Veränderte Blendenwerte bei Makroeinstellungen

[Helmut Elicker]

Hi,

wenn ich am Makroobjektiv die Entfernung näher zur Naheinstellgrenze fokussiere = den Maßstab vergrößere, "shiftet" der Blendenwert. Der größte Blendenwert wird kleiner, der kleinste noch kleiner. Wie ist da der theoretische Zusammenhang? Warum bleiben die Blendenwerte nicht konstant? - Das ist in der Wirkung ähnlich wie bei der Nutzung von Telekonvertern, wobei mir das dort einleuchtet, denn es wird ja ein Tubus zwischen Kamera und Objektiv gesetzt, d.h. die Lichtstrecke von den Linsen zum Sensor wird verändert. Beim Makroobjektiv ist das nur durch die Maßstabsveränderung aber nicht der Fall.

Wer kann´s erklären?

Gruß
Suermel

Klicken zum Weiterlesen...

 

[polm]

Das ist in der Wirkung ähnlich wie bei der Nutzung von Telekonvertern, wobei mir das dort einleuchtet, denn es wird ja ein Tubus zwischen Kamera und Objektiv gesetzt, d.h. die Lichtstrecke von den Linsen zum Sensor wird verändert.

Na, und wenn man auf 'ganz nah' fokussiert, dann schiebt man quasi die Linsen von der Kamera weg - im Makro ist sozusagen die Extra-Distanz schon mit drin!

(Bei IF-Objektiven wird's spannender: da wird innen eine Linse(ngruppe) verschoben, sodaß zum einen die effektive Brennweite verkürzt wird (so ca. 20-30%!), zum anderen der Abstand zur Bildebene größer wird.)

Groß-artige Fotos noch!
Phillip

 

[Kai Licht]

Das liegt am Auszug: Bei den Makro-Objektiven von Nikon wird die reale Blende übermittelt, die sich aus dem Auszug ergibt. Bei der Unendlich-Einstellung sind die Blenden wie angegeben, bei näherer Einstellung ergeben sich kleinere Blenden.

Das ist so in Ordnung.

Gruß,
Kai

 

[Helmut Elicker]

(Bei IF-Objektiven wird's spannender: da wird innen eine Linse(ngruppe) verschoben, sodaß zum einen die effektive Brennweite verkürzt wird (so ca. 20-30%!), zum anderen der Abstand zur Bildebene größer wird.)

Eben, die Baulänge des Objektivs bleibt bei der Fosussierung unverändert. Wenn das durch die Verlagerung der Linsen(-gruppen) erklärbar sein sollte: verlagern sich denn die Linsengruppen bei Nicht-Makroobjektiven nicht?

Gruß
Suermel

 

[Helmut Elicker]

Das liegt am Auszug: Bei den Makro-Objektiven von Nikon wird die reale Blende übermittelt, die sich aus dem Auszug ergibt. Bei der Unendlich-Einstellung sind die Blenden wie angegeben, bei näherer Einstellung ergeben sich kleinere Blenden.

Müßte dann nicht eine variable Lichtstärke für das Objektiv angegeben werden?

Gruß
Suermel

 

[Kai Licht]

Eben, die Baulänge des Objektivs bleibt bei der Fosussierung unverändert. Wenn das durch die Verlagerung der Linsen(-gruppen) erklärbar sein sollte: verlagern sich denn die Linsengruppen bei Nicht-Makroobjektiven nicht?

Gruß
Suermel

Doch sogar weiter! Die Bauweise ist bei einem Makro erheblich anders: Der Tubus muß sogar deutlich verlängert werden, damit das Linsensystem wie bei einem Balgengerät nach vorne wandern kann! Natürlich hat ein Makro keinen Faltenbalg sondern auch eine Einstellschnecke (Makroschnecke), die ist aber gegenüber normalen Objektiven extrem verlängert.

Gruß,
Kai

 

[polm]

verlagern sich denn die Linsengruppen bei Nicht-Makroobjektiven nicht?

