Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Schärfentiefe bei Makroaufnahmen
Hallo,
hier einige Überlegungen und Bilder zur Schärfentiefe bei Makroaufnahmen.
Die Schärfentiefe hängt bei gegebenem Durchmesser des Zerstreuungskreises nur vom Abbildungsmaßstab und der eingestellten Blende ab. Der Einfluss der Blende ist auf der ersten Abbildung deutlich zu sehen.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Schrfentiefe2_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=35563)
Schaut man sich 100% Ausschnitte an, so fällt auf, dass mit zunehmender Schärfentiefe bei kleinen Blenden (größeren Blendenzahlen) die Schärfe abnimmt.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Schrfentiefe2a_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=35564)
Ursache ist die Beugung des Lichts. Ein Objektpunkt ergibt bei einer Abbildung keinen Bildpunkt, sondern immer eine kleine Scheibe, deren Durchmesser mit kleiner werdender Blende zunimmt. Man spricht von der sog. „förderlichen Blende", wenn das Beugungsscheibchen so groß wie der Zerstreuungskreis ist. Weiteres Abblenden vergrößert zwar die Schärfentiefe, verringert aber die Schärfe des Bildes.
Mit diesem Schärfetiefenrechner http://www.erik-krause.de/schaerfe.htm habe ich eine Reihe von Werten für Schärfetiefe und förderliche Blende im Makrobereich ermittelt und in ein Diagramm eingetragen, um diesen Zusammenhang auf einen Blick zu überschauen.
Als Durchmesser des Zerstreuungskreises habe ich 1/60 mm gewählt. Dies entspricht sicher einem Praxiswert für die Alpha 100, einem etwas zu optimistischen Wert für die 7D oder 5D.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Schrfentiefe002-g.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=35565)
Anhand des Diagramms kann man sich schnell überlegen, welche Maßstab-Blenden-Kombination für eine geforderte Schärfentiefe optimal ist, z.B. findet man für geforderte 1mm die Kombination Blende 16 und Maßstab 1:1.
Gruß,
Stuessi
Peter-GBW
19.02.2007, 19:17
Hallo Stuessi,
wow welche Mühe. Vielen Dank. Obwohl die theoretischen Grundlagen sicher allgemein bekannt sind, sind Deine Fotobespiele und insbesondere die Tabelle sehr anschaulich und hilfreich.
Ich bin beeindruckt! :top: :top: :top:
OhMann stuessi....
meine M-Prüfung ist nun ziemlich genau 29 Jahre her...
und nun muss ich mir wieder diese zeuch reinziehen:twisted:
aber....
dieses mal habs ich es genossen:top: :top: :top:
einmalig gut beobachtet und beschrieben...
dazu die Bilder die JEDEM wohl langsam klar machen...wo der hammer hängt:D
Problem in allen schicken Fotobüchern ist ja meist...genau die mangelnde Bildhaftigkeit...
zu den Erklärungen
denn wenns so präsentiert wird...
sollte es jedem glasklar werden:lol:
Mfg gpo
[hoffe nur, die verwahrst das ganze auf...vielleicht kommt doch ein Buch raus:]
hansauweiler
19.02.2007, 23:41
Hallo Stuessi !
Super dargestellt ! So klar hat mir die (zwar bekannten) Zusammenhänge noch keiner dargestellt wie deine deine mm Papier Diagramme.
Ich versuche gerade bei Detailaufnahmen von Blüten rauszufinden, was der beste Kompromiß zwischen Abbildungsmaßstab, Vergrößerung und Schärfentiefe ist.
Siehe auch http://www.sonyuserforum.de/forum/showthread.php?t=35193
Übrigens: Deine Art der Darstellung mit Hilfe von mm Papier, Buntstiften Handschrift und Lineal ohne modernen Schnickschnack trifft meinen Geschmack. So arbeite ich auch am liebsten.Sind wir evt. aus der gleichen Generation? (Der mit Rechenschieber und Reißbrett)?
