Auswirkungen der Beugung

[Dirk aus Bochum]

Hallo liebe Gemeinde,

ich habe eine Frage betr. Beugungsunschärfe.
Bisher bin ich immer davon ausgegangen, dass die bei höher auflösenden Kameras zwar früher einsetzt als bei den Apparaten mit weniger Megapixeln, die letztlich erreichte Auflösung aber immer noch höher bleibt. (eine Eos 650d zeigt aufs ganze Bild gesehen auch bei Blende 22 noch mehr Details als eine Eos 350d)
So weit, so gut. In der Juli-Ausgabe der Naturfoto ist aber ein Vergleich zwischen Nikon D700 und Nikon D800 zu sehen: Beide mit 28-70 Objektiv, beide auf 11 abgeblendet. Die 12 MP der 700 auf die 36 MP der D800 skaliert und dann 100-Prozent Ausschnitte abgedruckt. Ergebnis: das hochgerechnete Bild der 700 ist deutlich schärfer als das der 800.
Damit endlich die Frage: Kann das sein oder ist der Tester bei den Vergleichsaufnahmen versehentlich gegen das Stativ mit der D800 gestoßen? Normalerweise findet man in der Naturfoto weniger Unsinn als in den anderen Fotofachblättchen ;-)

Danke für eure Einschätzung
Dirk

[FalkoS]

AW: Auswirkungen der Beugung

Ohne den Test gesehen zu haben würde ich behaupten, dass eine Möglichkeit im Unterschied der Schärfe, in der Arbeitsweise des verwendeten Skalierungsalgorithmus zu suchen ist. Skalierung ohne Anhebung der Kantenschärfe, führt zu miserablen Ergebnissen.

Jetzt werden also nicht nur Äpfel mit Birnen, sondern auch schon Bananen mit Gurken hinsichtlich ihres Reifegrades verglichen.

Was war eigentlich das Fazit dieses Tests?

[Dirk aus Bochum]

AW: Auswirkungen der Beugung

Was den Bereich der Auflösung betrifft: dass die D800 super Details liefert, so lange man nicht Blende 11 oder kleiner wählt ;-) Natürlich noch abhängig vom Objektiv.
Ich fand es halt schon frappierend, weil Blende 11 so exotisch ja nicht ist.

Grüße

[Dirk aus Bochum]

AW: Auswirkungen der Beugung

Hier noch das Original-Fazit. Autor war Karsten Mosebach, unter Naturfotografen nicht unbekannt. Deshalb gehe ich auch davon aus, dass die Sache Praxisrelevanz hat:

"Der Vergleich zeigt den Ausschnitt (100 Prozent) einer Aufnahme, die mit einer Nikon D700 gemacht und nachträglich auf 36 Megapixel skaliert wurde, sowie eine unskalierte Aufnahme mit der D800, jeweils bei f/11 und 60mm Brennweite. Trotz der beträchtlichen Skalierung liefert die D700 hier das schärfere Bild. Bei anderen Objektiven ergibt sich unter Umständen eine etwas andere förderliche Blende, die Tendenz bleibt aber die gleiche. Wer es bislang gewohnt war, die Blende im Zweifelsfall lieber etwas stärker zu schließen, muss bei der D800 zweifellos umdenken (...)"

Ich möchte nicht das alte Fass pro/contra Nikon D800 aufmachen. Mich interessiert nur, ob die Auswirkungen der Beugung in der Praxis so relevant sind, dass sie die Vorteile eines höher auflösenden Sensors wieder aufheben. 11 ist ja in der Landschaftsfotografie keine ungewöhnliche Blende.

Grüße

[kratti]

AW: Auswirkungen der Beugung

Ohne eine 36MP Kamera je in den Händen gehalten zu haben, würde ich den Test schlicht anders durchführen. Das Skalieren führt zu Effekten die nicht vorhersehbar sind, eine 100% Anssicht ist nicht unbedingt das Mass aller Dinge!
Deswegen einfach beide Aufnahmen z.B. 60*90 ausdrucken und dann vergleichen... Da dürften kaum Unterschiede zu sehen sein!
Warum wurden eigentlich nicht beide Bilder auf 12MP skaliert und dann angeschaut? Da können dann ganz andere Resultate harauskommen!

