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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Grenzen der Optik



HKO
25.06.2002, 23:01
Ich fange neuen Thread an, weil der andere schon weit unten steht. Ich denke, ich habe die Erklärung für die "grottenschlechten" Supermacros gefunden.
Ich habe heute nochmals Tests mit verschiedenen Objektiven (Sigma 50 mm EX Macro und Canon 2.8/100 USM Macro) gemacht, beide mit vollem Auszug, beide zusätzlich mit Zwischenringen (ein kleiner 11 mm beim 50 mm, 31 mm beim 100er), wodurch beide Objektive etwa auf gleiche Vergrößerungen (Ausschnitt von ca. 15mm Länge) gebracht wurden. Belichtung mit Blitzzange, Variation der Blende, Zeit konstant auf 1/180.
Die erreichte Schärfe hängt klar nur von der Blende ab, Blenden weiter geschlossen als 16 braucht man nicht zu probieren, gibt massive Unschärfe (unabhängig von der Brennweite), 16 ist gerade noch tolerabel, Top-Schärfe ab 11.
2 physikalische Phänomene können eine Rolle spielen.
1. Die Beugungsunschärfe an der Blende ist durch den Verlängerungsfaktor von 1,6 bei der D60 und bei vollem Auszug resultierender entsprechend höherer Vergrößerung auch früher wirksam, B16 mag 1,6 x 16 entsprechen.

2. Allerdings habe ich auf Film schon viele Bilder auch mit B32 im vergeleichbaren Extrem-Makrobereich gemacht, ohne solch derbe Abnahme der Schärfe zu sehen. Es bleibt das sog. "Dawes limit", d.h. die Tatsache, daß die benötigte optische Auflösung (die vom Verhältnis Linsenfläche zu Sensorfläche abhängt), durch die sehr kleinen Sensorpixel der D60 (7,6 µm) überfordert wird, weil der erforderliche Linsenquerschnitt, der durch die Blende massiv eingeengt wird, irgendwann einfach überschritten wird. Ich bin in der optischen Physik nicht genug gebildet, um dieses Phänomen besser zu erklären, ich denke aber, daß hier dieser Fall eingetreten ist. Es würde mich sehr interessieren, ob jemand einmal ein top-scharfes Bild mit einer Blende kleiner als 16 geschossen hat, nach dem erwähnten Dawes Gesetz könnte dies allenfalls mit sehr langen Brennweiten gelingen (weil hier die absolute Blendenöffnung größer ist), ganz sicher nicht bei kurzen Brennweiten. Meinungen ?

Flinkbaum
26.06.2002, 00:25
Hallo

...genau die Erfahrung hab ich auch schon gemacht : Ab 16 ist Schluß ! Mit jeder weiteren Blendenstufe steigt die Unschärfe. Das ist vollkommen unabhängig vom Objektiv bei mir, alle zeigen solch ein Verhalten.

Darauf hab ich auch sofort spekuliert, als ich Deine Bilder in der Mail sah. Wollte noch nach den Blendenwerten fragen, hast aber die Antwort jetzt selber gefunden.

Thats life...
Grüße
J.

ehemaliger Benutzer
26.06.2002, 19:45
Jörg Otte schieb:

>Hallo Mit jeder weiteren Blendenstufe steigt die Unschärfe. Das ist vollkommen unabhängig vom Objektiv bei mir, alle zeigen solch ein Verhalten.

Hallo,

in einem alten Leica-Buch fand ich folgende Erklaerung: Es sind Beugungserscheinungen, die das Aufloesungsvermoegen des Objektivs beeintraechtigen. Bis 4 mm (50 mm - Objektiv Blende 11) keine spuerbaren Einschraenkungen. Bei kleineren Blenden zunehmende Verschlechterung der Punktschaerfe, dafuer groessere Schaerfentiefe. Ab 2 mm Blendendurchmesser (50mm-Objektiv Blende 22) wird es schlechter. Bei groesseren Massstaeben veraendert sich ja auch das Verhaeltnis Blende zu Brennweite. Bei 1:1 z. B. kann dann Blende 16 auf Blende 32 schrumpfen, die Beugungserscheinungen erschlagen dann vollkommen die Punktschaerfe des Objektivs.
Viel ist es nicht. Es bleiben sicherlich noch Fragen offen, die ein Optikfachmann beantworten koennte. Ich hoffe aber, man kann sich so eine kleine Vorstellung machen, warum das so ist und sich entsprechend darauf einrichten. Versucht es mal in solchen Faellen mit groesseren Blenden. Die Schaerfentiefe (so stand es im Leicabuch und nicht Tiefenschaerfe, obwohl es eigentlich so heissen soll) wird zwar Null und haargenaues Einstellen ist notwendig, die Punktschaerfe soll aber dann besser werden.

