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Warum sind Beugung und Defokussierung getrennte Schärfefaktoren?

Wird ein 24-mm-Objektiv von f/8 auf f/16 abgeblendet, wandert die Nahgrenze bei Hyperfokalfokus von 1236 mm auf 636 mm, während sich das ideale Airy-Scheibchen auf 0,0215 mm verdoppelt.

Zwei Unschärfen, die sich gegenläufig entwickeln

Die Schärfentiefe in Apertia ist geometrisch: Ein Punkt gilt als scharf, solange seine Defokusscheibe innerhalb des Zerstreuungskreises bleibt, und eine größere Blendenzahl erweitert diesen Bereich. Beugung ist davon getrennt: Das ideale Airy-Scheibchen, 2,44 × 0,00055 mm × N, wächst proportional zur Blendenzahl, und zwar für jeden Punkt im Bild, ob scharf oder nicht. Abblenden bringt also Tiefe und macht zugleich das ganze Bild weicher.

Die App hält beides mit zwei Regeln auseinander. Der Rechner zeigt einen Hinweis, sobald die Blende die Blendenzahl überschreitet, bei der das Airy-Scheibchen gleich c ist (f/22,35 bei Vollformat). Der Aufnahmeplan ist strenger und stackt lieber mehrere Bilder, als über die Blendenzahl hinauszugehen, bei der das Scheibchen die Hälfte von c erreicht (f/11,18).

Eingaben · Berechnen · Durchmesser des Airy-Scheibchens (mm)

ZeileEingaben
Blende4
Zerstreuungskreis0,03

Ergebnisse · Berechnen · Durchmesser des Airy-Scheibchens (mm)

ZeileErgebnisse
Durchmesser des Airy-Scheibchens (mm)0,005368
Airy-Durchmesser / CoC0,178933
Blendenzahl bei Airy-Durchmesser gleich CoC22,354694
Planungsblendenzahl bei halbem CoC11,177347
Angenommene Wellenlänge (mm)0,00055

Eingaben · Berechnen · Durchmesser des Airy-Scheibchens (mm)

ZeileEingaben
Blende8
Zerstreuungskreis0,03

Ergebnisse · Berechnen · Durchmesser des Airy-Scheibchens (mm)

ZeileErgebnisse
Durchmesser des Airy-Scheibchens (mm)0,010736
Airy-Durchmesser / CoC0,357867
Blendenzahl bei Airy-Durchmesser gleich CoC22,354694
Planungsblendenzahl bei halbem CoC11,177347
Angenommene Wellenlänge (mm)0,00055

Beides abwägen

  1. Ermitteln Sie die benötigte Tiefe, zum Beispiel mit Aufnahmeplan vom nächsten bis zum fernsten Punkt.
  2. Lesen Sie die dafür nötige Blendenzahl ab und vergleichen Sie sie mit der Grenze bei halbem CoC für Ihren Sensor.
  3. Bleibt sie unter der Grenze, verwenden Sie ein einzelnes Bild bei dieser Stufe.
  4. Geht sie darüber hinaus, ziehen Sie den vorgeschlagenen Stack einem weiteren Abblenden vor.
  5. Blenden Sie dennoch über die Grenze hinaus ab, achten Sie auf den Beugungshinweis des Rechners.

Rechenbeispiel: hyperfokal bei f/8 und f/16

Vollformat, 24 mm. Bei f/8 liegt die Hyperfokaldistanz bei etwa 2448 mm, und wer dort fokussiert, hält alles von 1236 mm bis unendlich innerhalb von 0,030 mm. Bei f/16 sinkt die Hyperfokaldistanz auf 1248 mm, und der scharfe Bereich beginnt bei 636 mm; der Vordergrund gewinnt also etwa 600 mm. Bei derselben Änderung wächst das ideale Airy-Scheibchen von 0,010736 mm auf 0,021472 mm, von etwa einem Drittel von c auf fast drei Viertel davon. Bei f/16 zeigt der Rechner keinen Hinweis, doch f/16 liegt jenseits der Einzelbildgrenze des Plans.

f/8 · hyperfokal 2448 mm
scharf ab 1236 mm · Airy 0,010736 mm
f/16 · hyperfokal 1248 mm
scharf ab 636 mm · Airy 0,021472 mm

Häufige Fehler

Wo der Vergleich endet

Beide Größen stammen aus idealisierten Modellen, daher sagt keine von beiden allein die endgültige Bildqualität voraus; Abbildungsfehler, Sensorabtastung und Nachschärfen spielen ebenfalls eine Rolle. Die unten aufgeführten Unterlagen der University of Arizona zu Kamerasystemen und die DOFMaster-Gleichungen liefern die beiden Formeln.

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