Berechnung der Schärfentiefe (Pi x Daumen)

[wuelfo]

Hallo,

Ihr habt Euch sicherlich auch schon intensiv mit dem Thema Schärfentiefe befasst. Ich suche nach einer einfachen Formel (Pi mal Daumen), wie ich den Schärfebereich abhängig von der Blende, der Brennweite und der Entfernung bestimmen kann. Wer kann mir weiterhelfen?

Hintergrund:
Viele analoge Objektive hatten eine Schärfentiefenkurfe auf dem Objektiv aufgedruckt. Dadurch konnte man einfach den Schärfebereich (vor und hinter der eingestellten Entfernung) ablesen. Ich nutzte diese Info des öfteren, um die Entfernungeinstellung nach vorne oder nach hinten zu verschieben, dass ich max. Schärfe für das Bild erhielt. Auf den neuen Objektiven habe ich diese Kurfe nicht mehr. Deshalb suche ich nach einer einfachen Formel.

Beispiel1:
Aufnahme eines Kopfes/Portraits mit einer Tiefe von 18cm seitlich von Vorne. Bei einer Fokusierung auf die Wangen reicht die Schärfe 1/3 nach vorne (die ich jedoch nicht benötige) und 2/3 nach hinten, z.B. 12cm (bei einer bestimmten Blende, Brennweite und Entfernung). Nun ist der Rest des Kopfes unscharf, da nur 12cm scharf und der Kopf 18cm tief. Verschiebe ich den Fokus auf 6cm weiter nach hinten (also auf den Mittelpunkt des Schärfebereichs), habe ich die max. Schärfe für dieses Bild erreicht.

Beispiel2:
Landschaftsaufnahme, normalerweise automatisch auf unendlich fokusiert. Da die Schärfetiefe 1/3 vor und 2/3 hinter diesem Fokus liegt, würde man 2/3 der Tiefschärfe verschenken. Verschiebt man die Entfernungeinstellung soweit, dass unendlich gerade noch scharf ist, so gewinnt man weitere Tiefenschärfe vor dieser Entfernungseinstellung.

Definition Schärfentiefe
Als Schärfentiefe bezeichnet man den Bereich vor und hinter der eigentlichen Schärfenebene. Die Ausdehnung der Schärfentiefe erfolgt nach einer Faustregel zu einem Drittel nach vorne und zu zwei Dritteln nach hinten. Sie ist abhängig von der eingestellten Blende, der Einstellentfernung und dem Abbildungsmaßstab, d.h., je kleiner die eingestellte Blende (große Blendenzahl!), je größer die Aufnahmeentfernung und je kleiner der Abbildungsmaßstab, um so größer wird die Schärfentiefe.


Ich hoffe, meine Beispiele waren verständlich und es startet eine rege Diskussion über dieses interessante Thema.

Besten Dank schonmal
Wolfram

Klicken zum Weiterlesen...

 

[FrankyG]

Hallo Wolfram,

die 1/3-2/3-Regel stimmt zwar, jedoch ist die Schärfe/Unschärfe ja fließend, d.h. so richtig knackscharf, wie man es ja oft gerne hätte, ist es 1/3 vor bzw. 2/3 hinter der Schärfeebene nun auch nicht mehr.
Ansonsten interessiert mich das Thema genau wie Dich - mal abwarten was noch kommt ...

 

[Mblank_de]

Erst mal ein Link

Ich hoffe der hilft weiter.

Der Hinweis darauf das die richtige Schärfe allerdings nur im Focuspunkt
liegt ist wichtig und richtig - wie stark es zu sehen ist hängt allerdings von
der Betrachtungsgrösse ab.

Beim Abblenden immer auch an die Beugungsunschärfe denken.

Der Beginn der Beugungsunschärfe und die Stärke ist ganz leicht
für das eigene Material herauszufinden. Auch bei meinen Cam-Optik
Kombinationen stimmen die Richtwerte nicht immer.

Cam aufs Stativ - Bilder mit allen Blenden machen - 100% vergleichen.
Ergebniss aufschreiben - bei Gelegenheit nochmal überprufen.
So lernt man die Eigenschaften der eigenen Kombination am besten
kennen. Z.B. auch die optimale Blende der eigenen Optiken.

