Schärfentiefe, Schärfe auf unendlich, Hyperfokale Entfernung ; Ich hab nen Knoten

[Hank_Moody]

Hallo miteinander,

momentan versuche ich mich ein wenig an Fotografien von eher weit entfernten Objekten. Bei der Auswahl der benötigten Brennweite bin ich über einige Artikel etc. gestoßen. Und irgendwie hab ich nen Knoten im Hirn. Vielleicht hat Jemand Lust das mal einfach in wenigen Sätzen zu erklären.

Schärfentiefe ist mir klar. Es gibt eine Schärfenebene, in der auf dem Sensor die Schärfe korrekt ist. Dann gibt es die Ebene die vor und hinter dem Gegenstand die maximal tolerierbare Unschärfe zulässt (in Abhängigkeit zur Sensorgröße). Das ist dann der Bereich Schärfentiefe.

Hyperfokale Entfernung ist (glaube ich) mir auch klar. Das ist die Schärfenebene, bei der die hintere maximal tolerierbare Unschärfe auf der Ebene liegt, bei der die im Unendlich liegenden Objekte gerade noch erkennbar sind. Da stellst sich mir schon die erste Frage. Was heißt denn „die im Unendlichen Objekte gerade noch erkennbar“? Und es dürfte dann ja nicht die Schärfeebene sein, sondern weiter vorne liegen.

Schärfe auf unendlich verstehe ich nicht. Es müsste dann ja so sein, dass die Schärfebene auf der Ebene liegt, welche die hyperfokale Entfernung entspricht.

Ich sag ja, Knoten im Hirn


Vielen Dank und viele Grüße

Stefan

 

[tewahipounamu]

Moin,

wenn du auf die hyperfokale Entfernung scharf stellst, wird ein "im unendlichen" liegender Punkt – also alles, was beliebig weit weg ist – gerade noch "scharf dargestellt". Letzteres bedeutet, dass bei normaler Betrachtung des Bildes alles, was weit weg ist, noch scharf erscheint. Wirklich scharf abgebildet werden natürlich nur die Punkte, die in der Ebene der hyperfokalen Entfernung liegen. Natürlich erstreckt sich der Bereich, der als scharf wahrgenommen wird, auch vor dieser Ebene, so dass auch Punkt, die näher als die hyperfokale Entfernung liegen, scharf erscheinen.

Wenn du hingegen die Schärfe auf unendlich einstellst, werden alle Punkte, die sehr weit weg liegen, scharf abgebildet, alle Punkte, die näher liegen, hingegen mit abnehmender Entfernung zunehmend unschärfer. Auch diese näher liegenden Punkte werden bis zu einer bestimmten Entfernung bei normaler Betrachtung des Bildes noch als scharf wahrgenommen; unterhalb dieser Entfernung werden die Punkte dann als unscharf wahrgenommen.

Den Unterschied siehst du sehr gut, wenn du einmal ein Motiv mit hyperfokaler Entfernung (oder irgendeiner anderen Entfernung kleiner als unendlich) aufnimmst und dann dasselbe Motiv mit Fokussierung auf unendlich. Wenn du die Bilder dann nicht als ganze Bilder betrachtest, sondern in sie "hineinkriechst", also beispielsweise die 100%-Ansicht verwendest, wirst du bei der Betrachtung von Punkten, die sehr weit weg liegen (und natürlich auch bei anderen Punkten) den Unterschied leicht erkennen können.

 

[-=DFY=-]

Nehmen wir beispielsweise an, die hyperfokale Distanz bei deiner Brennweite/Sensor/Blende/Ausgabeformat-Kombi liegt bei 4 Meter und du stellst deinen Fokusring auf 4 Meter.

Dann ist die "genaue" Schärfeebene bei 4 Meter, aber alles zwischen (z.B.) 3 Meter und dem Horizont ('unendlich') ist so scharf, dass du es bei der Betrachtung nicht unterscheiden kannst und alles scharf aussieht.

