Zum Crop und der Brennweite

[Cougarman]

irgendwo zwischen hallo und schüss habe ich den Faden verloren.
Kann mir mal jemand in kurzen Worten ein Fazit aus den "rechnereien" geben

 

[Daniel C.]

Also ich würde an die offenbar doch etwas komplexe Materie ehrlich gesagt etwas primitiver herangehen:
Wenn ich vor der Anschaffung eines Makroobjektivs wissen wollte, welche Brennweite da für mich am geeignetsten erscheint, würde ich nicht soviel herumrechnen, sondern schlichtweg die fraglichen Objektive ganz praktisch an mener Kamera ausprobieren ............
Aber das ist zugegeben ein etwas schlichter Weg .................

Stimmt, ein wenig schlicht kommts mir auch vor

Ich sag nur KISS-Prinzip

 

[AndreasB]

@Cougarman:
" ... in kurzen Worten ...." ?
Vergiss es ..............!

 

[-DaKo-]

irgendwo zwischen hallo und schüss habe ich den Faden verloren.
Kann mir mal jemand in kurzen Worten ein Fazit aus den "rechnereien" geben

Fazit:
1.) Der Bildwinkel eines Objektivs fester (oder auch beim EInfluß des Fokus fast fester) Brennweite ist an einer bestimmten Sensor/Film-Größe endgegen Landläufiger Meinung nicht fix. Beispiel an einer 1,6 Cropkamera:
200mm nach der landläufig bekannten Umrechnung entsprechen immer 6,5° Bildwinkel (auf die Breite bezogen). Der reale Bildwinkel ändert sich jedoch mit der Fokusentfernung enorm, lediglich im unendlichen beträgt er obigen Wert:
f = 200mm; g = 400mm -> 1/1; Winkel a = 3,25° -> Fäqui = 246,2mm
f = 200mm; g = 500mm -> 1/2; Winkel a = 3,90° -> Fäqui = 258,1mm
f = 200mm; g = 750mm -> 1/3; Winkel a = 4,77° -> Fäqui = 275,9mm
f = 200mm; g = 1000mm -> 1/4; Winkel a = 5,20° -> Fäqui = 285,7mm
f = 200mm; g = 2000mm -> 1/9; Winkel a = 5,85° -> Fäqui = 301,9mm
f = 200mm; g = 5000mm -> 1/24; Winkel a = 6,24° -> Fäqui = 312,5mm
f = 200mm; g = 10000mm -> 1/49; Winkel a = 6,37° -> Fäqui = 316,2mm
f = 200mm; g = 50000mm -> 1/249; Winkel a = 6,47° -> Fäqui = 319,2mm
f = 200mm; g = 100000mm -> 1/499; Winkel a = 6,48° -> Fäqui = 319,6mm

2.) Da erstens für alle Objektive unabhängig von der Film/Sensorgröße gilt ist eine feste Umrechnung mittels des Cropfaktors in eine Brennweite, die demselben Bildwinkel an einer KB-Kamera entspricht nicht möglich. Die äquivalente KB-Brennweite zu dem 200mm Objektiv ist also von der Motiventfernung stark abhängig!

3.) Der starke Einfluß des Fokus (also der Gegenstandsweite) auf den Bildwinkel kann jeder beobachten, indem er durch die Kamerschauend mal per Hand fokussiert. Besonders deutlich wird dies natürlich bei Objektiven, die auch in den näheren Nahbereich (so ca. 1:4 und kleiner) vordringen, da dort die Differenzen zunehmen.

4.) Zur Relevanz: Im Fernbereich sind die Unterschiede sicherlich wenig relevant, entscheidend ist der Nahbereich. ein 50mm Objektiv an der 300D bei 1/1 entspricht vom Bildwinkel keinesfalls einem 80mm Objektiv sondern einem 61,5mm Objektiv an KB!
f = 50mm; g = 100mm -> 1/1; Winkel a = 12,95° -> Fäqui = 61,5mm
Empfehlungen insbesondere zu Makroobjektiven oder Objektiven die vorwiegend im Nahbereich genutzt werden sollen, sollten also überdacht werden.

