Unterschiede von Sensorgrößen in Blendenwerten

[Gast User57696]

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Angeregt durch eine Diskussion im Thema zum Altglas möchte ich nochmal dieses spezielle Thema aufgreifen.

 

Ich zitiere den Beitrag von m(A)ui, weil er mit recht kompetentem Auftreten die Diskussion erstmal beendet hat:

 

jetzt wird's aber haarstraeubend ...

Blendenunterschiede sind verhaeltnisse und keine differenzen!!

Also 1.5 / 1.33. der logarithmus zur basis 2 daraus entspricht blendenstufen: log(1.5/1.33) / log(2) = 0.17

Zumindest die 1/6 Blende hat (zufaellig) gestimmt.

 

maui

 

edit: ich denke aber man muss die Flaechen ins Verhaeltnis setzen, wie Phillip bemerkt hat. Also:

Also 1.5² / 1.33². der logarithmus zur basis 2 daraus entspricht blendenstufen: log(1.5²/1.33²) / log(2) = 0.35 (1/3 Blende)

Soweit wir er textlich hier ist, nämlich, dass einerseits (Sensor)Flächen bzw. deren Größen ins Verhältnis zueinander gesetzt werden müssen und andererseits die Logarithmus Funktion eine Rolle spielt, war ich auch schon.

 

Phillip hat ja die Größen der Sensorflächen bereits dargestellt:

KB: 864 mm²

APS-C: 369,72 mm²

MFT: 224,9 mm²

 

m(A)ui macht in seiner obigen Rechnung einige Fehler

1) er setzt anstelle der Verhältnisse der Sensorgrößen die Quadrate der Crop-Faktoren ein, also die Verhältnisse der Quadrate der Verhältnisse der Diagonalen

2) er dividiert am Ende durch log(2), was mumpitz ist, da der Log von 2 zur Basis 2 immer 1 ist, damit ist dieser Teil der Rechnung obsolet

 

Wenn man allerdings die Überlegungen konsequent umsetzt, ergibt sich:

1) Unterschied zwischen KB und APS-C: log2(864/369,72) = 1,22 Blenden

2) Unterschied zwischen KB und MFT: log2 (864/224,9) = 1,94 Blenden

3) Unterschied zwischen APS-C und MFT: log2 (369,72/224,9) = 0,72 Blenden

 

Damit wäre meine These, der Unterschied zwischen dem Abstand von APS-C zu MFT und dem Abstand von KB zu APS-C sei deutlich kleiner als 1/3 Blende, widerlegt. Der Unterschied beträgt nach dieser Rechnung genau 0,5 Blenden (1,22 - 0,72) und ist damit größer als von mir vermutet.

 

Troztdem wird natürlich ebenfalls offenbar, dass die Differenz der beiden Abstände mit 0,5 Blenden immer noch kleiner ist, als jeder der beiden Abstände von 0,72 Blenden und 1,22 Blenden. Damit sind aber halt auch APS-C und MFT weiter voneinander entfernt, als der Unterschied der Entfernungen zwischen KB und APS-C einerseits und APS-C und MFT andererseits.

 

Meine Zusammenfassung ist, dass APS-C zwischen 2/3 Blenden und 1 Blende "größer" ist als MFT und KB zwischen 1 Blende und 1 1/3 Blenden "größer" ist als APS-C. Der Unterschied der beiden Abstände ist deutlich kleiner als 2/3 Blenden, nämlich genau 0,5 bzw 1/2 Blende.

 

Im Kontext der Altglasdiskusison bleibe ich dabei, dass nach einem KB Sensor APS-C die deutlich sinnvollere Wahl für den Einsatz von Altglas ist, als MFT.

 

Bin mal gespannt, ob noch jemand etwas Erhellendes zur "Berechnung des Unterschieds von Sensorgrößen ausgedrückt in Blenden" beitragen kann oder will.

