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Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)



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Skeptiker
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Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

beiti's Bemerkung (mit Bildbeispiel 'Vase vor entferntem Hintergrund') aus dem anderen Thread "Gute Schärfentiefe - Brennweite oder Entfernung?" https://www.slashcam.de/forum/viewtopic.php?p=743777# hat mir keine rechte Ruhe gelassen:
beiti hat geschrieben:… Die Freistellung ist - trotz gleichem Abbildungsmaßstab, gleicher Blende und quasi gleicher Schärfentiefe - mit der längeren Brennweite stärker ausgeprägt (vorausgesetzt, der Hintergrund ist weit genug weg). Der Schärfeverlauf ist mit der längeren Brennweite ein anderer. Der DOF-Rechner kennt dafür keine griffige Zahl. ...
Der DOF-Rechner leider nicht, aber die dort benutzten Formeln schon.

Sie enthalten ja den maximalen, als 'scharf' gerade noch akzeptablen Durchmesser des Unschärfescheibchens auf dem Sensor. Wenn nicht explizit (angegeben), dann implizit (unsichtbar im Hintergrund).

Die Variablen für die Berechnung sind stets dieselben (ich halte mich an die Bezeichnungen aus dem DOFMaster: http://www.dofmaster.com/equations.html )

T : Schärfentiefe oder Tiefenschärfe
N : Blendenzahl
s : eingestellte Entfernung (vom Kamera-Sensor bis zur Fokusebene des Objekts. EDIT: Eigentlich von der vorderen optischen Hauptebene des Objektivs bis zur Fokusebene im Objektraum)
f : Brennweite des Objektivs
c : Maximal tolerierbarer Durchmesser der Abbildung eines (idealen) Objekt-Punktes als Unschärfescheibchen auf dem Sensor (idealerweise ebenfalls ein Punkt und kein Scheibchen). c steht für CoC, 'Circle of Confusion" (treffender Name angesichts der Konfusion um die DOF!).
H : Hyperfokale Distanz - Diejenige Entfernungseinstellung, bei der für die gewählte Blende alles von H/2 bis unendlich (akzeptabel) scharf ist (ist gleichzeitig die maximale Schärfentiefe).


Normalerweise wird ja mit den Online-Rechnern die Schärfentiefe berechnet, d.h., es steht im Hintergrund links des Gleichheitszeichens T und rechts davon die Formel dafür.

Die Input-Variablen für die Schärfentiefe-Formel sind:
Blende
Brennweite
Objekt-Distanz
Max. Unschärfekreis-Durchmesser

Im Prinzip geht die Rechnung in 4 Schritten:

1.
Hyperfokale Distanz H berechnen: Sie ist eine Objektiv-Kennzahl für eine bestimmte Kombination aus

Brennweite
Blende
und als Schärfekriterium dem max. Durchmesser des Unschärfekreises.

2.
H wird in die Formel für die Schärfentiefe-Nah-Distanz eingesetzt, die als zusätzliche Variable s enthält, den Abstand zum Objekt, auf das scharfgestellt wird.

3.
H wird in die Formel für die Schärfentiefe-Fern-Distanz eingesetzt, die ebenfalls s als Zusatz-Variable enthält.

4.
Fern (von) minus Nah (bis) ergibt die Schärfentiefe um die Fokusebene herum. Der grössere Anteil der 'Tiefe' liegt hinten, der kleinere vorne (zur Kamera hin).

Zurück zum Zitat:
beiti hat geschrieben: ... Der DOF-Rechner kennt dafür keine griffige Zahl. ...
Was wäre, wenn man die Gleichungen so umstellt, dass links des Gleichheitszeichens c (der Unschärfekreis) steht und rechts die umgestellte Schärfentiefe-Formel mit folgenden Variabeln:

Blende
Brennweite
Fokussierte Objekt-Entfernung
Rückwärtiger (von der Kamera weg) Schärfentiefe-Abstand von der Fokusebene. Also nicht die berechnete Ferndistanz selbst, sondern Ferndistanz minus eingestellte Objekt-Entfernung.

Die Frage, die damit beantwortet werden soll, ist: "In WELCHER Distanz hinter der am Objektiv eingestellten Entfernung (der Fokus-Ebene) ist die Abbildung auf dem Sensor WIE unscharf (als Kriterium dient das Unschärfescheibchen), wenn man ein Objektiv mit Brennweite X und eingestellter Blende Y verwendet?"

Mit anderen Worten: Wie verläuft hinter dem scharfgestellten Objekt der Unschärfebereich (Out of Focus, 'Off-DOF')?

Ich habe das Ganze für jeweils 100 Fern-Abstands-Variationen ausgerechnt (im 10 cm-Abständen - von 10 cm hinter der Fokus-Ebene bis 10 m dahinter) und dabei 5 verschieden Brennweiten verwendet: 25 , 50, 100 , 200 und 400 mm.
Damit der Abbildungs-Maßstab (ist gleich Abbildungsgrösse auf dem Sensor geteilt durch Objekt-Grösse in natura. Oder hier eher: Brennweite durch (Gegenstandsweite minus Brennweite) jeweils gleich bleibt und somit auch in etwa die berechnete Schärfentiefe, wurde der Abstand zum Objekt entsprechend angepasst:

25 mm - 2.5 m
50 mm - 5 m
100 mm - 10 m
200 mm - 20 m
400 mm - 40 m

Das ergibt jeweils einen Abbildungs-Maßstab von 1:100 (mit M=f/g ... korrekt wäre eigentlich M=f/(g-f), aber f ist hier sehr klein gegenüber g) - der Maßstab ist wichtig für die Beurteilung der Diagramme; wenn er vergrössert wird (z.B. auf 1:50), nimmt die Schärfentiefe um das Motiv im Vordergrund ab und die Hintergrundunschärfe zu.

Schliesslich wurde alles für 3 verschiedene Blenden-Einstellungen berechnet - 2.0, 4.0, 5.6 - und dann in 3 Graphiken dargestellt.

Die Hochachsen haben die selben Skalen, die Querachsen ebenfalls - die Graphiken sind also direkt vergleichbar.

Hochachse:
Durchmesser des Unschärfe-Kreises in Mikrometern. Die akzeptable Schärfegrenze für Kleinbild (36x24mm) ist mit einer horizontalen Linie gekennzeichnet. Alles darüber wird je höher desto unschärfer.
Diese Grenze ist als Standard 1/1500 der Format-Diagonale, das ist in mm für Kleinbild nach Pythagoras die Wurzel aus (36 im Quadrat + 24 im Quadrat) = 43.267 mm. 1/1500 davon ist knapp 0.029 mm. Ich habe 0.03 mm verwendet, das sind 30 Mikrometer. Bei höheren Anforderungen an die Bildschärfe könnte man z.B. den halben Wert verwenden, das wären (für Kleinbild) rund 15 Mikrometer bzw. 1/3000 der Bildsensor-Diagonale. Damit sinkt dann auch die Schärfentiefe.

Querachse:
Rückwärtige Distanz von Fokusebene in m.
Wie weit hinter der eigestellten Schärfe-Ebene ist es wie unscharf?


Fazit:
Man sieht, dass die Schärfentiefe-Bereiche bei offener Blende (2.0) für kleine Fern-Abstände unter 1 m näher beisammen sind und generell für Weitwinkel grösser sind als für Tele. Bis zum Schärfelimit von 0.03 mm gilt hier, dass die Schärfentiefe für die unterschiedlichen Brennweiten annähernd gleich bleibt.

Für geschlossenere Blenden wie 4 oder 5.6 gilt das nicht mehr. Die weitwinkligeren Objektive erreichen hier das Schärfelimit bei 0.03 mm erst in deutlich grösserer Distanz (Tiefe) als die Telebrennweiten.
Es stimmt also auch die Näherung "gleicher Abbildungsmaßstab, gleiche Blende, gleiche Schärfentiefe" immer weniger, je weitwinkliger das Objektiv und je geschlossener die Blende ist.

Was generell auffällt: Der "Strahlenstrauss" ist bei offner Blende weit gefächert und nach oben gerichtet, bei weiter geschlossener Blende eng gefächert und flacher.

Im ersten Fall (Offenblende) ändert sich die Unschärfe in Richtung Hintergrund schnell und stark, im zweiten Fall (Blende weiter zu) langsam und schwach.

Das ist alles nichts Neues - jeder Fotograf kennt es aus eigener Anschauung - aber man kann es hier miteinander vergleichbar zeigen und die Unschärfe durch die hinterlegten Daten auch quantifizieren.

So kann man etwa abschätzen, mit welchem Objektiv und welcher Blende (und welchem Kameraformat) der Objekt-Hintergrund in welchem Abstand vom scharfgestellten Vordergrund wie unscharf wird.

Und wem das alles zu theoretisch ist, der findet's auch mit Blick durch den Sucher und vielleicht ein paar Objektivwechseln heraus ;-)

Nachträgliche Änderung:
Graphiken ausgetauscht.
Unter die Blende noch den Hinweis geschrieben: "Abb.-Maßstab jeweils gleich".

