 

[Stuessi]

Tipp: Mittels "Focus-Stacking" kannst du aus mehreren Makro-Bildern mit vesetzter Fokusebene ein Einziges zusammensetzen....

Hierzu ein Beispiel.

 

[Stuessi]

Jetzt habe ich mir die Grafik nochmal etwas genauer angeguckt, vorhin am Handy ging das gar nicht. Und es fällt mir auf:

• Woher kommt "N=1/(2*sin(θ)"? Nach meinem Verständnis muss da ein Tangens stehen (was allerdings nicht viel ausmacht).
• Woher kommt der Abstand (P-1)*f zwischen Eintrittspupille und hinterer Hauptebene?
• Und warum ist dieser Abstand auch bei Fokusänderung konstant?
• Warum ist die Austrittspupille P*D bei Fokusänderung konstant?

Gruß, Matthias

Hallo Matthias,

auch mir ist etwas unwohl gewesen bei der Lektüre.
Über den Sinus bin ich auch gleich gestolpert. Für die 2. Frage habe ich Bleistift und Papier benötigt: Aus D/f = PD/(f+x) erhält man x = (P-1)*f
Der Rest scheinen Vereinfachungen zu sein.
Außerdem fehlen mir konkrete Beispiele, um den Nutzen dieser Berechnungen abzuschätzen.

Gruß,
Stuessi

 

[Gast_194966]

auch mir ist etwas unwohl gewesen bei der Lektüre.
Über den Sinus bin ich auch gleich gestolpert.

Dann bin ich ja wenigstens nicht allein.

Für die 2. Frage habe ich Bleistift und Papier benötigt: Aus D/f = PD/(f+x) erhält man x = (P-1)*f

Also gut, Strahlensatz. Zumindest bei Fokus unendlich kann man also statt mit der um P vergrößerten Pupille und dem um x verlängerten Abstand einfach mit D und f rechnen ohne die Pupillenvergrößerung zu berücksichtigen, und das tut ja auch jeder Doofrechner. Da löst es sich also schon mal "in Luft auf". Es bleibt die Frage nach anderen Fokusdistanzen, und ob und wie dann die Pupillenvergrößerung P und das ominöse x zu berücksichtigen sind, und ob die wirklich konstant sind. Ich behaupte nein, und Wikipedia auch: "However, for many zoom lenses and internal-focusing non-zoom lenses, the pupil magnification changes with subject distance..."

Die normale Doofrechnerei geht ja davon aus, dass die Durchmesser der ein- und austretenden Strahlenkegel am Ort der vorderen und hinteren Hauptebene gleich sind. Diese Durchmesser sind nicht identisch mit der Ein- und Austrittspupille. Bei genügend großen Gegenstandsweiten ist aber zumindest die Eintrittspupille dem Durchmesser an der vorderen Hauptebene sehr ähnlich und damit die Pupillenvergrößerung tatsächlich zu vernachlässigen. Bei großen Abbildungsmaßstäben ist es anders, aber das ist offenbar bei Wikipedia nachvollziehbarer beschrieben. Ich werde mich mal vertiefen.


Gruß, Matthias

 

[ZoneV]

... Es bleibt die Frage nach anderen Fokusdistanzen, und ob und wie dann die Pupillenvergrößerung P und das ominöse x zu berücksichtigen sind, und ob die wirklich konstant sind. Ich behaupte nein, und Wikipedia auch: "However, for many zoom lenses and internal-focusing non-zoom lenses, the pupil magnification changes with subject distance..."
...

Die Optiken mit IF muß man wohl komplett in der Betrachtung außen vor lassen - oder halt versuchen für verschiedene Abbildungsmaßstäbe die Werte selbst zu ermitteln.

Ich hab mal bei Nikon wegen genaueren Abbildungsverhältnissen einer Makrooptik angefragt - konnten Sie mir im Support nicht beantworten. So konnte ich nem Industriekunden dann kein Nikon Objektiv empfehlen.

Für mich ist die Pupillen-Geschichte ein Zeichen dafür, dass die Unschärfe-Bereiche durchaus verschieden sein kann - und so wie ich das verstehe auch die effektive Blende - und somit auch die Beugung.

