Beugungseffekten durch Objektivdesign gegensteuern?

[m.c.]

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Vor ein paar Monaten las ich etwas, das ich zunächst nicht glauben konnte.

 

Die eintretende Beugungsunschärfe beim Abblenden ab f11 oder so (nach meinem Verständnis Format-abhängig) sei bei den üblichen Kleinbildobjektiven gegeben. 'Richtig profesionelle Objektive (vermutlich beim Mittelformat...)' seien so konstuiert, dass die Beugungsunschärfe vergleichsweise moderat auftrete und man deshalb solche Objektive (professionell) einsetzen müsse. Wenn man Qualität stark abgeblendet benötigt.

 

Stimmt nicht, oder?

Oder gibt es zum Beispiel zwischen Kleinbild-Makroobjektiven Unterschiede, wenn man durch starkes Abblenden maximale Schärfentiefe einstellt. Eigentlich müsste bei f20 oder 32 doch der Beugungseffekt der entscheidende qualitätsminimierende Faktor sein.

[Phillip Reeve]

Vor ein paar Monaten las ich etwas, das ich zunächst nicht glauben konnte.

 

Die eintretende Beugungsunschärfe beim Abblenden ab f11 oder so (nach meinem Verständnis Format-abhängig) sei bei den üblichen Kleinbildobjektiven gegeben. 'Richtig profesionelle Objektive (vermutlich beim Mittelformat...)' seien so konstuiert, dass die Beugungsunschärfe vergleichsweise moderat auftrete und man deshalb solche Objektive (professionell) einsetzen müsse. Wenn man Qualität stark abgeblendet benötigt.

 

Stimmt nicht, oder?

Oder gibt es zum Beispiel zwischen Kleinbild-Makroobjektiven Unterschiede, wenn man durch starkes Abblenden maximale Schärfentiefe einstellt. Eigentlich müsste bei f20 oder 32 doch der Beugungseffekt der entscheidende qualitätsminimierende Faktor sein.

Sicher das es um die Objektive und nicht ums Format ging?

 

KB, noch besser Mittelformat oder gar Großeformataufnahmen müssen ja deutlich weniger vergrößert werden um auf die gleiche Ausgabegröße zu kommen wie kleinere Formate. Dadurch wäre die Beugung zwar bei identischer Pixeldichte auf Pixelebene gleich stark ausgeprägt, im Druck würde sie aber beim größeren Format viel weniger auffallen.

 

Auch bei Messungen sind bei f/16 und mehr noch Unterschiede zwischen Objektiven zu sehen, die Bewegen sich aber im Bereich um 10% oder so.

 

Grüße,

Phillip

[pizzastein]

Was das machbar wäre, hätten die Objektivhersteller doch schon lange handeln müssen. Die Beugungsunschärfe ist mein Hauptargument gegen den ganzen MP-Wahn, da die vielen MP in einem immer kleiner werdenden Blendbereich sinnvoll einsetzbar sind. Ich warte noch auf kamerainternes Fokusstacking, das müsste doch mit einem beweglichen Sensor recht einfach möglich sein, zumindest in gewissen Grenzen?

[m.c.]

Es ging soweit ich mich erinnere in der Aussage darum, dass Mittelformatobjektive professioneller seien als Kleinbildobjektive. Weil man man bei ersteren durch geeignete Objektivkonstruktion den Beugungseffekten entgegen wirkt. 

 

War vermutlich aber eine unzutreffende Aussage und die Beugung ist lediglich formatabhängig.

[wolfgang_r]

Die Beugung ist in der fotografischen Anwendung abhängig von der Öffnung und sonst gar nichts.

http://de.wikipedia.org/wiki/Beugung_%28Physik%29

Die Sichtbarkeit der Beugung ist abhängig vom Aufnahmeformat UND der Ausgabegröße.

Die Sichtbarkeit der Beugung ist bei gleichbleibender Ausgabegröße proportional dem Formatfaktor.

mFT f/2,8 sieht etwa aus wie KB f/5,6.

Hochauflösende Kompaktkamerasensoren sind bei f/2,0 schon ausgereizt.

Beispiele unten an 17,3 x 13 mm² und 12 Megapixel mit AA-Filter.

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bearbeitet 3. Juni 2015 von wolfgang_r

[kirschm]

... kann man als 'Rule-of-Thumb' sagen, dass bei gleicher Schärfentiefe (ist ja abhängig von Blende, Sensor....) die sichtbare Beugung ungefähr gleich ist? Oder hab ich da einen Denkfehler?

