Allgemein: Kleines Fotografie-Glossar

Glossar | Links

Auf dieser Seite stelle ich ein kurzes Glossar von fotografischen Begriffen bereit, die ich auf dieser Website in den verschiedenen Bereichen verwende. Ich biete dieses Glossar an, um Redundanzen zu vermeiden, die sich wegen der verschiedenen Kameras, die ich auf meiner Website behandle, eingeschlichen haben. Auf dieser Seite möchte ich nur kurze Definitionen anbieten und Links zu weiteren Information im Internet für diejenigen angeben, die mehr erfahren möchten.

Hinweis: Manche Begriffe im Glossar können auf Englisch erklärt sein, aber ich bemühe mich, diese im Laufe der Zeit ins Deutsche zu übertragen...

Übersicht der Begriffe

Hinweis: Begriffe, deren Aufnahme in das Glossar für die Zukunft geplant ist, erscheinen ohne Link.

 

Glossar

Aberration

Die optimale Öffnung (Blende) eines Objektivs, also die Öffnung an der es am schärfsten abbildet, ist von Objektiv zu Objektiv verschieden. Als allgemeine Regel gilt für das Bildzentrum, dass diese zwischen einer und drei Blendenstufen unterhalb der maximalen Öffnung liegt. Kein Objektiv ist perfekt, alle weisen Aberrationen auf, die ihre Leistung zu reduzieren. "Klassisch" gibt es fünf sogenannte "Seidel"-Aberrationen:

Bei lichtstarken Objektiven sind Abberationen stärker ausgeprägt als bei lichtschwachen. Abblenden eines Objektivs reduziert die sphärische Aberration und verringert in einem geringeren Ausmaß die Auswirkungen von Koma, Astigmatismus und Bildfeldkrümmung auf die Bildschärfe. Verzerrungen bleiben vom Abblenden unbeeinflusst. Eine 6. Aberration, die chromatische Aberration, ist in erster Näherung ebenfalls unabhängig von der Blende.
(Aus Bob Atkins: Optimum Aperture - Format size and diffraction, angepasst und übersetzt)

Alias-Effekt (Alias-Frequenzen)

Als Alias-Effekte (auch Aliasing-Effekte oder kurz Aliasing) werden im Bereich der Signalanalyse Fehler bezeichnet, die auftreten, wenn im abzutastenden Signal Frequenzanteile vorkommen, die höher als die Nyquist-Frequenz (doppelte Signalfrequenz) sind.

Aliasing kann einerseits durch die Nichtbeachtung des Abtasttheorems (zu geringe Abtastfrequenz) beim digitalen Abtasten von Signalen auftreten und andererseits, wenn das abzutastende Signal von einem Störsignal überlagert ist, das seinerseits Frequenzen enthält, die höher als die Nyquist-Frequenz sind.

In der Bildverarbeitung und Computergrafik treten Alias-Effekte bei der Abtastung von Bildern auf und führen zu Mustern (Moiré) , die im Originalbild nicht enthalten sind. In der Audiotechnik äußern sich Alias-Effekte als Störgeräusche.

Signalverarbeitung

In der Signalverarbeitung treten Alias-Effekte beim Digitalisieren analoger Signale auf. Damit das Ursprungssignal korrekt wiederhergestellt werden kann, dürfen im abzutastenden Signal nur Frequenzanteile vorkommen, die kleiner als die Nyquist-Frequenz sind. Kommen allerdings Frequenzanteile vor, die höher als die Nyquist-Frequenz sind, so werden diese als niedrigere Frequenzen interpretiert. Die höheren Frequenzen geben sich sozusagen als eine andere (niedrigere) aus, daher die Bezeichnung Alias.

Störende Frequenzanteile, die zu Aliasing führen können, treten bei einer Unterabtastung auf (d. h. das Abtasttheorem wurde nicht eingehalten). Aber selbst wenn das Abtasttheorem eingehalten wird, kann es auch zu Aliasing kommen, wenn das abzutastende Signal von einem Rauschsignal überlagert ist, das Frequenzanteile enthält, die höher als die Nyquist-Frequenz sind. (Aus: Alias-Effekt - Wikipedia)

Aus dem Englischen:

Der Begriff Aliasing bezeichnet

Aliasing kann bei Signalen, die im Zeit-Bereich abgetastet werden, zum Beispiel bei digitalen Audioaufnahmen, auftreten. Dann wird es als zeitliches Aliasing bezeichnet. Aliasing kann auch bei räumlich abgetasteten Signalen, beispielsweise bei digitalen Bildern, auftreten. Dann wird es als räumliches Aliasing bezeichnet. (Aus: Wikipedia, angepasst)

In der Fotografie ist das "System" in der Regel ein Bildsensor. Farb-Aliasing in Bayer-Sensoren kann besonders problematisch sein. "Moiré"-Farbmuster sind auch eine Art von Aliasing. Im Audiobereich, werden Alias-Frequenzen als Störgeräusche wahrgenommen. (Aus: Aliasing, Imatest, angepasst)

Anti-Aliasing, Anti-Aliasing-Filter (AA-Filter)

Um Aliasing zu verhindern, können Tiefpassfilter eingesetzt werden, die unerwünschte Frequenzanteile herausfiltern.

Zur Vermeidung von Aliasing-Effekten wird das Eingangssignal durch einen Tiefpass gefiltert (Anti-Aliasing-Filter). Die Filterwirkung dieses Abschneidens der hohen Frequenzen kann im Audio-Bereich auch durch die Begriffe Höhensperre, Höhenfilter, High Cut und Treble Cut beschrieben werden. Diese Filterung muss vor der Digitalisierung geschehen – eine nachträgliche Korrektur von Alias-Effekten ist nicht mehr möglich. (Aus: Wikipedia, angepasst)

Aus dem Englischen:

Aliasing wird durch sogenannte Anti-Aliasing-Filter (AA-Filter; Tiefpass-Filter) begrenzt. In der Fotografie besteht ihre Wirkung darin, dass sie das Bild leicht unscharf machen (ein klassisches Dilemma...). Kameras mit gleichem Sensor aber ohne dieses Filter sind vergleichsweise schärfer. (Aus: Aliasing, Imatest, angepasst)

Bayer-Sensor, Bayer-Filter

Als Bayer-Sensor bezeichnet man einen Fotosensor, der – ähnlich einem Schachbrett – mit einem Farbfilter, dem Bayer-Filter (benannt nach seinem Erfinder Bryce E. Bayer; Patent von 1975), überzogen ist, welcher meist zu 50 % aus Grün und je 25 % aus Rot und Blau besteht. Grün ist in der Flächenzuweisung (und somit in der Auflösungsfähigkeit) privilegiert, da Grün (bzw. der Grün-Anteil in Grautönen) beim menschlichen Auge den größten Beitrag zur Helligkeitswahrnehmung und somit auch zur Kontrast- und Schärfe-Wahrnehmung leistet: 72 % der Helligkeits- und Kontrastwahrnehmung von Grautönen wird durch deren Grünanteil verursacht, dagegen leistet Rot nur 21 % und Blau nur 7 %. Zudem ist Grün, als die mittlere Farbe im Farbspektrum, diejenige, für die Objektive i. d. R. die höchste Abbildungsleistung (Schärfe, Auflösung) liefern.

Nach diesem Konzept der Bayer-Matrix (engl. Bayer array) arbeiten fast alle gebräuchlichen CCD-Sensoren in digitalen Foto- und Filmkameras (Ausnahme: Foveon-Sensoren).
(Aus Wikipedia, angepasst)

Beugung (Diffraktion)

Beugung (Diffraktion) kann als "die Ausbreitung eines Lichtstrahls, wenn er durch eine kleine Öffnung gequetscht" wird, beschrieben werden. Je kleiner die Öffnung, desto mehr Licht breitet sich das Licht zur Seite hin aus. (Von Bob Atkins: Optimum Aperture - Format size and diffraction, angepasst und übersetzt)

Eine ausführlichere Definition ist: Beugung ist ein optischer Effekt, der die Gesamtauflösung Ihrer Fotos begrenzt - egal, wie viele Megapixel eine Kamera hat. Beugung tritt auf, weil Licht dazu tendiert, sich zur Seite auszubreiten oder zu "beugen", wenn man es durch eine kleine Öffnung (wie beispielsweise eine Kamerablende) schickt. Dieser Effekt ist in der Regel vernachlässigbar, weil kleinere Blendenöffnungen oft die Schärfe verbessern, zum Beispiel durch Verringerung der Aberrationen des Objektivs. Für hinreichend kleine Öffnungen wird diese Strategie jedoch kontraproduktiv - an diesem Punkt ist Ihre Kamera dann "beugungsbegrenzt" geworden. Zu wissen, wo diese Grenze liegt, kann helfen, Details in den Aufnahmen zu maximieren und unnötig lange Belichtungszeiten oder hohe ISO-Empfindlichkeiten zu vermeiden. (Von Sean McHugh: Lens Diffraction & Photography, Cambridge in Colour, angepasst und übersetzt)

