Beugungsunschärfe meist nicht sichtbar - Originalthread

[Stuessi]

Hallo,

meiner Meinung nach werden die wenigsten Bilder wegen der Beugung unscharf. In der Mehrzahl der Fälle sind sicher Verwackeln oder Fehlfokus die Ursache für unscharfe Bilder. Ich habe mal versucht, den Einfluß der Beugung in Abhängigkeit von der eingestellten Blende zu veranschaulichen und mit der Theorie zu vergleichen.
Kamera: Alpha 900
Objektiv: Sigma Makro 50mm/2,8
Abbildungsmaßstab 1:1, damit hohe effektive Blendenzahlen erreicht werden.
Vorlage: USAF-1951 Testbild in Durchlicht
Beleuchtung: Blitz
Blendenreihe von effektiv 5,6 bis Blendenzahl 90 (das entspricht den eingestellten Werten 2,8 bis 45)
Kameraeinstellung: extrafein (Bitte keine Diskussion JPG<-->RAW...)
Die Striche und Lücken zwischen den Strichen sind auf der Testvorlage gleich groß. Ich habe deshalb versucht, die Elemente herauszusuchen, bei denen die Striche nicht nur erkennbar, sondern deutlich voneinander getrennt sichtbar sind.
Das theor. Auflösungsvermögen habe ich zum Vergleich mit der Formel
A = 1/(1.22*0.0006*Blendenzahl) Lp/mm
berechnet. Sicher stimmen die Blendenwerte bei dieser Kamera-Objektiv-Kombination nicht 100-prozentig, Fehler in der Größenordnung einer drittel Blende sind sicher nicht ausgeschlossen...

6/M1x_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=124202)

Anhand dieser Tabelle
6/USAF-1951.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=122022)
kann jeder seine eigenes Auswertung vornahmen.
Nicht die Beugung bestimmt im Allgemeinen das Auflösungsvermögen, sondern der Sensor der Kamera! Das Auflösungsvermögen des Sensors liegt bei etwa 40 Lp/mm, wie schon meine Bilder eines Strichgitters zeigten.


Gruß,
Stuessi

edit:

Damit einige Ergebnisse nicht verloren gehen, stelle ich sie hier rein.

6/M1x-ADOX-CMS20_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=124324)
Mit viel Phantasie kann man die Striche rechts oben (7.1) noch bei den oberen Ausschnitten erkennen: mehr als 120 Lp/mm.


6/M1x-ADOX-CMS20-Nikon_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=124427)
So sieht es aus, wenn ich die Negative mit dem Nikon Coolscan V scanne, der eine nominelle Auflösung von 4000 dpi, entspr. 80 Lp/mm hat.


6/Mastab_4x_-100_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=124447)
Blendenreihe bei Maßstab 4:1 mit Minolta Makro MC 50mm/3,5 retro am Balgen (Alpha 900).


6/Loch-_und_BayerMaske_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=124305)
Gegenstandsgröße(Lochdurchmesser) ca. 0,5mm ===> Bildgröße ca. 3µm (Strahlensatz), die Linsen- und Fokussierfehler und Beugung (Beugungsscheibchen von etwa 8µm Durchmesser) vergrößern das Bild. Der Pixelabstand bei der 7D beträgt etwa 8µm.
6/Lochmaske-Blendenreihe-Quadrate-1000_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=124306)

[Jens N.]

Also ich sehe da ab f16, spätestens ab f22 eine Abnahme der Schärfe. Ob die Bilder für welchen Zweck noch brauchbar sind ist ein anderes Thema, aber wenn es um die "optimale Schärfe" geht, bleibt es doch nach deinem Vergleich dabei, nicht weiter als vielleicht f16 abzublenden. Genauso mache und empfehle ich es auch ... ?

[aidualk]

Also ich sehe da ab f16, spätestens ab f22 eine Abnahme der Schärfe. Ob die Bilder für welchen Zweck noch brauchbar sind ist ein anderes Thema, aber wenn es um die "optimale Schärfe" geht, bleibt es doch nach deinem Vergleich dabei, nicht weiter als vielleicht f16 abzublenden. Genauso mache und empfehle ich es auch ... ?