[m(A)ui]

m(A)ui macht in seiner obigen Rechnung einige Fehler

1) er setzt anstelle der Verhältnisse der Sensorgrößen die Quadrate der Crop-Faktoren ein, also die Verhältnisse der Quadrate der Verhältnisse der Diagonalen

2) er dividiert am Ende durch log(2), was mumpitz ist, da der Log von 2 zur Basis 2 immer 1 ist, damit ist dieser Teil der Rechnung obsolet

1) m(A)ui hat mit cropfaktoren gerechnet, um den bezug zu den vorangegangen Rechnungen zu bewahren. Cropfaktor zum Quadrat entspricht i.d.T. nicht dem Flaechenverhaeltnis, bei unterschiedlichen Seitenverhaeltnissen ... Strenggenommen darf man auch nicht die Sensorflaeche nehmen, sondern die Ausdehnung (breite oder hoehe) zum Quadrat, mit der letzteendlich betrachtet/gedruckt wird.

2) "log" "lg" steht fuer den 10er-Logarithmus und "ln" fuer den natuerlichen logarithmus (Basis e = Eulersche Zahl). andere logarithmen stehen bei handelsueblichen Taschenrecnern nicht zur verfuegung.

 

maui

 

edit: hab was verwexelt: "lg" steht (nach ISO) fuer den 10er-Logarithmus, welchen ich gemeint habe.

edit²: https://en.wikipedia.org/wiki/Logarithm#Particular_bases

edit³:  bei google entspricht log dem 10er-algorithmus

bearbeitet 1. Juni 2016 von m(A)ui

[flyingrooster]

Im Kontext der Altglasdiskusison bleibe ich dabei, dass nach einem KB Sensor APS-C die deutlich sinnvollere Wahl für den Einsatz von Altglas ist, als MFT.

Nun wechseln wir von der Mathematik in die Linguistik. Definiere doch bitte deine persönliche Bedeutung und Ausprägung der Begriffe "deutlich" und "sinnvoll".

bearbeitet 1. Juni 2016 von flyingrooster

[tgutgu]

Zumal sich Bildqualität wohl kaum in Formeln, die auf Sensorgeometrie basieren, zwängen lässt. Wurde im SKF aber schon unzählige Male durchgekaut. Das Objektiv spielt ja auch noch eine Rolle.

[nightstalker]

Och da hatte ich doch erst einen laaangen Post dazu geschrieben, in dem ich unter anderen die Problematik der Seitenverhältnisse und der nicht immer gleichen APS Sensoren darlegte ... mal suchen, vielleicht finde ich den nochmal.

 

 

 

 

Meine Zusammenfassung ist, dass APS-C zwischen 2/3 Blenden und 1 Blende "größer" ist als MFT und KB zwischen 1 Blende und 1 1/3 Blenden "größer" ist als APS-C. 

 

 

Jo, so ähnlich war auch mein Ergebnis, bevor man in Hochformat und Querformat einsteigt.

 

 

Am Ende schrieb ich, dass wir uns da in Bereichen von 1/6 Blendenstufen herumtreiben, und dass das wohl eher weniger kriegsentscheidend sei ... 

 

 

Die Flächen in Bezug zu setzen ist übrigens relativ sinnlos, oder gestaltest Du Dein Bilder jetzt nach dem Flächeninhalt?

 

Das ist genauso unüblich, wie nach der Diagonale zu gestalten. (und das, obwohl der Otto Normalfotoforent doch den Cropfaktor nach der Diagonale berechnet )

 

 

 

Der gemeine Fotograf nimmt als Richtlinie für seine Gestaltung eine der beiden Kanten ... meistens im Querformat die lange Kante und im Hochformat die kurze Kante (Stichwort Schulterlinie etc.)

Wenn man das nun auf ein mFT  Bild herunterbricht, landet man zwischen Cropfaktor 2,2 und 1,8 ...

