Schärfentiefe


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aus olypedia.de, dem freien Olympus Lexikon

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Blendenreihe des Canon EF 1:2,8/100 mm Macro IS L USM (von links nach rechts: 2,8, 4,0, 7,1), Canon  EOS 1000D  - mit freundlicher Genehmigung von Marcel Sahlmen
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Blendenreihe des Canon EF 1:2,8/100 mm Macro IS L USM (von links nach rechts: 2,8, 4,0, 7,1), Canon EOS 1000D - mit freundlicher Genehmigung von Marcel Sahlmen
Schärfentiefe im  Nahbereich (Fokus auf der Kamera rechts) in ganzen Schritten (2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11) - Canon EF 1:2,5/50 mm Compact Macro, Canon EOS 450D
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Schärfentiefe im Nahbereich (Fokus auf der Kamera rechts) in ganzen Schritten (2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11) - Canon EF 1:2,5/50 mm Compact Macro, Canon EOS 450D
Schärfentiefe im  Nahbereich (Fokus auf die mittlere Filmschachtel) in ganzen Schritten (2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11) - Canon EF 1:2,5/50 mm Compact Macro, Canon EOS 450D
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Schärfentiefe im Nahbereich (Fokus auf die mittlere Filmschachtel) in ganzen Schritten (2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11) - Canon EF 1:2,5/50 mm Compact Macro, Canon EOS 450D
Beispiel für einen kleinen Schärfentiefebereich bei einer Makroaufnahme eines Textes, der schräg zur optischen Achse liegend aufgenommen wurde
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Beispiel für einen kleinen Schärfentiefebereich bei einer Makroaufnahme eines Textes, der schräg zur optischen Achse liegend aufgenommen wurde
Schärfentiefeskala auf einem Zoomobjektiv
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Schärfentiefeskala auf einem Zoomobjektiv

Inhaltsverzeichnis

Definitionen

Die Schärfentiefe wird auch oft als Tiefenschärfe*) bezeichnet. Der Streit, welcher Begriff wirklich richtig ist, ist sicherlich so alt, wie die Fotografie selbst.

Die Schärfentiefe bezeichnet den Bereich eines Fotos, der im Gesamten scharf abgebildet wird und somit zwischen dem Nahpunkt und dem Fernpunkt liegt.

Die Schärfentiefe ist ein sehr wichtiges Mittel zur Bildgestaltung.

*) spöttisch auch als Schiefentärfe oder Tärfenschiefe

Faktoren

Die Schärfentiefe ist von folgenden Faktoren abhängig:

Schärfentiefe-Skalen

Auf Objektiven mit Festbrennweite, die einen Blendenring haben, ist meist auch eine Skala zum Ablesen der Schärfentiefe vorhanden. Bei Schiebezooms gab es eine Anzeige mittels Kurven, da die Schärfentiefe ja auch mit der Brennweite zusammenhängt.

Abhängigkeit von der Größe des Films/Sensors

Hierzu einige - absolut treffende - Zitate vom flickr User "horseandbikeride":

"Die Schärfentiefe wird vom Objektiv vorgeben. Sollte im gesamten Bildfeld gleich sein, Sensor spielt keine Rolle. Allerdings wenn ich das fertige Bild betrachten will, dann muss das Bild vom kleineren Sensor mehrfach vergrößert werden als das vom großen Sensor. Damit könnte sich die Schärfentiefe reduzieren bzw. Bildfehler werden mit vergrößert. Die ganze Streiterei um dof (Anmerkung von Olypedia: "Schärfentiefe") ist aber müßig. Könnte eigentlich nur dann ein technisches Problem sein, wenn der Abstand zum Objekt vorgeben ist. Dann hat FF (Anmerkung von Olypedia: "Vollformat") geringere Schärfentiefe weil eben mehr Brennweite als bei mft (Anmerkung von Olypedia: "MFT") nötig. Andrerseits könnte ich ja mein mft etwas weiter aufblenden um die dof zu verringern. Aber will ich unbedingt immer freistellen? ich nicht."

