So berechnen Sie die schärfste Blende für eine beliebige Linse

Wenn wir über die Schärfe eines Objektivs sprechen, ist die Fähigkeit, Details aufzulösen, in Betracht gezogen. Wenn ein fokussiertes Objektiv mehr unterscheidbare Details in einem Bild wiedergeben kann, nennen wir es scharf. Die Schärfe einer Linse ist nicht konstant. Sie ändert sich mit der Blende, der Brennweite (wenn es sich um ein Zoomobjektiv handelt) und der Entfernung des Motivs.

Das aufgelöste Detail unterscheidet sich von der Auflösung. Ein mit einer modernen DSLR-Kamera aufgenommenes unscharfes Bild hat eine sehr große Auflösung, jedoch keine aufgelösten Details.

Die Schärfe wird normalerweise in Linienpaaren pro Millimeter (lppmm) oder anhand der Unschärfe des Sensors in Mikrometern gemessen. Die genauen Einzelheiten dieser Messungen sind für dieses Lernprogramm unwichtig. Sie müssen wissen, dass es ein wissenschaftliches und gut verstandenes Mittel zur Bestimmung der Schärfe gibt, das ein wenig mehr als nur ein Augapfel erfordert!

In diesem Lernprogramm wird beschrieben, wie Sie die optimale Blende für jedes Objektiv berechnen, um die aufgelösten Details in einem Bild zu maximieren.

Warum sollten Sie sich nicht um die Schärfe sorgen?

Bevor ich eintauche, möchte ich darüber sprechen, warum die Suche nach maximaler Schärfe selten so wichtig ist.

In jeder Situation gibt es eine maximal scharfe Kombination aus Blende und Fokuspunkt, jedoch gibt es unzählige andere Kombinationen, die akzeptable Ergebnisse liefern. Nur durch extremes Zoomen und „Pixel Peeping“ kann der Unterschied zwischen dem schärfsten Bild und dem Bild ermittelt werden, das scharf genug ist.

Es gibt so viel mehr als nur ein scharfes Bild, um ein gutes Bild zu machen. Ein Bild kann technisch perfekt sein und hat keinerlei künstlerischen Wert - all diese extrem scharfen, extrem langweiligen Bilder von Testcharts -, während ein erstaunlich kreatives Bild kaum scharf sein kann. Das Thema, die Töne und all die Dinge, die die Fotografie so wunderbar subjektiv machen, spielen eine viel wichtigere Rolle.

Sogar die fokussierten Bereiche dieses verträumten Bildes eines Weizenfeldes sind nicht besonders scharf. Weizenfeld. DanielNanescu / PhotoDune.

Es gibt bestimmte Situationen, in denen der Fokus von Bedeutung ist, was in den meisten Fällen ein Anhaltspunkt für die Schärfe ist. In Porträts beispielsweise möchten Sie meistens, dass die Augen des Motivs der Fokuspunkt und damit der schärfste Punkt im Bild sind, aber im Großen und Ganzen, solange das Bild scharf genug ist, werden andere Dinge viel wichtiger.

Denken Sie also daran, wenn Sie dieses Tutorial durchlesen. Das Wissen, wie die optimale Blende und der Fokus für ein maximal aufgelöstes Bild berechnet werden, ist für Fotografen - insbesondere Landschafts- und Architekturfotografen - hilfreich, aber es ist nur einer von vielen Aspekten, die bei der Erstellung eines Bildes erforderlich sind. In den meisten Situationen werden die Daumenregeln, die ich hier behandeln werde, ausreichen, um ein akzeptables, sogar extrem scharfes Bild zu erhalten, selbst wenn es nicht das schärfste mögliche ist.

Der Sharpness Balancing Act

Es gibt zwei Hauptfaktoren, die sich darauf auswirken, wie ein Objektiv Details auflöst, Defokussierungsunschärfe und Beugungsunschärfe. Defokussierungsunschärfe tritt am häufigsten bei großen Öffnungen auf, während Beugungsunschärfe am häufigsten bei engen Öffnungen auftritt. Durch den Ausgleich dieser beiden konkurrierenden Faktoren sowie der erforderlichen Schärfentiefe wird die optimale Blende für eine bestimmte Szene erreicht.

Astigmatismus

Moderne Objektive sind erstaunlich, aber aufgrund der Funktionsweise der Optik haben die meisten Objektive immer noch ein wenig Astigmatismus. Dies bedeutet, dass die Fokusebene nicht die perfekt gleichförmige zweidimensionale unsichtbare Wand ist, die wir uns gerne vorstellen. Das sieht man besonders bei großen Blenden. Es ist auch leicht zu testen! Stellen Sie Ihre Kamera ein bis zwei Meter von einer Ziegelstein- oder Stuckwand auf und machen Sie eine Reihe von richtig belichteten Bildern, während Sie die Blende variieren. Bei den meisten Objektiven können Sie sehen, dass der Mittelpunkt des Bildes deutlich schärfer ist als der Rand bei großen Blenden.

