| Schärfentiefe-, Abbildungsmaßstab- und Nahlinsenrechner Version 0.8.19 vom 1.4.2019, Special Edition für die de.rec.fotografie und de.alt.rec.digitalfotografie mit Tabellenausgabe! Hilfe zur Benutzung Download einfachere Rechner Hauptseite (Es passiert nur etwas, wenn Javascript eingeschaltet ist) |
|
| Nahlinse | |
Der d.r.f Schärfentiefe-, Abbildungsmaßstab- und NahlinsenrechnerDie Urversion stammt von Tom! Striewisch und wurde von Alexander Kluge wesentlich erweitert. Ich habe noch die Einbeziehung der Beugung, die Ausgabe der Nahlinsen-Werte und die Tabellenausgabe eingebaut. Außerdem ist noch Knowhow von zahlreichen anderen Teilnehmern der Newsgruppe de.rec.fotografie eingeflossen.HinweiseBildgrößenAls Bildgrößen wurden bei 8x11 und Kleinbild die nominalen Werte genommen, bei APS und Rollfilm die den tatsächlichen Werten näher liegenden Größen 12,7mm x 30.2mm, 16,7mm x 30,2mm, 16,7mm x 25,5mm, 56mm x 56mm und 56mm x 87mm. Dadurch können Bildwinkel und Bildfeld im Vergleich zu anderen Rechnern eventuell etwas abweichen. (up)ZerstreuungskreisDer Durchmesser des maximalen Zerstreuungskreises wurde ausgehend von Kleinbild grob nach dem Verhältnis der Formatdiagonalen bestimmt. (up)ObjektiveDie Berechnung der Maßstäbe, Aufnahmeentfernungen und Auszüge geht von symmetrischen, rektilinearen Objektiven ohne Innenfokussierung aus. Für alle anderen Objektive können nur Anhaltswerte geliefert werden. (up)EntfernungseingabeDie Eingabe der Entfernungswerte (und ein Teil der Ausgaben) bezieht sich auf die vordere Hauptebene des Objektivs, oder, bei Nahlinsenbenutzung, auf die Ebene der Nahlinse und nicht, wie die Angaben auf dem Objektiv, auf die Filmebene. Das hat folgende Gründe:
Links / Andere RechnerWeitere Online-Rechner:Urversion von Tom! Striewisch. Nur für Kleinbild:www.striewisch-fotodesign.de/lehrgang/anmerk/ts_kb.htm Olympus E-1 / E-10 / E-20 Schärfentieferechner: Englischer Rechner mit vielen Digitalkamera-Formaten: Dokumente, Beschreibungen etc.Mehr zur Schärfentiefe (von Oliver Jennrich): 104 Kb PDF (benötigt Acrobat Reader)Detailierte Betrachtung zu Schärfentiefe und Beugung: https://www.cs.cmu.edu/~ILIM/courses/vision-sensors/readings/ViewCam.pdf (PDF, englisch) Wie erreiche ich maximale Schärfe im Schärfebereich http://www.kenrockwell.com/tech/focus.htm (englisch) BeugungIch bin davon ausgegangen, daß sich die Flächeninhalte der Unschärfekreise addieren. (Das ist nur eine Näherung. Wer sich für eine bessere Lösung interessiert, der kann dazu ein PDF-Dokument von Bob Wheeler unter https://www.cs.cmu.edu/~ILIM/courses/vision-sensors/readings/ViewCam.pdf abrufen (PDF, englisch).Näheres zur Beugung auch unter: http://homepage.swissonline.ch/severin/foto/foerdble.htm
BenutzungDie als Links in diesem Text hervorgehobenen Fachbegriffe verweisen in das Glossar und die technischen Erklärungen. (up)AngabenIn dem linken Feld können die Angaben gemacht werden, die zur Berechnung der verschiedenen Werte benötigt werden. Diese Werte werden nicht überprüft. Jeder Wechsel zwischen den Eingabefeldern oder der Button "aktualisieren" führt eine Neuberechnung aus. (up)Aufnahmeformat (obligatorisch) Wird es gewählt, wird der bei diesem Aufnahmeformat übliche