Testreihe: Tiefenschärfe vs. Sensorformat

[CALYPTRA]

Hallo Gemeinde.
Immer wieder taucht die Frage von neuem auf, wie es sich denn mit der Tiefenschärfe an den unterschiedlichen Sensorformaten verhält. Die einen glauben noch, dass ein kleineres Format bei gleicher KB-Brennweite eine geringere Tiefenschärfe hat, weil der Zerstreuungskreis bei gleicher Schärfe kleiner sein muss. Die anderen sind bereits ein Stück schlauer und glauben das Gegenteil
Vielen (darunter habe ich bis dato auch gezählt) dürfte diese Erkenntnis jedoch mehr vom Hörensagen zugefallen sein, Mangels anschaulicher Gegenüberstellungen im WWW oder weil nicht jeder ein kleiner Physikprof ist und sich die dazu nötigen Formeln selbst herleiten kann.
Da das Thema heute nun mal wieder hier
aufgegriffen wurde und das Wetter sowieso keine Outdooraktivitäten zulässt, wollte ich obigem Umstand Rechnung tragen, habe mein Stiefkind Kompaktkamera aus dem Schrank gekramt und eine kleine Testreihe gemacht.

Die Testkandidaten:
-DSLR Nikon D200, APS-C Sensor (25,1mm X 16,7mm), Cropfaktor 1.5
-Kompaktkamera Canon Powershot S50, 1/1.8" Sensor (7.2mm X 5.35mm), Cropfaktor 4.9

Der Testaufbau:
Beide Kameras wurden fest montiert und so angebracht, dass der Abstand Motiv<->Sensorebene bei beiden Kameras und bei jeder Aufnahme immer gleich war. Die Brennweite wurde so gut es ging auf das KB-Format bezogen gleich eingestellt jedoch nicht immer exakt getroffen. D.h. die Bildwinkel und folglich auch der Bildausschnitt waren ebenfalls gleich. Kleine Abweichungen sind jedoch aber denke ich zu tolerieren. Als Objektiv war an der D200 das 18-70 drangeschraubt. Die S50 besitzt ein 7.1-21.3mm (KB äquivalent 35-105mm) 1:2.8-4.9. Die Blenden waren durchgehend auf f/4.5 eingestellt. Ausnahme am langen Ende der S50 bei 105mm, hier mußte ich auf f/4.9 runter.
Die Aufnahmen sind gecroppt, um das eigentliche Motiv möglichst groß abzubilden. Und hier sind sie:

Das Ergebnis sollte deutlich sichtbar sein. Geht es um große Tiefenschärfen, liegen Minisensoren vorne:winner: Vorteil oder Nachteil? Wohl eine Geschmackssache

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[JackMcBeer]

Diese Aussage hatte Sebastian in Bezug auf gleichen Bildwinkel und gleiche Blende getan.

Und damit hat er Recht.

Er hat nicht behauptet oder nicht mal erwähnt, dass man eine DSLR möglichst weit abblenden muss, die ISO endlos erhöhen sollte oder ein besonders gutes Verhältnis zu Photonen pflegen sollte.

Und ja, wenn man bei einer gegebenen Blende und einem gewünschten Bildwinkel eine möglichst hohe Tiefenschärfe haben möchte, die ich bei gleichen Einstellungen mit einer DSLR nicht erreichen kann, wäre die Anschaffung einer Kompakten durchaus überlegenswert.

jan.

 

[Retina]

Diese Aussage hatte Sebastian in Bezug auf gleichen Bildwinkel und gleiche Blende getan.

Und damit hat er Recht.

Stimmt, hat er. Die Aussage hat jedoch überhaupt keinen Praxisbezug, ist rein akademisch und führt leicht zu falschen Schlussfolgerungen.

Er hat nicht behauptet oder nicht mal erwähnt, dass man eine DSLR möglichst weit abblenden muss, die ISO endlos erhöhen sollte oder ein besonders gutes Verhältnis zu Photonen pflegen sollte.

Stimmt ebenfalls. Jedoch ergeben sich, wenn man ´mal drüber nachdenkt, interessante Zusammenhänge und Symmetrien. Die kann man ignorieren, klar.

Und ja, wenn man bei einer gegebenen Blende und einem gewünschten Bildwinkel eine möglichst hohe Tiefenschärfe haben möchte, die ich bei gleichen Einstellungen mit einer DSLR nicht erreichen kann, wäre die Anschaffung einer Kompakten durchaus überlegenswert.