[JoeRRg]

AW: Auswirkungen der Beugung

Hallo zusammen (ich gehe mal vereinfacht von einer 36mm-Sensorbreite aus (tats. 35,9mm)

D800 = 7.360 Horizonatlpixel/36mm Sensor = 0,0049 mm Pixeldurchmesser
D700 = 4.256 Horizonatlpixel/36mm Sensor = 0,0085 mm Pixeldurchmesser

Zerstreuungskreisdurchmesser in mm bei Blende

Blende mm
2,8 = 0,002
4,0 = 0,003
5,6 = 0,004
8,0 = 0,005
11 = 0,007
16 = 0,011

Also ist der Zerstreuungskreisdurchmesser an der D700 bei Blende 11 immer noch kleiner als die Sensorpixeldurchmesser, wobei an der D800 diese Grenze bereits bei Blende 8 völlig ausgeschöpft wird. Nicht, dass nun jemand glaubt, das Bild wird völlig unscharf, wenn der Zerstreuungskreisdurchmesser größer wird als der Pixeldurchmesser! Tatsächlich kann man den Grenzpunkt aber als das technische Go/NoGo für Pixelpeeper (wie mich) ansehen.

Die D800 braucht aufgrund der kleinen Pixel sehr hoch auflösende Objektive, damit zur Beugungsunschärfe nicht noch Abbildungsdefizite der Optik aufaddiert werden.

Was den Test angeht, den ich nicht gelesen habe.... wurden die Aufnahmen in NEF gemacht? Falls in JPG, ist der Test für die Tonne, sofern man NEF aufnimmt. Die Hochskalierung der 12,1MP der D700 auf 36MP würde übrigens immer eine schlechtere Qualität liefern, als 36MP in Oroginalauflösung.

Meine Erfahrung mit der D800 ist, dass bei Blende 11 wirklich Schluss mit lustig ist. Aber bis Blende 11 geht was. Bei Makrofotografie bringen die 36 MP der die 800er dann extreme Vorteile, da man weiter vom Sujet weg bleiben kann (da man ja reichlich beschneiden kann) und dass dieser Umstand bei weiter geöffneter Blende sogar noch DOF Vorteile mit sich bringt.

LG

Jörg

[Axel Kottal]

AW: Auswirkungen der Beugung

Jörg hat es schon sehr gut ausgedrückt, man sollte die Wirkung der Beugung nicht unterschätzen. Am Besten ist es, wenn man selbst eine Testreihe mit einem oder mehreren Objektiven durchführt. Dann kann man selbst entscheiden, ob die Qualitätsminderung entscheidend ist. Trotz allem beweist auch dieses Faktum, dass es mit zunehmender Pixeldichte immer schwieriger wird, die der MP-Zahl entsprechende Bildqualität auch zu erreichen.

Gruß
Axel

[Dirk aus Bochum]

AW: Auswirkungen der Beugung

Dann dürfte sich also beim Testaufbau irgend ein Fehler eingeschlichen haben. Ich finde die Sache trotzdem interssant. Allzu stark kann man die Zahl der Pixel offensichtlich auch bei Kleinbildsensoren nicht mehr erhöhen. Sonst schlägt die böse Beugung schon bei Allerweltsblenden zu ;-)

Grüße
Dirk

[Skyscraperfan]

AW: Auswirkungen der Beugung

Tatsächlich ist es genau dieses Problem, dass mich davon abgehalten hat, eine Kamera mit sehr hoher Pixeldichte zu kaufen. Bei "The Digital Picture" kann man ja eine Tabelle sehen, die zeigt, bei welcher Blende das Problem rechnerisch sichtbar wird: http://www.the-digital-picture.com/R...n-EOS-70D.aspx (In der letzten Spalte "DLA")

Bei meiner alten Kamera war das bei f/13,2 der Fall, bei meiner aktuellen schon bei f/11. Wer jedoch eine 70D kauft, hat schon bei f/6,6 mit dem Problem zu kämpfen und das finde ich schon nicht mehr feierlich. Selbst viele L-Objektive benötigen nämlich leider eine noch engere Blende, um auch in den Ecken ein einigermaßen scharfes Bild hinzubekommen. Da muss man sich dann entscheiden zwischen unscharfen Ecken und Beugungsunschärfe im gesamten Bild.

Auf The Digital Picture kann man diesen Effekt auch mit eigenen Augen sehen, indem man Testbilder des selben Objektivs mit unterschiedlichen Blenden vergleicht. Anfangs wird es immer schärfer mit steigender Blende, aber irgendwann kippt das leider und diese Punkt kommt mit steigender Pixeldichte leider immer früher.

Die Beugungsunschärfe ist auch maßgeblich daran schuld, dass Kompaktkameras so unscharfe Bilder liefern. Sie haben einfach eine so hohe Pixeldichte, dass schon bei f/2,8 eine starke Beugungsunschärfe auftritt.

Dabei sollte man jedoch erwähnen, dass größere Sensoren (wie zum Beispiel Vollformat) auch wieder eine noch höhere Blende benötigen, um die selbe Tiefenschärfe zu erreichen. Damit ist der Vorteil der geringen Pixeldichte also zumindest in Bezug auf die Beugungsunschärfe neutralisiert, zumindest wenn man auf Tiefenschärfe Wert legt.