Zweiter Nachtrag: Die grün hinterlegte Datentabelle. Alle Werte für Kleinbild-Format mit Unschärfekreis-Durchmesser 0.03 mm (30 Mikrometer) berechnet.

Dritter Nachtrag: In den Graphiken bei: 'gleicher Abbildungs-Maßstab' jeweils '1:100' ergänzt.
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Zuletzt geändert von Skeptiker am Do 25 Sep, 2014 08:02, insgesamt 7-mal geändert.



ArnAuge
Beiträge: 488

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von ArnAuge »

WOW - Kompliment! Wie du selbst schreibst, bringt das keine neuen weltbewegenden Erkenntnisse, aber durch die grafische Darstellung kann man es sich noch besser und klarer vergegenwärtigen. Schön!



otaku
Beiträge: 1180

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von otaku »

@Skeptiker

wow hast dir viel mühe gemacht. prima beitrag.
aber wieso haben dich die Beispielbilder so aus der Fassung gebracht?
das eine war mit 210mm aufgenommen, das andere mit 38mm.
wenn du 210 durch 38 teilst kommst du näherungsweise auf 5,5.
ich hab also jetzt mal das 38mm bild 5,5 fach scaliert und die Unschärfen verglichen, und ja sie sehen gleich aus, soweit man das sagen kann, weil die Bildqualität dabei natürlich enorm gelitten hat, aber die Theorie das die Brennweite keinen Einfluss hat wird auch hier eingelöst.
Aber wir haben ja in dem Beitrag festgestellt, das wir aneinander vorbei reden, weil für die einen die Tiefenschäfte der Faktor ist mit dem der Hintergrund geblured ist, also quasi der Blur Faktor. Einige haben es auch mit dem Wort Freistellung beschrieben. Und das ist natürlich auch korrekt, da der Winkel sich ändert und man entsprechend mehr Hintergrund sieht, dadurch scaliert der Blur Faktor mit, doppelte Brennweite bedeutet auch doppelte Unschärfe im Hintergrund.
Also wie ich es sehe war im Grunde der ganze Knackpunkt die Begrifflichkeit der Tiefenschärfe, das einige von uns das als technischen Begriff benutzen und andere es ehr umgangssprachlich benutzen.

hier nochmal das Beispielbild aus dem anderen Beitrag, aber jetzt mit scaliertem 38mm, trotz der übelen Qualität sieht das Bokeh für mich recht gleich aus.
fix it in post
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Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

Hallo otaku,

Danke für die Rückmeldung und das Bildbeispiel.
Ja, die Hintergründe sind nun ähnlich unscharf, aber die Vordergründe nicht mehr gleich gross. Und man vergrössert natürlich beim fertigen Bild nicht selektiv den zu scharfen Hintergrund so lange, bis er die richtige Unschärfe hat, sondern man wählt, bevor man das Bild macht, das richtige Objektiv und die richtige Blende.


Du schreibst
otaku hat geschrieben:... doppelte Brennweite bedeutet auch doppelte Unschärfe im Hintergrund. ...
Wenn Du einen Blick auf die Gaphiken wirfst, so stimmt das rechnerisch eben nicht (auch wenn in der grünen Tabelle die Schärfentiefen mit Ausnahme der Weitwinkel-Brennweite durchaus vergleichbar sind)!
Ich weiss nicht, WIE unsere Augen und das Gehirn uns mitteilen "doppelte Unschärfe" (beim Hören ist es mit der Lautstärke ja nicht linear sondern logarithmisch, siehe z.B. www.uni-muenster.de/imperia/md/content/ ... hoeren.doc ), aber wenn man den Durchmesser der Unschärfekreise (der ja die Hochachse der Graphik bildet) auf dem Sensor als Anhaltspunkt für die Stärke der Unschärfe nimmt, so sieht man in der Graphik, dass er je nach Objektiv, verwendeter Blende und Abstand des Hintergrunds vom Objekt NICHT doppelt so gross ist bei doppelter Brennweite.

Im Prinzip ist das Problem (und auch der Reiz) des Konzepts "Schärfentiefe/Tiefenschärfe", dass der Versuch, den 3-dimensionalen Raum auf einem 2-dimensionalen Sensor abzubilden, dazu führt, die räumliche Tiefe durch Unschärfe zu ersetzen.

WIE die Unschärfe aussieht, heisst Bokeh.
DASS etwas unscharf ist, würde ich allgemein 'Blur' nennen.
Und die (akzeptable) fotografische Schärfe (und damit ist ja auch das Gegenteil, die Unschärfe, definiert) bei räumlicher Tiefen-Staffelung der Motive heisst eben Schärfentiefe (die Tiefe der Schärfe) oder Tiefenschärfe (die Schärfe der Tiefe).

Was hier zu den vielen Worten und Zahlen fehlt, sind natürlich Bildbeispiele, die das, was da in den Graphiken theoretisch ausgesagt wird, etwas anschaulicher machen.
Es ist einfach ein Versuch, was man allgemein als 'Hintergrundunschärfe' bezeichnet, etwas konkreter in Zahlen zu fassen - und zwar abhängig vom Abbildungs-Maßstab, von der Entfernung des Hintergrunds und von den verwendeten Optiken.
Zuletzt geändert von Skeptiker am Do 25 Sep, 2014 08:09, insgesamt 3-mal geändert.



otaku
Beiträge: 1180

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von otaku »

Bokeh ist Japanisch und bedeutet Blur oder auf deutsch Unschäfte
;-)

Bokeh und Blur sehen unterschiedlich aus, weil die meisten unter Blur die Gaussche Unschärfe verstehen, die natürlich Blooming reduziert und nicht wie ein Kamera Blur Blooming verstärkt.
fix it in post



WoWu
Beiträge: 14819

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von WoWu »

Das stimmt leider nicht Bokeh kommt zwar aus dem japanischen, heisst aber: "verwirrt, nicht ordentlich, gleichförmig" und bezieht sich in diesem Zusammenhang darauf, dass die Ordnung des idealen Strahlenkegels aufgehoben ist.
Und die Bokeh beschreibt lediglich die Art der Unschärfe, nicht die Unschärfe selbst.
Blur ist Blur und Bothe beschreibt nur, wie die unschärfe aussieht, nicht dass es eine Unschärfe ist.
Blur ist also eine Qualitätsbezeichtung für einen Strahlenzustand.
Gute Grüße, Wolfgang

E-Book:
www.provideome.de



otaku
Beiträge: 1180

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von otaku »

WoWu hat geschrieben:Das stimmt leider nicht Bokeh kommt zwar aus dem japanischen, heisst aber: "verwirrt, nicht ordentlich, gleichförmig" und bezieht sich in diesem Zusammenhang darauf, dass die Ordnung des idealen Strahlenkegels aufgehoben ist.
ich spreche (leider) nicht Japanisch, aber meine Japanischen Arbeitskollegen, haben mich damals darauf hin gewiesen das es blur bedeutet, als ich es darauf hin nachgelesen habe hab ich das auch so gefunden, Wiki und diverse andere Beiträge zum Thema sagen das gleiche.

Woher hast du deine info?
fix it in post



WoWu
Beiträge: 14819

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von WoWu »

Bokeh geht sehr viel weiter und ist sehr viel genauer, also Blur oder Unschärfe, weil es den Zerstreungskreis sehr viel genauer dadurch beschreibt, wie die Lichtstrahlen sich am Kreuzungspunkt verhalten.
Insofern kommt man mit Skeptikers Berechnung des Zerstreuungskreises auch nicht sehr viel weiter denn das ist eine schlichte Unschärfeberechnung, die zum Thema Bokeh nicht ausreichend Aufschluss gibt.
Wenn es um das Thema Bokeh geht, muss man über den Unschärfebegriff (Blur) hinausdenken denn die geometrische Theorie der Tiefenschärfe ist ein idealisiertes Modell, das Aberrationen nicht berücksichtigt; es nimmt einfach an, dass sich alle Lichtkegel in einem Punkt schneiden.
Die Annahme dienst aber lediglich den Berechne unten, ist de facto aber falsch, weil sich Randstrahlen und Strahlen im innern des Lichtkegels an unterschiedlichen Punkten kreuzen. (Grafik)
Die Strahlen aus unterschiedlichen Höhen der Pupille haben keinen gemeinsamen Schnittpunkt.
Das führt dazu, dass sich innerhalb der Unschärfe optische Veränderungen ergeben, je nach Objektiv.
Wir müssen also klarstell;en, worüber wir reden, ob über Schärfebereiche, ob also die Frage ist, ab wann beginnt die Unschärfe oder über die "Verwischung" des Starhlenbereiches, also wie unscharf ist der Bereich dahinter und wie sieht er aus.
Einmal reden wir dann über das Verlassen des Tiefenbschärfebereiches und das andere Mal über ästhetische Bildgestaltung.
Dann spielt auch die Bauform des Objektives eine wesentliche Rolle, weil z.B. auch Über- oder Unterkorrekturen des Objektives eine ganz wesentliche Rolle für die Bokeh spielen.
Man könnte also sagen, die Bokeh (nicht Unschärfe) ist vom Durchmesser der (wesentlich) Eintrittspupille abhängig.