Wenn du dasselbe Objektiv auf unendlich fokussierst, ist die "gedachte Schärfeebene" unendlich bzw sehr sehr weit weg, und es ist z.B. alles von 20 Meter bis unendlich scharf.

Die hyperfokale Distanz ist dann relevant, wenn du scharfe Objekte am Horizont haben willst und gleichzeitig soweit wie möglich Schärfe in den Vordergrund willst.

 

[Hank_Moody]

Okay, dann scheine ich das ja richtig verstanden zu haben. Ich mach mal ein Beispiel:

• Die Hyperfokale Distanz liegt bei 4 Meter und ich stelle mein Objektiv auf 4 Meter. Dann ist der Bereich 2 Meter bis "unendlich" der Schärfentiefebereich und somit scharf.
• Wenn ich jedoch mein Objektiv auf unendlich stelle, ist alles ab beispielsweise 20 Meter scharf.

Aber was ich noch nicht verstehe, welche Entfernung entspricht "unendlich"? Also in diesem Beispiel die 20 Meter. Ich habe halt die Erklärung "bei der die im Unendlich liegenden Objekte gerade noch erkennbar sind" gefunden. Aber das ist doch keine Definition. Was heißt denn "erkennbar"?


Edith: Wenn ich mein 14-24 2,8 auf 14 2,8 stelle, ist "unendlich" bei etwas über 20 Meter.
Die Hyperfokale Distanz liegt bei 2,32 Meter. Und somit ein Schärfentiefebereich von 1,16 Meter bis 1.380,4 Meter. Also rechnerisch. Das würde bedeuten, dass "unendlich" bei 1.380,4 Meter liegt.

Rechne ich nun mit einer Fokusebene von 1.380,4 Meter, geht der Schärfentiefebereich von 2,31 Meter bis unendlich.

Quelle für die Berechnungen...

 

[Walter Schulz]

Die Definition sollte keine Angaben wie "bei der die im Unendlich liegenden Objekte gerade noch erkennbar sind" enthalten. Dies ist faktisch falsch.

 

[Hank_Moody]

Und wie ist sie korrekt?

 

[Walter Schulz]

Schon in der ersten Antwort enthalten. Erst wird ein Schärfe-Kriterium definiert. Und von der Fokusebene ausgehend, ergeben sich daraus Bereiche vor und hinter der Fokusebene, die als scharf angesehen werden.

 

[Hank_Moody]

Aber die Hyperfokale Distanz ist ja die Schärfenebene, die sich aus der Rückrechnung zur Fernebene ergibt. Dazu muss ich aber ja die Fernebene definieren. Oder verstehe ich da noch immer etwas falsch?

 

[Walter Schulz]

Aus der Definition gesehen: Nein, die hyperfokale Distanz ergibt sich nicht aus der Rückberechnung.
Wikipedia hat einen lesbaren Eintrag mit der Formel

Hyperfokale Entfernung – Wikipedia

de.wikipedia.org

 

[Hank_Moody]

Den Artikel habe ich gelesen, aber genau das halt nicht verstanden, weswegen ich hier nachfragte, mit der Hoffnung, dass es mir Jemand anders/einfacher erklären kann. Und die Zweite Frage ist für mich, was ist "Fokus auf unendlich".

Sorry, wenn es doof uder gar dumm rüber kommt. Vielleicht ist es einfach nur ein riesen Elefant auf der Leitung

 

[Der Junge mit der Nikon]

Aus der Definition gesehen: Nein, die hyperfokale Distanz ergibt sich nicht aus der Rückberechnung.
Wikipedia hat einen lesbaren Eintrag mit der Formel

Ja, und der widerspricht deiner Aussage. Wichtig ist, dass ein zulässiger Zerstreuungskreisdurchmesser definiert wird, mit dem man in die Rechnung geht. Und dann geht es tatsächlich bei der hyperfokalen Distanz darum, dass der Schärfentiefenbereich gerade bis unendlich reicht.