[Hermann Klecker]

AW: Auswirkungen der Beugung

Hallo liebe Gemeinde,

ich habe eine Frage betr. Beugungsunschärfe.
Bisher bin ich immer davon ausgegangen, dass die bei höher auflösenden Kameras zwar früher einsetzt als bei den Apparaten mit weniger Megapixeln, die letztlich erreichte Auflösung aber immer noch höher bleibt. (eine Eos 650d zeigt aufs ganze Bild gesehen auch bei Blende 22 noch mehr Details als eine Eos 350d)
So weit, so gut. In der Juli-Ausgabe der Naturfoto ist aber ein Vergleich zwischen Nikon D700 und Nikon D800 zu sehen: Beide mit 28-70 Objektiv, beide auf 11 abgeblendet. Die 12 MP der 700 auf die 36 MP der D800 skaliert und dann 100-Prozent Ausschnitte abgedruckt. Ergebnis: das hochgerechnete Bild der 700 ist deutlich schärfer als das der 800.
Damit endlich die Frage: Kann das sein oder ist der Tester bei den Vergleichsaufnahmen versehentlich gegen das Stativ mit der D800 gestoßen? Normalerweise findet man in der Naturfoto weniger Unsinn als in den anderen Fotofachblättchen ;-)

Danke für eure Einschätzung
Dirk

Dirk, dieser Vergleich steht und fällt mit dem Interpolationsalgorithmus, mit dem die Bilder von er 2MP Kamera auf die 100MP hochskaliert werden.
Einfaches Beispiel: Bildinformation, die in 12MP nicht vorhanden ist, kann bei einer noch so schlechten Interpolation in Richtung 36MP nicht einfach dazu erfunden werden.
Es steht und fällt mit dem Schärfeeindruck, den das Interpolat erzeugt.

Ich bin zwar weder ein Gläubiger des Beugungseffekts, was an meinem Physikstudium liegen mag oder an meinem IT-Job, der gelegentlich Image-Processing mit einschließt, noch bin ich ein Freund von Megapixeln oder der 1:1 Betrachtung der Bildpixel am Monitor (ausser zu Anaylsezwecken, wenn man weiß, was man tut).

Aber dieser Vergleich ist Humbug.

Nimm beide Fotos, laß sie ausbelichten auf sagen wir 40x60 oder auch 100x150 und betrachte beide aus angemessenem gleichem Abstand.
DAS ist die Wahrheit. Das ist, worum es geht.
Und nur das.

Du wirst vielleicht sogar zu der Erkenntnis gelangen, daß Du ganz unabhängig von der (durchaus vorhandenen und leicht sichtbaren) Beugung gar keine Gigapixel brauchst. Jedenfalls weder für ein schönes Foto an der Wand noch für eine doppelseitige Anzeige in einer Hochglanzbroschüre.
Natürlich brauchst Du es für die Anzeige. Aber die Gründe dafür liegen eher im Marketing als in der Physik.

Das Foto aus der 700 und das aus der 800 wird voneinander nicht zu unterscheiden sein!

Da ich grad keine Lust drauf habe, vorhersehbare Einwände vorweg zu nehmen (vielleicht wurden sie ja auch schon geschrieben), verabschiede ich mich damit direkt wieder aus der Diskussion und bitte um Nachsicht dafür.

[f9]

AW: Auswirkungen der Beugung

Interessantes Thema, finde ich.
Fakt ist, dass beim Pixelpeepen (von dem ich eigentlich auch absolut kein Fan bin) f/11 an meiner alten 7D schlechter abgeschnitten hat als f/8.
Beugungsunschärfe existiert, bei den von uns verwendeten Blenden und Megapixelwerten denke ich allerdings nicht, dass es in einer handelsüblichen (auch sehr großen) Ausbelichtung irgendeinen Unterschied machen wird.

Sollte sich der MP-Wert allerdings noch weiter hochschrauben und wir brechen bald die 40 oder 50MP Marke im KB-Format, dann muss demgegenüber eine kompensierende Technik stehen (z.B. bessere Mikrolinsen, einen Auslesealgorythmus, der das "überlappende" Licht erkennt und rausrechnet, oder oder oder) sonst wird man den Effekt ganz sicher auch "in echt" sehen können. Denn beliebig klein kann ein Fotorezeptor eben nicht gebaut werden.

Wer gut englisch kann, findet hier ein bisschen Futter zum Thema:

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm

Bevor alle aber mit dem Kalkulator herumspielen und danach ihre Blenden und/oder Kameras wählen, bitte erst auch den letzten Absatz lesen.