Bei gleichem Bildwinkel (bzw. kleinbildäquivalenter Brennweite) hängt die Schärfentiefe allein von der Eintrittspupille des Objektivs ab. Die Eintrittspupille gibt an, wie dick das Lichtbündel ist, das das Objektiv verarbeiten kann (und entspricht der Blendenöffnung, wenn man von außen durch das Objekitv blickt). Wie groß der Sensor ist, auf den dieses Lichtbündel fokussiert wird, ändert nichts an der Schärfentiefe. Allerdings wird das Bild heller, je kleiner der Sensor ist. Deshalb erreichen Kameras mit kleineren Sensoren schon mit kleinlinsigeren Objektiven die gleiche Blendenzahl wie Systeme mit größeren Sensoren. Konkret ist ein MFT-Sensor ein Viertel so groß wie ein Sensor im Kleinbild-Format. Deshalb entsteht bei der gleichen Lichtmenge ein viermal so helles Bild, was zwei Blendenstufen entspricht. Ein MFT-Objektiv mit 1,8/45mm erzeugt die gleiche Bildwirkung wie ein KB-Objektiv mit 3,6/90mm, da beide Objektive die gleiche Eintrittspupille (25mm) haben. Die Bildhelligkeit (Blendenzahl) ist dagegen verschieden. (Die Lichtmenge je Pixel ist bei gleicher Pixelzahl jedoch wiederum vergleichbar.)

Film-/Sensor-Größe und Zerstreuungskreis

Ein Objektiv hat einen Bildkreis, dessen Durchmesser zumeist mindestens der Länge der Diagonalen des Aufnahmemediums (Film, Sensor) entspricht, für das die Optik entwickelt wurde. Verwendet man dasselbe Objektiv adaptiert an einer Kamera mit kleinerem Aufnahmemedium, so wird der Zerstreuungskreis entsprechend kleiner berechnet.

Das hat zur Folge, dass trotz kleinerem Sensor bzw. Filmformat dasselbe Objektiv eine geringere Schärfentiefe erzeugt. Die Schärfentiefe nimmt um genau den bei einer solchen Objektiv-Adaption eine Rolle spielenden Crop-Faktor ab (siehe auch weiter unten bei den Zitaten von H. Nasse).

Hingegen sind bei kleineren Sensoren bzw. Filmformaten Brennweiten von dafür berechneten Normal-, Weitwinkel- und Tele-Objektiven jeweils kleiner als bei entsprechenden Objektiven, die für größere Formate berechnet sind.

Das hat zur Folge, dass Kompaktkamera-Objektive ebenso wie Original-System-Objektive kleinerer Systemkameras trotz kleinerem Aufnahmeformat eine insgesamt höhere Schärfentiefe erzeugen als Kameras für größere Formate bzw. deren originale Optiken.

Berechnen lässt sich die Schärfentiefe z.B. mit einem Schärfentiefe-Rechner.

Zusammenhang von Schärfentiefe/Film-/Sensor-Größe und notwendiger ISO-Einstellung

In den einschlägigen Foren werden immer wieder Aufnahmen mit (z.B.) mFT- und "Vollformat"-Sensoren bei gleicher ISO-Einstellung verglichen. Normalerweise kein Problem - nur wird hier immer wieder die - z.B. bei Porträts - gewünschte Schärfentiefe vergessen - die (systembedingt) größere Schärfentiefe des kleineren Sensors verringert die notwendige ISO-Einstellung bei gleichen Lichtverhältnissen und gleicher (gewünschter) Schärfentiefe!

Hierzu ein wunderschönes und absolut treffendes Zitat aus den Anmerkungen zum Artikel "Im Praxiseinsatz: Olympus PEN-F" in photoscala.de:

"Zitat (aus dem Artikel Artikel "Im Praxiseinsatz: Olympus PEN-F" in photoscala.de): "Dazu eine kleine Beispielrechnung: Porträts fotografiere ich mit meiner Kleinbildkamera gerne bei ca. 90 Millimeter Brennweite und Blende F/4. Die Belichtungszeit sollte dabei 1/100 Sekunde nicht überschreiten. Nehmen wir einmal an, das Licht ist schlecht, meine Kleinbildkamera regelt daher die Empfindlichkeit auf ISO 3200 hoch.
Mit der PEN-F erziele ich ein (annähernd) identisches Ergebnis bei ISO 800. Denn durch ihren um den Faktor 0,5 kleineren Sensor erziele ich mit ihr dieselbe Tiefenschärfe wie bei 90 mm und F/4 an Kleinbild mit 45 mm und F/2. Ich gewinne also zwei Blendenstufen, die ich einer entsprechend verringerten ISO-Empfindlichkeit (oder kürzeren Verschlusszeit) zuschlagen kann. Im Prinzip fällt der Gewinn sogar noch deutlich größer aus, weil die PEN-F mit einem wirklich hervorragenden Bildstabilisator ausgestattet ist, der mindestens um zwei Lichtwertstufen längere Belichtungszeiten erlaubt. Aufnahmen bei 90 Millimeter kleinbildäquivalenter Brennweite und 1/20 Sekunde sind da kein Problem – so das Motiv still hält."
Genau so ist es und endlich wird es auch mal geschrieben. Ich habe in ausführlichen Versuchen mit Vollformat und MFT genau diese Erfahrungen gemacht. In der Praxis ist es dann auch so, dass bei KB schon alleine aus Gewichtsgründen eher zu Zooms gegriffen wird, bei MFT können aufgrund des wesentlich geringeren Gewichts lichtstarke Festbrennweiten eingesetzt werden, mit dem Ergebnis, dass eine gesamte Ausrüstung weniger als die Hälfte wiegt und die Bildqualität bei hochwertigen Festbrennweiten im MFT-Format sogar besser ist. Wer´s nicht glaubt, kann es ja selbst mal probieren.
Nur das Auflösungsmärchen ist Unfug. Die Auflösungsgrenze definiert immer noch die Linse und nicht der Sensor. Selbst die meisten hochwertigen MFT-Festbrennweiten schaffen noch nicht mal die 16 Megapixel, geschweige denn die 20 oder vom Sensor hingeziterten 50 Megapixel. Und das ist auch im Vollformat nicht anders. Ob 36 oder 50 Megapixel, alles nur vollmundiges Marketing, was in der Praxis keine Relevanz hat. Vollformat-Bodys mit 16-20 Megapixeln reichen da völlig aus."