Vielleicht noch als Ergänzung für Skeptiker:
Es gibt da ein sehr schönes Papier zu "technischer Optik" von der Hochschule Heilbronn, in dem auch ein paar weitergehende, spezielle optische Verhalten beschrieben sind.
https://www.hs-heilbronn.de/2792180/TO_Skript.pdf
Gute Grüße, Wolfgang

E-Book:
www.provideome.de
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Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

WoWu hat geschrieben:... Vielleicht noch als Ergänzung für Skeptiker:
Es gibt da ein sehr schönes Papier zu "technischer Optik" von der Hochschule Heilbronn, in dem auch ein paar weitergehende, spezielle optische Verhalten beschrieben sind.
https://www.hs-heilbronn.de/2792180/TO_Skript.pdf
Vielen Dank - das sieht sehr interessant aus, auch wenn ich kaum alles verstehen werde :-(. Viel Information (auch zum Nachschlagen) auf kleinem Raum!
WoWu hat geschrieben:... Insofern kommt man mit Skeptikers Berechnung des Zerstreuungskreises auch nicht sehr viel weiter denn das ist eine schlichte Unschärfeberechnung, die zum Thema Bokeh nicht ausreichend Aufschluss gibt. ...
Das stimmt, denn es fehlen 2 wichtige Aspekte in der Rechnung, die zwar eine mathematische, aber vor allem auch eine gestalterische/ästhetische Seite haben:

1. wird bei den reinen Unschärfe-Angaben nicht berücksichtigt, dass (bei gleichem Maßstab des Vordergrund-Motivs) für unterschiedliche Brennweiten und damit Bildwinkel die Grösse des Hintergrund-Ausschnitts jeweils eine andere ist (andere Dinge als Hintergrund sichtbar sind), auch wenn die Hintergründe rein rechnerisch gleich unscharf sind (EDIT: 'rechnerisch gleich unscharf' stimmt nicht ganz, denn dann wären die Vordergründe nicht mehr im gleichen Maßstab -> Widerspruch).

und 2. fehlt, wie in den anderen Beiträgen schon schon erwähnt, das vielzitierte Bokeh (die Art der Unschärfe), das ganz verschiedene optische Ursachen hat und das einem für ein bestimmtes Objektiv entweder gefällt oder eben nicht.
Ob man Abbildungsfehler wie CA (Farbsäume durch Licht-Farbspektrum) oder SA (Unschärfe durch Randstrahlen) oder Spiegelungen aufgrund schlechter Linsen-Beschichtung (alte Objektive) auch noch unter 'Bokeh' berücksichtigen sollte, ist vermutlich strittig. Aber zumindest können sie etwas zum Gesamt-Bokeh beitragen - positiv oder negativ.
Festbrennweiten scheinen beim Bokeh allgemein eher im Vorteil zu sein gegenüber viel-linsigen Zoom-Objektiven mit unruhigem 'Out of Focus'-Hintergrund. Aber wer weiss: Keine Regel ohne Ausnahme!

PS:
Hier diskutieren Pilzkenner und -fotografen über einen alten Trioplan Dreilinser mit besonders ausgeprägten Unschärfescheiben als Bokeh-Charakteristikum:
http://www.fotocommunity.de/pc/pc/display/32431092

Anderes Beispiel des gesuchten Trioplan-Bokehs trotz/aufgrund verschiedener Optik-Mängel:
http://mixedpixels.blogspot.ch/2013/06/ ... _7081.html
Zuletzt geändert von Skeptiker am Do 25 Sep, 2014 18:35, insgesamt 2-mal geändert.



WoWu
Beiträge: 14819

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von WoWu »

Wobei solche Diskussionen leider nicht weiter helfen.
Aber wenn man zwischen Unschärfe und Bokeh schon mal unterscheidet, ist man ja schon einen Schritt weiter und diesen Diskussionen einen Schritt voraus.
Man kann sich dem ganzen schon etwas genauer nähern, wenn man sich über die Entstehung von Bokeh im Klaren ist.
Deswegen hatte ich die Grafik oben zur Hilfe genommen, in der sehr schön der Punkt sichtbar wird, wie Bokeh entsteht und warum der Tiefenschärferechner zwar bei Unschärfe hilfreich ist, nicht aber bei Bokeh.
Man kann nun einen Schritt weiter gehen in Sachen Bokeh.
In der Grafik sind zwei Linien hervorgerufen: die rote und die blaue Linie.
Rot ist der Randstrahl, z.B.bei einem 1.4/50mm Objektiv.
Der weiter innen verlaufende blaue Strahl kommt von einem Punkt der Blendenwerte, der 14mm von der optischen Achse entfernt liegt.
Schliesst man die Blende von 1.4 auf 2.4, wird der blaue Strahl zum Randstrahl und der rote Strahl wird blockiert.
Ein geordneter Strahlenschnitt sähe also anders aus, wie ihn der Tiefenschechner als Basis nimmt. Alle Strahlen schneiden sich darin nämlich im Fokus, bilden also einen einzigen, gemeinsamen Schnittpunkt und treten dann auf der Rückseite ebenso geordnet wieder aus. Daher kann ein solches Modell nicht für das Phänomen des Bokehs herhalten.

Ein reales Objektiv sieht in der Regel aus, wie die Abbildung zeigt.
Die Strahlen aus unterschiedlichen Höhen der Pupille haben keinen gemeinsamen Schnittpunkt.
Jede Zone der Pupille hat ihren eigenen Schnittpunkt. Die liegen zwar alle auf der optischen Achse, aber verschieden weit voneinander entfernt.
Der Fokus der Randstrahlen ist kürzer entfernt; die nahe an der optischen Achse und flach geneigt verlaufenden Strahlen schneiden sich im weiter entfernten Punkt.
Diesen Abbildungsfehler nennt man „Sphärische Aberration“.
Und weil bei jeder einfachen Sammellinse der Schnittpunkt der Randstrahlen dichter an der Linse liegt, dieser natürliche Fehler also bei diesem Objektiv nicht behoben ist, nennt man den obigen Typ „sphärisch unterkorrigiert“.

Die stärkste Einschnürung des Doppelkegels liegt vor dem Punkt, dort ist bei voller Öffnung der beste Fokus.
Wenn man abblendet, wandert der Fokus nach hinten – das Objektiv hat eine positive Blendendifferenz.
Noch etwas weiter links in der Grafik, habe ich eine besonders interessante Stelle markiert: hier überholen sozusagen die Randstrahlen die weiter innen verlaufenden.
Die Ordnung des idealen Strahlkegels ist aufgehoben, man könnte sagen, dass die Lichtstrahlen „verwirrt“ sind. Hier finden wir also auch die ursprüngliche Bedeutung des japanischen Wortes ‚bokeh’ wieder.
In dieser Kreuzungszone überlagern sich sehr viele Strahlen, es gibt daher dort einen Ring mit erhöhter Helligkeit, wie er auch in der Diskussion zu finden ist.

Der Zerstreuungskreis ist also keine gleichmässig helle Scheibe. Es bilden sich farbige Artefakte um das Licht.
Hinter dem Fokus gibt es keine Strahlen, die sich schneiden oder überlagern. Ganz im Gegenteil ist dort die Dichte der Strahlen im Vergleich zum idealen geometrischen Lichtkegel aussen etwas reduziert.
Der Zerstreuungskreis ist also hinter dem Fokus grösser als in der geometrischen Theorie, und die Helligkeit nimmt von innen nach aussen ab, während er vor dem Fokus kleiner ist und nach aussen durch einen hellen Ring scharf begrenzt wird.
Aussen hat der Zerstreuungskreis einen dünnen grünen Saum, denn aussen sehen wir die Lichtstrahlen, deren Fokus am dichtesten am Objektiv liegt.
Der normale Farblängsfehler aller achromatisch korrigierten Objektive hat nämlich die Eigenschaft, dass grünes Licht den kürzesten Fokus hat.
Der Charakter der Hintergrund-Unschärfe eines sphärisch unterkorrigierten Objektivs wird als schön empfunden.
Denn der Hintergrund wirkt ruhig und die Konturen des Objektes bleiben auch in der Unschärfe länger erhalten.
Aber man erkauft diese Abbildungseigenschaft mit Nachteilen:
Je schöner die Unschärfe im Hintergrund ist, desto unschöner ist sie im Vordergrund. Sie wirkt oft harsch und unruhig. Sie erzeugt Kringel aus kleinen Spitzlichtern und verwandelt Linien in Doppellinien.
Wenn man eine auffallend schöne Bokeh im Hintergrund erzeugen will, muss man die Unterkorrektion so gross machen, dass auch die Blendendifferenz sehr gross wird und die Fokussierung erschwert.
Ausserdem ist zwangsläufig die Kontrastwiedergabe des Objektivs insgesamt schlechter.
Denn dort, wo die inneren Strahlen einen kleinen Bildpunkt formen, bilden die äusseren einen Halo, der den Bildpunkt umgibt und den Kontrast senkt.
Man muss also bei einem für den universellen Gebrauch gedachten Objektiv massvoll umgehen mit dieser Eigenschaft und muss die sphärische Unterkorrektion in Grenzen halten.