Beugung legt damit eine grundlegende Auflösungsgrenze fest, die unabhängig von der Anzahl der Megapixel oder der Größe des Filmformat ist. Sie hängt nur von der Blendeneinstellung des Objektivs sowie von der Wellenlänge des verwendeten Lichts ab (siehe Formel zur Berechnung des Beugungsscheibchens). Man kann sich das Beugungsscheibchen als kleinstes theoretisches "Detail-Pixel" in der Fotografie denken. Darüber hinaus setzt Beugung allmählich ein und nimmt dann kontinuierlich zu; bevor sie die Auflösung begrenzt, kann sie bereits den Detail-Kontrast verringern, weil sich Beugungsscheibchen teilweise überlappen. (From Sean McHugh: Lens Diffraction & Photography, Cambridge in Colour)

Hinweis: Weitere Informationen über Beugung, einschließlich Grafiken, die die Beugungseffekte sichtbar machen, finden Sie im Tutorial Lens Diffraction & Photography auf der "Cambridge in Colour" Website von Sean McHugh (es gibt auch eine zweite Seite mit fortgeschritteneren Themen).

Beugungsscheibchen (Airy Disk)

Das Beugungsscheibchen (engl. Airy disk) könnte als "Unschärfekreis", der durch Beugung verursacht wird, bezeichnet werden. Das 2-D-Beugungsmuster einer idealen kreisförmigen Blendenöffnung wird im Englischen nach seinem Entdecker George Airy als "Airy Disk" bezeichnet. Der Durchmesser des Beugungsscheibchens wird dazu verwendet, die theoretische maximale Auflösung für ein optisches System (definiert als der Durchmesser des ersten dunklen Kreises des Beugungsmusters) zu definieren. Er kann aus der Arbeitsblende eines Objektivs und der Wellenlänge des verwendeten Lichts (siehe unten) berechnet werden.

Wenn der Durchmesser des zentralen Musters des Beugungsscheibchens groß wird in Bezug auf die Pixelgröße des Kamerasensors oder auf den maximal zulässigen Zerstreuungskreis, beginnt er, eine optische Wirkung auf das Bild haben. Sobald sich zwei Beugungsscheibchen näher kommen als die Hälfte ihrer Breite, sind sie nicht mehr getrennt aufzulösen (Rayleigh-Kriterium).
(Von Sean McHugh: Lens Diffraction & Photography, Cambridge in Colour, angepasst und frei übersetzt)

Hinweis: Bilder des Beugungsscheibchens, einschließlich von sich überlappenden Beugungsscheibchen, finden Sie im Tutorial Lens Diffraction & Photography auf der"Cambridge in Color" Website von Sean McHugh (auf Englisch).

Berechnung des Durchmessers des Beugungsscheibchens

Der Durchmesser des Beugungsscheibchens kann folgendermaßen berechnet werden:

Beispiel: Für eine Arbeitsblende = f/4 und eine Wellenlänge von 546 nm ergibt sich ein Durchmesser von D = 0,00533 mm); dies liegt nahe beim Zerstreuungskreis für Digitalkameras mit kleinem Bilsdensor.

Eine weitere Formel für das Beugungsscheibchen ist:

(Aus: The Airy Disc - An Explanation of What it is and Why You Can’t Avoid it (Oldham Optical UK, angepasst und übersetzt)

Beugungsscheibchen und Pixel...