Gruß HANS
EdwinDrix
19.02.2007, 23:58
Klasse erklärt und für mich wirklich praktisch, da ich mich seit kurzem mit der Makrofotografie beschäftige.
Vielen vielen Dank für diesen Beitrag Stuessi :!: :!: :!: :!:
Edwin
Hallo,
zunächst danke für die Blumen! :D
Meinen kleinen Rechenschieber, der aus der Schulzeit Ende der 50-er Jahre stammt, verwende ich zur Bestimmung des Abbildungsverhältnisses: 40 mm der Skala sind in 1/2mm unterteilt. Nach einem Foto davon kann ich mit dem Rechenschieber schnell den Maßstab ausrechnen.
Das Streichholz steckte immer noch in der Befestigung (Duplostein und Tesafilm) und so habe ich meinen Balgen maximal ausgezogen, ein Filmobjektiv 25mm/1,5 in Retrostellung befestigt und damit einen Maßstab von 13,9:1 erhalten. Laut Schärfetiefenrechner ergibt das bei einem Zerstreuungskreis von 1/50 mm ( Dynax 7D) eine förderliche Blende von 2,0. Die Schärfentiefe ist bei Blende 4 erst bei 1/100 mm. Bei diesem Beispiel überwiegt tatsächlich der Einfluss der Beugung. Zur Information habe ich auch die effektiven Blenden hinzugefügt. Beleuchtet wurde das Streichholz von zwei 5600-er Blitzen, bei Blende 16 (effektiv 238) aus ca. 40 cm Abstand.
Das Beugungsscheibchen links unter der 1 von der Zahl 16 stammt übrigens von einem Staubkorn auf der Sensorscheibe der Kamera.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Beugung_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=35577)
Gruß,
Stuessi
Hallo,
nun habe ich die Schärfentiefe in Abhängigkeit von der effektiven Blende aufgetragen.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Schrfentiefe002g.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=36625)
Gruß,
Stuessi
bleibert
29.03.2007, 14:06
Wieder mal ein schönes Experiment!:top:
Nur leider hast Du etwas vergessen: Die effektive Blende unterscheidet sich nicht nur auf Grund der Auszugsverlängerung um den Faktor (m+1) von der nominalen Blende (Zahl auf Blendenring), sondern in Deinem Fall der Retromontage auch noch durch das Pupillenverhältnis. Die nominale Blende ist da Verhältnis von Brennweite zu Eintrittspupille. Die Eintrittspupille ist das Bild der körperlichen Blende (also der Öffnung im Irisblenden-Mechnismus), das durch die Linsen vor der Blende (also Richtung Objekt) entworfen wird. Das ist das, was Du von der Blende siehst, wenn Du vorne hineinschaust - ein vergrößertes Bild der eigentlichen, körperlichen Blende. Diese Größe ist Maßgeblich für den Lichteinfall. Das gleiche analog ist die Austrittspupille, sie ist das Bild der körperlichen Blende, das die Linsen hinter der Blende entwerfen. Wenn Du nun das Objektiv rumdrehst, dann vertauschen auch die Pupillen ihre Lage, und Du machst die Austrittspupille zur Eintrittspupille. Das ist vernachlässigbar, wenn das Pupillenverhältnis, also der Quotient von Austrittspupille zu Eintrittspupille, gleich eins ist. Bei Deinem oben verwendeten MC Rokkor-HH 1:1.8 f=35mm ist das aber nicht der Fall, denn es ist ja eine Retrofokus-Konstruktion. Das Pupillenverhältnis beträgt ca. 1,3, Du müsstest also folglich die Werte für die effektive Blende noch dadurch dividieren.
