Wie finde ich die Blende, mit der für ein bestimmtes Objektiv Bilder in höchster Qualität erzeugt werden?


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Ich spreche nicht von einer großen Blende (f / 1.8, f / 2.8 ...), sondern von kleinen Blenden (f / 18, f / 20, f / 23 ...). Ich habe irgendwo gelesen (eigentlich glaube ich, dass es auf dieser Seite war, aber ich weiß nicht genau, um welchen Beitrag / Kommentar es sich handelt), dass das Objektiv bei kleinen Blenden wie 1: 16 und kleiner an Qualität verliert. Ist das wahr?

Angenommen, die folgende Situation:

  • du hast ein stativ
  • Sie haben so viel Licht, wie Sie brauchen
  • Sie interessieren sich nicht für die Verschlusszeit
  • Sie interessieren sich nicht für ISO
  • Sie interessieren sich nicht für die Bewegungsunschärfe oder deren Mangel

Alles, was Sie interessiert, ist daher die Wahl der Blende mit der höchsten Qualität. Welchen Wert wird das haben und wie unterscheidet es sich zwischen langsamen und schnellen Objektiven?


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Die Frage, an die Sie denken, ist wahrscheinlich: Was ist eine „Beugungsgrenze“? oder Liefern kleinere Aperturen eine größere Schärfentiefe über die Beugungsgrenze hinaus, auch wenn die Spitzenschärfe darunter leidet? . Aber der zweite Teil Ihrer Frage ist ein bisschen anders, also denke ich nicht, dass es ein Duplikat ist.
Mattdm

Antworten:


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Das Problem, über das Sie sprechen, ist die Beugung. Es handelt sich weniger um ein Objektivproblem (alle Objektive verursachen Beugung) als vielmehr um ein Sensorproblem.

Wenn Licht in eine kleine Öffnung eintritt, können sich die Lichtwellen gegenseitig beugen und stören. Dies kann dazu führen, dass die luftige Scheibe, die eine bestimmte Lichtwelle auf den Sensor wirft, größer als die Pixelgröße des Sensors ist und daher ein Qualitätsverlust auftritt.

In realen Situationen ist es jedoch fraglich, wie viel Qualitätsverlust bei normaler Betrachtung tatsächlich sichtbar ist. Nachbearbeitung und Drucken können eine Vielzahl von Sünden verbergen.

In der Situation, die Sie in Ihrer Frage beschreiben (die im Wesentlichen eine Landschaftsaufnahme ist), würde ich wahrscheinlich f / 16 als guten Kompromiss zwischen Beugung und DoF festlegen und die hyperfokale Distanz verwenden, um so viel Schärfe von vorne nach hinten wie möglich sicherzustellen.

Ich wollte auf Cambridge in Farbe verlinken, aber Gerikson hat mich geschlagen: Es ist ein guter Artikel, wenn auch ein wenig technisch.

EDIT: Ein weiterer Aspekt fällt mir ein. Sie haben die "Blende mit der höchsten Qualität" für ein Objektiv erwähnt, und Objektive haben in der Tat einen "Sweet Spot", der normalerweise 1 bis 2 Blendenöffnungen entfernt ist. Dies führt jedoch zu DoF-Problemen in bestimmten Situationen, z. B. in Landschaften.


Es ist etwas irreführend zu sagen, dass es sich um ein Sensorproblem handelt. Ich würde es eine Physik- und Blenden-Tatsache nennen. Ein Sensor mit höherer Auflösung erreicht früher eine beugungsbegrenzte Situation, löst jedoch immer noch mehr Details auf als ein Auflösungssensor.
Eruditass

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Was ich damit meinte war, dass es keine Linsen gibt, die besser sind als andere, wenn es um Beugung geht, aber es gibt Sensoren, die besser sind.
ElendilTheTall

Und ich sage, es gibt nicht wirklich Sensoren, die für eine bestimmte Gesamtsensorgröße besser sind, was ein weit verbreitetes Missverständnis sein kann.
Eruditass

Außerdem ist f / 16 für jedes Objektiv unterschiedlich. Wenn das Objektiv sehr weitwinklig ist, ist die Blende 16 physisch viel kleiner als die Blende 16 bei einem 400-mm-Objektiv.
Nick Bedford

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@ Nick, obwohl es physisch viel kleiner ist, bedeutet die kürzere Brennweite, dass das Licht nicht so weit wandert und die luftige Scheibe daher kleiner ist. Infolgedessen bricht es ab und alles, was zählt, ist das Blendenverhältnis.
Eruditass

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Nach einer gewissen Unterbrechung schleicht sich die Beugung ein und beginnt, die Bildqualität zu beeinträchtigen.

Die genaue Blende variiert je nach Sensorgröße und Auflösung. Die Faustregel für APS-C-DSRLs scheint jedoch bei 1: 11 zu liegen, und bei kleineren Aufnahmen mit hoher Pixeldichte wird sie möglicherweise bei 1: 5,6 angezeigt.

Cambridge in Color hat einen guten Überblick über dieses Phänomen .


Ich würde nicht wirklich sagen, dass es eine feste Blende gibt, bei der die Beugung zum Problem wird. Die beugungsbegrenzte Apertur ist der eine vom Sensor abhängige Beugungsfaktor. Heutzutage haben wir APS-C-Sensoren, die zwischen 10 und 18 MP liegen, wobei DLAs zwischen 1: 12 und 1: 6,5 liegen. Jemand mit einer 18-Megapixel-APS-C-Kamera wird definitiv einige der Auswirkungen von Beugungsunschärfen bei 1: 11 sehen, während jemand mit einem 12-Megapixel-Sensor wahrscheinlich in Ordnung wäre oder erst bei 1: 11 Beugungsunschärfen zu erkennen beginnt.
jrista

@ jrista guter Punkt! Ich benutze selbst einen 10-Megapixel-Sensor und gehe normalerweise nicht über 1: 11 hinaus, hätte mir aber die Zeit nehmen sollen, die Auswirkungen von Sensoren mit höherer Auflösung zu untersuchen!
Gerikson

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Es gibt eine sogenannte beugungsbegrenzte Blende, dh den Blendenwert, ab dem die Beugung zu einem Verlust der Schärfe pro Pixel führt. Dies hängt von der Wellenlänge des Lichts und von der Größe jedes Sensorpixels ab.