Auch mal versuchen welcher Grad der Beugung sich noch mit leichtem
Schärfen kaschieren lässt.

Mit Schärfentiefe alleine klappt so etwas wie in dem Beispiel
allerdings nicht - Wer errät wie das Bild gemacht ist ???
Kleiner Tipp - Keine Spezialoptik - keine Fachkamera

 

[BlueMammut]

Mit Schärfentiefe alleine klappt so etwas wie in dem Beispiel
allerdings nicht - Wer errät wie das Bild gemacht ist ???
Kleiner Tipp - Keine Spezialoptik - keine Fachkamera

Stacking?
Markus

 

[bulle]

Mit Schärfentiefe alleine klappt so etwas wie in dem Beispiel
allerdings nicht - Wer errät wie das Bild gemacht ist ???
Kleiner Tipp - Keine Spezialoptik - keine Fachkamera

Ich vermute mal, hier wurde die Software Helicon focus eingesetzt?
Eine Zusammenrechnung mehrerer Bilder des gleichen Motivs mit unterschiedlicher Schärfelegung?

Gruß
Ule

 

[Mblank_de]

Ihr habt ja Recht, und das Ratespiel gewonnen :up:

Es sind einzelne Aufnahmen, die ich in CS übereinandergelegt
und manuell zu einem Bild montiert habe.

Statische Motive sind für diese Variante zu empfehlen

 

[JayTee]

Hallo Wolfram,

google doch mal "dof master". Das ist ein ganz interessantes Freeware-Tool, mit dem man ganz einfach die Schärfentiefe eines beliebigen Objektivs bestimmen kann.

Viele Grüße

Jochim

 

[wuelfo]

Hallo Matze,

besten Dank für den link. Habe kurz reingebeamt. Das sieht sehr spannend aus und trifft meine Fragestellung 100% :up: :up: :up:

Versuche nun mit einzelnen Kennwerten Testbilder zu schießen (das kann ein wenig dauern). Arbeitest Du mit diesen Werten? Sah, dass die Einstellung 35mm versus D2H (habe D80) unterschiedliche Ergebnisse bringt. Dies hängt am Zertreuungsdurchmesser, der verständlicherweise von der Kamera abhängt. Nutze also die Einstellung D2H.

Vielleicht hat der ein oder andere Technikfreak noch Anregungen dazu.

Dein Foto übrigens - Klasse.

Grüsse
Wolfram

 

[Xapathan]

Ich betreibe den Rechner auf meinem Handy (JAVA) - zu finden
unter diesem Link erstellt von "zovirax". Das ist praktisch, wenn man unterwegs ist!

Und dann gibt es noch das Multitool: The Photographer's Screwdriver

 

[Mblank_de]

Ich verwende solche Info-Tools eher um mir das eine oder
andere in der Theorie näher zu bringen.

In der Praxis komme ich mir der Abblendtaste und ein wenig
Fotoerfahrung gut zurecht.

Den Trick wie oben nehme ich gerne wenn mal wieder Produktfotos
mit Sonderwünschen der Auftraggeber zu erledigen sind.
Hatte mal einen da ging es um 3 Elemente - in der Tiefe gestaffelt
und das mittlere unscharf - war lustig - aber geht alles.

 

[Retina]

Hallo,

Ihr habt Euch sicherlich auch schon intensiv mit dem Thema Schärfentiefe befasst. Ich suche nach einer einfachen Formel (Pi mal Daumen), wie ich den Schärfebereich abhängig von der Blende, der Brennweite und der Entfernung bestimmen kann. Wer kann mir weiterhelfen?

Hintergrund:
Viele analoge Objektive hatten eine Schärfentiefenkurfe auf dem Objektiv aufgedruckt. Dadurch konnte man einfach den Schärfebereich (vor und hinter der eingestellten Entfernung) ablesen. Ich nutzte diese Info des öfteren, um die Entfernungeinstellung nach vorne oder nach hinten zu verschieben, dass ich max. Schärfe für das Bild erhielt. Auf den neuen Objektiven habe ich diese Kurfe nicht mehr. Deshalb suche ich nach einer einfachen Formel.