 

 

 

 

Ich für meinen Teil habe eine viel einfachere Methode entdeckt, wie ich mit den unterschiedlichen Formaten und Sensorgrössen zurechtkomme:

 

 

Ich kucke einfach durch meinen Sucher und mache dann ein möglichst stimmiges Bild ... was nicht passt schneide ich nacher weg.

 

 

Mit der Methode kann man sogar mit 1Zoll ... aber auch mit APS ... Bilder machen und wenn man die dann Unbeteiligten vorlegt, sagt irgendwie nie einer "Oh, das war bestimmt APS Format" ... 

 

 

 

 

 

Manchmal kommt in mir der böse Verdacht auf, dass man die Qualität der Bilder ... wenn man sie schon nicht sehen kann ... mathematisch beweisen möchte .... oder was ist genau der Grund, wieso es so wichtig ist, Grössenunterschiede so zu betonen und darüber auf hunderten Seiten zu diskutieren?

[nightstalker]

P.S.

 

 

 

Meine Zusammenfassung ist, dass APS-C zwischen 2/3 Blenden und 1 Blende "größer" ist als MFT und KB zwischen 1 Blende und 1 1/3 Blenden "größer" ist als APS-C. 

 

 

Hierbei stimme ich Dir zu, aber weniger wegen dem Format ... APS ist nunmal ein lächerlicher Abklatsch von dem, was ein Objektiv der alten Zeit zeigen kann* .... sondern wegen dem ganzen Glas vor dem Sensor ... mFT hat da ziemlich viel und braucht eigentlicht entsprechend gerechnete Objektive um richtig zu glänzen.

 

 

* das kann man sich schönrechnen wie man will, aber man muss einfach nur ein Bild vom gleichen Objektiv an KB und APS nebeneinander ansehen, dann wird das klar.

Die alten Objektive sind schärfer an Altglas und haben ihren Charakter beibehalten, im Gegensatz zum Ausschnitt, den man im APS Bild sieht.

 

Ich werde die Altglasfans damit wohl nicht schrecken können ... aber es bleibt halt ein Hobby, das an APS auf Teleausschnitte beschränkt ist.

 

 

[Kleinkram]

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Ich bin mathematisch und physikalisch durchaus gebildet, lesen kann ich auch, aber ich möchte jetzt nicht in einen anderen, mir bisher mangels Geräten unbekannten Thread wechseln.

 

Kann mir jemand sagen oder durch einen Link helfen, was das Verhältnis von Blende zu Fläche ist und wozu es gut ist?

[Gast User57696]

Schön, dass sich von sechs Antworten immerhin eine aufs Thema bezieht

 

1) m(A)ui hat mit cropfaktoren gerechnet, um den bezug zu den vorangegangen Rechnungen zu bewahren. Cropfaktor zum Quadrat entspricht i.d.T. nicht dem Flaechenverhaeltnis, bei unterschiedlichen Seitenverhaeltnissen ... Strenggenommen darf man auch nicht die Sensorflaeche nehmen, sondern die Ausdehnung (breite oder hoehe) zum Quadrat, mit der letzteendlich betrachtet/gedruckt wird.

...

Ich glaube schon, dass die Flächengrößen in Verhältnis gesetzt werden müssen, einfach weil "eine Blende Unterschied" der doppelten bzw halben Lichtmenge entspricht und dieser Unterschied in der Lichtmenge meiner Meinung nach in Bezug gestetzt werden kann zu Größenunterschieden von Sensorflächen...

bearbeitet 4. Juni 2016 von User57696
Eskalation amputiert

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[tgutgu]

Ich habe hier so den Verdacht, dass hier die ohnehin bekannten Vorzüge größerer Sensoren mathematisch belegt werden sollen. Ich verlass' mich da lieber auf den visuellen (Voll)Bildeindruck im betrachteten Ausgabemedium. Da dürfte die Sensorfläche nur untergeordnet eine Rolle spielen. Zumal die Sensorfläche auch mathematisch nicht die einzige Größe sein kann, da noch andere technologische Faktoren eine Rolle spielen. Den Idealsensor gibt es ohnehin nicht.