Den Artikel habe ich gelesen, aber genau das halt nicht verstanden, weswegen ich hier nachfragte, mit der Hoffnung, dass es mir Jemand anders/einfacher erklären kann. Und die Zweite Frage ist für mich, was ist "Fokus auf unendlich".

Optisch macht es bei z. B. Standardbrennweite von 50 mm am Vollformat eigentlich keinen Unterschied mehr, ob ein Objekt 50 m oder 500 m entfernt ist. Man merkt das ja auch beim Fokussieren, im Nahbereich muss man endlos kurbeln (sofern das nicht die Kamera macht), in der Ferne sind das minimale Einstellwege. Faktisch ist das dann optisch alles eins. Deswegen hat es keinen Sinn, Unendlich als reale Distanz zu definieren oder verstehen zu wollen. Aber Vorsicht: Unendlich ist nicht zwingend der Anschlag beim Objektiv. Um zuverlässig das Fokussieren auf Unendlich zu ermöglichen, gehen die meisten Objektive etwas darüber hinaus, dann wird es wieder unscharf. Das hat aber nichts mit "weiter weg als unendlich" zu tun.

 

[Walter Schulz]

Ja, und der widerspricht deiner Aussage.

Wer ist hier der Adressat?

 

[Walter Schulz]

Was heißt denn „die im Unendlichen Objekte gerade noch erkennbar“?

Frage: Wo hast Du das her? Es sieht aus wie ein Zitat, aber es kann nicht aus dem Wikipedia-Artikel stammen.

 

[tewahipounamu]

Moin noch einmal,

"unendlich" heißt einfach nur: verdammt weit weg, also Objekte am Horizont oder noch weiter weg, also beispielsweise der Mond oder die Sterne.

Zu allem anderen kann ich mich nur wiederholen. "Die Hyperfokale Distanz liegt bei 4 Meter und ich stelle mein Objektiv auf 4 Meter. Dann ist der Bereich 2 Meter bis "unendlich" der Schärfentiefebereich und somit scharf." kann man so sagen; für das Verständnis, um das es hier geht, halte ich die von mir gewählte Formulierung für besser: "Dann nimmt man den Bereich 2 Meter bis "unendlich" (bei normaler Betrachtung des ganzen Bildes) als scharf wahr."

Entsprechend würde ich statt "Wenn ich jedoch mein Objektiv auf unendlich stelle, ist alles ab beispielsweise 20 Meter scharf." sagen: "Wenn ich jedoch mein Objektiv auf unendlich stelle, nehme ich (bei normaler Betrachtung des ganzen Bildes) alles ab beispielsweise 20 Meter als scharf wahr."

Die Formulierung "die im Unendlichen Objekte [sind] gerade noch erkennbar“ ist so nicht richtig. Bei Einstellung der Entfernung auf die hyperfokale Distanz müsste es heißen: "Dann werden (bei normaler Betrachtung des ganzen Bildes) die Objekte im Unendlichen gerade noch als scharf wahrgenommen“.

 

[Der Junge mit der Nikon]

Wer ist hier der Adressat?

Immer der Zitierte.

 

[Walter Schulz]

Immer der Zitierte.

Das ist mal geklärt!

@Hank-Moody:
Sagt Dir Grenzwertbetrachtung, bzw. Singularität (in der Mathematik) was?

Ich nehme an, dass Du ein Problem daraus machst, an welcher Stelle man die Entfernung "Unendlich" einsetzen muss, damit die hyperfokale Entfernung berechnet werden kann. Die Sichtweise ist verständlich, aber so macht man das nicht.
Die Formel zur Berechnung des Fernpunkts des Schärfentiefebereichs ist (siehe Anhang, Quelle: Wikipedia). Im Nenner/Divisor steht "f^2 - k * Z (g - f)". Wenn dieser Term Null wird, entsteht eine Singularität. Teilen durch 0 ist eben so nicht erlaubt. In der Grenzwertbetrachtung läßt man den Wert an 0 annähern. Dann sieht man, dass der Wert für den Fernpunkt gegen Unendlich geht, wenn sich der Term dem Grenzwert beliebig genau annähert. Und jetzt kommt der Trick:
Man braucht nur den Nenner zu nehmen und umzuformen, damit g (die Entfernung zur Fokusebene) berechnet werden kann:
0 = "f^2 - k * Z (g - f)"
wird zu
g = f^2/(k * Z) + f

War das der Knoten?