Bei Deinem ersten Beispiel gibst Du einen Abbildungsmaßstab von m=5,2 an. Deine effektive Blende unter Einbeziehung des Abbildungmaßstabs wäre also:
k_eff = k_nom * (m + 1)
Aus Blende 16 wird also Blende 99. Jetzt hast Du das Objektiv aber verkehrt herum montiert, also verändert sich schon mal gleich die gesamte Blendenskala wegen des Pupillenmaßstabes m_p:
k_eff = k_nom / m_p
Aus der Blende 16 in Normalmontage wird in Retromontage eine Blende 12. Die muss jetzt wiederum bei langen Auszügen um den Maßstabs-Faktor korrigiert werden, also haben wir zusammengefasst:
k_eff = k_nom * (m+1) / m_p
Somit verschlechtert sich die Blende 16 effektiv nur noch zu Blende 76 statt 99.
Mit Deinem Filmobjektiv 25mm/1.5 verhält sich das natürlich genauso. Die effektive Blende ist nicht nur für die Belichtung maßgeblich, sondern auch für die Beugung.
Hallo Dennis,
Du hast mit Deinen Überlegungen recht, aber der Schritt von Blende 99 zu Blende 76 liegt bei ca. 2/3 Blendenstufe und wird von mir vernachlässigt, denn sonst könnte ich kein so einfaches und dennoch hoffentlich aussagekräftiges Diagramm zeichnen.
Gruß,
Stuessi
bleibert
30.03.2007, 10:47
...denn sonst könnte ich kein so einfaches und dennoch hoffentlich aussagekräftiges Diagramm zeichnen.
Ja, aber es stimmt halt nicht. Und ich bin ja noch nicht mal darauf eingegangen, dass hier implizit davon ausgegangen wird, dass Pupillen und Hauptebenen deckungsgleich sind - was ja bei einer Retrofokus-Konstruktion überhaupt nicht stimmt. Also gibt's da noch mehr Verzerrungen, die eventuell noch größere Abweichungen bedingen. Wenn man Glück hat, hebt's sich vielleicht auch wieder auf. Vor allem ist Dein Diagramm mit den effektiven Blenden nutzlos, wenn man nicht weiß, wie man aus der nominalen Blende auf dem Blendenring die effektive berechnet. Ich steige da auch noch nicht richtig durch, und kämpfe mich gelegentlich durch diverse Artikel. Jetzt habe ich erst mal ein paar englische Fachbücher im Auge, wenn ich weiter durchblicke, versuche ich das mal aufzudröseln.
Hallo,
zu diesem Thema habe ich mal wieder einige Fotos gemacht, um meine Tabelle mit Leben zu erfüllen.
Aufbau: Dynax 7D mit Balgengerät und Objektive in Retrostellung.
Objekt: eine unter 45° montierte Skala mit 1/100 mm Einteilung
Beleuchtung: Blitz
Blendenangaben laut Objektiv
Alle Ausschnitte in 100% Wiedergabe
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/28mm45grd_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=45948)
Bei 28mm Brennweite und einem Zerstreuungskreisdurchmesser von 1/60 mm erhält man bei Gegenstandsweite von 32,09 mm den Abbildungsmaßstab 6,85:1. Die optimale Blende ist laut Schärferechner (http://www.erik-krause.de/schaerfe.htm) dann 3,6. Hier wird ein ideales Objektiv angenommen, dennoch bin ich mit den realen Ergebnissen recht zufrieden.
Hier noch zwei Objektive:
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/35-50mm45grd_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=45949)
Gruß,
Stuessi
Hallo,
nun habe ich mal probiert, welche Abstände mit meinem 28mm-Objektiv noch getrennt werden.
Versuchsaufbau: http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/28mm68grd-Versuchsaufbau.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=46114) Ergebnis: http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/28mm68grd_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=46115)
Linien mit 3,7µm Abstand werden bei offener Blende noch getrennt.
(Die Pupillenvergrößerung bei der Retrostellung des Objektivs habe ich nicht berücksichtigt, da sie in diesem Zusammenhang nicht von großer Bedeutung ist.)
Gruß,
Stuessi
Hallo,
mal wieder ein praktisches Beispiel zur Schärfentiefe, einmal mit 8 Dioptr. Vorsatz vor Teleobjektiv und mit Makroobjektiv. Die angegebenen Blendenwerte sind die eingestellten Werte, entsprechen also nur beim Teleobjektiv den effektiven Blendenwerten.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Schrfentiefe_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=51784)
Gruß,
Stuessi
Hallo Stuessi,
vielen Dank für die aufschlussreichen Fotos und den Einfluss der Beugung beim Abblenden!