5.) Schlußfolgerung: Nicht alles ist so schön einfach wie es scheint, erstrecht nicht, wenn es um Bildwinkel, Crop und Brennweite geht.

 

[Musikfreak]

Danke das du mir meine schöne 1,6-Crop-Welt zerstört hast

 

[Daniel C.]

Danke das du mir meine schöne 1,6-Crop-Welt zerstört hast

... siehs nicht so eng. Alles ab 10 Meter Objektabstand entspricht ja Deinem 1,6er Crop

Für mich sehr interssant (im positiven Sinne) ist diese Erkenntniss im Bezug auf langbrennweitige Makroobjektive (100 und vor allem 180mm).


Gruß
Daniel

 

[ubit]

VORSICHT! Die Tabellen gelten NUR bei Objektiven die die Fokussierung ohne Brennweitenveränderung durchführen. Gerade die Macros um 200 mm arbeiten aber wohl gelegentlich anders. Ich habe in der Literatur leider nur zwei Hinweise auf ältere Makroobjektive gefunden: Ein altes Nikkor 200er und ein Canon 200er FD Macro. Beide verändern die Brennweite im Nahbereich. Und zwar werden sie offenbar KÜRZER. Das Nikkor hat bei 1:1 nur noch 100 mm und das Canon irgendwas zwischen 120 und 150 mm....

Wenn Du ein Macroobjektiv möchtest das sich so verhält wie es Odin in der Tabelle beschreibt, dann versuche eine Tabelle der Verlängerungsfaktoren zu bekommen. Ist der Verlängerungsfaktor bei 1:1 4fach, so kannst Du davon ausgehen dass das Objektiv auch bei 1:1 noch die genannte Brennweite hat. Ist der Verlängerungsfaktor kleiner, dann verändert das Objektiv die Brennweite. Da man 180er Macros normalerweise wegen der Fluchtdistanz von Insekten benutzt ist eine solche Brennweitenverkürzung natürlich eher kontraproduktiv... Zumindest im extremen Nahbereich. Bei 1:2 oder 1:3 ist es natürlich nicht ganz so "schlimm"...

Ciao, Udo

 

[AndreasB]

Im Zweifelsfall: Ausprobieren .............

 

[-DaKo-]

Hier nochmal etwas was ich schon imdforum dzu gfepostet habe zur veränderlichen Brennweite:

Wie gesagt: Eine Brennweitenänderung an sich ist ja kein Problem, die Brennweite müßte schon extrem Verkürzt werden um den Effekt zu kompensieren, das ist aber offensichtlich meist nicht der Fall. Alle Objektive die ich bisher in den Fingern hatte und das waren einige wiesen eine Bildwinkelveränderung beim Fokussieren auf ... bisher habe ich die auf die Brennweitenänderung geschoben und einfach mal an die Gültigkeit 'Fester Bildwinkel bei fester Brennweite bei fester Sensorgröße' geglaubt. Den prinzipiellen Effekt zeigen also fast alles Objektive mit Ausnahme derjenigen, die speziell auf einen festen Bildwinkel hin konstruiert wurden. Bei allen Derzeitigen Makros von Canon/Sigma/Tamron (auch den Innenfokussierenden) wirst du den Effekt feststellenkönnen, da die Brennweitenänderung marginal ist gegeüber der Bildwinkelverkleinerung.

Hier mal die Reihe, um wievil die Brennweite UND die Gegenstandsweite verkleinert werden muß um den Bildwinkel auf der Größe eines 100mm Objektivs bei unendlich zu halten. Im Vergleich dazu zunächst die Werte des unverkürzten 100ers.
a2 ist also der Bildwinkel des 100ers bei unendlich, g2 die Gegenstandsweite die bei vorhergehendem Bildwinkel nötig wäre um denselben Maßstab zu erreichen wie beim unverkürzten 100er und f2 schließlich die nötige verkürzte Brennweite.