Beispiel1:
Aufnahme eines Kopfes/Portraits mit einer Tiefe von 18cm seitlich von Vorne. Bei einer Fokusierung auf die Wangen reicht die Schärfe 1/3 nach vorne (die ich jedoch nicht benötige) und 2/3 nach hinten, z.B. 12cm (bei einer bestimmten Blende, Brennweite und Entfernung). Nun ist der Rest des Kopfes unscharf, da nur 12cm scharf und der Kopf 18cm tief. Verschiebe ich den Fokus auf 6cm weiter nach hinten (also auf den Mittelpunkt des Schärfebereichs), habe ich die max. Schärfe für dieses Bild erreicht.

Beispiel2:
Landschaftsaufnahme, normalerweise automatisch auf unendlich fokusiert. Da die Schärfetiefe 1/3 vor und 2/3 hinter diesem Fokus liegt, würde man 2/3 der Tiefschärfe verschenken. Verschiebt man die Entfernungeinstellung soweit, dass unendlich gerade noch scharf ist, so gewinnt man weitere Tiefenschärfe vor dieser Entfernungseinstellung.

Definition Schärfentiefe
Als Schärfentiefe bezeichnet man den Bereich vor und hinter der eigentlichen Schärfenebene. Die Ausdehnung der Schärfentiefe erfolgt nach einer Faustregel zu einem Drittel nach vorne und zu zwei Dritteln nach hinten. Sie ist abhängig von der eingestellten Blende, der Einstellentfernung und dem Abbildungsmaßstab, d.h., je kleiner die eingestellte Blende (große Blendenzahl!), je größer die Aufnahmeentfernung und je kleiner der Abbildungsmaßstab, um so größer wird die Schärfentiefe.


Ich hoffe, meine Beispiele waren verständlich und es startet eine rege Diskussion über dieses interessante Thema.

Besten Dank schonmal
Wolfram

Hallo Wolfram,

Als Faustformel ist die Schärfentiefe gegeben durch zweimal den Zerstreukreisdurchmesser d mal Blendenzahl a geteilt durch den Abbildungsmaßstab m zum Quadrat. In der analogen Welt bestand ein gewisser Konsens über den Zerstreukreis, der fix, wenn ich mich recht erinnere, als 0,03 mm angenommen wurde. Für eine pixelscharfe Abbildung in der digitalen Welt ist hier ein Wert zu verwenden, der in der Größenordnung der Pixelbreite liegt. (Die unterschiedlichen Konstanten kommen von den unterschiedlichen Schärfedefinitionen, ähnlich wie bei der Auflösungsdefinition optischer Geräte.) Für Dein Beispiel käme dann mit z.B. d=0,007mm und m=1/20 (Kopfportrait) ein Blendenwert von f32 heraus... Das ist nicht unbedingt die Blende, die ich in der Praxis für Kopfportraits verwende... (und wegen der Beugung sowieso nicht mehr scharf...) Aber ich möchte i.A. auch nicht jedes abstehende Haar des Hinterkopfs scharf auf dem Bild haben... Ich denke, hier kommt es auf den persönlichen Stil an. Da kann einem keine Formel helfen. Persönlich verwende ich gerne Werte zwischen f2 und f4 für Kopfportraits, wohlwissend, dass damit nur partielle Schärfe realisiert wird.

Wenn man die Nebenbemerkung über die Beugung nochmal aufgreift, stellt man fest, dass das von Dir gewünschte Abbildungsverhalten (m=1/20 und Schärfentiefe z=18cm) zu einem kleinst möglichen Zerstreukreis von etwa 11 Mikrometern führt. Mit anderen Worten Du benötigst für das Bild lediglich zwischen 3MP und 4MP Auflösung. Alles mehr an Auflösung verschwindet entweder in der Beugungsunschärfe oder (partiell) in der "geometrischen Abbildungsunschärfe".

Die Sache mit der 1/3-2/3-Regel ist mir neu. Es ist wohl richtig, dass der wie auch immer definierte Bereich hinter dem Schärfepunkt etwas länger ist als der davor. Dass er doppelt so lang sein soll gilt aber meiner Meinung nach für den hier betrachteten pixelscharfen Bereich nicht. Hier würde ich in guter Näherung von einem gleichgroßen Bereich ausgehen.

Viele Grüße,
Burkhard