Fragen zu Brennweite, Crop-Faktor, Blende, DOF

[therobbot]

Hi,

ich versuche gerade, mein bisheriges rudimentäres Verständnis der optischen Parameter ein bisschen zu vertiefen. Bei ein paar Dingen denke ich, dass ich sie mittlerweile verstanden habe. Da hätte ich gerne mal Bestätigung oder Korrektur. Bei anderen habe ich noch Fragen.

Was ich denke, verstanden zu haben:

- Obwohl es oft von prominenten Quellen vertreten wird, ist es nicht wahr, dass größere Brennweiten zu einer größeren Kompression der Bilder führen (d.h., dass Abstände geringer erscheinen). Dies ist in Wirklichkeit nur vom Abstand zu den Objekten abhängig. Damit hat z.B. ein 45mm Objektiv an einer Kamera mit Crop-Faktor 2 tatsächlich dieselbe Bildwirkung, wie ein 90mm Objektiv an einer Vollformat-Kamera, wenn die Blende entsprechend angepasst wird (und natürlich abgesehen von der unterschiedlichen Bildqualität der Sensoren).
Quelle: z.B. http://www.leavethatcouch.com/2013/12/29/example-pictures-perspective-versus-focal-length/

- Auch DOF ist bei gleicher Blende anscheinend weniger von der Brennweite als mehr vom Abstand zum fokussierten Objekt abhängig, d.h. wenn bei gleicher Sensorgröße das Objekt gleich groß im Frame ist, ist der DOF unabhägig von der Brennweite etwa gleich (natürlich wirkt das Bokeh bei höheren Brennweiten anders, da der Hintergrund größer wirkt). Bei diesem Punkt bin ich mir nicht ganz sicher, aber es ist zumindest das, was hier behauptet wird: http://www.luminous-landscape.com/tutorials/dof2.shtml
Stimmt es mit der Theorie überein?

- Wenn ich bei einem Crop-2-Sensor gleiche Bildwirkung erzielen will, wie an einem Vollformatsensor, brauche ich eine halb so große Brennweite und meine Blende muss dafür doppelt so weit offen sein (also z.B. 45mm, 1/1.4 entspricht 90mm, 1/2.8). Ist das korrekt? Quelle: http://fotovideotec.de/cropfaktor/
Das passt auch damit überein, wenn ich in einem DOF-Rechner die obigen Werte eingebe. Dann bekomme ich nämlich in beiden Fällen annähernd dasselbe DOF.

Jetzt kommt allerdings der Hauptpunkt, an dem ich verwirrt bin. Ich war bisher davon ausgegangen, dass ein 45mm-Objektiv sich an jedem Sensor genauso verhält, nur dass bei einem Crop-Faktor von 2 z.B. halt aus der Mitte ausgeschnitten wird. Damit hätte ich jetzt aber auch erwartet, dass ein 45mm, 1/1.4 bei gleichem Abstand zum fokussierten Objekt immer denselben DOF hat, unabhängig vom Sensor. Das Ergebnis erhalte ich allerdings bei obigem DOF-Rechner nicht. Wenn ich dort ein 45mm, 1/1.4 mit einem Fokussierabstand von 3m an einem FF-Sensor eingebe, erhalte ich ein DOF von 0.39 m. Gebe ich dasselbe Objektiv mit demselben Abstand an einem 4/3-Sensor (Crop-Faktor 2) ein, erhalte ich 0.2 m. Irgendwie muss das ja auch eine Rolle spielen, sonst müsste man bei den DOF-Rechnern ja nicht immer die Sensor-Größe mit angeben. Aber warum? Was ändert sich denn da? Inwiefern ist denn ein kleinerer Sensor was anderes als einfach ein Ausschnitt aus einem größeren Sensor?

Ich wäre sehr dankbar für erhellende Kommentare bzw. Tipps, wo ich mich weiterbilden kann.

Danke,

Tobias

 

[holgor2000]

...
- Wenn ich bei einem Crop-2-Sensor gleiche Bildwirkung erzielen will, wie an einem Vollformatsensor, brauche ich eine halb so große Brennweite und meine Blende muss dafür doppelt so weit offen sein (also z.B. 45mm, 1/1.4 entspricht 90mm, 1/2.8). Ist das korrekt? Quelle: http://fotovideotec.de/cropfaktor/
Das passt auch damit überein, wenn ich in einem DOF-Rechner die obigen Werte eingebe. Dann bekomme ich nämlich in beiden Fällen annähernd dasselbe DOF...