Bei Ihrer Frage, welche Blende die höchste Qualität bietet, ist ein weiterer Faktor zu berücksichtigen, vorausgesetzt, Sie haben die freie Wahl der Blende. Dieser Faktor ist, dass, obwohl das Stoppen nach dem DLA zu einer geringeren Spitzenschärfe führt, Sie durch Erhöhen Ihrer Schärfentiefe dennoch eine höhere durchschnittliche Schärfe erzielen können .


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Dies scheint eine fehlende Antwort auf diese Frage zu sein . :)
mattdm

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Während viele Leute über die Ideen gesprochen haben, scheint niemand die Titelfrage direkt angesprochen zu haben: Wie testet man die höchste Auflösung dafür?

In der Theorie ist die Antwort darauf ziemlich einfach: Sie schießen auf jede Blende und finden heraus, welche die höchste Qualität liefert.

In Wirklichkeit ist es selten so einfach. Beginnen wir mit dem einfachsten Fall: einem völlig flachen Objekt, das genau parallel zur Film- / Sensorebene ist. In diesem Fall müssen Sie nicht auf die Schärfentiefe achten, haben jedoch häufig eine gewisse Auswahl. Bei vielen Objektiven ist das Zentrum bei einer Blende am schärfsten, bei einer anderen (normalerweise etwas kleineren) Blende sind die Ecken am schärfsten. Für ein (einigermaßen typisches) Beispiel ist die Mitte bei 1: 5,6 am schärfsten, die Ecken jedoch bei etwa 1: 8 bis 1: 9,5.

Wenn wir in einer dritten Dimension hinzufügen, werden die Dinge noch interessanter. Eine kleinere Blende erhöht die Schärfentiefe. In einem realen Bild werden Sie oft einen größeren Anteil erhalten, die mit einer noch kleineren Öffnung als einigermaßen scharf ist entweder von denen , wie oben angegeben. Hier ist zum Beispiel eine Sequenz mit f / 4.5, f / 8 und f / 11:

Blende 4,5: Bildbeschreibung hier eingeben Blende 8: Bildbeschreibung hier eingeben Blende 11: Bildbeschreibung hier eingeben

Allerdings ändert sich mit der Blende nicht nur die Schärfe und die Schärfentiefe. Selbst wenn Sie beispielsweise nur einen Teil eines Bildes betrachten, kann die chromatische Aberration bei einer Blende minimiert, der Kontrast bei einer zweiten Blende maximiert und die sphärische Aberration bei einer dritten Blende minimiert werden.

Sie müssen auch die Qualität unterscheiden, von der das Bild am besten funktioniert. In der obigen Serie ist die f / 8-Version an den Ecken (geringfügig) schärfer (obwohl ich den Unterschied bei der obigen Größe nicht sehe), aber ich bevorzuge definitiv die f / 4.5-Version, weil der Hintergrund weniger ablenkend ist.

Ich sollte wahrscheinlich eine andere Falte erwähnen: Sie können (und manche Leute tun dies) das sogenannte Focus Stacking verwenden, um die (scheinbare) Schärfentiefe zu erhöhen und gleichzeitig eine höhere Schärfe beizubehalten, als Sie (normalerweise) von einer kurzen Pause bis zu einer wirklich kleinen erhalten würden Öffnung. Die Grundidee ist ziemlich einfach: Sie nehmen eine Reihe von Bildern auf, die auf verschiedene Entfernungen fokussiert sind, und erstellen dann eine Komposition aus den scharfen Teilen jeder dieser Aufnahmen. Beispielsweise:

Nahfokus: Bildbeschreibung hier eingeben

Weiter Fokus: Bildbeschreibung hier eingeben

Composite: Bildbeschreibung hier eingeben

Beachten Sie, dass das Composite nicht nur aus diesen 2 Aufnahmen besteht, sondern aus insgesamt 5, so dass dies eine Menge Arbeit sein kann. Wenn Sie sich das Composite genauer ansehen, können Sie erkennen, dass ich eigentlich noch mehr Aufnahmen hätte machen sollen, wenn die Fokuspunkte etwas näher beieinander liegen. Zum Beispiel sind sowohl die nahe als auch die ferne Blüte ziemlich scharf, aber einige der dazwischen liegenden Blätter sind es wirklich nicht.


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Sie erreichen die Beugungsgrenze des Kamerasensors, bevor Sie die Auflösungsgrenze eines Objektivs erreichen. Daher liegt die "höchste Qualität" der Blende für ein Objektiv knapp unter der Beugungsgrenze.

Um die Beugungsgrenze für den Sensor Ihrer Kamera zu ermitteln, sehen Sie sich den Beugungsgrenzen-Rechner unten auf dieser Seite an .


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Tatsächlich gibt es Kompromisse: Normalerweise verbessert sich die Schärfe einer Linse, wenn die Blende geschlossen wird (das Licht tritt effektiv durch einen engeren Punkt innerhalb der Linse), so dass die höchste Qualität einer hervorragenden Linse (zu einem bestimmten Zeitpunkt in) erreicht wird das Bildfeld) in einer DSLR wird häufig etwa 1/2 bis 1 Blende oberhalb der Beugungsgrenze erreicht.
Whuber
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