 

Ich kann mir dann auch nichts darunter vorstellen, wenn am Ende mathematisch herauskommt, dass Sensorgröße X zu zweimal besserer Bildqualität oder viermal weniger Rauschen führt als Sensorgröße Y.

 

Ansonsten kann man die Unterschiede ja im Vergleichstool auf dpreview in 100% Pixelansicht bewundern. Da fällt es mir aber genauso schwer zu sagen, dass die Qualität von x um Faktor z besser ist als die von y.

 

Aber rechnet ruhig weiter.

[pizzastein]

Ich glaube schon, dass die Flächengrößen in Verhältnis gesetzt werden müssen, einfach weil "eine Blende Unterschied" der doppelten bzw halben Lichtmenge entspricht und dieser Unterschied in der Lichtmenge meiner Meinung nach in Bezug gestetzt werden kann zu Größenunterschieden von Sensorflächen...

 

Das kommt eben drauf an, ob man Lichtmenge/Rauschen/Dynamik betrachtet oder Bildgestaltung/Freistellung.

 

[benmao]

 

 

 

 

Kann mir jemand sagen oder durch einen Link helfen, was das Verhältnis von Blende zu Fläche ist und wozu es gut ist?

Wozu es gut ist? Ich weiss auch nicht.

 

Verhältnis Blende zu Fläche. Ich versuche es mal abzuleiten.

Blende ist ein Maß für den Durchmesser der Öffnung des Objektivs. Doppelte Blende entspricht doppelter Durchmesser entspricht vierfache Fläche.

Doppelte Fläche (Wurzel aus 4) hat man dementsprechend beim Faktor 1,4 (Wurzel aus 2).

 

Der Sensor hat auch eine Fläche. Aber damit einen Zusammenhang herzustellen erscheint mir auch nicht zwingend logisch.

 

 

Ich glaube schon, dass die Flächengrößen in Verhältnis gesetzt werden müssen, einfach weil "eine Blende Unterschied" der doppelten bzw halben Lichtmenge entspricht und dieser Unterschied in der Lichtmenge meiner Meinung nach in Bezug gestetzt werden kann zu Größenunterschieden von Sensorflächen...

Da wäre es ja logischer, die Blendenstufe mit der Seitenlänge oder der Diagonale oder dem Cropfaktor in Verbindung zu setzen. Eine Halbierung der Blendenzahl führt zu einer Halbierung bzw Verdoppelung bei diesen Kennzahlen.

 

Das kommt eben drauf an, ob man Lichtmenge/Rauschen/Dynamik betrachtet oder Bildgestaltung/Freistellung.

 

In Zahlen:

 

Verdoppelung der Blendenzahl (zB f/5.6 statt f/2.8) führt zu:

 

1/2 Durchmesser

 

1/4 Querschnitt

 

1/4 Licht durchs Objektiv

 

Gleiche Lichtmenge auf kleineren Sensor mit Cropfaktor 2 bzw 1/4 Fläche

 

Verdoppelung der Schärfentiefe bei gleichem Sensor

 

Gleiche Schärfentiefe bei Sensor mit Cropfaktor 2

 

vervierfachte ISO um das auszugleichen bei gleicher Verschlusszeit

 

Bei Dynamik und Rauschen gibt's nur einen tendenziellen Zusammenhang, sowohl wenn man die Blende als auch die Sensorgröße als Bezug nimmt.

[Kleinkram]

Kann es sein, dass Ihr von einer Lochkamera redet und nicht von einem Objektiv, dessen Glas Licht bündelt?

[m(A)ui]

Blende ist ein Maß für den Durchmesser der Öffnung des Objektivs.