f = 100mm; g = 200mm -> 1/1; Winkel a = 6,50°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 98,71mm -> f2 = 49,4mm
f = 100mm; g = 300mm -> 1/2; Winkel a = 8,65°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 197,42mm -> f2 = 65,8mm
f = 100mm; g = 400mm -> 1/3; Winkel a = 9,73°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 296,14mm -> f2 = 74,0mm
f = 100mm; g = 500mm -> 1/4; Winkel a = 10,38°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 394,85mm -> f2 = 79,0mm
f = 100mm; g = 600mm -> 1/5; Winkel a = 10,81°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 493,56mm -> f2 = 82,3mm
f = 100mm; g = 1100mm -> 1/10; Winkel a = 11,78°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 987,12mm -> f2 = 89,7mm
f = 100mm; g = 2600mm -> 1/25; Winkel a = 12,46°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 2467,79mm -> f2 = 94,9mm
f = 100mm; g = 5100mm -> 1/50; Winkel a = 12,70°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 4935,59mm -> f2 = 96,8mm
f = 100mm; g = 10100mm -> 1/100; Winkel a = 12,82°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 9871,18mm -> f2 = 97,7mm
f = 100mm; g = 100100mm -> 1/1000; Winkel a = 12,94°; Winkel a2 = 12,95°; g2 = 98711,78mm -> f2 = 98,6mm

Wie man sieht müßte ein Objektivhersteller um den Bildwinkel bei vergrößerndem Abbildungsmaßstab konstant zu halten die Brennweite extremst verkürzen, gleichzeitig muß natürlich die Gegenstandsweite stark abnehmen um denselben ABbildungsmaßstab zu halten. Ein Effekt, der Fotografen eher unangenehm als nützlich ist, zumal im Nah und Makrobereich eher der Abbildungsmaßstab alleine zählt und dann eventuell eine möglichst große Gegenstandsweite und weniger ein fester Bildwinkel bei dann viel kleinerer Gegenstandsweite.
Im Gegenzug wird meist offensichtlich auf eine mögliche Korrektur verzichtet (mit AUsnahmen wie du erwähntest, ich kenne das Objektiv selbst leider nicht) und man macht sich den Effekt der Bildwinkelverengung zudem zu nutze um bei möglichst hoher Entfernung hohe Maßstäbe zu erreichen.

Ich rechne mal eben ob das mit Dem Nikkor hinkommt:
f = 200mm; g = 400mm -> 1/1; Winkel a = 3,25°; Winkel a2 = 6,50°; g2 = 199,36mm -> f2 = 99,7mm
f = 200mm; g = 600mm -> 1/2; Winkel a = 4,33°; Winkel a2 = 6,50°; g2 = 398,71mm -> f2 = 132,9mm
f = 200mm; g = 800mm -> 1/3; Winkel a = 4,87°; Winkel a2 = 6,50°; g2 = 598,07mm -> f2 = 149,5mm
f = 200mm; g = 1000mm -> 1/4; Winkel a = 5,20°; Winkel a2 = 6,50°; g2 = 797,42mm -> f2 = 159,5mm
f = 200mm; g = 1200mm -> 1/5; Winkel a = 5,42°; Winkel a2 = 6,50°; g2 = 996,78mm -> f2 = 166,1mm
f = 200mm; g = 2200mm -> 1/10; Winkel a = 5,91°; Winkel a2 = 6,50°; g2 = 1993,56mm -> f2 = 181,2mm
Jepp! hält den Bildwinkel also wenn es bis auf 100mm verkürzt bei ... man muß dann aber halt auch doppelt so nah ran!

 

[Cougarman]

Fazit:
1.) Der Bildwinkel eines Objektivs fester (oder auch beim EInfluß des Fokus fast fester) Brennweite ist an einer bestimmten Sensor/Film-Größe endgegen Landläufiger Meinung nicht fix.

Ich habe es wohl immer noch nicht verstanden.
Dieses ist doch bekannt, oder etwa nicht.
Kann doch jeder selbst beobachten, oder muß einem doch im laufe der Jahre schon mal aufgefallen sein.

Ich habe keine Ahnung wie man es berechnet. Und das bleibt auch so. !!
Aber das sich die Brennweite verändert, ist doch nichts neues.

5.) Schlußfolgerung: Nicht alles ist so schön einfach wie es scheint, erstrecht nicht, wenn es um Bildwinkel, Crop und Brennweite geht.

Habe ich das nicht immer gesagt: Vergiss diesen Cropfaktor.