Um die Beugungsgrenze zu bestimmen, muss man wissen, wie viele Details eine Kamera unter idealen Bedingungen auflösen könnte. Bei einem idealen Sensor ergäbe sich dies einfach aus de Pixelgröße des Kamerasensors, doch bei realen Sensoren sind eine Reihe weiterer Faktoren zu berücksichtigen (Details und "Komplikationen" siehe hier):

*) Streng genommen muss die Breite des Beugungsscheibchen mindestens die etwa 3-fache Pixelbreite erreichen, damit die Beugung artefaktfrei die Graustufen-Auflösung auf einem Bayer-Sensor begrenzt, obwohl sie wahrscheinlich schon sichtbar werden wird, wenn das Beugungsscheibchen in die Nähe der doppelten Pixelbreite kommt.
(Von Sean McHugh: Lens Diffraction & Photography, Cambridge in Colour, angepasst und übersetzt; Details siehe auch hier)

Exif-Daten

Exif, oft fälschlicherweise EXIF geschrieben, bedeuted "austauschbares Bild-Dateiformat" (engl. "exchangeable image file format") und ist ein Standard, der die Formate für Bild-, Klang- und Hilfs-Tags festlegt, den Digitalkameras (einschließlich Smartphones), Scanner und andere Systeme, die mir Bild- und Klanddateien arbeiten, die von Digitalkameras aufgezeichnet wurden.

Es gibt eine Menge nützlicher Informationen in den Exif-Tags, aber einige der nützlichen Daten "verstecken" sich in herstellerspezifischen Tags, die in der Regel nicht gut dokumentiert sind.

Exif Werkzeuge

Um Exif-Daten ansehen zu können, benötigt man ein Programm (Werkzeug), das sie anzeigen kann. Viele Foto-Anwendungen, zum Beispiel, tun dies, aber die meisten Anwendungen und Tools zeigen nur eine Teilmenge der Exif-Daten. Außerdem verbergen Kamerahersteller herstellerspezifische Daten in Exif-Feldern, die nicht öffentlich dokumentiert sind. Daher ist es schwierig, diese Daten zu entziffern, auch wenn sie möglicherweise von größter Bedeutung für die Beurteilung dessen sind, was bei bestimmten Bildern "passiert" ist.

ExifTool

Die wohl größte Anzahl von Exif-Daten wird durch Phil Harvey's Anwendung ExifTool angezeigt. Dies ist ein Kommandozeilen-Werkzeug, das auf Unix, Windows und Apple Macintosh-Computern installiert werden kann. Für Windows steht auch eine GUI-Shell zur Verfügung, die das Arbeiten mit ExifTool leichter macht. Für den Apple Macintosh, siehe hier.

Hyperfokale Entfernung

Die hyperfokale Entfernung eignet sich zum Fotografieren mit manuellem Fokus und mnualler Blende. Es gibt zwei häufig verwendete Definitionen der hyperfokalen Entfernung, die zu leicht unterschiedliche Werten führen:

Eine Unterscheidung zwischen den beiden Definitionen wird selten gemacht, weil sie fast identische Werte liefern. Der nach der ersten Definition berechnete Wert übersteigt den der zweiten nur um eine Brennweite. (Aus Wikipedia, angepasst und übersetzt)

Auf dieser Website verwende ich die Formel gemäß Definition 1 für die Berechnung der hyperfokale Entfernung* und Schärfentiefe. Dies ist in der Regel auch die Definition der hyperfokale Entferung, die im Internet zu finden ist.

*) Hinweis: Berechnungen der hyperfokalen Entfernung basieren auf "erlaubter Unschärfe" wie sie durch denDurchmesser des Zerstreuungskreises festgelegt ist. Tabellen der hyperfokalen Entfernung und Formeln zu ihrer Berechnung liefern nur Anhaltswerte für die Praxis, nicht mehr. (Nach: Schärfentiefe und Bokeh von H. H. Nasse, Zeiss, 2010)

Fokussieren der Kamera auf die hyperfokale Entfernung ergibt die größtmögliche Schärfentiefe für eine gegebene Blendenzahl. Fokussierung über die hyperfokale Distanz hinaus erhöht nicht die Ferngrenze (die sich ja bereits bis Unendlich erstreckt), aber es verringert die Schärfentiefe vor dem zu fotografierenden Objekt und die Schärfentiefe insgesamt. Einige Fotografen halten dies für ein Verschwenden von Schärfentiefe; man kann jedoch auch eine Begründung dafür geben, warum man dies tut (siehe Merklinger-Methode). Scharfstellen auf die hyperfokale Entfernung ist ein Spezialfall des Zonen-Fokus-Systems, bei dem die Ferngrenze des Schärfentiefebereiches im Unendlichen liegt. (From Wikipedia, adapted)