Blende(nzahl) ist das Verhaletnis von Brennweite zu effektiver eintrittspupille.

Kann es sein, dass Ihr von einer Lochkamera redet und nicht von einem Objektiv, dessen Glas Licht bündelt?

die gleichen gesetze gelten fuer refraktoren, spiegel-objektive und die Camera obscura.

 

maui

[pizzastein]

Blende(nzahl) ist das Verhaletnis von Brennweite zu effektiver eintrittspupille.

 

was meinst Du mit "effektiv"?

 

Die Blende gibt erst mal nur die Schärfentiefe an, wieviel Licht beim Sensor ankommt hängt noch ab von Vignettierung und Transmission.

 

[pizzastein]

Gleiche Schärfentiefe bei Sensor mit Cropfaktor 2

 

Das kann aus praktischer Sicht etwas variieren, wenn die Sensoren nicht gleiche Seitenverhältnisse haben und das Motiv eine der beiden Kanten ausfüllen soll. Dann muss man etwas weiter weg oder etwas näher dran und bekommt eine etwas andere Schärfentiefe.

 

Zur Einfachheit und um keine Haarspalterei zu betreiben, würde ich aber auch aus praktischer Sicht immer die "Mischkalkulation" nehmen, und das wären dann wieder die Flächenverhältnisse...

 

 

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[m(A)ui]

was meinst Du mit "effektiv"?

"effektiv" hab ich nur zur Verdeutlichung geschrieben, um den Begriff "Eintrittspupille" noch deutlicher von den Begriffen "Frontlinsendurchmesser" oder "Blendendurchmesser" zu differenzieren.

 

maui

 

[Gast User73706]

Was ist das Ziel dieses Threads?

[Kleinkram]

Theoretiker von Praktikern abzugrenzen.

[nightstalker]

was meinst Du mit "effektiv"?

 

Die Blende gibt erst mal nur die Schärfentiefe an, wieviel Licht beim Sensor ankommt hängt noch ab von Vignettierung und Transmission.

 

 

 

"effektive Eintrittspupille" schreibt man, weil damit der tatsächlich genutzte Durchmesser gemeint ist, nicht die Grösse der vorhandenen Frontlinse.

 

Da Hersteller typische Filterdurchmesser haben, zB Nikon nutzt oft 62mm, ist dieser Wert zwar hilfreich, wenn man nicht viele verschiedene Filter haben will, aber oft sind die Frontdurchmesser zu gross für die Lichtstärke des Objektivs... sprich: nur ein kleinerer Teil davon wird effektiv genutzt.

[nightstalker]

Das kann aus praktischer Sicht etwas variieren, wenn die Sensoren nicht gleiche Seitenverhältnisse haben und das Motiv eine der beiden Kanten ausfüllen soll. Dann muss man etwas weiter weg oder etwas näher dran und bekommt eine etwas andere Schärfentiefe.

 

Zur Einfachheit und um keine Haarspalterei zu betreiben, würde ich aber auch aus praktischer Sicht immer die "Mischkalkulation" nehmen, und das wären dann wieder die Flächenverhältnisse...

 

 

 

 

vollkommen richtig ... aber es zeigt halt auch den Wahnsinn bei dieser Rechnung mit der Diagonale:

 

 

Angenommen ich habe ein Bild, auf dem der Hintergrund zu verschwommen ist .... kein Problem, ich schneide einfach rechts was ab, dann steigt die theoretische Schärfentiefe an ... was leider davon wieder aufgehoben wird, dass auch der Cropfaktor steigt. Da ich  das Bild nun näher betrachte, weil auch die horizontale Kante kürzer geworden ist, ich das Bild also leichter überblicken kann, steigt die Auflösung meines Auges relativ zum Bildinhalt auch wieder an, was dazu führt, dass ich feine Strukturen besser sehe, ihre Unschärfe bemerke und die Schärfentiefe wieder geringer wird (für meine Betrachtung). 