[wolfgang_r]

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(...) Ich warte noch auf kamerainternes Fokusstacking, das müsste doch mit einem beweglichen Sensor recht einfach möglich sein, zumindest in gewissen Grenzen?

 

Anfänge gibt es schon:

http://www.oly-forum.com/forum/fotopraxis-hilfe/stacking-mit-der-tg-3

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Ich würde dir das Adobe Creative Cloud Foto-Abo mit Photoshop und Lightroom empfehlen

[wolfgang_r]

... kann man als 'Rule-of-Thumb' sagen, dass bei gleicher Schärfentiefe (ist ja abhängig von Blende, Sensor....) die sichtbare Beugung ungefähr gleich ist? Oder hab ich da einen Denkfehler?

 

Wenn das Objektiv beugungsbegrenzt gerechnet ist, kommts m. E. hin.

[m.c.]

Die Beugung ist in der fotografischen Anwendung abhängig von der Öffnung und sonst gar nichts.

 

...

 

 

 

Bei Mittelformatobjektiven hat man also größere Öffnungen, weil die Objektive größer sein können, und dadurch einen weniger stark ausgeprägten Beugungseffekt?

Und ausserdem ist die Sichtbarkeit der Beugung geringer, weil das Format größer ist.

 

Dann hätte derjenige, den ich gelesen habe, ja doch recht gehabt. Mittelformat ist größer und professioneller, man baut die Objektive so groß, bis die Qualität stimmt und weil man die Öffnungen größer baut, hat man beim Abblenden auch die Beugungseffekte besser im Griff.

[wolfgang_r]

(...) man baut die Objektive so groß, bis die Qualität stimmt und weil man die Öffnungen größer baut, hat man beim Abblenden auch die Beugungseffekte besser im Griff.

 

Die Beugung hat nur sich selbst im Griff, die kann man nicht im Griff haben, nur berücksichtigen.

Eigentlich ist sie für die bildmäßige Fotografie irrelevant, weil so weit nur selten abgeblendet werden muss.

Weil die Physik nichts verschenkt, handelt man sich dabei wieder andere Probleme ein.

Man MUSS abblenden, weil all zu oft die Schärfentiefe nicht ausreicht. Das geht so weit, dass bei großen Formaten die Standarten verstellt werden müssen, um nach Scheimpflug die Schärfeebene zu kippen und auf Kosten anderer Bereiche so die wichtigen Motivteile scharf abbilden zu können.

http://foto-net.de/net/spezial/tilt.html

Abblenden hat wieder längere Belichtungszeiten oder höhere ISO zur Folge oder es muss für mehr Licht gesorgt werden -> Studio.

bearbeitet 3. Juni 2015 von wolfgang_r

[m.c.]

Makrofotografie wäre vielleicht ein geeignetes Anwendungsbeispiel für die Diskussion, ob Mittelformatobjektive und das flächenmässig größere Mittelformat bezogen auf die Beugung Vorteile haben.

Bei größeren Abbildungsmaßstäben, so um 1:1 herum, wird die Schärfentiefe ja sehr knapp und man muss deshalb stark abblenden, selbst wenn es Licht kostet. Wenn man solche Methoden wie das Kippen der Schärfenebene aussen vor lässt, könnte man dann sagen, dass beim Mittelformatsystem wenn man hier ebenso die 1:1 Makroaufnahme macht, wie beim Kleinbild, die Beugung sich weniger negativ auswirkt?

[wolfgang_r]

So merkwürdig das klingt, aber genau deshalb - in der Makrofotografie - sind die kleinsten Formate im Vorteil.

Abbildungsmaßstab, Schärfentiefe, Belichtungszeit, Baugröße, Transportabilität .... je kleiner das Motiv, um so mikroskopischer die Aufnahmetechnik.

 

Das geht dann bis auf eine Auflösung von 20 nm runter und dabei wird gestackt: http://www.leica-microsystems.com/products/super-resolution-microscopes/details/product/leica-sr-gsd-3d/

bearbeitet 3. Juni 2015 von wolfgang_r

[nightstalker]

Bei Mittelformatobjektiven hat man also größere Öffnungen, weil die Objektive größer sein können, und dadurch einen weniger stark ausgeprägten Beugungseffekt?

Und ausserdem ist die Sichtbarkeit der Beugung geringer, weil das Format größer ist.

 

Dann hätte derjenige, den ich gelesen habe, ja doch recht gehabt. Mittelformat ist größer und professioneller, man baut die Objektive so groß, bis die Qualität stimmt und weil man die Öffnungen größer baut, hat man beim Abblenden auch die Beugungseffekte besser im Griff.