Ähnlich, wenn auch nur rein praktische Beobachtungen habe ich mit dem Leica Photar 4/50 am Balgengerät gemacht. Bei Abbildungsmaßstab 10:1 konnte ich überhaupt nicht mehr abblenden, weil die Bildverschlechterung durch Beugung schon im Sucher sichtbar wurde.
Die Natur/Physik ist manchmal doch verdammt hart gegen den Fotografen... :)
Der neg. Einfluss der Beugung auf die Bildqualität war mir ja bekannt, allerdings nur vom Hörensagen, da ich die Blende halt idR nicht so weit schließe. Das dies aber so krass ist, hätte ich nicht gedacht.
Daher vielen Dank für den Test.
ja steussi....was für eine Arbeit:top::top::top:
das must du im Kinderforum bei den DSRL-Heinis mal zeigen,
die kommen dann vom Klo nicht wieder runter:cool:
ein kleines Problem seh ich aber schon...
deine Sachen kann wohl kaum einer nachvollziehen,
wobei ich nach wie vor deine Streichholzköpfe unübertroffen finde...
da kommt noch Praxiswert(Bewertung) durch!
....das es unseren (alt)Physiker freut kann ich nachvollziehen:cool:
Mfg gpo
digitalCat
08.03.2008, 13:53
Zunächst war ich noch froh, dass ich meinen Minolta 1200er Ringblitz manuell an meiner (hinterher geklauten) D7D einsetzen konnte, wenn ich mit dem Sigma 50/2,8 Makro bis auf F45 abblenden konnte (Blumenstrauss in ca. 30cm Abstand).
Ausgedruckt auf A3 war die erzielte Tiefenschärfe zwar beachtlich, die allgemeine Schärfe leider für ein Makro nicht mehr so hinreißend.
Nach den überzeugenden Beispielen von Stuessi würde ich künftig eher versuchen, die Lichtleistung auf andere Weise zu bremsen, um mit beispielsweise F16 auszukommen.
vielen Dank für die Lehrstunde
sagt Hans-Dieter
Hallo,
nun habe ich ein weiteres Beispiel zum Einfluss der Beugung bei Makroaufnahmen zusammengestellt. Angeregt wurde ich durch die Frage geht das mit Makroobjektiv. (http://www.sonyuserforum.de/forum/showthread.php?t=63477).
Die 0.4mm dicke Kanüle einer Spritze, hier mit Sigma 50mm/2,8 Makro bei 1:1,
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/818/Pict00018neu-01-a.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=67898)
habe ich mit einem 25mm/1,5 Filmkamera-Objektiv (retro) am voll ausgezogenen Novoflex-Balgen im Maßstab 7:1 mit der Dynax 7D fotografiert. Verkleinert man die Bilder um den Faktor 7, so entsprechen die Ergebnisse Aufnahmen mit dem Makroobjektiv. Man sieht die Zunahme der Schärfentiefe mit kleiner werdender Blendenöffnung. Schaut man sich aber Ausschnitte der gleichen Aufnahmen (2-fach vergrößert) an, so ist der Einfluss der Beugung schon ab Offenblende deutlich zu sehen.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Makro7x-14-200_2Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=67930) aufgehellt: http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Makro7x-14-200-ACDSee_2Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=68019) und 100%Crop Blende 11: http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Pict00057-1000x1000-neu.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=68020)
Gruß,
Stuessi
:D:top::top::top::D
was für eine Arbeit Stuessi:roll::cool:
zeig das mal im Kinderforum...
da haben sie wieder..."Beugung am Wickel":oops:
Mfg gpo
Hallo,
ein neues Bild zur Schärfentiefe, Maßstab 1:1.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Schrfentiefe_1-1_a_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134328)
Gruß,
Stuessi
Schön - wie aus dem Lehrbuch! :top:
Schärfentiefe, Beugung, Sphärochromatismus - alles, was das Herz begehrt...:cool:
Stuessi,
würdest Du das mit einer verfügbaren A77 wiederholen? Da Du aus Köln und Umgebung bist würde ich Dir meine A77 zur Verfügung stellen, wenn ich sie denn habe. Ich bin nämlich auf den Unterschied hinsichtlich Beugungsunschärfe zwischen A900 und A77 gespannt.