Auf jeden Fall vermeiden sollte man die sphärische Überkorrektion. Damit ist keineswegs gemeint, dass das Objektiv besser ist als gut – Überkorrektion bedeutet nur, dass der sphärische Fehler jetzt ein anderes Vorzeichen hat.
Die Randstrahlen schneiden sich dann deutlich hinter dem Fokus der achsnahen Strahlen.
Die Bokeh- Eigenschaften kehren sich dann einfach um.
Die Eigenschaften des Vordergrunds bei Unterkorrektion findet man bei Überkorrektion im Hintergrund. Und da der fast immer wichtiger ist, wäre das schädlich.
Aber auch ein Verlauf der sphärischen Aberration, der insgesamt im Bereich der leichten Unterkorrektion bleibt, jedoch deutliche Zeichen der Massnahmen zeigt, die ein zu starkes Anwachsen des sphärischen Fehlers begrenzen sollen, kann im Zerstreuungskreis des Hintergrundes schon ein leichtes Anwachsen der Helligkeit nach aussen bewirken.
Deshalb sind besonders lichtstarke Objektive meist nicht ganz frei davon. Sie sollten auch nicht verglichen werden mit Objektiven bescheidener Anfangsöffnung, wo die sphärische Korrektion viel einfacher ist.
Aber selbst bei einem gut korrigierten Objektiv zeigt das Helligkeitsprofil der Zerstreuungskreise meist noch einen „Hauch von Ring“ am Rand.

Hersteller haben unterschiedliche Optimierungsprämissen für ihre Objektive, die dazu führen, dass die „Bokeh“ auch unterschiedlich wahrgenommen wird.
Auf Schärfe optimierte Objektive werden meist mit einer „schlechten Bokeh“ bezeichnet.
Daher scheint die wichtigste und deutlichste Eigenschaft der Unschärfe schlicht ihre Quantität zu sein.
Bezieht man solche Parameter also ein, ist die entscheidende Grösse für die Quantität von Unschärfe also die physische Grösse der Eintrittspupille.
Wenn man mit ‚Bokeh’ in erster Linie die Fähigkeit meint, den Hintergrund sehr unscharf, weich und detailarm darstellen zu können, muss man eine genügend grosse Eintrittspupille haben.
Grosses Aufnahmeformat, lichtstarke Objektive und längere Brennweiten haben in der Richtung das beste Potential.

Nur Potential, das hat mit der Brennweite nichts zu tun, um gleich vorzubeugen, dass wieder jemand kommt und ruft : Siehst Du:, "Brennweite". Wer das jetzt noch sagt, hat wirklich auch die Zusammenhänge noch nicht richtig erfasst.

Ein Fotoobjektiv hat beim Abbildungsmassstab 1:10 und nominaler Blende 8 einen Öffnungswinkel von 0.6°; das beugungsbegrenzte Auflösungsvermögen im Objekt ist dann 16 Lp/mm und die Tiefe, in der diese Auflösung erreicht wird, beträgt 20mm.
Bokeh kann ganz unterschiedlich vom Eindruck sein, obwohl die Objektive vergleichbare Daten aufweisen. Dennoch ist der entstehende Eindruck völlig unterschiedlich.
Daran ist zu sehen, dass es nicht einfach reicht, einen grossen Sensor und ein x-biliebiges Objektiv zu benutzen sondern dass die Wahl des Objektives von übergeordneter Wichtigkeit für die Arte des Bokehs ist.
Auch allein an der MTF kann man eine gute Bokeh nicht ablesen. Die MTF gibt eigentlich nur Aussagen über die Schärfeebene oder die unmittelbare Umgebung.
Dort ist ein rundes Punktbild in der Tat von Vorteil, weil es kleine Details am originalgetreusten wiedergibt, mit grösster Ähnlichkeit der Form.
Wichtig ist das z.B. für die Lesbarkeit von Schrift. Aber für die Helligkeitsverteilung im stark defokussierten Punktbild kann man aus MTF- Daten keine Schlüsse ziehen.
Nun könnte man daraus noch "Regeln" für ein gutes Bokeh ableiten, aber das schenke ich mir jetzt.
Jedenfalls hat es mit der Brennweite und der Tiefenschärfe nix zu tun.
Gute Grüße, Wolfgang

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Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

@ WoWu:

Danke für den ausführlichen & interessanten Beitrag!
Ich muss noch darüber nachdenken ;-)

@ArnAuge:

Ebenfalls danke für das Feedback.
Freut mich, wenn's was nützt!

@otaku
otaku hat geschrieben:... doppelte Brennweite bedeutet auch doppelte Unschärfe im Hintergrund. ...
Jetzt habe ich Graphiken beigelegt, wo es stimmt!

Im ersten Beitrag reichte der Abstand hinter der Fokus-Ebene (Objekt-seitig) bis 10m, diesmal geht es bis 1000 m, also quasi bis unendlich.

Die drei Graphiken sind wiederum gleich skaliert, also optisch direkt vergleichbar.
Die rückwärtigen Abstände wurden wieder mit 100 Datenpunkten gerechnet, diesmal ab 10 m (den 1m-Abstand habe ich noch dazugenommen) in 10er-Schritten bis 1000 m.
Die Diagramme fangen also mit 10 m dort an, wo die ersten aufhörten und liegen damit - ausser ganz am Anfang - komplett im unscharfen Bereich (U-Kreis-Ø > 0.03 mm für KB-Format).


Fazit:
Die gewählte Brennweite und Blende beeinflussen das Ausmass der Hintergrund-Unschärfe, aber es gilt für den 'unendlich' entfernten Horizont:

Doppelte Brennweite (bei jeweils gleichem Abbildungs-Maßstab des Vordergrunds und gleicher Blende) ergibt doppelte Unschärfe (gemessen am Unschärfekreis-Durchmesser).

Und doppelte Blendenzahl bei gleicher Brennweite (und gleichem Abbildungs-Maßstab) halbiert jeweils den Unschärfekreis-Durchmesser.
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domain
Beiträge: 11062

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von domain »

Jetzt sind aber wohl ein für alle mal die Unterschiede zwischen den Begriffen Unschärfe und Bokeh geklärt :-)
Eine besondere Bedeutung hat übrigens die Form der Lichteintrittsöffnung für das Bokeh.

Bild

Bild

Aus http://community.sony.es/t5/anleitungen ... -p/1191712

Eine eher unbrauchbare Ringform des Bokehs zeigen übrigens Spiegellinsenobjektive mit ihrem Reflektorspiegel in der Mitte der „Frontlinse“.

Bild

Aus dem Grund habe ich mein 500-er Tele für die Mamiya 645 auch nur einige male verwendet.

Bild



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

domain hat geschrieben:... Eine besondere Bedeutung hat übrigens die Form der Lichteintrittsöffnung für das Bokeh. ->URL ...
;-)
domain hat geschrieben:... Eine eher unbrauchbare Ringform des Bokehs zeigen übrigens Spiegellinsenobjektive mit ihrem Reflektorspiegel in der Mitte der „Frontlinse“. ...
--- Aus dem Grund habe ich mein 500-er Tele für die Mamiya 645 auch nur einige male verwendet.
Aus dem Grund habe ich es gar nie gewagt, mir so ein 'Reflektor-Objektiv' zuzulegen. Ein weiterer Grund war die fixe Blende, die für f=500 mm normalerweise bei 8.0 liegt.
Aber schön kompakt sind sie schon, die Spiegellinsen-Objektive (die - der Name sagt es - Spiegel UND Linsen enthalten)!



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

van Walree's DOF-Formeln und 8 dunkle Augen

Bevor ich mich - angeregt durch die DOF-Diskussion (DOF: Depth of Field, Schärfentiefe) - weiter in die Bokeh-Hexenküche vorwage, möchte ich zunächst versuchen, die idealisierte Gauss'sche Optik richtig zu verstehen. Im Bewusstsein ihrer Limitierungen in Bezug auf Bokeh-Fragen oder Abbildungs-Fehler, die das 'Real-World'-Objektiv-Design mit sich bringt.
Wobei das Schöne an der (keinesfalls anspruchslosen) Gauss'schen Optik ist:
Es gibt klare Regeln und eindeutigen Formeln und keine ans Esoterische grenzenden Mutmassungen und Approximationen.

Wenn man den Input richtig setzt, kommt auch das Richtige dabei heraus. Ansonsten gilt wie immer: 'Garbage in -> Garbage out'.