Auf jeden Fall ist Unschärfe in vielen Formen der Fotografie eigentlich ein ziemlich angenehmer Effekt. Ein verschwommener, mit Bokeh gefüllter Hintergrund ist oft ein wünschenswerter Teil eines Porträts. In anderen Fällen, z. B. bei Nachtaufnahmen, ist die Unschärfe der Kostenfaktor, wenn eine große Blende verwendet wird, um eine angemessene Belichtung zu erzielen. Sie gibt dem Betrachter jedoch auch einen nützlichen visuellen Hinweis auf die Art der Beleuchtungssituation.

Es gibt Situationen, in denen Sie ein sehr scharfes Bild benötigen, Ecke um Ecke, Astigmatismus, verdammt. Darum geht es in diesem Tutorial, also fahren wir fort.

Schärfentiefe: Kreise der Verwirrung

Wenn Sie ein Bild aufnehmen, fällt Licht durch Ihr Objektiv und auf die Bildebene, sei es Film oder Sensor. Das Objektiv fokussiert das Licht so, dass Objekte in der Fokusebene scharf auf der Bildebene wiedergegeben werden. Punkte, die sich nicht näher oder weiter entfernt auf der Fokusebene befinden, werden als etwas größere Punkte oder "Verwirrungskreise" wiedergegeben.

Wenn Sie die Blende verkleinern, werden die unscharfen Punkte verkleinert. Wenn Sie die Blende ausreichend verkleinern, können die Punkte so klein werden, dass die Blende kleiner wird technisch Defokussierte Kreise der Verwirrung werden so klein, dass sie nicht von wirklich scharfen Punkten unterschieden werden können. Der Effekt ist verstärkt ersichtlich Fokusbereich bei kleineren Öffnungen: Schärfentiefe.

Schärfe und Schärfentiefe

Je breiter die Blende ist, desto weniger Szenen können in die Tiefenschärfe fallen. Mit einem 50mm Objektiv öffnen Sie sich zu f/1.4 können Sie auf unendlich einstellen, aber alles, was näher als 45 Meter ist, wird unscharf sein; Die Berge in der Ferne werden scharf sein, im Vordergrund ist jedoch nichts zu sehen. Es spielt keine Rolle, wie scharf die fokussierten Bereiche des Bildes sind. Alles, was außerhalb der Fokusebene liegt, ist unscharf.

Während meine Augen in diesem Bild scharfkantig sind, fällt der Fokus auf angenehme Weise ab. Mehr Tiefenschärfe ist in dieser Situation nicht wünschenswert.

Wenn Sie alles von nur wenigen Zentimetern vor der Kamera bis zu den Bergen in der Ferne scharfstellen wollen, müssen Sie die Blende herunterdrehen. Je weiter Sie aufhören, desto mehr Schärfentiefe haben Sie. Die engste Blende eines Objektivs (oft) f/ 22 auf modernen Objektiven - ergibt die größte Schärfentiefe. Das Problem ist, dass die Beugung bei engen Aperturen sich nachteilig auf die maximal erreichbare Bildauflösung auswirkt.

Der Ausgleich dieser beiden Faktoren ist der Schlüssel zur Maximierung der Schärfe Ihrer Bilder.

Den Sweet Spot finden

Für jedes Objektiv gibt es eine Blende, die die maximale Auflösung der Scharfstellbereiche ermöglicht. Wenn Sie ein zweidimensionales Testdiagramm aufnehmen, müssen Sie dieses jedes Mal verwenden.

Der einfachste Weg, diesen "Sweet Spot" zu finden, ist Google. Jedes beliebte Objektiv wird überprüft und seine Leistung auf unzähligen Websites gemessen.

Wenn Sie es jedoch selbst berechnen möchten:

  • Legen Sie Ihre Kamera auf ein Stativ und legen Sie ein Zeitungsblatt so weit vor sich hin, dass Sie das gesamte Papier im Rahmen sehen können.
  • Konzentrieren Sie sich auf die Zeitung und machen Sie dann an jeder vom Objektiv freigegebenen Blende ein Foto.
  • Importieren Sie die Bilder auf Ihren Computer, zoomen Sie auf 100% und vergleichen Sie sie.
  • Das Bild mit dem am besten lesbaren Text ist dasjenige, das mit dem Sweetspot des Objektivs aufgenommen wurde.

Im Allgemeinen befindet sich dieser Sweet Spot zwischen zwei oder drei Blendenstufen von der maximalen Öffnung entfernt. Zum Beispiel für ein Objektiv mit einer maximalen Blende von f/1.4 liegt der Sweet Spot normalerweise zwischen f/ 2,8 und f/ 4. Für ein Objektiv mit einer maximalen Blende von f/ 4, es ist zwischen f/ 8 und f/ 11.