Ja, das ist richtig. Und wenn Du ein ebenso gleich belichtetes Bild haben möchtest, musst Du auch die ISO mit 2 multiplizieren. Oder anders gesagt: Du musst immer alle Variablen mit dem Faktor multiplizieren um ein äquivalentes Bild zu erhalten und nicht nur manche.

...Jetzt kommt allerdings der Hauptpunkt, an dem ich verwirrt bin. Ich war bisher davon ausgegangen, dass ein 45mm-Objektiv sich an jedem Sensor genauso verhält, nur dass bei einem Crop-Faktor von 2 z.B. halt aus der Mitte ausgeschnitten wird. Damit hätte ich jetzt aber auch erwartet, dass ein 45mm, 1/1.4 bei gleichem Abstand zum fokussierten Objekt immer denselben DOF hat, unabhängig vom Sensor. Das Ergebnis erhalte ich allerdings bei obigem DOF-Rechner nicht. Wenn ich dort ein 45mm, 1/1.4 mit einem Fokussierabstand von 3m an einem FF-Sensor eingebe, erhalte ich ein DOF von 0.39 m. Gebe ich dasselbe Objektiv mit demselben Abstand an einem 4/3-Sensor (Crop-Faktor 2) ein, erhalte ich 0.2 m. Irgendwie muss das ja auch eine Rolle spielen, sonst müsste man bei den DOF-Rechnern ja nicht immer die Sensor-Größe mit angeben. Aber warum? Was ändert sich denn da? Inwiefern ist denn ein kleinerer Sensor was anderes als einfach ein Ausschnitt aus einem größeren Sensor?...

Ich bin mir nicht sicher ob ich Dich richtig verstanden habe, aber eventuell ist hier Dein Denkfehler:
In diesem Rechner wird der gesamte FF Sensor belichtet und nicht ein 2er Crop daraus. Du vergleichst also zwei verschiedene Sensorgrößen, von denen davon ausgegangen wird, dass Du sie dann formatfüllend anschaust. Dann müssen auch verschiedene Werte raus kommen.


Ciao

 

[Waartfarken]

Ja, das ist richtig. Und wenn Du ein ebenso gleich belichtetes Bild haben möchtest, musst Du auch die ISO mit 2 multiplizieren.

Die ISO muss man sogar mit Cropfaktor² multiplizieren.

 

[creatrix]

So wie ich das sehe, hast Du alles richtig verstanden.

Zu Deiner Frage:
Wenn ich mich nicht irre, liegt die geringere Schärfentiefe beim kleineren Sensor daran, dass das Bild für eine gleiche Ausgabegröße stärker vergrößert werden muss, als das des KB-Sensors. Je stärker die Vergrößerung, desto geringer die Schärfentiefe.
Gut zu erkennen wenn Du das selbe Bild mal als Postkarte und mal als Poster vor Dir siehst.

 

[therobbot]

Die ISO muss man sogar mit Cropfaktor² multiplizieren.

Ja, das ergibt Sinn, da ja eine doppelte Blende nur 1/4 des Lichtes durchlässt.

Zu Deiner Frage:
Wenn ich mich nicht irre, liegt die geringere Schärfentiefe beim kleineren Sensor daran, dass das Bild für eine gleiche Ausgabegröße stärker vergrößert werden muss, als das des KB-Sensors. Je stärker die Vergrößerung, desto geringer die Schärfentiefe.
Gut zu erkennen wenn Du das selbe Bild mal als Postkarte und mal als Poster vor Dir siehst.

Ok, das ergibt Sinn. Danke.

 

[beiti]

Wenn ich dort ein 45mm, 1/1.4 mit einem Fokussierabstand von 3m an einem FF-Sensor eingebe, erhalte ich ein DOF von 0.39 m. Gebe ich dasselbe Objektiv mit demselben Abstand an einem 4/3-Sensor (Crop-Faktor 2) ein, erhalte ich 0.2 m. Irgendwie muss das ja auch eine Rolle spielen, sonst müsste man bei den DOF-Rechnern ja nicht immer die Sensor-Größe mit angeben. Aber warum? Was ändert sich denn da?