Das Rauschen steigt natürlich auch an, weil ich eben näher dran bin und es überhaupt bemerkle.

 

 

Mache ich das gleiche, aber schneide die Fläche oben ab, dann gehe ich nicht näher ran (man geht bei normaler, also nicht fotoforumtypischer, Betrachtung, so nahe an ein Bild, oder Gemälde, dass man es gerade noch überblicken kann) und sehe keine feineren Struklturen oder Rauschen, Das Bild hat also für mich mehr Schärfentiefe und rauscht weniger ... obwohl der Cropfaktor der gleiche ist.

 

Das ist der praktische Wahnsinn, wenn man zu sehr mit Cropfaktoren denkt ... wenn überhaupt, dann sollte man mit der Kante rechnen, die für die Bildgestaltung wichtig ist (wobei das auch wieder hinkt, weil man ein Hochformat ja so betrachtet, dass es auch oben und unten vollständig überblickbar bleibt)

 

Also doch die horizontale Kante nehmen?

 

Dabei wird zB ein 4:3 Bilder näher betrachtet als ein 3:2 Bild man sieht also mehr Strukturen, was zu geringerem Schärfentiefeeindruck führt, aber auch mehr Rauschen.

 

 

Schneide ich ein 3:2 Bild auf ein Quadrat zu, bekommt es an der Wand hängend, den Eindruck geringerer Schärfentiefe, rauscht aber dafür auch mehr.

 

 

 

Manchmal beneide ich die Pixelpeeper, da bei deren 100% Fisierung, solche Probleme nicht auftreten ..... Ihre Betrachtung ist zwar total praxisfern, liefert aber eindeutige Ergebnisse, die sich nicht durch Formate und Betrachtungsabstände verändern.

bearbeitet 8. Juni 2016 von nightstalker

[boxer-harry]

Theoretiker von Praktikern abzugrenzen.

Das geh nicht.

Mit einem Textbeitrag in einem Fotoforum kann man allenfalls die verschiedenen Arten von Theoretikern voneinander abgrenzen

[m(A)ui]

:-D

[Gast User73706]

Theoretiker von Praktikern abzugrenzen.

Um was zu erreichen? Die Grenzen sich doch schon selbst gut genug ab.

[Gast]

blendenwerte und sensorgröße haben miteinander ungefähr genau soviel zu tun wie ps-zahl und hubraum

 

da eine direkte umrechnung zu versuchen, ist schierer mumpitz

 

aber wenn man weniger an zahlenspielereien als am fertigen bild interessiert ist, und wenn man mal möglicherweise unterschiedliche seitenverhältnisse vernachlässigt, dann kommt man zu den folgenden äquivalenten werten:

 

entfernung bleibt gleich (für gleiche perspektive)

brennweite geteilt durch cropfaktor (strahlensatz, für gleichen bildwinkel)

durchmesser der blendenöffnung bleibt gleich (strahlensatz, für gleiche tiefenschärfe)

daher: blendenzahl geteilt durch cropfaktor

belichtungszeit bleibt gleich (für gleiche bewegungsunschärfe)

daher: iso geteilt durch 2 hoch cropfaktor

 

bei perfekten sensoren sind die bilder dann nicht unterscheidbar: sie sind gleich bzw. äquivalent

das gilt übrigens auch für das photonenrauschen

 

wo haben größere sensoren also prinzipbedingte vorteile?

da wo man genug licht hat, um die in der praxis größere "photonen-speicherkapazität" (full well capacity) der größeren pixel ausnutzen zu können (also wenn man den größeren sensor nahe seiner basis-iso betreibt)

und da wo man hohe auflösung braucht (aber wenn man die fürs croppen verschwendet, dann hätte man auch gleich einen kleineren sensor nehmen können)

 

andererseits finden sich neue technologien i.d.r. zuerst in den kleineren sensoren