 

der Denkfehler ist, dass man aber auch extrem stark abblenden muss, damit man die gleiche Schärfentiefe erreicht ... gleichzeitig wird die Konstruktion lichtstarker Objektive sehr aufwändig, was der Grund ist, dass es kaum wirklich lichtstarke Linsen für Mittelformat gibt.

 

Kleinbild ist sozusagen der Sweetspot der Objektivkonstruktion, natürlich auch aus historischen Gründen, wo man mit relativ grossem Format noch lichtstarke Konstruktionen mit überschaubaren Aufwand bauen kann.

[nightstalker]

Makrofotografie wäre vielleicht ein geeignetes Anwendungsbeispiel für die Diskussion, ob Mittelformatobjektive und das flächenmässig größere Mittelformat bezogen auf die Beugung Vorteile haben.

Bei größeren Abbildungsmaßstäben, so um 1:1 herum, wird die Schärfentiefe ja sehr knapp und man muss deshalb stark abblenden, selbst wenn es Licht kostet. Wenn man solche Methoden wie das Kippen der Schärfenebene aussen vor lässt, könnte man dann sagen, dass beim Mittelformatsystem wenn man hier ebenso die 1:1 Makroaufnahme macht, wie beim Kleinbild, die Beugung sich weniger negativ auswirkt?

 

einer der denkenswertesten Augenblicke in meinem Leben:

 

mit meinem neuen 135er Makro an der 6x7 beim Versuch damit ein Makro zu machen ....

 

 

die Bildfläche bei 1:1 ist logischerweise 6cm x 7cm .... damit kann man tatsächlich eine Maus formatfüllend abbilden, oder auch eine Semmel ... aber ein Insekt verliert sich in den Weiten des Raumes.

 

 

 

leider hat mein fassungsloses Gesicht, als ich das dann praktisch herausfand, damals keiner fotografiert .... Als Ergebnis kaufte ich mir ein 100er für meine Kleinbild LX und verkaufte das Makro wieder.

 

 

Allein der Lichtverlust duch den Auszug, wenn man mit Mittelformat auf eine Bildfläche von 24x36mm kommen will, ist so hoch, dass von einem theoretischen Qualitätsgewinn nichts mehr übrigbleibt.

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Guck dir auch mal das Sony 12-24 G Master an

[m.c.]

Herzlichen Dank für Eure informativen Antworten auf meine Frage. Jetzt weiss ich bescheid.   

[m.c.]

einer der denkenswertesten Augenblicke in meinem Leben:

 

mit meinem neuen 135er Makro an der 6x7 beim Versuch damit ein Makro zu machen ....

 

 

die Bildfläche bei 1:1 ist logischerweise 6cm x 7cm .... damit kann man tatsächlich eine Maus formatfüllend abbilden, oder auch eine Semmel ... aber ein Insekt verliert sich in den Weiten des Raumes.

 

 

 

leider hat mein fassungsloses Gesicht, als ich das dann praktisch herausfand, damals keiner fotografiert .... Als Ergebnis kaufte ich mir ein 100er für meine Kleinbild LX und verkaufte das Makro wieder.

 

 

Allein der Lichtverlust duch den Auszug, wenn man mit Mittelformat auf eine Bildfläche von 24x36mm kommen will, ist so hoch, dass von einem theoretischen Qualitätsgewinn nichts mehr übrigbleibt.

 

 

Da habe ich gerade gut mitgelacht. 

 

Und digital? Die Fliege hat man auf jeden Fall 1:1 auf dem Sensor, wenn der Abbildungsmaßstab des MF-Objektives 1:1 beträgt. So wie beim KB. Aber die Anzahl der Pixel vom Kopf bis zum Schwanz der Fliege ist beim MF vermutlich geringer, das einzelne Pixel jedoch größer.

 

Geringere Pixeldichte bedeutet, die Sichtbarkeit des Beugungseffektes ist geringer?! 

 

Ein schwieriges Thema für Laien. 

[nightstalker]

Da habe ich gerade gut mitgelacht. 

 

Und digital? Die Fliege hat man auf jeden Fall 1:1 auf dem Sensor, wenn der Abbildungsmaßstab des MF-Objektives 1:1 beträgt. So wie beim KB. Aber die Anzahl der Pixel vom Kopf bis zum Schwanz der Fliege ist beim MF vermutlich geringer, das einzelne Pixel jedoch größer.

 

Geringere Pixeldichte bedeutet, die Sichtbarkeit des Beugungseffektes ist geringer?! 