Das ist doch völlig praxisfremd. Ich will doch nicht bei gleicher Blende arbeiten sondern photographisch gleiche Ergebnisse erzielen. Es gibt keine Schärfe, die ich mit einer Kompakten erzielen kann, die ich nicht auch mit einer DSLR erzielen könnte. Stimmst Du mir da zu?

Gruß,
Burkhard

 

[JackMcBeer]

Das ist doch völlig praxisfremd. Ich will doch nicht bei gleicher Blende arbeiten sondern photographisch gleiche Ergebnisse erzielen. Es gibt keine Schärfe, die ich mit einer Kompakten erzielen kann, die ich nicht auch mit einer DSLR erzielen könnte. Stimmst Du mir da zu?

Nein, das ist doch gerade der springende Punkt!
Es geht ja gerade darum eben ANDERE photographische Ergebnisse zu erziehlen.
Nämlich bei gleichen Einstellungen eine höhere Tiefenschärfe und eben nicht dieselbe. Letztens hatte gerade einer wegen sowas angefragt (der Alleenfotograf). Wenn ich eine möglichst hohe Tiefenschärfe, womöglich sogar in Telestellung haben möchte, kann ich durchaus mit einer Kompakten besser beraten sein, was soll daran Praxisfremd sein?

jan.

 

[maikm]

Und ja, wenn man bei einer gegebenen Blende und einem gewünschten Bildwinkel eine möglichst hohe Tiefenschärfe haben möchte, die ich bei gleichen Einstellungen mit einer DSLR nicht erreichen kann, wäre die Anschaffung einer Kompakten durchaus überlegenswert.

Jan, das ist doch völlig praxisfremd. Ich werde doch, wenn ich eine bestimmte Schärfentiefe haben will, eben andere Einstellungen an der DSLR vornehmen als an der Kompakten. Und ISO muß ich überhaupt nur hochziehen, wenn die Verschlußzeit unbedingt gleich bleiben muß. Was sie bei dem gezeigten Motiv vom Stativ aus nun wirklich nicht muß, ebenso bei den allermeisten anderen realen Motiven, bei denen ich hohe Schärfentiefe haben will.

Die "sture" Seite der Diskussion ist doch gerade die Forderung, unbedingt gleiche Belichtungseinstellungen bei beiden Kameras zu verwenden. Warum sollte ich das in der Praxis tun? Weil ich mich in bestimmte Zahlen verliebt habe oder was?

Maik

 

[blue_heron]

Die "sture" Seite der Diskussion ist doch gerade die Forderung, unbedingt gleiche Belichtungseinstellungen bei beiden Kameras zu verwenden.

Nein Maik, die einzige "sture" Forderung, ist die nach dem Bezug zur Praxis.

Wenn ich mit meiner D200 und einem Sigma 105/2.8 ein Makro mache, dann habe ich eine gewisse Tiefenschärfe, die ich mit der Blende in gewissen Grenzen steuern kann.
Aber was hab ich denn groß an Blenden???
2.8 und 4 kannste knicken, da wird nix scharf.
Bleiben noch 5.6, 11 und 16, denn danach wird´s auch wieder unscharf.

Also probiere ich meine Coolpix 4500 aus (mit der bezüglich Blenden und Zeit ebenfalls heftig eingeschränkt bin) und mache brauchbare Makros mit großer Tiefenschärfe.

Das ist ein Bezug zur Praxis.

Roland

 

[Retina]

Es gibt keine Schärfe, die ich mit einer Kompakten erzielen kann, die ich nicht auch mit einer DSLR erzielen könnte. Stimmst Du mir da zu?

Nein, das ist doch gerade der springende Punkt!

Hier sind wir offensichtlich unterschiedlicher Meinung.

Es geht ja gerade darum eben ANDERE photographische Ergebnisse zu erziehlen.

Es ging meines Verständnisses nach darum *maximale* Schärfentiefe zu erzielen. Dazu muss ich an der Kompakten andere Blendenwerte einstellen als an der DSLR. Im Endergebnis sind beide Bilder jedoch genau gleich.

Nämlich bei gleichen Einstellungen eine höhere Tiefenschärfe und eben nicht dieselbe. Letztens hatte gerade einer wegen sowas angefragt (der Alleenfotograf). Wenn ich eine möglichst hohe Tiefenschärfe, womöglich sogar in Telestellung haben möchte, kann ich durchaus mit einer Kompakten besser beraten sein, was soll daran Praxisfremd sein?