Herzliche Gruesse
Peter Knappek

HKO
26.06.2002, 20:04
Habe nochmals ausführlich getestet, vom Stativ mit SPV, habe von 15 mm bis 300 mm bei Blenden zwischen 11 und 22 ausprobiert. Bei 15 mm ist B11 schon praktisch inakzeptabel, in mittleren Brennweiten-Bereichen liegt die "Schmerzgrenze" bei 16, bei 300 mm kann man mit der Qualität von B22 leben. Dies ist unabhängig von der Einstellentfernung.
Da dies mit Film in diesem Bereich nicht passiert, kann es nicht die Beugungsunschärfe sein, es ist das Dawes limit, es bedeutet, daß die D60 mit ihren kleinen Pixelflächen die Leistung der Optik bei solch kleinen Blenden überschreitet. Wir werden auf einen Vollformatchip warten müssen, wenn wir höhere Schärfentiefen durch kleinere Blenden haben wollen.

HKO
26.06.2002, 20:06
Peter Knappek schieb:

>Jörg Otte schieb:
>
>>Hallo Mit jeder weiteren Blendenstufe steigt die Unschärfe. Das ist vollkommen unabhängig vom Objektiv bei mir, alle zeigen solch ein Verhalten.
>
>Hallo,
>
>in einem alten Leica-Buch fand ich folgende Erklaerung: Es sind Beugungserscheinungen, die das Aufloesungsvermoegen des Objektivs beeintraechtigen. Bis 4 mm (50 mm - Objektiv Blende 11) keine spuerbaren Einschraenkungen. Bei kleineren Blenden zunehmende Verschlechterung der Punktschaerfe, dafuer groessere Schaerfentiefe. Ab 2 mm Blendendurchmesser (50mm-Objektiv Blende 22) wird es schlechter. Bei groesseren Massstaeben veraendert sich ja auch das Verhaeltnis Blende zu Brennweite. Bei 1:1 z. B. kann dann Blende 16 auf Blende 32 schrumpfen, die Beugungserscheinungen erschlagen dann vollkommen die Punktschaerfe des Objektivs.
>Viel ist es nicht. Es bleiben sicherlich noch Fragen offen, die ein Optikfachmann beantworten koennte. Ich hoffe aber, man kann sich so eine kleine Vorstellung machen, warum das so ist und sich entsprechend darauf einrichten. Versucht es mal in solchen Faellen mit groesseren Blenden. Die Schaerfentiefe (so stand es im Leicabuch und nicht Tiefenschaerfe, obwohl es eigentlich so heissen soll) wird zwar Null und haargenaues Einstellen ist notwendig, die Punktschaerfe soll aber dann besser werden.
>
>Herzliche Gruesse
>Peter Knappek

Diese sog. Beugungsunschärfe als Grund für das Verhalten hatte ich ja bereits angesprochen. Es ist dies aber nicht der Grund, da mit Film dieses Problem nicht in diesem Umfang auftritt.

Flinkbaum
26.06.2002, 22:42
Hallo gebeutelte !

Ich hab mich auch mal an so einen Test gewagt und werde dazu zum ersten mal in meinem Leben diese komischen TAGs benutzen. Hoffentlich geht das nicht in die Bucks...

Zum Test :

Tamron 2.8/90 Makro an D60. Fernauslöser, MF, M-Mode, Glühlampen Bel. /WB, Stativ.
Abb. Maßstab lt. Objektiv 1:1.1 (umrechnen zur D60 könnt ihr selber ;-), Spiegelvorauslösung (unabdingbar sagt Herr Pölking !). Sucher mit Objektiv-Rückdeckel verschlossen.

Mein Ergebnis :
Blenden 11+13 : sehr gut+scharf
Ab 16 gehts betrgab, und zwar ganz sachte. Obwohl 16 mit entsprechendem USM und Kontrast noch brauchbare Ergebnisse liefert.
Mit Blende 19 und höher hat sichs dann erledigt. Die Ergebnisse sind auch mit Hardcore-Bildverarbeitung nicht mehr zu gebrauchen. Es wird
a) Unscharf im ganzen Bild
b) sehr kontrastarm

Ein Wehrmutstropfen : Sieht aus wie ein guter Weichzeichner ! Kein Scherz !

Hier die Bildbeispiele :

<a href="http://joerg-otte.bei.t-online.de/blende11.jpg">Beispiel Blende 11</a>

<a href="http://joerg-otte.bei.t-online.de/blende32.jpg">Beispiel Blende 32</a>

Oh Mann, hoffentlich hats geklappt.........Tag :-)

Die Bilder sind vollkommen unbearbeitet. Nur ausgeschnitten, gedreht und als jpg abgespeichert worden. Keine Verkleinerung.