Doch doch - irgendwas muß ja passieren beim fokussieren . Wenn man mit einer Lupe ein Objekt 1:1 abbilden möchte, muß der Abstand g der Lupe zum Objekt ("Gegenstandsweite") das doppelte der Brennweite f der Lupe betragen. Das Bild entsteht dann hinter der Linse, im gleichen Abstand (2*f). Bei älteren Makro-Objektiven fährt die komplette Optik nach vorne raus, und zwar gehörig (2x f). Bei nicht-Makros fährt zwar auch die gesamte Optik nach vorne raus, doch z.B. beim 50mm 1:1.8 nur um ca. 1 cm (geraten, nicht hauen, wenn's 11mm sind...).

Bei IF gilt die Angabe der Brennweite bei Fokussierung auf oo. Wenn ich für Nahaufnahmen nichts nach vorne 'rausschieben kann, bleibt mir nur die interne Verkürzung der Brennweite. Das tolle neue 105mm von Nikon hat, wenn ich mich recht erinnere, 77mm Brennweite bei 1:1. Ein 180mm IF-Makro hat bei 1:1 vielleicht"nur" noch ca. 100mm... mein 180mm non-makro-trotzdem-IF hat bei der Naheinstellgrenze von 1.5m nur noch ca. 165mm Brennweite. (Wieder die Zahlen nur geschätzt und aus der dunklen Erinnerung geborgen...).

Wie gesagt: irgendwas muß ja passieren, wenn man am Fokusrad dreht

Scharfe Fotos noch!
Phillip

EDIT: @Kai: sorry für's Nachplappern, diese Gleichzeitigkeit ist aber auch knifflig.. ich geh' mal langsam richtung Stammtisch

 

[Helmut Elicker]

Wie gesagt: irgendwas muß ja passieren, wenn man am Fokusrad dreht
:

Hoffe doch, daß da was passiert. Aber wo ist der prinzipielle Unterschied zwischen Makros und Nicht-Makros? Und: wenn das so ist, wie Ihr das beschreibt (woran ich nicht zweifle), habe ich dann nicht eine variable Lichtstärke des Objektivs und eben keine konstante, wie am Objektiv angegeben?

Gruß
Suermel

 

[Gelöschtes Mitglied 9051]

Version 2.0 RC1.

Wer kann´s erklären?

Hallo Suermel.

Angeblich sagt ein Bild mehr als 1000 Worte, also sagen 4 Bilder wohl mehr als 4000 Worte. Schau mer mal:


Beiliegend eine künstlerisch wertlose Bildserie vom Pinguin auf dem Fensterbrett, aufgenommen mit einem Micro-Nikkor 55mm F2.8 bei Blende 32 (sonst wird alles so unscharf, dass man nichts mehr erkennt). Aufnahme vom Stativ, alle Aufnahmen aus gleicher Entfernung, Zeitautomatik. Wie ersichtlich wurden die Aufnahmen auf unendlich und mit den Abbildungsmaßstäben 1:4, 1:2 und 1:1 aufgenommen. Die Schärfenebene wäre bei 1:2 grob geschätzt 15cm, bei 1:1 5cm vor der Frontlinse.

Wie man ganz gut erkennen kann, wird mit steigender Auszugsverlängerung (bei 1:1 55mm, wie sich's gehört) die Abbildung des Hintergrundes immer größer. Bei 1:1 doppelt so groß wie bei unendlich. Man kann sich das etwa so vorstellen: Je weiter sich die Sensorebene durch den Auszug vom Objektiv entfernt, desto größer wird das vom Objektiv projizierte Bild. Bei 1:1 würde es schon für eine 6x7 Kamera ausreichen (natürlich nur im extremen Makrobereich, wenn man auf unendlich fokussiert, wird es ja wieder kleiner). Wenn aber jetzt die Blendenöffnung bei allen Aufnahmen gleich groß ist (in diesem Fall 32) ist auch die Menge an Licht, welches durch das Objektiv durchgelassen wird, immer gleich groß. Wenn es sich jetzt aber im Falle 1:1 auf die vierfache Fläche verteilt, bekommt der Sensor (der ja gleich groß bleibt) nur mehr ein Viertel der durchgelassenen Lichtmenge. Was exakt einer Reduzierung der aufgenommenen Lichtmenge um 2 Blendenstufen entspricht. In der Tat wurden auch bei den Aufnahmen die Belichtungszeiten immer länger.