Wenn das Objektiv eine Schärfentiefe-Skala besitzt, kann die hyperfokale Entfernung folgendermaßen eingestellt werden: Die Mitte des Unendlich-Symbols auf der Entfernungsskala wird auf die Fernwert-Markierung der Blendenzahl, die am Objektiv eingestellt ist, auf der Schärfentiefe-Skala ausgerichtet*. Einige Kameras wie die Ricoh GXR und GR zeigen eine Schärfentiefeskala im Display. Sie kann ebenfalls benutzt werden, um die hyperfokale Distanz (oder eine Annäherung davon) einzustellen. Sie können auch Rechner im Internet oder Rechner-Anwendungen, verwenden. Sie erlauben, die hyperfokale Entfernung abhängig von drei Faktoren zu bestimmen:

Für manche Kameras, wie die Ricoh GR, die Sony RX100 M1 und die Leica X Vario, können Sie, wenn Sie ExifTool verwenden, die hyperfokale Distanz auch "im Nachhinein" bestimmen. Dieses Programm zeigt die hyperfokale Entfernung im "Composite"-Bereich an. Dies sind Daten, die ExifTool aus anderen Daten berechnet.

*) Das gilt nicht, wenn Sie Vollformat-Objektive an einer APS-C-Kamera verwenden. In diesem Fall verwenden Sie den Schärfentiefe-Markierungen für der Blendenöffnung, die um eine Stufe größer ist, als Sie eingestellt haben (genau genommen, sind es 1,3 bis 1,5 Blendenstufen sein).

Moiré-Effekt

Der Moiré-Effekt bezeichnet ein scheinbares grobes Raster, das aufgrund der Überlagerung von regelmäßigen, feineren Rastern entsteht. Das sich ergebende Muster, dessen Aussehen den Mustern aus Interferenzen ähnlich ist, ist ein Spezialfall des Alias-Effekts durch Unterabtastung. (Aus: Moiré-Effekt - Wikipedia, angepasst)

Alias-Signale treten auch beim Scannen von Bildvorlagen mit wechselnden Ortsfrequenzen auf, man spricht dann von einem Moiré-Effekt, zum Beispiel bei Kleidungsstücken wie Wollpullovern oder Jackets mit dünnen Streifen, oder bei Abbildungen von Ziegeldächern. Oft sind Moiré-Effekte auch im Fernsehbild zu sehen, wenn entsprechende Texturen abgebildet sind. Die Ursache liegt in einer Überlagerung der Spektren der Abtast-Funktion, deren Ausgangssignale mit fabtast periodisch sind. (Aus: Alias-Effekt - Wikipedia)

Nyquist-Frequenz

Die Nyquist-Frequenz, nach Harry Nyquist benannt und auch als Nyquist-Grenze bezeichnet, ist definiert als die halbe Abtastfrequenz eines zeit- oder ortsdiskreten Systems.

Nach dem Nyquist-Shannon-Abtasttheorem müssen alle Anteile in einem Signal kleinere Frequenzen als die Nyquist-Frequenz haben, damit das abgetastete Signal beliebig genau rekonstruiert werden kann. Dementsprechend muss die Abtastfrequenz der punktweisen Probeentnahme aus dem Ursprungssignal mehr als doppelt so hoch wie die höchste im Ursprungssignal enthaltene Frequenz sein. Falls dieses Kriterium nicht eingehalten wird, entstehen nichtlineare Verzerrungen, die auch als Alias-Effekt bezeichnet werden. Diese lassen sich nicht wieder herausfiltern. Die untere Grenze für eine Alias-freie Abtastung wird auch als Nyquist-Rate bezeichnet.
(Aus: Wikipedia, angepasst)

Aus dem Englischen:

Die Nyquist-Frequenz (fN), nach dem Elektroingenieur Harry Nyquist benannt, ist

In anderen (formaleren) Worten:

Bei Kamerasensoren ist die Nyquist-Frequenz (fN)...