Nun fällt mir noch was ein : Jetzt endlich weiß ich, warum bei der E10 + 20 bei Blende 11 Ende ist !!! Mehr traut man sich da nicht....

Und irgendwie klappts auch nicht mit der WB bei meinem kleinen Halogenstrahler. Aber der hat schon einigen Vorgängerinnen der D60 den Schweiß in die Elektronik getrieben !

Grüße von mir und vielleicht konnte ich ein wenig Licht ins Dunkel bringen.

Jörg O.

HKO
26.06.2002, 23:13
Hast Du es mal mit Deinem 3,5/180 probiert ? Ich möchte nach meinen Érgebnissen und der Begründung prophezeien, daß Du ungefähr 1 Blende mehr schließen kannst. Auch mit der D30 müßten deutlich kleinere Blenden (etwa wie KB) möglich sein.

Gustav Krulis
19.09.2003, 13:39
vor Jahren habe ich das mal getestet, die Fotos habe ich nicht mehr. Alles über f 16 bringt nur eine grössere Schärfentiefe, sonst nichts, eher negativ im Ergebnis. Damals habe ich auch darüber gelesen, du liegst also diesbezüglich voll richtig (Verhalten des Lichtes am Spalt, etc).

Gary
19.09.2003, 19:42
Das hört sich doch wirklich logisch an. Ich hatte einmal Tests gemacht mit Sigma 180 + 1.4x + 2.0x, da war auch bei ca. Blende 13 Schluß. Danach wurde es eher schwammiger.

Auch die eigentliche Auflösung der Optik kommt ja irgendwann ans Limit (unabhängig von der Blende). Wenn ich auf den genutzen Auschnitt der Frontlinse das 'Sensorraster' drüberlege, dann kommen da (ganz grob gerechnet) in der Höhe schon ca. 1200 lpi raus. Setze ich jetzt noch den 1.4x und den 2x Konverter drauf, dann minimiere ich den benutzen Bereich noch zusätzlich. D.h. aus den 1200 lpi werden schon mal ca. 3500 lpi was die Linse an Auflösung bringen sollte.

Ich kenne mich jetzt nicht so aus mit optischen Geräten, aber ich denke mal, dass die halt einfach nicht für so hohe Auflösungen gerechnet sind -> das Bild wird von Natur aus schon mal 'unschärfer'.

Wenn dann noch das von dir erwähnte Limit dazu kommt -> Matsch ;)

Oder habe bei den lpi einen Denkfehler ?

Gruß,

Gary

M. Blum
19.09.2003, 20:16
Horst, probier das doch mal mit der DS aus. Dann wissen wir doch, ob esan der Pixelgröße oder am digitalen Sensor allgemein liegt.

Wallo
19.09.2003, 22:58
Hallo Horst,

wie sieht es denn bei dem Canon MP-E 65 aus. Ich frage deshalb, weil Frank Philipps wohl grundsetzlich bei Bl. 16 fotografiert, um eine größtmögliche Schärfentiefe zu erreichen.

Gruß, Wolfgang

HKO
19.09.2003, 23:20
Irgendwer hat diesen Uralt-Thread ausgegraben, prinzipiell ist seitdem viel geklärt worden.

1. zur 1Ds. diese verhält sich wie KB-Film hinsichtlich der einstellbaren Blende, bis B32 ist wieder nutzbar z.. mit dem 100er Macro, bedingt eben durch den größeren Sensor.

2. das bringt aber real gegenüber der 1,6-Crop-Faktor-Chip keinen Vorteil. Hier werden effektive Blenden > 16 bei 100 mm kritisch, 22 ist schon deutlich schwach. Es liegt einfach am kleineren Chip, der aber gleichzeitig die Schärfentiefe erhöht, sodaß 16 etwa Blende 25-26 entspricht, man kann den Crop-Faktor als Multiplikator nehmen.

3. Je kleiner der absolute Blendendurchmesser wird (bei WW-Objektiven), desto rascher nimmt die Beugungsunschärfe zu. Dies verbietet Blendenzahl > 11 z.b. bei den Super-Weitwinkeln.

4. Macht man Super-Macros, muß man die effektive Blende berücksichtigen, auch beim MP E65. Während man bei 1:1 durchaus f=16 nutzen kann, muß man Richtung 5:1 weiter aufmachen, weil die effektive Blende bis über 64 dabei ansteigt. f=11 bei um 3:1, f=8 bei 5:1 dürften optimale Kompromisse zwischen gewünschter Schärfentiefe und nur geringer Zunahme der Beugungsunschärfe sein. Das gilt genauso für andere Kombinationen mit Objektiv-Kopplungen und Retrostellungen von Objektiven.

Dies hat sich so im Verlauf seit 6/2002 als Ergebnis erwiesen.