Obwohl es für jedes Objektiv nur einen Sweet-Spot gibt, liegt in der Praxis der Unterschied in der Auflösung zwischen f/ 8 und f/ 11 auf einer Linse, die sich öffnet f/ 4 ist minimal. Wenn Sie nur auf die Schärfe Wert legen, halten Sie Ihr Objektiv um zwei oder drei an und schießen Sie weg.

Schärfe in der realen Welt

In der Realität ist die Schärfe der Welt nicht Ihre einzige Sorge. Wenn Sie statt eines Testcharts eine Landschaft aufnehmen, ist die Schärfentiefe entscheidend. Das 50-mm-Objektiv wird angehalten f/1,8 to f/5,6, was ungefähr sein Sweetspot ist, verschiebt den nächstgelegenen Punkt auf 15 Meter - eine Verbesserung von 45 Metern, gibt aber immer noch keinen großen Vordergrund. Wenn Sie das Objektiv weiter herunterfahren, wird alles in Ihre Schärfentiefe gebracht. Wenn Sie es jedoch zu weit abschalten, wird die Bildschärfe verringert.

Dieses Foto ist durchweg scharf. Ich habe eine Canon 17-40mm 1: 4 mit einer Blende von 1: 8 verwendet, um alles von 10 Metern bis unendlich scharf zu bekommen. Als ich von einem Hubschrauber aus schoss, war nichts näher.

Was wir tun wollen, ist die Blende zu finden, die uns das maximal scharfe Bild liefert, das die gewünschte Schärfentiefe hat. Veröffentlichte Schärfentabellen sind ein Teil des Weges. Sie sagen, was die breiteste Blende ist, die die gewünschte Schärfentiefe liefert, jedoch ist dies selten die Blende, die im gesamten Fokussierbereich die schärfsten Details liefert.

Die Berechnungen für die Berechnungen werden ziemlich komplex. Ken Rockwell hat ausführlich darüber geschrieben, wie man sie ausführt, aber es besteht keine Notwendigkeit, dies selbst zu tun. George Douvos, der auch darüber geschrieben hat, wie man eine möglichst scharfe Blende berechnet, hat eine iPhone-App namens OptimumCS-Pro entwickelt, die alle Berechnungen für Sie vornimmt. Wenn Sie die optimale Blende für die Maximierung der Schärfe finden möchten, ist dies bei weitem die beste Methode.

Die andere Alternative besteht darin, die Formeln von Rockwell durchzuarbeiten oder die Faustregeln in diesem Lernprogramm zu verwenden.

Die Daumenregeln für 35-mm-Kameras

Im Folgenden finden Sie einige Faustregeln für die Verwendung, wenn nicht die optimale Blende, sehr nahe daran. Eine halbe Blende oder eine der beiden Seiten hat keinen großen Einfluss auf den Schärfegrad eines Bildes. Sie gelten nur für 35-mm-Kameras oder kleiner. Mittel- und Großformatkameras verwenden oft relativ weit engere Blenden, was die Berechnungen zusätzlich erschwert.

  • Wenn Sie maximale Schärfe ohne Bedenken hinsichtlich der Schärfentiefe wünschen, verwenden Sie den Sweetspot Ihres Objektivs. Nehmen Sie im Zweifelsfall an, dass es f / 8 ist.
  • Wenn Sie mit einem Weitwinkelobjektiv (24 mm Brennweite oder weniger) aufnehmen und alles von einem Meter bis unendlich scharf sein möchten, fokussieren Sie auf einen Abstand von zwei Metern und verwenden Sie eine Blende zwischen f/ 11 und f/ 16. Je breiter das Objektiv, desto breiter ist die Blende, mit der Sie wegkommen können.
  • Wenn Sie mit einem 35-mm-Objektiv aufnehmen und alles von zwei Metern bis unendlich scharf sehen möchten, verwenden Sie eine Blende von f/ 16 und fokussieren Sie an einem Punkt, der vier Meter entfernt ist. Dies sind großartige Einstellungen für die Straßenfotografie.
  • Wenn Sie mit einem normalen Objektiv (50 mm) aufnehmen und alles von zwei Metern bis unendlich scharf sehen möchten, verwenden Sie eine Blende von f/ 22 oder höher.
  • Objektive mit Brennweiten von mehr als 50 mm können weder einen scharfen Vordergrund noch einen scharfen Hintergrund haben. Mit einem 85-mm-Objektiv ist eine Blende von f/5.6 hat bestenfalls alles im Bereich von hundert Metern bis unendlich.

Mit diesen Daumenregeln sollten Sie jedes Mal extrem scharfe Bilder erhalten. Sie sind vielleicht nicht das schärfste Bild, aber sie werden sehr nahe sein. Verwenden Sie OptimumCS-Pro, um immer die perfekte Blende herauszufinden.