Grüße,
Jörg
Hallo,
nun habe ich in meiner "Sammlung" ein Gitter mit "gescheiter" Liniendichte gefunden.
Das Gitter hat 20 Lp/mm, unter 45° betrachtet ergibt das 28 Lp/mm.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Schrfetiefe-Ro1x-20Lp_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134389)
Eine erste Auswertung zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen des Schärfetiefenrechners (http://www.erik-krause.de/schaerfe.htm) mit den Einstellungen Aufnahmeformat 35mm, 0,022 mm für den Zerstreuungskreis, Brennweite 75mm, Gegenstandsweite 15cm. Dies entspricht einer Bildgröße 30x20cm², betrachtet aus ca. 31cm Abstand. Dafür benötigt man echte 7 MPixel, also z.B. eine A900.
Ich habe das Gesamtbild bei Blende 4 auf DIN A4 Glanzpapier ausgedruckt. Bei sehr heller Beleuchtung erkenne ich etwa 10 Gitterlinien aus 40cm Abstand. Zum Abzählen bedarf es aber doch einer Lupe.
Gruß,
Stuessi
Hallo,
für Freunde extremer Makroaufnahmen habe ich weitere Objektive in Retrostellung am maximal ausgezogenen Novoflex Balgen untersucht.
6/Schrfetiefe-Ro1x-10Lp45_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134629)
6/Schrfetiefe-Ro1x-20Lp_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134389)
6/Schrfetiefe-Ro1x-20Lp60_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134630)
6/Schrfetiefe-Ro1x-20Lp70_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134631)
6/Schrfentiefe_Min-50mm-Makro-max_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134516)
6/Schrfentiefe_Min-28mm-Makro-max_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134488)
6/Schrfentiefe_Xenon_7x_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134489)
6/Schrfentiefe_Biotar-18x_Kopie.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134490)
Und ein Vergleich mit einer Aufnahme am Mikroskop mit 10x/0,25 Objektiv, 8x Okular und 0,25x Zwischenlinse, also 20-facher Vergrößerung, Skala unter 15,6°:
6/Schrfentiefe_Mikroskop_20x_Kopie_2.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134581)
Beste Schärfe erhält man bei den Blenden
5,6-8 (Rodagon 75mm/4)
5,6 Minolta Makro 50mm/3,5
5,6 (Minolta MC 28mm/2,5) ***Fokusshift***
4 (Kinoobjektiv Xenon) ***Fokusshift***
2,8 (Kinoobjektiv Biotar)
Gruß,
Stuessi
edit:
Ergänzungen
Die Objektivreihe wurde um das Minolta Makro MC 50mm/3,5 (ebenfalls retro am Balgen) erweitert .
Im letzten Bild kann man Makro mit Mikro vergleichen, dazu eine Aufnahme der nur leicht geneigten 10-µm-Skala mit einem Mikroskop (Objektiv 10x/0,25 Okular 8x A900).
Hallo,
um den Betrachtungsabstand zu berücksichtigen habe ich noch drei Gitterbilder gemacht und insgesamt 5 Bilder in ein 6000x4000 Pixel großes Bild montiert.
Das kann jeder mit meinen Beispielen so oder so ähnlich nachvollziehen.
6/Schrfetiefe-Ro-1x-g1200.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=134632)
Wer nur auf Postkartenformat ausdruckt oder in HDTV-Qualität seine Bilder betrachtet braucht sich um die 3 Bilder mit 20 Lp/mm nicht zu kümmern.
Gruß,
Stuessi