Die Lichtstärke des Objektives ändert sich dabei nicht, denn das Objektiv lässt ja nicht (wie beim Abblenden) weniger Licht durch, es kommt nur auf Grund der Auszugsverlängerung weniger Licht am Sensor an. Man spricht daher korrekterweise nicht von einem Lichtstärkeverlust, sondern von einer notwendigen Belichtungskorrektur.

 

[volkerm]

Hoffe doch, daß da was passiert. Aber wo ist der prinzipielle Unterschied zwischen Makros und Nicht-Makros?

Der einzige Unterschied ist, wie nah ich fokussieren kann und wie groß der Auszug ist. Je größer der Auszug, desto größer der Lichtverlust. Bei einem normalen Objektiv passiert das auch, aber der Unterschied zwischen Unendlich und Naheinstellgrenze ist vernachlässigbar. Das Makro fokussiert über einen viel größeren Bereich und damit ist der Effekt stärker.

Und: wenn das so ist, wie Ihr das beschreibt (woran ich nicht zweifle), habe ich dann nicht eine variable Lichtstärke des Objektivs und eben keine konstante, wie am Objektiv angegeben?

Mit variabler Lichtstärke meint man ja die Änderung der Lichtstärke als Funktion der Brennweite, angegeben bei Unendlich. Das hier ist was anderes, und es betrifft alle Objektive. Macht wenig Sinn, sowas anzugeben, ist halt Physik.

Weil's gerade hier herpasst:
Ich habe ein altes 55/3.5 Micro mit Blendenkompensation aus den 60ern, das macht was ganz Ungewöhnliches. Wenn man dort zum Beispiel Blende 5.6 einstellt, dann wird die Größe der Blendenöffnung je nach Abbildungsmaßstab verändert. Der Lichtverlust durch den Auszug wird durch eine vergrößerte Blendenöffnung kompensiert. Sowas machte in der Zeit der Handbelichtungsmesser noch Sinn, bei TTL Messung verwirrt es des Belichtungsmesser.

 

[Kai Licht]

Weil's gerade hier herpasst:
Ich habe ein alten 55/3.5 Micro mit Blendenkompensation aus den 60ern, das macht was ganz Ungewöhnliches. Wenn man dort zum Beispiel Blende 5.6 einstellt, dann wird die Größe der Blendenöffnung je nach Abbildungsmaßstab verändert. Der Lichtverlust durch den Auszug wird durch eine vergrößerte Blendenöffnung kompensiert. Sowas machte in der Zeit der Handbelichtungsmesser noch Sinn, bei TTL Messung eher nachteilig.

Eine richtig schöne Anekdote aus der Fotovergangenheit!!!



Gruß,
Kai

 

[Helmut Elicker]

Mit variabler Lichtstärke meint man ja die Änderung der Lichtstärke als Funktion der Brennweite, angegeben bei Unendlich. Das hier ist was anderes, und es betrifft alle Objektive. Macht wenig Sinn, sowas anzugeben, ist halt Physik.

Ich will ja nicht drauf rumreiten, sondern es nur verstehen. Wenn die Lichtstärke in Abhängigkeit zur Brennweite variiert, ist das variabel. Wenn sie in Abhängigkeit zur Entfernung/zum Maßstab variiert, ist es konstant? Kann mir nicht vorstellen, daß das den Gesetzen der Physik entspricht, jedenfalls den Gesetzen der Logik entspricht es nicht.

Könnte man die Angaben auf den Objektiven dann halt einfach als Konvention bezeichnen? Variable Lichtstärke wird nur dann angegeben, wenn sie in Abhängigkeit zur Brennweite variiert? Alle Objektive mit fester Brennweite haben dann definitionsgemäß konstante Lichtstärke? Wär doch nach den bisherigen Aussagen hier Käse, oder versteh ich das falsch?