[Skyscraperfan]

AW: Auswirkungen der Beugung

Auch wenn man es vielleicht aus normaler Entfernung in einer Ausbelichtung nicht sieht, wäre mir schon wichtig, dass das Photo so scharf ist, wie möglich. Es ist doch toll, wenn die Menschen ganz nah an das Poster gehen und dann immer mehr Details erkennen können. Als Photograph investiert man ja häufig sehr viel Geld in dieses letzte Stück an Bildqualität. Sonst würde ja im Prinzip auch eine alte 1D mit vier Megapixeln ausreichen. "Zu" scharf kann ein Photo ja nicht sein, außer das Model hat schlechte Haut, die man lieber nicht sehr scharf abbilden will. Wenn ich zum Beispiel ein Stativ verwende und mir keine Sorgen um Verwacklung machen muss, möchte ich einfach wissen, bei welcher Blende ich das schärfste Photo machen kann. Gäbe es diese blöde Beugungsunschärfe nicht, würde ich wahrscheinlich bei Architekturaufnahmen meistens f/32 oder so verwenden. Zumindest bei sauberem Sensor.

[Hermann Klecker]

AW: Auswirkungen der Beugung

Doch, Fotos können zu scharf sein.
Zugegeben, vielleicht nicht bei der Aufnahme, auch wenn auch dabei das Thema für überbewertet halte. Aber sehr häufig werden sie nachträglich zu scharf gerechnet.

Viel anderes wäre auch von einer Softare-Lösung nicht zu erwarten, welche die Beugungseffekter nachträglich kompensiert.

Microlinsen können das überhaupt nicht bewerkstelligen. Dort, wo sie sitzen, ist die Beugung ja längst schon geschehen.


Welche Bildgestaltung hat eigentlich stattgefunden, wenn man Betrachtern nicht nur ermöglicht, sondern sich sogar wünscht, daß bei kürzerem Betrachtungsabstand immer mehr Details sichtbar werden? Ich behaupte mal: Keine.

Natürlich hat Fotografie auch eine Bedeutung in der reinen Dokumentation und Reproduktion. Für die Reproduktion ist es unbedeutend, weil dort mit relativ offenen Blenden gearbeitet wird. Bleiben reine Doku-Fotos. Vielleicht für Makler oder so.

[Skyscraperfan]

AW: Auswirkungen der Beugung

Welche Bildgestaltung hat eigentlich stattgefunden, wenn man Betrachtern nicht nur ermöglicht, sondern sich sogar wünscht, daß bei kürzerem Betrachtungsabstand immer mehr Details sichtbar werden? Ich behaupte mal: Keine.

Da fällt mir als Beispiel ein Photo einer Skyline ein. Das kann man als Ganzes auf sich wirken lassen, man kann aber auch mit der Nase nahe rangehen und sich einzelne Gebäude anschauen. Bilder kann man auch gestalten, ohne sich wie bei Portraits aktiv in das einzumischen, was vor der Linse geschieht. Ich kann die Perspektive wählen, den Bildausschnitt, die Uhrzeit (und damit die Lichtsituation). Von dem, was dann auf dem Photo zu sehen ist, möchte ich dann aber möglichst viele Details erkennen können, auch wenn es mehr oder weniger zufällig ist. Eine offenere Blende als f/8 verwende ich deshalb nur, wenn sonst zu wenig Licht durchkommen würde, um ein unverwackeltes Photo zu bekommen.

Ist der Sinn eines Photos nicht gerade, Informationen zu tragen? Selbst, wenn es besonders hübsch werden soll (wie bei einer Hochzeit oder für einen Reiseführer), soll man doch möglichst gut erkennen, wie etwas war oder wie es irgendwo aussieht. Diese übertriebene Unschärfe, die man leider häufig in Portraits sieht, verstehe ich nicht. Da sind dann nur die Augen im Fokus, die Ohren und die Nasenspitze schon nicht mehr. Dadurch verschenkt man Informationen.

[Hermann Klecker]

AW: Auswirkungen der Beugung

Ich kann mir viele Bilder vorstellen, in die man immer tiefer eindringen kann.

Nur kann ich denen eben keinerlei besondere Bildgestaltung abgewinnen. Inklusive der Skyline. Entweder das Bild ist ansprechend gestaltet. Dann wikt es als Ganzes. Oder es ist halt ein Suchbild, dessen großes Ganzes nicht interessiert.

Nein, ausser im dokumentarischen Kontext, in dem Gestaltung oft vernachlässigbar ist, sehe ich nicht die primäre Aufgabe eines Fotos darin, Information zu tragen.

Man kann, muß es aber nicht, mit Unschärfe auch übertreiben. Nur ist das jetzt nicht wirklich ein Argument pro übertriebener Schärfe. Mehr, als das Auge auf eine Blick erfassen kann, braucht eine Fotografie nicht.