Mittlerweile bin ich auf der bereits im anderen Thread erwähnten, grossartigen Foto-Seite von Paul van Walree (der eigentlich Unterwasser-Akustiker ist) auf einen downloadbaren DOF-Rechner gestossen (beim Testen daran denken, alles in gleicher Einheit einzugeben, z. B. in mm): http://toothwalker.org/optics.html - dort den Link zum Calculator anklicken!
Was daran besonders ist ? Die gibt's doch zuhauf !
Stimmt, aber nicht mit SO einer Anleitung dazu !!

Die eigentlich alles enthält, was man zu dem Thema wissen muss & müsste, inkl. aller verwendeten Parameter und Formeln !

Hier hat man also endlich die einmalige Chance, etwas zusätzliches Licht in den 'Circle of Confusion' und andere Geheimnisse der Schärfentiefe zu bringen ;-)
Man sieht zum Beispiel, dass in van Walree's Formel für die DOF ein Parameter P vorkommt, der in derjenigen zum DOFMaster fehlt: Der Pupillenfaktor (van Walree schreibt dazu, dass P im Makro-Bereich eine Rolle spiele). Er errechnet sich aus dem Quotienten von Ausgangapupille durch Eingangspupille des Objektivs. Was das bedeutet und wie man ihn - ohne die beiden Werte genau zu kennen - abschätzen kann, steht im 'User Manual' zum VWDOF calculator ('van Walree DOF Calculator'), wo auch die übrigen Parameter erklärt werden. Bei Nicht-Angabe wird P als Default-Wert = 1 gesetzt (entspricht symmetrischem, optischem Aufbau des Objektivs), also neutral für die DOF-Formel.

Noch ein Hinweis: Das in der Formel verwendete D (für Diameter) ist nicht die Blendenzahl N (also z.B. 5.6 oder 8.0), sondern f/N (Brennweite durch Blendenzahl, das entspricht dem effektiven Durchmesser in mm der offenen Objektiv-Blende (bzw. deren Abbild, durch die Linsen betrachtet bzw. noch genauer: dem Durchmesser der wirksamen Eintrittspupille).

Übrigens ist van Walree - zu meiner "Ernüchterung" :-( - lange vor mir auf die Idee gekommen, die Grösse des CoC (Circle of Confusion, Zerstreuungskreis) als Mass für die Hintergrundunschärfe in einer gewissen Distanz zu berechnen (siehe Bedienungs-Anleitung unter Punkt 'POI re lens and POI re subject' = Point of Interest relative to lens or relative to subject) und bietet die Berechnung - wenn ich es richtig gelesen habe - in seinem Rechner auch an.

Als ich gestern gedankenversunken angesichts der offenen DOF- und Bokeh-Fragen in der Küche hantierte, fühlte ich mich irgendwie beobachtet. Aber als ich mich umblickte, war niemand zu sehen. Trotzdem blieb das Gefühl. Beim Griff zu einem Plastikgefäss in der Nähe sah ich dann in 4 Augen, die mich anstarrten, und bei genauerem Hinsehen liessen sich noch 2 bis 4 weitere oben auf dem Kopf erahnen.
Eine ziemlich grosse, knapp 1 cm lange Springspinne beobachtete mich und reagierte auf jede meiner Bewegungen. 'Wenn DIE das tut, tue ich das auch', dachte ich mir und holte meine GH2 samt altem Canon FD 100mm/4 Makro inkl. 1:1-Zwischenring, klappte den eingebauten, kleinen Blitz der Kamera aus, stellte eine fast offene Blende 5.6 bis 8 ein und versuchte, bei maximaler Vergrösserung freihändig scharfzustellen. Die Beleuchtung war schwach, ein Einstell-Licht nicht vorhanden, und dementsprechend verwischte trotz fast offener Blende die bereits träge Videovorschau und machte das Scharfstellen zum Glücksspiel. Vielleicht hätte ich die ISO-Zahl von minimalen 160 auf 320 erhöhen und die Blende auf 8 oder mehr schliessen sollen - nachher ist man meist schlauer!
Zum Glück sind von den etwa 15 Bildern doch einige scharf geworden, das heisst: tiefenscharf ! Denn mit der gewählten, fast offenen Blende ist zwar die Auflösung des Objektivs vermutlich optimal (wobei die effektiv wirksame Blende durch den Zwischering ja sowieso kleiner ist -> die Aufnahme mit weniger Licht), aber die DOF-Spinne ist nicht komplett scharf, der Hinterleib ist bereits off-DOF! Hier würde - ganz abgesehen von einem stärkeren Schliessen der Blende - höchstens ein Kippen der Schärfe-Ebene nach Scheimpflug helfen, aber dafür bin ich wirklich nicht ausgerüstet ;-(.

Und wie gross ist die Schärfentiefe für den gewählten Abbildungs-Maßstab von 1:1 ?
Ich habe es mal mit van Walree's DOF-Formel auszurechnen versucht, die zusätzlich den Pupillenfaktor des Objektivs enthält. Zu dessen Bestimmung empfiehlt der Autor in seiner Anleitung, die Blende leicht zu schliessen und einfach von hinten (exit pupil, Ausgangspuille) und von vorne (entrance pupil, Eingangspupille) durchs Objektiv zu blicken und dann aus der jeweiligen Grösse der abgebildeten Iris-Blende den Quotienten 'exit p / entrance p' zu zu berechnen. Das habe ich getan und kam für mein Objektiv auf etwa 0.9 bis 0.8 (das Blendenbild in der Ausgangspupille ist etwas kleiner), also wurde 0.85 eingesetzt.

Das ergibt für Maßstab 1:1 und Blende 5.6 und einen CoC von 0.015 mm für meine Halbformat-m4/3-Kamera eine Schärfentiefe von nur 0.366 mm (Blende 8 mit 0.522 mm).
Dasselbe mit den DOF-Master-Formeln ohne Pupillen-Faktor ergibt 0.336 (0.480) mm.

Einen Wert von max. 0.5 mm also, den man beim Ansehen des Fotos eher als zu klein einstufen würde.
Aber vermutlich spielt dabei eine Rolle, dass die Unschärfe nicht abrupt sondern allmählich einsetzt und man deshalb die schon leicht unscharfen Bereiche des Bildes gedanklich noch den scharfen zuordnet.

Zum direkten Vergleich der beiden Formeln habe ich den Pupillenfaktor neutral mit 1 eingegeben und erhielt für Blende 5.6:

van Walree: 0.336015806
DOFMaster: 0.336000237

Also eine minimale Abweichung, die evtl. von internen Excel-Rundungen stammen könnte, aber dafür eigentlich schon wieder zu gross ist.

Übrigens gibt van Walree bei Verwendung des Abbildungs-Maßstabs M anstelle der Objekt-Distanz v als Input-Variable eine Umrechnung M = f/(v-f) bzw. v = f+(f/M) an, wobei f die Objektiv-Brennweite ist.

Und von wo bis wo geht die Objekt-Distanz genau?

Er schreibt dazu, dass die DOF-Gleichungen hier vom Abstand von der vorderen optischen Hauptebene des Objektivs ausgehen (die irgendwo inmitten des Objektiv liegt), im Gegensatz zu den auf den (alten) Objektiven aufgedruckten Entfernungsangaben, die sich auf die Film-/Sensor-Ebene beziehen. Für normale Fotos mit relativ weit entfernten Objekten kann diese Differenz vernachlässigt werden, für die Makrofotografie nicht. Er schreibt weiter, dass man bei Fehlen dieser Objektiv-Angabe das Problem umgehen könne, indem man für die Makrofotografie den Abbildungsmaßstab oder auch die Auszugsverlängerung (durch Zwischenringe, ein Balgengerät) verwendet und gibt für die Umrechnung auch Formeln an (diejenige für M statt v steht ja oben).

Wie auch immer - ich hoffe, dass es der bemerkenswerten DOF-Spinne trotz aufdringlichem Anblitzen gut geht. Ich habe sie nach der fotografischen Dokumentation gestern mit einem Schwung ins Freie entlassen (den sie mit nachgezogenem Spinnfaden absicherte), nachdem sie sich aus der glatten Plastikschale trotz Spinnweb-Tricks nicht selbst hatte befreien können.