 

Ein schwieriges Thema für Laien. 

 

wie gesagt, das ist eine Milchmädchenrechnung, da Du ja deutlich mehr abblenden musst, die Beugungseffekte also wieder stärker werden.

bearbeitet 3. Juni 2015 von nightstalker

[freaksound]

................

Das geht dann bis auf eine Auflösung von 20 nm runter und dabei wird gestackt: http://www.leica-microsystems.com/products/super-resolution-microscopes/details/product/leica-sr-gsd-3d/

 

na da bin ich aber nicht davon überzeugt, daß das noch für uns Relevant ist :

 

http://de.wikipedia.org/wiki/RESOLFT-Mikroskopie

http://www.max-planck-innovation.de/de/aktuelles/newsletter/3_2014/nobelpreis.php

http://www.leica-microsystems.com/de/produkte/lichtmikroskope/light-microscopes-news-details/article/nobel-prize-for-inventor-of-super-resolution-microscopy-stefan-hell/

 

Wenn ich mein Photoobjekt zuerst mit Fluoreszenzmolekülen belegen muss und dann mit Lasern verschiedener Wellenlänge beschieße, erscheint mir das wenig mit dem zu tun zu haben, um was es in dem Thread geht.

[wolfgang_r]

na da bin ich aber nicht davon überzeugt, daß das noch für uns Relevant ist :

 

http://de.wikipedia.org/wiki/RESOLFT-Mikroskopie

http://www.max-planck-innovation.de/de/aktuelles/newsletter/3_2014/nobelpreis.php

http://www.leica-microsystems.com/de/produkte/lichtmikroskope/light-microscopes-news-details/article/nobel-prize-for-inventor-of-super-resolution-microscopy-stefan-hell/

 

Wenn ich mein Photoobjekt zuerst mit Fluoreszenzmolekülen belegen muss und dann mit Lasern verschiedener Wellenlänge beschieße, erscheint mir das wenig mit dem zu tun zu haben, um was es in dem Thread geht.

 

Die dabei verwendeten Objektive und Aufnahmeformate schon.

 

[freaksound]

das Sensorformat (von dem ich gerne wüßte, was du vermutest, welches es wohl sein soll)

hat rein gar nichts damit zu tun, wie hier die Abbesche Auflösungsgrenze umgangen wird:

 

http://www.heise.de/tr/artikel/Chemie-Nobelpreis-fuer-Super-Mikroskope-2413918.html

 

Auch die verwendeten Objektive haben mit unseren herzlich wenig zu tun :

 

https://www.olympus-ims.com/en/microscope/mplapon-oil/

 

http://abberior-instruments.com/products/superresolution-microscopes/easy3d/

 

 

 

[systemfan]

Werden elektromagnetische Wellen - in unserem betrachteten Falle: sichtbares Licht - in ihrer Ausbreitung durch eine Blende begrenzt, so erfolgt an der Kante der Begrenzung - am Beispiel des runden Blendenrands - eine Beugung der Strahlung.

D.h., ein kleiner Teil der Strahlung beugt sich um die Ecke. Die Stärke der Beugung ist außerdem Frequenz (in unserem Falle Farb-) abhängig.

Nehmen wir vereinfachend an, dass der Beugungsanteil pro Längeneinheit weitgehend konstant sei ( in unserem Falle also des mechanischen Blendenumfangs), so wächst der gestreute Anteil mit der Größe des Blendenumfangs, also mit der jeweils eingestellten Blendengröße.

 

Danach müßte nun auch die Beugungsunschärfe mit größer werdender Blende zunehmen. Das Gegenteil aber ist der Fall! Woran liegt das nun wieder?

 

Ganz einfach: Die sichtbare Beugungsunschärfe entsteht nämlich aus dem Verhältnis von gebeugter zu ungebeugter Menge. Wird nun die Blende vergrößert, so wird zwar der Umfang der Blende auch größer, aber eben nur linear, dagegen nimmt die Fläche des Blendenlochs quadratisch zu. Das heißt wiederum, der resultierende Anteil der ungebeugten Strahlen steigt überproportional an und damit nimmt die Beugungsunschärfe deutlich ab. 

 

Wenn also nun Objektive konstruktiv mechanisch eine große Blende aufweisen - z.B. bei großen Formaten - so ist der verhältnismäßige Anteil störender Beugung geringer. Das ändert natürlich nichts an der optisch wirksamen Blende, die bekanntlich durch "Eintritts- zu Austrittspupille" gebildet wird.