Praxisfremd ist die Forderung nach gleicher Blendeneinstellung.

Ich möchte noch einen drauflegen: Wenn ich bei einer Kompakte die Blende für die maximale Schärfe einstelle (=Beugungsgrenzblende) und das gleiche bei der DSLR tue, die Sensoren gleich lange belichte, die RAW-Daten in den gleichen RAW-Konverter gebe, dann bekomme ich exakt das gleiche photographische Ergebnis. Das hatte ich aber auch schon in dem Alleenthread geschrieben...

Wenn ich mit meiner D200 und einem Sigma 105/2.8 ein Makro mache, dann habe ich eine gewisse Tiefenschärfe, die ich mit der Blende in gewissen Grenzen steuern kann.
Aber was hab ich denn groß an Blenden???
2.8 und 4 kannste knicken, da wird nix scharf.
Bleiben noch 5.6, 11 und 16, denn danach wird´s auch wieder unscharf.

Also probiere ich meine Coolpix 4500 aus (mit der bezüglich Blenden und Zeit ebenfalls heftig eingeschränkt bin) und mache brauchbare Makros mit großer Tiefenschärfe.

Die D200 hat 10MP, die CP4500 nur 4MP. Wenn Du auf einem A3 Abzug den gleichen Schärfeeindruck erzeugen willst, dann darfst Du bei der D200 ruhig 1 1/3 Blendenstufen über das Beugungslimit gehen. Damit wären wir etwa bei Blende 20. Hast Du das einmal unter diesen Bedingungen verglichen?

Gruß,
Burkhard

Edit: Das genaue Procedere für den Vergleich wäre folgendes: Bild mit der CP4500 aufnehmen, sagen wir Querformat (hat Einfluss auf den Crop-Faktor wegen der unterschiedlichen Seitenverhältnisse). Blende möglichst stark schließen (mindestens f/7,5). Blende nachschauen und mit 3,3 multiplizieren. Diese Blende an der D200 einstellen bei gleichem (horizontalem) Bildausschnitt und gleicher Perspektive (Abstand) wählen. Die Brennweite ergibt sich dann automatisch. Das CP4500 Bild oben und unten auf 2:3 beschneiden. Die Ergebnisse auf A3 ausdrucken und vergleichen.

 

[maikm]

Also probiere ich meine Coolpix 4500 aus (mit der bezüglich Blenden und Zeit ebenfalls heftig eingeschränkt bin) und mache brauchbare Makros mit großer Tiefenschärfe.

Die kannst Du bei mittlerem Zoom (maximaler Makrostellung) nur bis f/8 abblenden. Die CP4500 hat gemäß Sensorgröße eine um ca. 2,2 Blenden größere Schärfentiefe bei gleicher Blende. Wo genau ist da jetzt dann der Vorteil gegenüber D200 mit 105/2,8 bei f/20?

Maik

 

[Kai Licht]

Na, ist doch schön, dass wir wieder an den gleichen Punkt kommen, den wir hier, in einem der unzähligen "DX vs. VF" Theads schon ´mal erreicht hatten... Übrigens dort auch erst nach kontroversen Diskussionen.

Gruß,
Burkhard

Ja, das habe ich mir auch dauernd gedacht. Warum die Sensorgröße sehr viel mit der Bildsprache und Tiefenschärfe zu tun hat, habe ich genau hier schon getippt.

Schöne Grüße,
Kai

 

[blue_heron]

Die kannst Du bei mittlerem Zoom (maximaler Makrostellung) nur bis f/8 abblenden. Die CP4500 hat gemäß Sensorgröße eine um ca. 2,2 Blenden größere Schärfentiefe bei gleicher Blende. Wo genau ist da jetzt dann der Vorteil gegenüber D200 mit 105/2,8 bei f/20?

Anstatt ständig mit dem Taschenrechner rumzuspielen, sollten Du und Burkhard mal eine Kamera in die Hand nehmen und ein Bild machen.

Versuch macht kluch.

Roland

 

[maikm]

Anstatt ständig mit dem Taschenrechner rumzuspielen, sollten Du und Burkhard mal eine Kamera in die Hand nehmen und ein Bild machen.