PS:
Vielleicht noch ein Hinweis, den ich hier gerade gegeben habe: http://forum.slashcam.de/einblicke-in-o ... 45084.html

Von Hans Hubert Nasse gibt es eine sehr interessante Zeiss-Broschüre von 2010 mit dem Titel 'Schärfentiefe und Bokeh'.
Leider funktioniert der alte Link nicht mehr - man müsste also danach suchen. Filename: CLN35_Bokeh_de.pdf
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Zuletzt geändert von Skeptiker am Do 25 Sep, 2014 07:24, insgesamt 3-mal geändert.



domain
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Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von domain »

Sehr interessante Ausführungen und vor allem nicht so oberflächlich wie die von WoWu ;-))



WoWu
Beiträge: 14819

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von WoWu »

Es wäre ja schon ein Fortschritt, wenn Du auch nur eine von beiden verstanden hättest.
Gute Grüße, Wolfgang

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domain
Beiträge: 11062

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von domain »

Meinerseel Wolfgang, hast du meine Aussage etwa ernst genommen? Weiß doch jeder, wie faustisch akribisch u.a. auch du den letzten Geheimnissen der Fotografie auf den Grund gehst.
Aber wir älteren Semester haben Schärfe und Unschärfe und Bokeh schon mit der Muttermilch aufgesogen, während du wahrscheinlich noch in Abrahams Wurschtkessel warst :-)

Wirklich interessant aber waren Skeptikers Schilderungen und Bilder von der Springspinne. Habe neulich auch eine beobachtet. Die konnte von einer ebenen Fläche ca. 3 cm hoch auf eine über ihr liegende Fläche springen und landete mit einer 180 Graddrehung kopfüber und sicher auf ihren 8 Beinen, unglaubliches Seh- und Einschätzungsvermögen.
Die beiden großen Augen vorne sind stereoskopische Teleobjektive zum Anvisieren der Beute, die anderen dienen der allgemeinen rundum Raumorientierung.

Bild

Aus: http://www.makro-forum.de/ftopic84073.html



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

domain hat geschrieben:Die beiden großen Augen vorne sind stereoskopische Teleobjektive zum Anvisieren der Beute, die anderen dienen der allgemeinen rundum Raumorientierung.
So eine Art 6:2-Visual-Dolby-Surround ;-)
domain hat geschrieben:... Die konnte von einer ebenen Fläche ca. 3 cm hoch auf eine über ihr liegende Fläche springen und landete mit einer 180 Graddrehung kopfüber und sicher auf ihren 8 Beinen, unglaubliches Seh- und Einschätzungsvermögen. ...
Die Bewegungen sind sehr schnell und ruckartig. Irgendwie etwas roboterhaft. Aber das könnte damit zusammenhängen, dass, wenn Mensch und Spinne nahe genug zusammentreffen, Letztere in den Angriffsmodus schaltet, der jede Bewegung der 'Beute' bzw. des Aggressors sofort mit einer abrupten Gegenbewegung pariert.

Wäre man ein Spinnenforscher, lohnte es sich vielleicht, diesen scharfsichtigen, kleinen Springmonstern einen Teil seiner Lebenszeit zu widmen! Muss ein ziemlich fähiges Gehirn sein, dass aus 8 Augenbildern eine Gesamtsicht herstellt!

Tolles Bild - da kann ich nicht mehr mithalten ('meine' Spinne hat dafür mehr Haare ;-))! Mit 8mm Länge entspricht die Grösse etwa der DOF-Spinne.
Zu meiner fotografischen 'Ehrenrettung' kann ich ergänzen, dass auf der verlinkten Makro-Seite folgendes zu lesen ist:

Kamera: Canon 550d - also eine APS-C Kamera, die nicht unbedingt für besondere Bildschärfe steht, sondern eher als Weichzeichner bekannt ist.

ABER: Objektiv: Canon MP-E 65mm - DAS Makro-Objektiv schlechthin. Fantastische Auflösung, stufenlos von Maßstab 1:1 bis 5:1 (!)

Und schliesslich: Das Bild ist per Foto-'Stacking' (Foto-'Stapeln') entstanden - 60 Aufnahmen mit jeweils leicht differierendem Fokus übereinandergelegt und per Software zu einem Gesamtbild verrechnet. Deshalb die aussergewöhnliche Schärfentiefe.

Leider wird der Abbildungs-Maßstab nicht erwähnt (dann könnte man die originale Schärfentiefe bei Blende 8 berechnen).

Auch nicht erwähnt wird, wie man die agile Spinne dazu gebracht hat, für die Dauer von 60 Ringblitzaufnahmen absolut ruhig dazusitzen ??

Bemerkenswert: Belichtungsungszeit des Verschlusses 1/4 Sek. (trotz ISO 400) - die des Blitzes war natürlich kürzer.


Beilage: Noch 2 weitere Fotos der DOF-Spinne.

Die Spinne von oben. Man sieht die dichte Behaarung und auch die Lage der oberen 4 Kopfaugen. Die beiden länglichen, schwarzen Strukturen, die man am Hinterkopf erkennt, kann ich nicht zuordnen. Als Ergänzung zu den 8 Augen vielleicht ein Stereomikrofon? ;-)

Ein Screenshot der 100%-Ansicht des 4608 x 3456 (4:3) Originalbildes
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Zuletzt geändert von Skeptiker am Mo 22 Sep, 2014 20:31, insgesamt 4-mal geändert.



wp
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Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von wp »

Skeptiker hat geschrieben:
Auch nicht erwähnt wird, wie man die agile Spinne dazu gebracht hat, für die Dauer von 60 Ringblitzaufnahmen absolut ruhig dazusitzen ??

Originalbildes
Kältespray.
ohne ":-)"

habe spontan bedauert, dass meine Zwischenringe allesamt zu dick für die 14er, 20er und 24er WWs ausfallen (schärfe sitzt bereits im Objektiv), anderenfalls hätt ich gern beigetragen wie das Gerät auf die Linse hüpft; ich seh fast täglich eine Spinne auf dem Raucherbalkon.



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

wp hat geschrieben:Kältespray.
Das habe ich auch schon gelesen!



WoWu
Beiträge: 14819

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von WoWu »

Jau -50 Grad, dann kannst Du sie auch von Hand woanders hinsetzen ;-)
Gute Grüße, Wolfgang

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Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

wp hat geschrieben:... habe spontan bedauert, dass meine Zwischenringe allesamt zu dick für die 14er, 20er und 24er WWs ausfallen ...
Hast Du's schon mal mit einem Umkehr-Adapter (Retro-Adapter) probiert? Dann kämst du mit Deinen Weitwinkeln mit geringstem Auszug auf eine maximale Vergrösserung. Allerdings ebenfalls sehr dicht ans Objekt.
Und ohne manuellen Blendenring geht's bei offner Blende vermutlich gar nicht mit der Schärfentiefe.

Aber Du wolltest ja filmen, wie die Spinne auf die Linse hüpft - dazu ist ein Weitwinkel-Objektiv ohne Umkehrung an der Kamera sicher optimal, wenn Du es nah genug fokussieren kannst (abgeblendet quasi bis auf die Frontlinse, aber das ist ja weniger ein Problem, denn mit deinen Zwischenringen bist Du offenbar schon zu nah).



domain
Beiträge: 11062

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von domain »

Ich finde es einfach super, dass du dich auch so kleinen Lebewesen in liebevoller Betrachtung widmen kannst.
Diese Spinnen sind einfach umwerfend interessant (meine Lieblingstiere), liegen aber m.E. so gar nicht auf der Ebene von berechnender Schärfentiefe, die du hier ja so ziemlich umfassend erklärst hast ....



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

domain hat geschrieben:... Diese Spinnen sind einfach umwerfend interessant (meine Lieblingstiere). ...
Zweifellos. Sie fallen mit ihrem Körperbau und den sonstigen Eigenschaften aus dem üblichen Rahmen - 6 bis 8 Augen, die synchron sehen, 8 Beine, die sich koordiniert und doch unabhängig bewegen, seidene Fäden aus dem Körperende - stabiler als vergleichbare Stahlseile, kunstvolle Netzfallen, in denen die fliegende oder fallende Beute klebenbleibt, die verflüssigte Aufnahme der gelähmten und verpackten 'Opfer', die bizarre Fortpflanzung ... ... . Alles in allem: Ins Leben geholte 'dark' Science Fiction (Natural Fiction) sozusagen.

Nein, meine Lieblingstiere sind es eigentlich nicht. Dafür habe ich mich früher - trotz aller Faszination - zu stark geekelt und gegruselt bei ihrem Anblick. Mittlerweile ist das einer eher friedlichen Koexistenz gewichen, und ich lasse dezente Spinnen an den Decken / in den Ecken gewähren.

Nur wenn im kühleren Herbst - also jetzt - die grossen, behaarten Exemplare durch die offenen Fenster steigen und in die warmen Stuben drängen, wird's mir zu bunt.
Beim plötzlichen Anblick so einer eindrucksvollen Dunkelspinne zucke ich doch etwas zu heftig zusammen - man hat seinen Körper und seine Reaktionen ja nicht bis in die letzten Nervenfasern im Griff! Also werden die Tiere mit einem Aquariumskescher eingefangen und aus dem Fenster wieder ins Freie befördert.

Wenn das allerdings mit Spinnfaden-Sicherung passiert, ist es oft nur eine Frage der Zeit, bis das gute Tier einem erneut über den Weg läuft.