Sehe ich ganz genauso... und ist auch meine Erfahrung, dass ab Bl 16 bei feinen Strukturen in der Praxis schon ein Unterschied auszumachen ist... auch wenn es hier im Forum viele krampfhaft verneinen. :cool: Ist mir persönlich aber egal und deshalb hab ich mich aus der Diskussion auch herausgehalten. Ich weiss was ich sehe und gut ist für mich... Stüssi bestätigt es hier nur.

[TONI_B]

Ich denke, man sollte auch unterscheiden, was man mit freiem Auge an "Auflösung" unterscheiden kann und was man messtechnisch erfassen kann.

Bei den Aufnahmen von Stuessi könnte man sicher durch line-scans durch die Balkenstrukturen Unterschiede auch schon bei f/8 oder f/11 sichtbar machen. Genau so durch MTF-Messungen! Wer sich die Auswertungen auf photozone.de anschaut, sieht ja, dass bei nahezu allen Objektiven die Kontrastübertragungsfunktion ab f/5,6 oder f/8 (bei APS-C!) abnimmt. Das sind oft Verringerungen im Prozentbereich! Da ist auf den Bildern mit freiem Auge kein Unterschied feststellbar - trotzdem sinkt bereits der Kontrast bzw. die Auflösung geringfügig. Auf Grund der Beugung!

Dass ein Sensor mit einem Pixel-Pitch von 5 oder 6µm keine Auflösung von 200lp/mm bringt, ist durch das Bayer-Pattern und den AA-Filter bedingt - keine Frage. Den 40lp/mm würde ich für das freie Auge und geringe Vergrößerungen auch zustimmen. Für höhere Ansprüche sollte ein Objektiv aber schon ein wenig mehr können, sonst bräuchte man ja keine Zeiss-Optiken...:lol:

[fiefbergen]

Meine eigenen Erfahrungen aus der Praxis decken sich nicht mit den obigen Testbildern.
Ich bin deshalb gerade dabei und arbeite mich in das Focus-Stacking mit Helicon-Focus ein. Bei kritischen Landschaftsmotiven, wo ich Schärfe von direkt vorm Objektiv bis zum Horizont will, mache ich bis zu 10 Belichtungen mit max. f 5,6 und umgehe somit das Beugungsproblem. Die Ergebnisse der ersten Versuche sind vielversprechend, Vorraussetzung ist allerdings Windstille, weil Bewegung in Blättern, Gräsern etc. nicht zu Deckungsgleichheit führt.

[Stuessi]

...Dass ein Sensor mit einem Pixel-Pitch von 5 oder 6µm keine Auflösung von 200lp/mm bringt, ....

nur eine Korrektur:

5 oder 6µm führen höchstens zu Auflösungen von 83..100 Lp/mm

[Anaxaboras]

Zunächst einmal vielen Dank an Stuessi, für die ausführliche Erläuterung nebst abfotografierter Testcharts :top:.

Bei mir ist allerdings so, dass ich keine zweidimensionalen Testtafeln fotografiere, sondern Objekte/Subjekte in der realen Welt :D. Und da gibt es nicht nur die Beugungsunscharfe sondern eben auch die Tiefenunschärfe, beides muss ich halt unter einen Hut bringen.

Sehe ich ganz genauso... und ist auch meine Erfahrung, dass ab Bl 16 bei feinen Strukturen in der Praxis schon ein Unterschied auszumachen ist...

Ich stehe nur auf dem Standpunkt (wie auch der Praktiker Gerd), dass das Phänomen "Beugungsunschärfe" bei der Bildgestaltung in der Regel eine vernachlässigbare Größe ist. So blende ich Gegenlichtfoto gerne auf f16 oder höher ab, um die Sonne als Strahlenstern ins Bild zu bekommen - und schere mich dabei nicht im Geringsten um mögliche Beugungsprobleme. Ebenso, wenn es darum geht, eine möglichst große Tiefenschärfe zu erzielen.

Aber wie schon im anderen Thread gesagt: Soll doch jeder nach seiner Façon selig werden. Mir tun nur die immer zahlreicher werdenden Einsteiger hier im Forum leid, wenn wirklich alles problematisiert wird.

Martin