Aber das ist ja alles graue Theorie, die beim Fotografieren nicht unbedingt im Vordergrund steht. Was aber von praktischer Bedeutung wäre ist die Frage der Relevanz von bestimmten Blendenwerten für die Schärfentiefe. Bedeutet die Variation der Blendenwerte bei Makroobjektiven, daß dann auch die ich nenn´s mal "anzustrebende" Blende nicht mehr bei 1/8 oder 1/11, sondern von mir aus bei 1/20 liegt? Oder wächst im Abblendungsbereich einfach was dazu, und die Variationsmöglichkeiten steigen?

Gruß
Suermel

 

[Gelöschtes Mitglied 9051]

Ich will ja nicht drauf rumreiten, sondern es nur verstehen.

Die Lichtstärke ist ein geometrischer Wert, der sich aus der Brennweite dividiert durch die Eintrittspupille errechnet. Die Eintrittspupille ist der Durchmesser eines parallelen Lichtbündels, dass durch das Objektiv in Unendlichstellung bei voll geöffneter Blende eintreten kann. Näherungsweise der Durchmesser des hellen Flecks, den du siehst, wenn du das Objektiv (ohne Kamera) mit geöffneter Blende vor einen hellen Hintergrund hältst und aus größerer Entfernung (unendlich geht schwer) von vorne drauf siehst. Wenn du dieses Spiel mit einem Zoom machst, wird sich die Größe der Eintrittspupille ändern, wenn du die Brennweite änderst. Das Verhältnis Brennweite/Eintrittspupille (also die Lichtstärke) wird dabei konstant bleiben oder es wird variieren. Je nach Konstruktion des Objektivs. Bei einer Festbrennweite ist die Brennweite fest, wie der Name richtigerweise vermuten lässt. Also ändert sich auch die Lichtstärke nicht. Irgendwo habe ich übrigens ein paar Beispielfotos dazu, falls es zum Verständnis nötig sein sollte.

Bei starren (festbrennweitigen) Objektiven mit Schneckengang, also solchen, die beim Scharfstellen vorne raus wachsen, ergibt sich durch die Auszugsverlängerung eine leichte Vergrößerung des projizierten Bildes und damit eine Abnahme der Leuchtdichte am Sensor. Dies ist aber bei normalen Objektiven ohne extreme Naheinstellung so gering, dass es echt keine Sau interessiert. Erst im stärkeren Nahbereich nimmt dieser Lichtverlust dann ziemlich rasch zu. Dabei ist zu berücksichtigen, das dies im wesentlichen von der Auszugsverlängerung abhängt, egal ob durch Fokussierung, Zwischenring, Balgengerät oder Kombinationen davon. Dies gilt GENAU SO für Nicht-Makro-Objektive gleicher Brennweite, wenn diese mittels zusätzlicher Auszugsverlängerung in den Makrobereich gebracht werden. Bei Objektiven, welche die Brennweite beim Fokussieren verkürzen ist dies nicht oder nicht in diesem Ausmaß der Fall.

Wir haben es also nicht einer Änderung der Lichststärke zu tun, sondern mit einer erforderlichen Belichtungskorrektur.

Tiefenschärfe gewinnst du damit übrigens nicht, im Gegenteil, die Tiefenschärfe nimmt mit steigenden Abbildungsmaßstab rapide ab. Gleichzeitig nimmt die (physikalisch bedingte) Beugungsunschärfe zu. Bei sehr starken Vergrößerungen jenseits von 1:1 landest du bei einer relativ weit offenen Blende (wegen der Beugung), bei einer Tiefenschärfe im Bereich von Millimeterbruchteilen und bei einer starken Belichtungskorrektur, die es erforderlich macht, kräftig künstliches Licht auf das Objekt zu knallen, um noch einigermaßen brauchbare Belichtungsverhältnisse zu haben. Heisst entweder Kaltlichtquelle oder Makroblitz mit Einstelllicht, um bei einem saumäßig dunklen Sucherbild überhaupt noch fokussieren zu können.

 

[Gelöschtes Mitglied 9051]

Das ist in der Wirkung ähnlich wie bei der Nutzung von Telekonvertern, wobei mir das dort einleuchtet, denn es wird ja ein Tubus zwischen Kamera und Objektiv gesetzt, d.h. die Lichtstrecke von den Linsen zum Sensor wird verändert. Beim Makroobjektiv ist das nur durch die Maßstabsveränderung aber nicht der Fall.