Beispiel: In einer digitalen Kamera mit 5 Mikron Pixelabstand, dscan = 200 Pixel/mm (200 x 5 Mikrometer = 1 mm) oder 5080 Pixel/Zoll.
Nyquist-Frequenz fN = 100 Linienpaare pro mm oder 2540 Linienpaare/Zoll (Norman Koren).
(1 Linienpaar (oder zwei Linien) entspricht einer Wellenlänge der Nyquist-Frequenz, die wiederum zwei Pixeln entspricht)

Nyquist Frequenz, Aliasing, Anti-Aliasing-(Filter)

Signalenergie oberhalb von fN ist "aliased" ​​- sie erscheint als künstliche Niederfrequenzsignale in sich wiederholenden Mustern, typischerweise als Moiré-Muster. Bei nicht-wiederkehrenden Mustern erscheint Aliasing in Form "gezackter Diagonallinien" ("Treppchen", "Jaggies"). Zufälliges "Korn" kann als große gezackte Klumpen erscheinen. (Norman Koren)

Jede Information oberhalb von fN, die den Sensor erreicht, erscheint als niedrigere Alias-Frequenzen, wodurch potenziell störende Moiré-Muster entstehen können. Aliasing kann besonders unangenehm bei Bayer-Sensoren in Digitalkameras sein, wo es in der Form von Farbbändern erscheinen kann. Ein ideales Objektiv/Sensor-System hätte MTF = 1 unterhalb der Nyquist-Frequenz und MTF = 0 oberhalb davon. Leider ist dies in realen optischen Systemen nicht erreichbar; das Design der Anti-Aliasing-Filter (Tiefpassfilter) ist immer mit einem Kompromiss verbunden, der die Schärfe beeinträchtigt.

Eine große MTF-Antwort oberhalb von fN kann auf mögliche Probleme mit Aliasing hindeuten, doch die Sichtbarkeit des Aliasing ist viel schlimmer, wenn es vom Sensor (Moiré-Muster) ausgeht, als wenn es durch Schärfen (gezackte Kanten, nicht so schlimm) entsteht. Es ist nicht einfach, anhand von MTF-Kurven genau zu erkennen, welcher dieser Effekte dominiert. Die Nyquist-Abtasttheorem und Aliasing können hierzu aber eine vollständige Erklärung liefern. (Nyquist frequency, Imatest)

Öffnung (Apertur)

In der Optik ist eine Blende (oder Öffnung) ein Loch oder eine Öffnung, durch die Licht einfällt. Genauer gesagt, bestimmen die Öffnung und die Brennweite des optischen Systems den Kegelwinkel eines Strahlenbündels, das sich in der Bildebene in einem Brennpunkt vereinigt. Die Öffnung bestimmt, wie viel Licht die Bildebene erreicht (je schmaler die Blende, desto dunkler wird das Bild für eine gegebene Belichtungszeit), steuert die Schärfentiefe, verhindert Vignettierung und reduziert Objektivfehler (Aberrationen).

In der Fotografie und in der Astronomie, bezieht sich der Begriff "Öffnung" auf den Durchmesser der Blendenöffnung und nicht auf die physische Blende bzw. die Öffnung selbst. Zum Beispiel ist in einem Teleskop die Blendenöffnung typischerweise der Rand der Objektivlinse oder eines Spiegels (oder der Halterung, die sie hält). Man spricht dann von einem Fernrohr mit beispielsweise 100 Millimeter Öffnung.

In der Fotografie ist es ein von einer Metallblattmembran ausgebildetes Loch (oder eine Öffnung) im Inneren des Objektivs oder die Öffnung in einem Kameraobjektiv, durch welche Licht hindurchtritt, um den Film zu belichten. Beachten Sie, dass die Öffnungsblende nicht notwendigerweise der kleinste Anschlag in dem System ist. Vergrößerung und Verkleinerung von Linsen und anderen Elementen kann eine relativ große Öffnung zur "eigentlichen" Öffnung für das System machen.

Die Größe der Öffnung wird in der Regel durch Blendenwerte/-stufen (engl.f-stops, f-numbers) angegeben. Der Blendenwert (kurz: die Blende) ist definiert als:

Wie die Formel zeigt, je größer ist der Blendenwert ist, desto kleiner ist die Blendenöffnung (für die gleiche Brennweite); je kleiner ist der Blendenwert ist, desto größer ist die Öffnung. Auf der anderen Seite, abhängig von der Brennweite entspricht dem gleichen Blendenwert ein unterschiedlicher Durchmesser der (Blenden-)Öffnung. Hier sind einige Beispiele:

Blendenwerte sind als Potenzen von 2 definiert, werden aber aus Gründen der Bequemlichkeit abgerundet (1:22, 1:16, 1:11, 1:8, 1:5,6, 1:4, 1:2,0, 1:1.8, 1:1.4 , ....). Die (vollständigen) Blenden-Schritte entsprechen einer Verdoppelung (oder Halbierung) der Lichtmenge.
(Von: Wikipedia, Photography - The Resource Page und A Glossary of Photographic Terms; weitgehend angepasst)

Schärfentiefe (Nahgrenze, Ferngrenze)

Schärfentiefe (oder auch Tiefenschärfe...) ist der Abstand zwischen den nächstliegenden (an der Nahgrenze) und am weitesten (an der Ferngrenze) liegenden Objekten in einer Szene, die in einem Bild "annehmbar" scharf erscheinen. Obwohl ein Objektiv an bei einem Abstand zu einem gegebenen Zeitpunkt exakt scharf stellen kann, nimmt die Schärfe beiderseits des fokussierten Abstand nur allmählich ab, so daß die Unschärfe innerhalb des Schärfentiefebereiches unter normalen Betrachtungsbedingungen nicht wahrnehmbar ist. (Aus Wikipedia, angepasst und übersetzt)

Hinweis: Schärfentiefe-Tabellen und Programme zur Berechnung solcher Tabellen legen nahe, dass es zwei präzise Ebenen, die Nahgrenze und die Ferngrenze, gibt, zwischen denen alles mit optimaler Schärfe wiedergegeben wird. In Wirklichkeit basiert Schärfentiefe auf "erlaubter Unschärfe," die durch den Durchmesser des Zerstreuungskreises definiert ist, das heißt, auf einer Konvention, und ist deshalb willkürlich. Schärfe verändert sich kontinuierlich innerhalb des Abstandes zwischen Objekt und Kamera (und kann auch vom Inhalt des Fotos und anderen Faktoren abhängen) - sie ist nicht konstant zwischen den beiden Grenzen des Schärfentiefebereiches und endet auch nicht abrupt an ihnen. Darüber hinaus basieren die meisten Programme auf dem Modell der Lichtkegel und Zerstreuungskreise (geometrische Optik), das eine Idealisierung dessen darstellt, was wirklich in einem Objektiv vorgeht. Chromatische Aberration, Farbe und Beugung werden alle in diesem Modell vernachlässigt. Alles in allem liefern Schärfentiefe-Tabellen und Formeln zu ihrer Berechnung nur Anhaltswerte für die Praxis, nicht mehr. (Nach: Schärfentiefe und Bokeh von H. H. Nasse, Zeiss, 2010)

Zerstreungskreis (CoC)

Der Zerstreuungskreis* (engl. circle of confusion, CoC) ist eine - willkürliche - Konvention um den Bereich "akzeptabler**" Schärfe in einem Bild festzulegen und hängt von der Sehschärfe, den Betrachtungsbedingungen und dem Grad der Vergrößerung eines Bildes ab. Es wird bei Berechnungen der hyperfokalen Entfernung und der Schärfentiefe verwendet. (Aus Wikipedia, angepasst)

*) Andere Namen sind: Zerstreuungsscheibe, Unschärfekreis
**) Wenn Sie zum Beispiel ein Foto für den Druck sehr stark vergrößern, kann der Zerstreungskreis, der technisch definiert wurde, zu groß sein, um das gedruckte Bild noch "akzeptabel scharf" aussehen zu lassen.

Laut Wikipedia ist ein Zerstreungskreis...

Standardwerte für den Zerstreuungskreisdurchmesser werden oft mit Sensorgrößen verbunden, beispielsweise:

Wie die "originalen" 1/30 mm ermittelt wurden (35 mm Film)

Die ursprüngliche Definition des Zerstreuungskreises stützte sich auf das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges, von denen angenommen wurde, nicht kleiner zu sein als 1/4 mm Durchmesser auf einem Blatt 8"x10"-Papier, das aus einem Abstand von 250 mm vom Auge betrachtet wird. Merklinger schreibt:

Wie das Zeiss-Papier "Schärfentiefe und Bokeh" die Größe des Zerstreuungskreisdurchmessers erklärt

In seinem Artikel Schärfentiefe und Bookeh erklärt H. H. Nasse von Zeiss die Größe des Streukreisdurchmessers ein wenig anders, aber auch ein wenig ähnlich der obigen Erklärung... Auch hier ist das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges der Ausgangspunkt. Die Auflösungsgrenze für einen "normalen" menschlichen Beobachter liegt, wie man fand, bei etwa 8 Linienpaaren pro Millimeter, wenn ein periodisches Schwarz-Weiß-Linienmuster aus einem Abstand von 250 mm betrachtet wird. Man kann auch Winkelmaße verwenden, wenn man das Auflösungsvermögen unabhängig von der Entfernung beschreiben möchte. Man erhält dann das Ergebnis, dass der physiologische Grenzwinkel des menschlichen Auges mindestens eine Bogenminute beträgt.