Aber Du hast es schon richtig erkannt: Ich habe da eine Schlagseite zugunsten der Makro- und, als Mikroskopiker, auch Mikrowelt - solange sie mir nicht zu Leibe rückt, sondern dabei ein Sicherheitsabstand eingehalten wird. Hat mich seit früher Jungend fasziniert und seither nicht mehr losgelassen. Forscherdrang, Expeditionen ins Unbekannte der nächsten Umgebung, neue Welten erkunden, die 'Mechanik der Natur' bis ins winzige Detail entdecken, Eskapismus, Interesse an optischen Geräten, die Kleines gross erscheinen lassen oder Fernes nah und an solchen, die es erlauben, den Augenblick festzuhalten, ... was auch immer ...



wp
Beiträge: 807

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von wp »

Skeptiker hat geschrieben:
wp hat geschrieben:... habe spontan bedauert, dass meine Zwischenringe allesamt zu dick für die 14er, 20er und 24er WWs ausfallen ...
Hast Du's schon mal mit einem Umkehr-Adapter (Retro-Adapter) probiert? Dann kämst du mit Deinen Weitwinkeln mit geringstem Auszug auf eine maximale Vergrösserung. Allerdings ebenfalls sehr dicht ans Objekt.
Und ohne manuellen Blendenring geht's bei offner Blende vermutlich gar nicht mit der Schärfentiefe.

Aber Du wolltest ja filmen, wie die Spinne auf die Linse hüpft - dazu ist ein Weitwinkel-Objektiv ohne Umkehrung an der Kamera sicher optimal, wenn Du es nah genug fokussieren kannst (abgeblendet quasi bis auf die Frontlinse, aber das ist ja weniger ein Problem, denn mit deinen Zwischenringen bist Du offenbar schon zu nah).
@ zwischenringe
ich hätte wirklich gern einen Zwischenring, der die Schärfe der Weitwinkel bis Null ranzieht , also direkt bis zur Frontlinse (die Dinger sind eh verkratzt).
Als bekennender diehard-KB-Sensor-fanboi kann ich all diese 'porträt'makros von bienenliebellenpilzenblumen nicht mehr sehen, geschweige denn selbst reproduzieren (deine spinne lass ich gelten, wegen der schönen pupillenreflexe :-) und dem grinsen und weil man sieht, dass ihr euch gut versteht).

Umkehrring. Ja, hab ich. Ist super. Harmoniert prima mit dem 24er AIS oder der anderen 52mm Gang.
Meist verschattet man alles. Oder unscharf. Oder beides. Eh egal, weil in der Zwischenzeit weggekrabbelt, weggehüpft oder totgelacht.
Ich wollte neulich ne Zecke filmen, als sie auf dem arm meines Freundes saß.
Sagte ich, dass ich Vollformatfreak bin?
Zuerst musste die Zecke auf meinen Arm.
Und dann hab ich sie mit den ollen iphone gefilmt, zwar nur SD, aber ziemlich zügig und problemlos. auf zwei zentimeter entfernung.

vermutlich sogar scharf genug.
ich weiß es nicht, weil ich hinterher das beknackte handy irgendwohin gesteckt habe, wo es normalerweise nicht hingehört, als ich mich von hysterischen borelliose-erläuterungen im hintergrund ablenken ließ, alldieweil im wald nach etwas sonnenlicht suchend, weil diese penner sich erstens weigerten, dass gerät auf meinem arm kurz mit der taschenlampe (für insider: NICHIA-LEDs HI-CRI, 4000°K) auszuleuchten.
und zweitens noch nicht mal auf die idee kamen, das ganze in der totale samt o-ton festzuhalten (gern auch in SD-Handyqualität), aber dies nur am rande, weil wir dann nämlich noch viel später mein dummes gesicht draufhätten, als ich mich - krrrrcks - auf mein telefon gesetzt habe.
und das wäre eine story gewesen, komplett ohne bokeh und noch nicht mal mit insektenmakro.
aber mit emotion.

++++ on topic ++++

hat jemand erfahrung mit endoskopischen Kameras?
so'ne kleine kamerafahrt auf die spinne zu, wie sie im strahlennetz hockt und das wowu'sche bokeh so einwickelt, dass sogar ich es erkenne und versteh.



WoWu
Beiträge: 14819

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von WoWu »

:-) Öffnungspupille ist bei endoskopischen Kameras zu klein ;-)))
Gute Grüße, Wolfgang

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Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

wp hat geschrieben:... deine spinne lass ich gelten, wegen der schönen pupillenreflexe :-) ...
@wp: Thanks ;-)

Nachtrag, leider verspätet - falls Du prominent wärest/bist:
Als ich das geschilderte Drama um Borreliose-Zecke und Telefon-Knacks beim zweiten Mal Lesen endlich richtig mitbekommen hatte, fiel mir für die Kurzfassung folgende BILD-Schlagzeile dazu ein:
"wp in Lebensgefahr - Todeszecke vernichtet Foto-Handy!"

Ich hab' mich schon gefragt, wieso da 2 Reflexe für 1 Blitz zu sehen sind?
Vorblitz bei der GH2 ?
wp hat geschrieben:hat jemand erfahrung mit endoskopischen Kameras?
Leider nein. Gibt's die nicht bereits bei PEARL zum Tiefpreis?
WoWu hat geschrieben::-) Öffnungspupille ist bei endoskopischen Kameras zu klein ;-)))
Fürs Bokeh oder für die Spinne?


Original TOPIC back ON:
Wenn ich die Unschärfe-Geschichte noch etwas weiterspinnen darf ...

1.
Hier http://howmuchblur.com gibt's tatsächlich einen Online Hintergrund-Unschärfe-Rechner samt graphischer Darstellung.

Zu beachten: Man kann keine Objektentfernung einstellen, sondern nur eine gewünschte Abbildungsgrösse in 3 Stufen:

a) Portrait mit Brust und Kopf
b) Ganzkörperportrait
c) Beliebiges Objekt von X Metern Breite ('width' - oder ist damit die Höhe gemeint?)

Das hat immerhin den Vorteil, dass unabhängig von der Brennweite stets der gleiche Abbildungsmaßstab berücksichtigt wird.

Als Voreinstellung werden 2 Objektive verglichen, auf Wunsch auch mehr.

Die horizontale Achse ist (offenbar immer) logarithmisch (Skala zusammengezogen).
Sehr praktisch: Der Schieberegler zur Real-Time-Distanzverstellung

Die Skala auf der Hoch-Achse steht nicht für den Unschärfekreis-Durchmesser sondern für seinen %-Anteil an der Format-Breite ('width', die Diagonale wäre eigentlich Standard).
Damit wird der Crop-Faktor (der ja anstelle einer Sensor-Format Angabe verwendet wird) miteinbezogen bzw., es ergibt ein grosser Kreis auf grossem Sensor den gleichen Wert wie ein (um den Crop-Faktor) kleinerer Kreis auf entsprechend kleinerem Sensor.

Cropfaktor 1 ist Vollformat (36x24 mm, also z.B. eine Canon 5D, Nikon D800),
Cropfaktor 1.5 oder 1.6 (ca.) wäre APS-C / DX (z.B. eine Canon 7D oder Nikon 5300),
Cropfaktor 2 wäre Halbformat (z.B. eine Panasonic GH4, Olympus EM-1) etc..

Zum Neu-Berechnen jeweils auf den 'Update' Button klicken!

Ich habe als Schnell-Check 2 der Online-Objektivkurven mit meinen Excel-Graphiken verglichen und für gut befunden. Auch in Excel kann man übrigens die Achsen als Option logarithmisch einstellen.

2.
Den Van Walree DOF Calculator habe ich unterdessen auch getestet und bin ziemlich begeistert. Das kleine exe-File benötigt nicht mal eine Installation.
Für etwas über 300 kB Grösse steckt jedenfalls erstaunlich viel Hirnschmalz darin.

Sowohl die Background-Unschärfe in einer gewissen Distanz ab Kamera oder ab scharfgestelltem Objekt kann berechnet werden als auch die Unschärfe im Unendlichen.

Zudem können für Makro-Berechnungen die Objekt-Distanz Eingaben (die man selten genau kennt) entweder durch den Auszug (Zwischenringe etc.) ersetzt werden oder durch den Abbildungsmaßstab. Das ist beides äusserst praktisch! Wie auch die Möglichkeit, ausser der eingstellten noch die effektive Blende zu berechnen (für Makro mit Auszug). Oder den Bildausschnitt (Sichtfeld, Field of View) in Abhängigkeit von Objektdistanz und Pupillenfaktor.
Zuletzt geändert von Skeptiker am Fr 26 Sep, 2014 00:27, insgesamt 3-mal geändert.



wp
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Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von wp »

Skeptiker hat geschrieben:
Ich hab' mich schon gefragt, wieso da 2 Reflexe für 1 Blitz zu sehen sind?
Vorblitz bei der GH2 ?
der Hauptblitz ist irgendwo reflektiert worden, z.B. deiner Frontlinse, und dieser Reflex spiegelte sich wiederrum in ihren Augen



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

wp hat geschrieben:
Skeptiker hat geschrieben: Ich hab' mich schon gefragt, wieso da 2 Reflexe für 1 Blitz zu sehen sind?
Vorblitz bei der GH2 ?
der Hauptblitz ist irgendwo reflektiert worden, z.B. deiner Frontlinse, und dieser Reflex spiegelte sich wiederrum in ihren Augen
Da wirst Du recht haben!
Nicht direkt von der Frontlinse, die war ja vom Blitz abgewandt. Aber um das dunkle Gefäss mit der Spinne gab's z.B. leere Plastikflaschen, was die längliche, zweite Reflexion erklären würde. Und schwächer ist sie deshalb, weil sie indirekt ist.
Also: Blitz reflektiert sich im Spinnenauge und an einer hellen Plastikoberfläche. Die wird von der Frontlinse oder einer anderen Reflexionsfläche hinter/neben der Kamera nochmals ins Spinnenauge zurückreflektiert. DAS Bild fängt die Kamera ein.