 

[Hank_Moody]

Frage: Wo hast Du das her? Es sieht aus wie ein Zitat, aber es kann nicht aus dem Wikipedia-Artikel stammen.

Das steht hier:

Die hyperfokale Entfernung bezeichnet die Gegenstandsweite, bei der im Unendlichen liegende Objekte gerade noch mit einer akzeptablen Schärfe abgebildet werden. Die Schärfentiefe reicht dann von der halben hyperfokalen Distanz bis Unendlich. Sie hängt von der Brennweite und der Blende ab.

Und so steht es in Wikipedia:

Als hyperfokale Entfernung beziehungsweise hyperfokale Distanz wird in der Fotografie diejenige endliche Gegenstandsweite bezeichnet, bei der, wenn man auf sie fokussiert, im Unendlichen liegende Objekte mit akzeptabler Unschärfe abgebildet werden.

Aus beiden Zitaten entnehme ich, dass die Hyperfokale Distanz vor "unendlich" liegt.

Wenn ich mein Beispiel mit dem 14mm 2,8 aufgreife, errechnet sich eine Hyperfokale Distanz von 2,32 Meter. Stelle ich mein Objektiv auf unendlich, liegt dieser Punkt etwas über 20 Meter am Objektiv. Passt ja auch zu den Zitaten, halt weiter als die Hyperfokale Distanz.

Aber ich verstehe nach wie vor nicht, welche Distanz dann unendlich bedeutet. Der Begriff ist ja so definiert, dass es kein Ende gibt. Würde ja bedeuten, dass ein Objekt in 30 Meter Entfernung (bei meinem Beispiel) gleich scharf wäre wie in 30km Entfernung. Es gibt also keinen Fernpunkt.

Aber der Nahpunkt ändert sich ob ich auf 2,32, Meter oder 19 Meter fokussiere. Nämlich auf 1,16 Meter bzw. 2,06 Meter.

Ich glaube das ist mir nun klar.

Leider ist mir aber noch immer nicht klar, auf was ich genau fokussiere, wenn ich auf unendlich fokussiere. Das dürfte ja demnach unabhängig von der Hyperfokalen Distanz sein.

 

[Ray_of_Light]

Das steht hier:

Da steht aber etwas gänzlich anderes als das von dir im Eingangsposting genannte "gerade noch erkennbar".
Mit "akzeptabler Schärfe" ist jene Schärfe gemeint, welche auch als Kriterium für den vor und hinter der Fokusebene gelegenen Bereich der Schärfentiefe gilt. Und bei Einstellung der hyperfokalen Distanz reicht dieser hintere Bereich eben gerade bis unendlich - ganz einfach.

 

[01af]

[Hyperfokale Entfernung] ist die Schärfenebene, bei der die hintere maximal tolerierbare Unschärfe auf der Ebene liegt, bei der die im Unendlich liegenden Objekte gerade noch erkennbar sind. Da stellt sich mir schon die erste Frage. Was heißt denn „die im Unendlichen Objekte gerade noch erkennbar“?

Da haben wir ja schon den Knoten. Schärfentiefe hat mit "Erkennbarkeit" nichts zu tun.

Ein Punkt des Motives wird als Punkt auf dem Film oder Sensor (der Bildebene) abgebildet, wenn exakt darauf fokussiert wurde. Oder na ja, nicht wirklich als Punkt im mathematischen Sinne, aber – im Rahmen der Möglichkeiten des Objektives und der physikalischen Grenzen – praktisch so gut wie als Punkt. Wurde nicht exakt fokussiert – oder, was dasselbe bedeutet, wenn der Punkt des Motives vor oder hinter der Einstellebene liegt – so wird der Punkt als Unschärfe-Streuscheibchen abgebildet. Doch wenn der Durchmesser dieses Streuscheibchens hinreichend klein ist, nämlich nicht größer als der sog. maximal zulässige Streukreisdurchmesser (welcher im deutschsprachigen Raum mit dem Formelzeichen z bezeichnet wird), so wollen wir dieses Streuscheibchen immer noch als "zwar nicht blitzscharf, aber so gerade noch akzeptabel scharf" anerkennen. So weit, so klar.