Roland, ich hatte die CP950 seit 1999 und danach die CP990, das sind die direkten Vorgänger der CP4500. Ich habe damit tausende Makros gemacht, ich brauche das nicht extra nochmal auszuprobieren. Aber Du vielleicht?

Maik

 

[blue_heron]

Eine Kompakte mit seinem wesentlich kleinerem Sensor erreicht bei gleichem Bildwinkel und gleicher eingestellter Blende eine deutlich höhere Tiefenschärfe. Fertig, Punkt.

Fertig.Punkt.

 

[Retina]

Bringt eigentlich dann auch der Highspeed-Modus an der D2Xs mehr Schärfentiefe, als wenn man den ganzen Sensor benutzt? Oder wird beim Highspeed-Modus auch die ganze Fläche des Sensors benutzt, nur in geringerer Auflösung?

Die Frage ist gar nicht so doof, und kompliziert zu beantworten, und ich bin mir auch nicht ganz sicher. :gruebel:

Die Möglichkeit Rohdaten zu schreiben habe ich nur, wenn ich mich auf eine Teilfläche des Sensors beschränke. Das Herunterrechnen der Gesamtfläche ist also nicht nur zeitaufwändig und somit auch ein Problem für das Ziel "High Speed", sondern auch Stolperstein für RAW-Verarbeitung. Also gehe ich davon aus, dass nur eine Teilfläche ausgelesen bzw. verwendet wird.

Die Schärfebetrachtung ist hier in der Tat etwas kniffeliger, da die Schärfedefinition nicht so einfach ist. Grundsätzlich gibt es da die Pixelfraktion und die Ausgabeformatsfraktion. Beide gleichzeitig zufrieden zu stellen geht nur bei gleicher Pixelzahl. Die haben wir hier nicht. Also würde ich mich eher an der maximal erzielbaren Schärfe orientieren, und die ist durch den Highspeed-Modus (HSM) mit der geringeren Auflösung gegeben. Damit wäre mein ZK im Lowspeed-Modus (LSM) um das Verhältnis der beiden Formate größer als im HSM. Damit wäre die Schärfentiefe in beiden Fällen wieder gleich.

Maik, Deine Überlegungen sind richtig. Die Frage, die ich mir allerdings stelle, ist, ob man hier mit einer Schärfedefinition auf Pixelebene weiterkommt? Ich würde eher vorschlagen einen Ausdruck, dessen (Ausgabe-)Auflösung über den hier betrachteten liegt, also z.B. A4 (besser A3), zum Vergleich zu verwenden, und dann sind wir bei dem oben beschriebenen Szenario, oder*?

Gruß,
Burkhard

*) Genaugenommen funktioniert das nur dann so einfach, wenn wir jenseits des Beugungslimits sind, da dann die Beugung die zusätzlichen Pixel der D200 egalisiert. Darunter müssten die Bilder zwar in den unscharfen Partien gleich aussehen. In den scharfen Partien wird die D200 jedoch vermutlich mehr Details zeigen. Das kann man über einen Weichzeichner wieder ausgleichen, aber dann wird die Sinnhaftigkeit des Vergleichs von der "Pragmatiker"-Fraktion nicht ganz zu Unrecht moniert werden... => Ich sehe keinen Königsweg aus dem Mischobstdilemma.

 

[Retina]

Eine Kompakte mit seinem wesentlich kleinerem Sensor erreicht bei gleichem Bildwinkel und gleicher eingestellter Blende eine deutlich höhere Tiefenschärfe. Fertig, Punkt.

Fertig.Punkt.

Das ist nett von Dir, dass Du die Aussage, an der keiner hier zweifelt und die uns somit verbindet gleichsam als integratives Element nochmal wiederholst, auch wenn der Stil etwas "Trappatonisches" hat. :winkgrin:

Ich wiederhole mich hier auch gerne nochmal mit der Behauptung, dass sie praxisfern ist und zu Missverständnissen führt. :kuh:

Gruß,
Burkhard

 

[JackMcBeer]

Die "sture" Seite der Diskussion ist doch gerade die Forderung, unbedingt gleiche Belichtungseinstellungen bei beiden Kameras zu verwenden. Warum sollte ich das in der Praxis tun? Weil ich mich in bestimmte Zahlen verliebt habe oder was?

Die gleichen Einstellungen sollten ja auch nur zur Vergleichbarkeit dienen. Welchen Sinn macht denn auch sonst ein Vergleich, wenn man verschiedene Werte einstellt.

jan.