Ist eigentlich schon erklärt worden, aber zur Sicherheit:

Die größere Lichtstrecke von den Linsen zum Sensor durch den Konverter ist unerheblich. Das Licht kommt von der Sonne und hat 150 Millionen Kilometer zurück gelegt. Da wird es die 3 Zentimeter auch noch schaffen.

Allerdings wird durch einen 2-fach Konverter das in Richtung Sensor projizierte Abbild des Motivs doppelt so hoch und doppelt so breit, hat also die vierfache Fläche. Die Lichtmenge, die beim Objektiv vorne rein geht, ist aber die gleiche. Der Sensor bekommt also nur mehr ein Viertel der ursprünglichen Lichtmenge. Da jede Stufe Abblendung eine Halbierung der Lichtmenge bedeutet, sind das also 2 Blendenstufen.

Wie wir ja schon gelernt haben, wird beim Auszug eines starren Objektives auf 1:1 die von vorne eintretende Lichtmenge ebenfalls auf die vierfache Fläche projiziert. Die optischen Gründe sind zwar nicht die selben, aber der resultierende Lichtverlust von 2 Blenden ist der gleiche.

Aber das ist ja alles graue Theorie, die beim Fotografieren nicht unbedingt im Vordergrund steht.

Bei der fortgeschrittenen Makrofotografie wird sich die Theorie ziemlich fest in dein Hosenbein verbeissen. Mag sein, dass heutige Wunderkameras viel Theorie von dir fern halten, aber es kann nie schaden, wenn man weiss wie 's geht.

 

[Commander8x]

Aber das ist ja alles graue Theorie, die beim Fotografieren nicht unbedingt im Vordergrund steht. Was aber von praktischer Bedeutung wäre ist die Frage der Relevanz von bestimmten Blendenwerten für die Schärfentiefe. Bedeutet die Variation der Blendenwerte bei Makroobjektiven, daß dann auch die ich nenn´s mal "anzustrebende" Blende nicht mehr bei 1/8 oder 1/11, sondern von mir aus bei 1/20 liegt? Oder wächst im Abblendungsbereich einfach was dazu, und die Variationsmöglichkeiten steigen?

Für die eher praktische Anschauung habe ich hier mal ein paar Links herausgekramt, wo sich u.a. Blenden/Maßstab/Schärfentiefe-Tabellen finden.

http://www.natur-makro.de/tipps-schaerfentiefe.htm

http://home.tiscalinet.ch/fotografie/makro/schaerfe.htm

http://www.denfo.de/makrofotografie.html


Und weil nach der Theorie gefragt war, hier noch mehr dazu:

Herleitungen: Abbildungsmaßstab
http://www.elmar-baumann.de/fotografie/herleitungen/herleitungen-abbildungsmasstab.html

Berechnung der Schärfentiefe in der Fotografie
http://www.elmar-baumann.de/fotografie/schaerfentiefe/schaerfentiefe.html

Blende, Eintrittspupille, Austrittspupille, Schärfentiefe
http://www.elmar-baumann.de/fotografie/fragen/frage.technik.blende+schaerfentiefe.html

Fröhliches Rechnen!

 

[Gelöschtes Mitglied 9051]

Wer kann´s erklären?

Ich habe meinen Beitrag auf der ersten Seite noch einmal in bewusst unwissenschaftliche Worte gefasst und mit Bildern illustriert. Das sollte jetzt wirklich ohne Physikstudium und Formelmathematik verständlich sein.

 

[Helmut Elicker]

Ich habe meinen Beitrag auf der ersten Seite noch einmal in bewusst unwissenschaftliche Worte gefasst und mit Bildern illustriert. Das sollte jetzt wirklich ohne Physikstudium und Formelmathematik verständlich sein.

In der Tat, ich kann es bestätigen: vier Bilder sagen mehr als viertausend Worte!

Danke und Gruß
Suermel

 

[Helmut Elicker]

Für die eher praktische Anschauung habe ich hier mal ein paar Links herausgekramt, wo sich u.a. Blenden/Maßstab/Schärfentiefe-Tabellen finden.