 

[AndreasB]

qCougarman:
Bist Du etwa einer, der wagemutigerweise etwas selbst ausprobiert und sich nicht auf ausführlichste Berechnungen verlässt ........... ?

 

[-DaKo-]

Fazit:
1.) Der Bildwinkel eines Objektivs fester (oder auch beim EInfluß des Fokus fast fester) Brennweite ist an einer bestimmten Sensor/Film-Größe endgegen Landläufiger Meinung nicht fix.

Ich habe es wohl immer noch nicht verstanden.
Dieses ist doch bekannt, oder etwa nicht.
Kann doch jeder selbst beobachten, oder muß einem doch im laufe der Jahre schon mal aufgefallen sein.

Mir ist nicht klar, was du meinst, du sprichst von einer Brennweitenveränderung ...
(Auch) bei fester Brennweite ist der Bildwinkel abhängig von der Fokusentfernung und zwar sehr stark!
D.h. eine Aussage wie: Ein Objektiv mit ... mm Brennweite hat an der 300D/einer KB-Kamera, einer Vollformat-Kamerra etc. einen Bildwinkel von ...° ist grundsätzlich falsch.

Ich denke nicht, daß das den meisten hier bewußt ist ... nicht zuletzt wird es von den Herstellern gefördert, die in ihre Listen zu den Objektiven einen Bildwinkel schreiben.

 

[Cougarman]

(Auch) bei fester Brennweite ist der Bildwinkel abhängig von der Fokusentfernung und zwar sehr stark!
D.h. eine Aussage wie: Ein Objektiv mit ... mm Brennweite hat an der 300D/einer KB-Kamera, einer Vollformat-Kamerra etc. einen Bildwinkel von ...° ist grundsätzlich falsch.

Ja genau, stimmt.
Jedenfalls hatte ich das immer angenommen.
Da man es ja auch, (wenn man ein wenig genau hinschaut), beobachten kann beim fokussieren.
Ich dachte mir immer das die Brennweite dadurch verändert wird, was sollte es sonst sein ?!
Und das die Herstellerangaben sich immer nur auf unendlich beziehen.

Wie gesagt, wie sich sowas berechnen lässt wusste ich natürlich nicht (bin ja nur ein Honk).
Hatte aber angenommen das es allgemein klar sei.
Schön das Du es durch Deine Berechnungen bestätigen konntest.

 

[-DaKo-]

Auch die Brennweite verändert sich meist nochmals zusätzlich leicht beim Fokussieren, aber nicht annähernd so stark, um zu einer solchen Verengung des Bildwinkels zu führen. Zudem wird anscheinend meist die Brennweite eher verkürzt, was ja dann zu einem eher weiteren Bildwinkel führen würde.

 

[Cougarman]

Zudem wird anscheinend meist die Brennweite eher verkürzt, was ja dann zu einem eher weiteren Bildwinkel führen würde.

Ok, Du hast es ja ausgerechnet. drum glaube ich Dir mal einfach.
Ich hatte immer angenommen das sich die Brennweite vergrößern würde.
Kommt es wohlmöglich drauf an wie das Objektiv konstruiert wurde ?

Wenn Du jetzt sagst das bei einer Verringerung der Brennweite der Bildwinkel sich verkleinert, dann muß ich hier jetzt leider aussteigen.
Das ist mir doch zu hoch, und wiederspricht gänzlich meinem Weltbild.
Wir sind immer noch bei einer Festbrennweite, oder ?

 

[-DaKo-]

Ja, wir sind bei einer Festbrennweite, folgendes Beispiel mit fixer Brennweite:
f = 300mm; g = 600mm -> 1/1; Winkel a = 2,17° -> Fäqui = 369,2mm
f = 300mm; g = 750mm -> 1/2; Winkel a = 2,60° -> Fäqui = 387,1mm
f = 300mm; g = 1000mm -> 1/2; Winkel a = 3,03° -> Fäqui = 406,8mm
f = 300mm; g = 2500mm -> 1/7; Winkel a = 3,81° -> Fäqui = 447,8mm
f = 300mm; g = 5000mm -> 1/16; Winkel a = 4,07° -> Fäqui = 463,3mm
f = 300mm; g = 10000mm -> 1/32; Winkel a = 4,20° -> Fäqui = 471,5mm

Der Bildwinkel verringert sich also bei abnehmendem Abstand trotz konstanter Brennweite.