Wenn man das mit dem vergleicht, was Merklinger schreibt, stellt man fest, dass dies zu einem halb so großen Durchmesser wie die oben angegebenen, nämlich zu 1/3000 der Bilddiagonale, führt. Dieser Wert wird als die "strikteste" Vorgabe für den Zerstreuungskreisdurchmesser angesehen, die praktisch sinnvoll ist. Daher wurde das Kriterium als Vorgabe für eine "akzeptable" Schärfe auf einen Zerstreuungskreisdurchmesser von 1/1500 der Bilddiagonale (oder 2 Bogenminuten) herabgesetzt. Dies entspricht der Anforderung von 0,03 mm für den Zerstreuungskreis für 35 mm-Film. Jetzt sind wir bei dem gleichen Kriterium angekommen!

Zeiss Formel

Das Zeiss-Formel ist eine Formel zur Berechnung des Zerstreuungskreis-Kriteriums, das zum Beispiel für Schärfentiefe-Berechnungen eingesetzt wird. Die Formel lautet c = d / 1730, wobei d die Diagonale eines Kameraformats, Filmformats, Sensorformats, oder Druckformats ist und c der maximal zulässige Durchmesser des Zerstreuungskreises. (Aus Wikipedia, angepasst)

Interessanterweise gibt Zeiss selbst zwei Version dieser Formel an:

Zerstreuungsscheibe (nach Merklinger)

Die Zerstreuungsscheibe (engl. disk of confusion, DoC; Durchmesser d) ist Merklinger zufolge das genaue Analogon zum Zerstreuungskreis (CoC; Durchmesser c), um Schärfentiefe zu beschreiben. Die Zerstreuungsscheibe liegt jedoch im Objektfeld, das heißt, innerhalb der zu fotografierenden Szene, nicht auf dem Film oder Sensor. Merklinger erklärt sie wie folgt:

Laut Merklinger ist die Zerstreuungsscheibe etwa so groß wie das kleinste Objekt, das deutlich in unserem Bild aufgezeichnet werden wird. Kleinere Objekte werden mehr oder weniger miteinander verschmolzen sein. Größere Objekte werden klar umrissen erscheinen - auch wenn die Ränder etwas weich sein können.

Die Größe der Zerstreuungsscheibe kann für zwei bestimmte Abstände leicht geschätzt werden:

Weitere Einzelheiten finden Sie hier und in der erweiterten Version.

Zonen-Fokus-System

Das Zonen-Fokus-System leitet seinen Namen von der Tatsache ab, dass es eine "Zone" (oder einen Bereich) um den Fokuspunkt / um die Entfernung, die Sie auf einem Objektiv einstellen, herum gibt, die "annehmbar scharf" erscheint. Das grundlegende Verfahren für ein Objektiv mit Schärfentiefeskala ist wie folgt:

Dieses System versetzt die Kamera ein einen "Schnappschuss"-Modus, der kein weiteres Scharfstellen verlangt.

Hinweis: Wenn Sie ein Vollformat-Objektiv an einer APS-C-Kamera verwenden (beispielsweise ein Objektiv für Messsucher-Kameras), müssen Sie das Objektiv um eine Blendenstufe (oder besser um 1,3 bis 1,5 Blendenstufen) weiter abblenden.

Mehr Informationen gibt es hier.

 

Links

Allgemein

Beugung (Diffraktion), Beugungsscheibchen (Airy Disk)

Zerstreuungskreis (Circle of Confusion)

Hyperfokale Entfernung

Schärfentiefe (Nahgrenze, Ferngrenze)

Merklingers Ansatz

Zonen-Fokus-System

ExifTool

Exif Daten

Alias Frequenzen, Nyquist Frequenz und Mehr

 

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18.06.2022