Zitate

Hier ein paar Zitate von Dr. Hubert Nasse (Carl Zeiss - Geschäftsbereich Photo-Objektive) aus seiner Veröffentlichung "Schärfentiefe und Bokeh", Camera Lens News 35 (März 2010):

"...soll es 'Schärfentiefe' oder 'Tiefenschärfe" heißen?
Nun, darüber sollte man keine Haarspaltereien betreiben, ... Es sind seit jeher beide Begriffe gebräuchlich. Und beide meinen auch die gleiche Eigenschaft der photographischen Abbildung - dass man nämlich unter bestimmten Bedingungen von Gegenständen des dreidimensionalen Raumes ein scharfes zweidimensionales photographisches Bild machen kann, obwohl sich die Kamera nur auf eine bestimmte Entfernung fokussieren lässt."
"...Dass wir einen beträchtlichen Teil des dreidimensionalen Raumes vor und hinter der optimal fokussierten Entfernung auf den Film oder Chip bannen können, liegt daran, dass wir offenbar ein gewisses Maß von Unschärfe tolerieren können oder gar nicht bemerken.
Dass dies so ist, ist wirklich ein Segen, denn kaum eine Kamera ist so präzise, dass sei die optimale Leistung eines Objektivs mit hundertprozentiger Sicherheit auf Film oder Sensor bringen kann. Begrenzte Filmplanlage in analogen Zeiten, Fokussierfehler und andere mechanische Toleranzen erschweren das nämlich sehr."
"Schärfentiefe beruht auf erlaubter Unschärfe und damit ganz wesentlich auf willkürlicher Festlegung."
"...die Schärfentiefe wächst mit dem Quadrat der Aufnahmeentfernung."
"...die Schärfentiefe ist bei jeweils gleicher Aufnahmeentfernung umgekehrt proportional zum Quadrat der Brennweite."
"...abblenden...,wächst die Schärfentiefe linear mit der Blendenzahl."
"Bei Verkleinerung des Aufnahmeformats nimmt also die Schärfentiefe um den Crop-Faktor ab."
"...die Schärfentiefe hängt (fast) überhaupt nicht von der Brennweite ab, sondern nur vom Abbildungsmaßstab..."

Weblinks

Schärfentiefe-Tabellen

Objektiv Schärfentiefe-Tabellen Dateiformat Sprache
Zuiko Digital ED 8mm, F3.5 Fisheyehttp://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof8mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital ED 7-14mm, F4.0http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof714mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital 11-22mm, F2.8-3.5[http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dofez1122mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital 14-45mm, F3.5-5.6http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof14mm45.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital 14-54mm, F2.8-3.5http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof14mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital 18-180mm, F3.5-5.6http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof18-180mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital 35mm, F3.5 Macrohttp://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof35mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital ED 35-100mm, F2.0http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof35-100mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital 40-150mm, F3.5-4.5http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof40.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital ED 50-200mm, F2.8-3.5http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof50mm28.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital ED 50mm, F2.0 Macrohttp://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof50mm20.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital ED 90-250mm, F2.8http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof90-250mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital ED 150mm, F2.0http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof150mm.pdfPDFenglisch
Zuiko Digital ED 300mm, F2.8http://www.olympusamerica.com/e1/e1_lit/dof/dof300mm.pdfPDFenglisch

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