Wie hat das eigentlich der andere Spinnenfotograf in domain's Beitrag gemacht?
60 mal mit Ringblitz geblitzt, aber man sieht kaum etwas davon in den Spinnenaugen.
Man hat eher den Eindruck, dass sich darin ein Raum mit einer dezenten Leuchtfläche (grossflächiger Studioblitz, Fenster?) spiegelt.

Geheimnisse ...



wp
Beiträge: 807

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von wp »

@ ihre spinnenbraunen Augen
Jo, irgendwie sowas:
Blitz ---> Mademoiselle Spinne + Nachbarschaft ----> Reflexe in alle Richtungen, andere Objekte, u.a. aber möglicherweise(*) auch die vergleichsweise riesige Frontlinse, Body ---> dieser zweite Reflex spiegelt sich in ihren kritischen Augen


(*) explizit erwähnt, weil man (ich z.B.) nicht unbedingt auf Anhieb darauf kommt, die Strecken sind minimal, dass sogar Tripple- u. Quattroeffekte auftauchen können. Blitz --> objekt ---> Linse ---> objekt

@ die Mumie
Keine Reflexionen, weil ihre Seele erloschen ist?
Weil sie mit matten Spray eingenebelt wurde?

Im Ernst: Reverse Engineering wird durch die erhebliche Nachbearbeitung erschwert, wer weiß aus welcher Aufnahme die Augen überhaupt ursprünglich stammten (ohne Blitz?) und was da möglicherweise gestempelt wurde.

Prinzipiell aber wird er mit einem Licht'zelt' gearbeitet haben, d.h. eine vgls.weise riesige Softbox (z.B. Tempotaschentuch mit Loch für das Objektiv LOL)

Der Halbkreis in ihren Augen, der uns 'natürlicherweise' eine Pupille suggeriert, dürfte der Filterrand des Objektivs sein. .



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

wp hat geschrieben:... Im Ernst: Reverse Engineering wird durch die erhebliche Nachbearbeitung erschwert, wer weiß aus welcher Aufnahme die Augen überhaupt ursprünglich stammten (ohne Blitz?) und was da möglicherweise gestempelt wurde. ...
Vielleicht hatte er ja das Photoshop (Spider)Eye Xchange & Retouche PRO Plugin installiert ??

Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
Zuletzt geändert von Skeptiker am Do 25 Sep, 2014 07:19, insgesamt 2-mal geändert.



domain
Beiträge: 11062

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von domain »

Skeptiker hat geschrieben: .... seidene Fäden aus dem Körperende - stabiler als vergleichbare Stahlseile, kunstvolle Netzfallen, in denen die fliegende oder fallende Beute klebenbleibt...
Eine kleine Ergänzung Skeptiker, Springspinnen mit ihren 300 Grad Rundumaugen sind Raubspinnen und bauen keine Netze. Sie können zwar auch einen Faden produzieren, brauchen diesen aber als Sicherungsfaden zum „Zurückklettern“ und zum Kokonspinnen.
Das wirklich einzigartige sind ihre Augen. Es sind keine Facettenaugen sondern Augen mit 2 Linsen, Glaskörper und einer vierschichtigen Netzhaut, wobei sogar Brennweite und Fokus über Muskeln im Auge verstellt werden können, also quasi Zoomobjektive.
Schon allein durch die für verschiedene Farben (bis in den UV-Bereich) sensibilisierte Netzhaut, auf denen das Bild durch die Tiefenstaffelung der hintereinander liegenden Retinaschichten nicht gleichmäßig scharf abgebildet wird, lässt eine grobe Entfernungseinschätzung zu, die dann durch das stereoskopische Sehen der Hauptaugen noch präzisiert wird. Ihr Hirn arbeitet außerdem ganzheitlich formerkennend, ist also nicht auf Bewegungsreize durch das anvisierte Beutetier angewiesen.



Skeptiker
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Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

domain hat geschrieben:... Springspinnen mit ihren 300 Grad Rundumaugen sind Raubspinnen und bauen keine Netze. Sie können zwar auch einen Faden produzieren, brauchen diesen aber als Sicherungsfaden zum „Zurückklettern“ und zum Kokonspinnen. ...
Hallo Spider-Man, äh domain,

An Dir ist ja ein echter Spinnenforscher verloren gegangen (oder vielleicht doch noch zu gewinnen) ;-)

Ich hoffe, die slashCAM-Redaktion toleriert diesen kurzen Ausflug ins topische Off noch, ohne ihn ins Off Topic zu verschieben.
Wir finden den Weg in die Unschärfe zurück!


"Keine Netze" - Stimmt. Obwohl sie auch zu den Webspinnen (Araneae) gehören. Auf meinem ersten, geposteten Spinnenfoto siehst Du am rechten Bein Spinnfäden.

In Horst Sterns legendärer Tier-Sendereihe "Sterns Stunde" (ist lange her) gab's ja eine ebenfalls legendäre Folge über Spinnen:
"Leben am seidenen Faden: Bemerkungen über die Spinne".

Hier gibt es einige Informationen zu Autor und Sendung und den Hinweis, dass das Original-Filmmaterial 2012 nach HD transferiert wurde (vielleicht auf Blu-ray erhältlich?):
http://www.swr.de/unternehmen/presse/sw ... index.html

Es gibt auch www-Ausschnitte aus der Sendung (im Prinzip die komplette Sendung in 6 Teilen, aber definitiv NICHT in HD-Qualität), die ich hier nicht direkt verlinken möchte, die Du aber per Google leicht finden kannst.

Im Teil 6/6 sieht man ab 6 Min. 48 Sek. Springspinnen in Zeitlupe springen.

Falls Du Dich noch näher mit Deinen Lieblingstieren befassen möchtest, hier 4 deutschsprachige Autoren. Von den ersten Dreien sind Bücher leider nur noch antiquarisch zu finden:

1. Als Ableger der erwähnten 'Sterns Stunde' über die Spinnen erschien zusammen mit Spinnenforscher Prof. Ernst Kullmann 1981 das Buch 'Leben am seidenen Faden''. Ich müsste es noch irgendwo haben, finde es aber nicht mehr :-(.

2. Von einem anderen Spinnenforscher, Stefan Heimer, erschien 1988 "Wunderbare Welt der Spinnen", weniger journalistisch-lebhaft als Sterns Buch, eher wissenschaftlich-lesbar, aber gibt mit seinen vielen Zeichnungen, ergänzt durch Fotos, einen sehr guten Überblick.

3. Und noch ein Spinnenforscher, Rainer Foelix, hat 1979 im Wissenschaftsverlag 'Thieme' das Buch 'Biologie der Spinnen' herausgegeben, das bis ins elektronenmikroskopische Detail geht.
Die ersten beiden Auflagen (1979, 1992) sind auf Deutsch erschienen, die dritte und letzte 2010 nur noch in Englisch.

4. Und schliesslich ist da noch der erst 2014 verstorbene Biologe Heiko Bellmann, der sich intensiv mit Spinnenfotografie beschäftigt und zahlreiche Bild-Bestimmungsbücher veröffentlicht hat, z.B. im Kosmos-Verlag.

Ok, jetzt müssten wir wohl zusehen, wie wir demnächst den Faden (Thread) zum ursprünglichen Thema wieder spinnen können, bevor er reisst ...



domain
Beiträge: 11062

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von domain »

Den Faden haben wir nie verloren, weil wir ja über optische Präzisionsinstrumente im Nanobereich sprechen, also die höchst entwickelten Augen im gesamten Tierreich.
In den Augen von Raubspinnen flackert es übrigens von außen sichtbar, weil sie permanent Brennweite und Fokus variieren.



Skeptiker
Beiträge: 5874

Re: Wie unscharf ist die Unschärfe? (Vorsicht Theorie!)

Beitrag von Skeptiker »

domain hat geschrieben:... optische Präzisionsinstrumente im Nanobereich ...
Im Mikrobereich (X/1000 mm).
domain hat geschrieben:... In den Augen von Raubspinnen flackert es übrigens von außen sichtbar ...
DAS müsstest Du mal im Video festhalten, falls Dir eine begegnet (Du einer begegnest)!
Zuletzt geändert von Skeptiker am Mi 24 Sep, 2014 17:09, insgesamt 1-mal geändert.



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