Hi Commander,

ich bin begeistert, wir sind auf der Zielgeraden, meine Frage ist fast komplett beantwortet. Nur noch ein kleines Fitzelchen fehlt. Wie Kai in #3 schon anmerkte, übermittelt Nikon im Sucher die realen Blendenwerte, und das finde ich auch gut so. In Abhängigkeit zum Maßstab verändern sich größte und kleinste Blendenwerte in etwa wie folgt:

1:10 2,8 32
1:5 3,2 36
1:2 3,5 40
1:1,4 4 45
1:1 4,8 51

Setze ich nen Telekonverter drauf, erhöht sich der Abbildungsmaßstab noch weiter, die Range der Blendenwerte variiert naturgemäß noch stärker.

Was sagen mir jetzt die zitierte Schärfentiefe-Tabelle und die Tabelle zur förderlichen/optimalen Blende? Bleibt die Grundaussage erhalten, und es fehlen lediglich einige Blendenstufen Richtung Abblenden? Oder muß ich quasi die Nikon-Sucher-Aussage nach irgendeinem Algorithmus runterbrechen, um mich in der Tabelle richtig wiederzufinden?

Gruß
Suermel

 

[Commander8x]

Setze ich nen Telekonverter drauf, erhöht sich der Abbildungsmaßstab noch weiter, die Range der Blendenwerte variiert naturgemäß noch stärker.

Was sagen mir jetzt die zitierte Schärfentiefe-Tabelle und die Tabelle zur förderlichen/optimalen Blende? Bleibt die Grundaussage erhalten, und es fehlen lediglich einige Blendenstufen Richtung Abblenden? Oder muß ich quasi die Nikon-Sucher-Aussage nach irgendeinem Algorithmus runterbrechen, um mich in der Tabelle richtig wiederzufinden?

Jetzt wird es schwierig.....
Der Telekonverter erhöht die Brennweite (also x1,4 oder x2) und damit auch den Abbildungsmaßstab.
Gleichzeitig erniedrigt er den Blendenwert (um den gleichen Faktor).
Die richtige Zeit/Blenden-Kombination kann Deine Kamera aber nur ermitteln, wenn sie den Telekonverter "erkennt". Wie das bei einer DSLR ist, weiß ich allerdings nicht.

Allerdings setzt er zusätzliche Linsen in den Strahlengang, und ob das gut ist, mußt Du selber rausfinden.

Du hast ja eine D200, da kannst Du ja gleich nachschauen.
Motto: "Ein eigenes Bild sagt mehr als tausend Worte!"

Praktisch gesehen orientierst Du Dich an der förderlichen Blende und fotografierst notfalls mit Stativ.
Zu starkes Abblenden dient zwar der Schärfentiefe, aber nicht unbedingt der Abbildungsqualität....
Sind die Insekten zu schnell, dann mußt Du halt vom optimalen Vorgehen abweichen.

 

[Helmut Elicker]

Praktisch gesehen orientierst Du Dich an der förderlichen Blende und fotografierst notfalls mit Stativ.
Zu starkes Abblenden dient zwar der Schärfentiefe, aber nicht unbedingt der Abbildungsqualität....

Ja, denke schon, daß die D200 den Telekonverter erkennt und interpretiert.

Aber behandeln wir mal den Fall ohne Telekonverter. Deine Aussage und die der Tabelle "förderliche/optimale Blende" würden bedeuten, daß zwar die Range der angezeigten Blendenwerte im Sucher sich tendenziell zu niedrigeren Blendenwerten verschiebt, aber die Werte für die förderliche/optimale Blende tendenziell größere Blendenwerte verlangt.

Letztlich geht´s ja um die Frage, wie die im Sucher angezeigten Blendenwerte zu interpretieren sind. Also: ist der in der Kamera angezeigte Blendenwert "11" äquivalent zu dem in der Tabelle ausgewiesenen Wert "11", oder müßte das, bedingt durch das "Shiften" des angezeigten Blendenwertespektrums, dann von mir aus der Wert "16" sein?

Ich frage mich, ob sich darüber noch keiner der hier versammelten Cracks Gedanken gemacht hat.

Gruß
Suermel