Nehmen wir mal an, die Brennweite der "Fest"-Brennweite würde sich durch den Fokus etwas verkürzen, dann sähe es z.B. so aus:
f = 275mm; g = 600mm -> 1/1; Winkel a = 2,56° -> Fäqui = 345,1mm
f = 280mm; g = 750mm -> 1/2; Winkel a = 2,91° -> Fäqui = 366,0mm
f = 285mm; g = 1000mm -> 1/3; Winkel a = 3,26° -> Fäqui = 389,4mm
f = 290mm; g = 2500mm -> 1/8; Winkel a = 3,96° -> Fäqui = 433,8mm
f = 295mm; g = 5000mm -> 1/16; Winkel a = 4,15° -> Fäqui = 455,9mm
f = 300mm; g = 10000mm -> 1/32; Winkel a = 4,20° -> Fäqui = 471,5mm

Obwohl ich nun die Brennweite Schrittweise verringert habe, ist der Bildwinkel mit kürzerem Abstand immer enger geworden. Er ist natürlich größer als bei fest stehenbleibender Brennweite, aber dennoch verringert er sich mit kleiner werdender Brennweite (solange dis im Ramhen bleibt) mit Verkürzung der Gegnstandsweite

Der von mir hier geschilderte Effekt ist deutlich stärker als eine Brennweitenänderung (Verkürzung) durch den Fokus, solange diese im erträglichen Rahmen liegt!

 

[Cougarman]

Ja, wir sind bei einer Festbrennweite, folgendes Beispiel mit fixer Brennweite:
f = 300mm; g = 600mm -> 1/1; Winkel a = 2,17° -> Fäqui = 369,2mm
f = 300mm; g = 750mm -> 1/2; Winkel a = 2,60° -> Fäqui = 387,1mm
f = 300mm; g = 1000mm -> 1/2; Winkel a = 3,03° -> Fäqui = 406,8mm
f = 300mm; g = 2500mm -> 1/7; Winkel a = 3,81° -> Fäqui = 447,8mm
f = 300mm; g = 5000mm -> 1/16; Winkel a = 4,07° -> Fäqui = 463,3mm
f = 300mm; g = 10000mm -> 1/32; Winkel a = 4,20° -> Fäqui = 471,5mm

Der Bildwinkel verringert sich also bei abnehmendem Abstand trotz konstanter Brennweite.

Also, je näher dran desto kleiner der Bildwinkel.
Nur nahm ich immer an das sich die Brennweite vergrößern würde.
Du kommst aber zu dem Ergebnis das sie sich verringert, da komme ich eben nicht mehr mit.
Wie ist sowas nur möglich ?
Schade, aber das bekomme ich auch in den nächsten Jahren wohl nicht in meinen Schädel.

 

[-DaKo-]

Es ist egal ob sich die Brennweite verringert oder vergrößert: Der Effekt tritt traotzdem auf, für diesen Effekt muß sich die Brennweite nicht ändern.

Objektive die die Brennweite im Nahbereich verkrüzen sind z.B. die von mir gemessenen 24-85, Sigma 50 EX und auch das Forentele. Dennoch verkrüzen sie die Brennweite bei weitem nicht so stark, als daß sie den Effekt der Bildwinkelverengung im Nahbereich aufheben würden.


Vermutlich ist ein verkürzen der Brennweite im Nahbereich auch konstruktiv einfacher, denn um im Fokus zu liegen muß im unendlichen der Abstand hintere Hauptebene zu Bildebene genau die Brennweite sein. Ist der Abstand aber kleiner als unendlich so erhöht sich der nötige Abstand auf Werte oberhalb der Brennweite. Dies kann nun durch 2 Möglichkeiten gelöst werden: 1.) Verschieben der hinteren Hauptebene nach vorne; 2. Verringern der Brennweite. Bei vielen objektiven wird wohl eine Mischung aus beidem der Fall sein.
Eine (deutliche) Erhöhung der Brennweite im Nahbereich schafft da eher Probleme, da dann die hintere Hauptebene stärker nach vorne versetzt werden muß. Zudem würde ja eine Ansteigende Brennweite im Nahbereich die eh schon vorhandene Bildwinkelverengung noch weiter beschleunigen.