 

[Nightshot]

Ein technischer Aspekt, der hier eventuell auch noch rein spielt:
Ich kenne nur Makrobjektive die bei Innenfokussierung eine so genannte Mitlaufblende haben, also eine Blende die sich abhängig von der Entfernungeinstellung öffnet und schließt. Bei unendlich ist sie komplett offen, bei 1:1 maximal geschlossen. Warum das so ist, ist mir auch noch nicht so ganz klar.

 

[Stuessi]

Die Theorien sind ja schön und gut, ich verlasse mich dann eher auf die Praxis.
Gruß,
Stuessi

 

[n.nescio]

Ein technischer Aspekt, der hier eventuell auch noch rein spielt:
Ich kenne nur Makrobjektive die bei Innenfokussierung eine so genannte Mitlaufblende haben, also eine Blende die sich abhängig von der Entfernungeinstellung öffnet und schließt. Bei unendlich ist sie komplett offen, bei 1:1 maximal geschlossen. Warum das so ist, ist mir auch noch nicht so ganz klar.

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mir ist es auch ein rätsel, warum man so viel wert auf zoomobjektive mit konstanter offenblende, z.b. 2.8 wert legt. das war mal interessant, als man mit externem belichtungsmesser arbeitete und damit, wenn man danach zoomte, man nicht neu messen mußte, gab das sinn. aber heute, wo es keine cam mehr ohne ttl-messung gibt?

bei makro-objektiven, auch wenn diese festbrennweiten sind, ändert sich ja auch die effektive lichtstärke deutlich zwischen fokussierung auf unendlich und fokusssierung im nahbereich. detto die brennweite.
bist du dir sicher, daß sich diese mitlaufblende im nahbereich schließt und nicht öffnet, was im sinne von konstanter offenblende logischer wäre.

lg gusti

 

[Nightshot]

bist du dir sicher, daß sich diese mitlaufblende im nahbereich schließt und nicht öffnet, was im sinne von konstanter offenblende logischer wäre.

Zu 100%, kann auch jeder gerne selbst austesten, der ein Makro rum liegen hat.

 

[Frank Klemm]

Sehe ich nicht ganz so.
Die größere Schärfentiefe bei kleineren Aufnahmeformaten ist jederzeit demonstrierbar, Beugungsunschärfe jedoch allenfalls nur bei forciertem Pixelpeepen. Beugung wird überbewertet...

Beugung schlägt bei allen Formaten an der gleichen Stelle zu.

x = Schärfentiefe in der Gegenstandsebene
z = laterale Auflösung in der Gegenstandsebene
λ = Wellenlänge des verwendeten Lichts
​

Man bestimmt z²/xλ. Wenn das größer als 2 ist, hat man keinerlei Probleme.
Zwischen 2 und 1 kommt man langsam in den Bereich, in dem Beugung der geforderten lateralen Auflösung sich in den Weg stellt.
Bei 1 ist so die Grenze erreicht.
Werte unter etwa 1 sind nicht realisierbar.
Entweder die Wellenlänge verringern (z.B. Beleuchtung mit λ = 405 nm) oder x und z anpassen, so dass z² = xλ gilt.

Das Verhältnis A = z/x gibt noch drei weitere Größen vor:

• Man nutzt A² der Photonen, die die (Flächenstrahler-)Probe verlassen.
• Nicht nur z/x ist A, sondern auch
  • Das Verhältnis von Blendenradius und Abstand zwischen Gegenstand und Blendenebene ist auch A.
  • Das Verhältnis zwischen Z und X, der lateralen Auflösung und der Schärfentiefe in der Bildebene ist ebenfalls A

Diese ganzen Spielchen sind unabhängig von der Sensorgröße, Brennweite, technischem Aufbau, Konvertern, etc.
Sie sind eine Eigenschaft des eingefangenen Lichts.

Nimmt z/x sehr große Werte an (so > 0,3), dann sind in den Formeln noch ein paar Korrekturen einzubauen (sin, cos und tan). Das nennt sich dann Mikroskopie.