Und die hyperfokale Entfernung ist die, bei der im unendlichen liegende Punkte – also solche, deren Lichtstrahlen parallel auf die Frontlinse treffen – als Streuscheibchen mit dem für "akzeptable Schärfe" maximal zulässigen Durchmesser z abgebildet werden.

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Ich mach mal ein Beispiel:

• Die hyperfokale Distanz liegt bei vier Meter, und ich stelle mein Objektiv auf 4 m. Dann ist der Bereich 2 m bis "unendlich" der Schärfentiefebereich und somit scharf.

Akzeptabel scharf.

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• Wenn ich jedoch mein Objektiv auf unendlich stelle, ist alles ab beispielsweise 20 m scharf.

Nein. Dann ist – um in deinem Beispiel zu bleiben – alles von 4 m bis unendlich scharf.

Also reicht die Schärfentiefe in beiden Fällen bis unendlich – einmal ab 2 m und einmal ab 4 m. Aber im ersten Falle wäre die Schärfe bei unendlich eher schwiemelig und entspräche gerade einmal unserer "gerade noch akzeptablen" Schärfe. Im zweiten Falle verzichtete man auf etwas Schärfe im Vordergrund, doch bekäme dafür im unendlichen maximale Schärfe – also so gut, wie das Objektiv eben kann.

Wenn man nun den Aspekt der Erkennbarkeit hinzuzieht, also auch feine, klein abgebildetet Details in der Ferne möglichst gut erkennen und voneinander unterscheiden können möchte, dann muß die Schärfe bei unendlich optimal sein. Dann darf man nicht auf hyperfokale Entfernung, sondern muß auf unendlich einstellen. Details im Vordergrund sind näher und werden somit naturgemäß größer abgebildet. Die dürfen ruhig ein wenig unschärfer sein und lassen sich trotzdem noch erkennen.

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Die hyperfokale Distanz ist dann relevant, wenn du scharfe Objekte am Horizont haben willst und gleichzeitig soweit wie möglich Schärfe in den Vordergrund willst.

Nein. In diesem Falle ist, wie gesagt, die Fokussierung auf unendlich relevant. Auf die hyperfokale Entfernung fokussiert man dann, wenn das Hauptmotiv zufällig gerade in der hyperfokalen Entferung liegt.

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... was ist "Fokus auf unendlich"?

Unendlich ist die Entfernung, aus der die von einem Punkt ausgehenden und die Eintrittspupille des Objektives treffenden Lichtstrahlen parallel zueinander sind, d. h. wenn der Winkel zwischen zwei Strahlen, die einander gegenüberliegende Punkte auf dem Rande der Eintrittspupille treffen, im Rahmen praktisch anwendbarer Meßgenauigkeit von null nicht unterscheidbar ist. Ein Objektiv ist auf unendlich eingestellt, wenn es parallele Lichtbündel auf die Bildebene fokussiert. Es ist auf eine Entfernung kürzer als unendlich eingestellt, wenn es divergierende Lichtbündel auf die Bildebene fokussiert.

 

[Hank_Moody]

also solche, deren Lichtstrahlen parallel auf die Frontlinse treffen

Ein Objektiv ist auf unendlich eingestellt, wenn es parallele Lichtbündel auf die Bildebene fokussiert.

Danke, das hilft und löst den Knoten

Auf die hyperfokale Entfernung fokussiert man dann, wenn das Hauptmotiv zufällig gerade in der hyperfokalen Entferung liegt.

Letztlich spielt die Hyperfokale Distanz in der Praxis eine untergeordnete Rolle, weil nicht bewusst darauf fokussiert?!