 

[Alberto]

Hallo allerseits,

wie man sieht, bin ich neu hier. Bei Stöbern bin ich auf diese interessante Diskussion gestoßen. Dazu habe ich auch ein paar Bemerkungen:

Ich stimme Odin in Allem zu bis auf die Bemerkung, die Brennweite würde sich beim Fokussieren ändern. Das stimmt jedenfalls für "klassische" Objektive nicht; die werden beim Fokussieren nur nach "draußen" verschoben. Möglicherweise gilt das aber für Objektive mit Innenfokussierung, da kenn ich mich nicht so gut aus.

Die Frage, warum der Bildwinkel sich mit der Fokussierung ändert, ist aber leicht zu verstehen. Man stelle sich das Objektiv als eine einfache Linse vor: Sie ist bei der Einstellung auf Unendlich genau um f (Brennweite) vom Film/Sensor entfernt. Aus der Entfernung zum Film und der Diagonalen des Films/Sensors errechnet sicht der Bildwinkel.Indem man nun auf einen Gegenstand von, sagen wir, 10 m einstellt, verschiebt man das Objektiv nach vorn, die Entfernung zum Film wird größer und damit der Bildwinkel kleiner.

Fazit: Der Bildwinkel ist von der Brennweite, der eingestellten Entfernung und vom Film-/Sensorformat abhängig und NICHT konstant. Übrigens ist er auch ein wenig von der eingestellten Blende abhängig. Übrigens ist dann auch der Bildkreis größer, weshalb der bei Fachobjektiven immer für Unendlich angegeben wird.

Gruß Alberto

 

[-DaKo-]

Ich stimme Odin in Allem zu bis auf die Bemerkung, die Brennweite würde sich beim Fokussieren ändern. Das stimmt jedenfalls für "klassische" Objektive nicht; die werden beim Fokussieren nur nach "draußen" verschoben. Möglicherweise gilt das aber für Objektive mit Innenfokussierung, da kenn ich mich nicht so gut aus.

Bei obiger Berechnung des Bildwinkels wurde die Brennweite klassisch als konstant angenommen, dies trifft jedoch für innenfokussierende Optiken nicht wirklich zu, stattdessen ist meist ein leichtes Nachlassen der Brennweite im Nahbereich zu beobachten.

Hinzu kommt noch, daß die meisten Optiken langer Brennweite heutzutage wirkliche Teleobjektive sind, also nicht nur eine Brennweite besitzen, auf die dann fokussiert wird, sondern noch zusätzlich eine TK Einheit. Da man deren Dimensionierung nicht kennt ist ein wirklich präzises Vorhersagen des Bildwinkels nicht möglich. Näherungsweise sind die Werte aber durchaus zu gebrauchen.

Mal ein Beispiel für die TK-Problematik:

1. Ein "echtes" 200mm Objektiv an einer 1,6-Cropkamera hat einen horizontalen Bildwinkel bei 1m Abstand von:
f = 200mm; g = 1000mm -> 1/4; Winkel a = 5,20°

2. Wie schaut das nun bei einem nominell 200mm Objektiv mit 100mm Brennweite und 2fach TK-Einheit aus. Das 100er hat:
f = 100mm; g = 1000mm -> 1/9; Winkel a = 11,67°
Durch die TK-Einheit erhöht sich der Abbildungsmaßstab auf 1/4,5. Das entspricht dann einem Bildwinkel von 5,85°. Dies entspricht dann einem realen ca. 182mm Objektiv. Bei Fokus auf unendlich kommt man jedoch auf näherungsweise den gleichen bildwinkel und somit vermeintlich auch an dieselbe Brennweite. Durch die eingebaute TK Einheit verengt sich der Bildwinkel im Nahbereich also weniger als bei einer reinen Brennweite von 200mm, vermeintlich verkürzt sich daher die Brennweite von 200mm auf 182mm bei 1m Gegenstandsweite.

Eine neue übersichtlichere Zusammenstellung gibt es seit gestern hier: https://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=21047