Schärfentiefe im eigentlichen Sinne gibt es gar nicht. Man definiert vorher bestimmte Unschärfetoleranzen ("Unschärfekreis", "circle of confusion"), innerhalb derer man etwas noch als "absolut scharf" annimmt. Und diese Toleranz setzt man für kleine Sensoren enger als für große Sensoren, weil man bei den kleinen Sensoren von einer höheren Informationsdichte ausgeht.
Mal als Extremvergleich: Eine Unschärfe, die auf einem KB-Sensor gerade noch akzeptabel erscheint, wäre auf einem 1/2,3"-Sensor schon sehr unschön, weil sie dort einen viel größeren Bereich des Bildes einnimmt.

 

[Waartfarken]

Schärfentiefe im eigentlichen Sinne gibt es gar nicht. Man definiert vorher bestimmte Unschärfetoleranzen ("Unschärfekreis", "circle of confusion"), innerhalb derer man etwas noch als "absolut scharf" annimmt. Und diese Toleranz setzt man für kleine Sensoren enger als für große Sensoren, weil man bei den kleinen Sensoren von einer höheren Informationsdichte ausgeht.

Oder einfacher gesagt: Das Bild vom kleineren Sensor muss man stärker vergrößern, um aufs gleiche Ausgabeformat zu kommen. Und dabei vergrößert man die Unschärfen mit, sie müssen also auf dem Sensor um den Cropfaktor kleiner sein, um auf dem fertigen gleich großen Bild gleich groß zu erscheinen. I.a. nehmen Schärfentieferechner 1/1500 der Sensordiagonale als zulässigen Zerstreuungskreis an. Für höherer Ansprüche und/oder größere Betrachtung nimmt man entsprechend weniger.

Der tatsächliche Zerstreuungskreis eines Lichtpunkts in unendlich ist Brennweite²/Blendenzahl/Fokusdistanz. In anderen Entfernungen muss das noch mit |1-Fokusdistanz/Entfernung| multipliziert werden. Und bei Fokussierung im Nahbereich (Makro) kommen noch ein paar Korrekturen dazu.

 

[Manni1]

Eine Unschärfe, die auf einem KB-Sensor gerade noch akzeptabel erscheint, wäre auf einem 1/2,3"-Sensor schon sehr unschön, weil sie dort einen viel größeren Bereich des Bildes einnimmt.

Klasse Erklärung
Und mal endlich ohne in physikalische, für Laien eh meist unverständliche Details zu gehen.

 

[mrHiggins]

aber eben nur wenn man die Bilder auf die gleiche Ausgabegröße bringt.


Es gibt eigentlich 2 Betrachtungsweisen:
- Ich betrachte die Sensorebene und den Sensor der da drin liegt und dem Objekt das ich fotografiere.
- Ich betrachte das fertige Bild auf gleicher Ausgabegröße.



Denkbeispiel:
Du fotografierst ein Insekt aus gleichem Abstand. Völlig egal welche Sensorgröße, im Verhältnis zum Insektenbein ist die Unschärfe immer gleich. Nur passt bei kleinem Sensor das Objekt bildfüllend drauf, bei großem Sensor nicht.

In der Regel interessiert das fertige Bild bei dem man eine Intention hat es z.B. in A3 an die Wand zu hängen. aber man sollte es, vor allem wenn man es verstehen möchte, auch andersherum betrachten.


Bestes Beispiel:
"Höhere MP rauschen mehr".

 

[Waartfarken]

Denkbeispiel:
Du fotografierst ein Insekt aus gleichem Abstand. Völlig egal welche Sensorgröße, im Verhältnis zum Insektenbein ist die Unschärfe immer gleich. Nur passt bei kleinem Sensor das Objekt bildfüllend drauf, bei großem Sensor nicht.

Bloß warum sollte ich es aus gleichem Abstand fotografieren? Weil der größte Abbildungsmaßstab erreicht ist? Wenn ich dann beide Bilder unbeschnitten auf die gleiche Größe bringe, ist das Insekt auf dem KB-Bild kleiner und die Schärfentiefe größer. Wenn ich beschneide oder unterschiedlich vergrößere und das Insekt gleich groß wird, ist auch die Schärfentiefe gleich, und für beide Fälle muss ich den gleichen zul. Z-Kreis annehmen. "Auf dem Sensor" gibt es nur einen Schärfeverlauf, aber keine Schärfentiefe. Die entsteht erst bei und durch die Betrachtung.