maximale Zerstreuungskreis-Durchmesser automatisch eingesetzt. Er wurde grob nach dem Verhältnis zur Formatdiagonalen bestimmt, kann aber auch jederzeit geändert werden. Die Brennweite des verwendeten Objektivs in Millimeter. Bei Digitalkameras kann optional auch die Kleinbild-äquivalente Brennweite angegeben werden. Eine kleine Tabelle mit ein paar Umrechnungsfaktoren gibt es unter "Umrechnungsfaktor". Z-Kreis berechnen Springt in das Formular "Zerstreuungskreis berechnen" Der als Grundlage für die Schärfentiefe maximal erlaubte Durchmesser des Zerstreuungskreises auf dem Film (in Millimeter). Er wird durch das gewählte Format vorgegeben, kann aber auch, z.B. für besonders hohe Ansprüche (Großvergrößerungen) manuell gewählt werden. (up) In der Voreinstellung (Nein) werden die Effekte der beiden Unschärfe-Quellen (Beugung und Zerstreuung) nicht addiert um die resultierende Schärfentiefe zu ermitteln. Mit (Ja) wird eine Abschätzung gemacht, wie groß die Schärfentiefe sein könnte, wenn beide Quellen berücksichtigt werden. (up) Die kürzeste am Objektiv einstellbare Entfernung in Zentimeter (0 für keine Angabe). Sie dient zur Berechnung des Einstellbereichs mit Nahlinse. (up) Gegenstandsweite (obligatorisch) Die Entfernung des Objekts ab der vorderen Hauptebene des Objektivs, bzw. ab Nahlinse (->Entfernungseingabe), kann wahlweise in Meter oder Zentimeter eingegeben werden. (up) Brechkraft Nahlinse (optional) Die Voreinstellung (0) steht für keine Nahlinse. Jeder andere Wert gibt die Brechkraft einer vorgesetzten Nahlinse in Dioptrien an. (up) Voreingestellt ist Blende 8. Auf kleinere Blendenschritte wurde (bis jetzt) verzichtet. (up) SchärfentiefeNahpunktDie Entfernung (ab Hauptebene/Nahlinse) an der der Schärfebereich beginnt. Alles bis zum Fernpunkt erscheint scharf. (up) Entfernung (ab Hauptebene/Nahlinse) an der der Schärfebereich endet. Alles davor bis zum Nahpunkt erscheint scharf. (up) Ausdehnung des Schärfebereichs, also die Entfernung zwischen Nahpunkt und Fernpunkt. Ist der Nahpunkt jenseits der hyperfokalen Nahdistanz, ist der Schärfebereich unendlich groß. (up) Bei Einstellung auf die hyperfokale Distanz Die Entfernung, die am Objektiv eingestellt werden muß, damit der Schärfebereich bis unendlich reicht. (up) Bei Einstellung der hyperfokalen Distanz beginnt der Schärfebereich bei dieser Entfernung und reicht bis unendlich. (up) Blendet man weiter ab als bis zu diesem Wert, wird die Beugungsunschärfe größer als der zugelassene Zerstreuungskreis. Bereits eine Blendenstufe vorher wird der Schärfebereich aufgrund von Beugung nicht mehr größer. (up) Bei diesem Wert ist der errechnete Schärfebereich optimal scharf. Blendet man weiter ab, wird zwar der Bereich größer, die Gesamtschärfe nimmt aufgrund von Beugung aber wieder ab. Näheres bei Ken Rockwell (up) Der Durchmesser zu dem ein Punkt durch die Beugung aufgeweitet wird. Genauer ist das der Durchmesser bie dem die Intensität auf 50% gesunken ist. Fälschlicherweise wird oft der doppelt so große Durchmesser der ersten Nullstelle verwendet, der jedoch nicht bildrelevant ist. (up) Maßstab und BildgrößeBildfeld und Bildwinkel sind nur verfügbar, wenn ein Format gewählt wurde. (up)Die Bildwinkel errechnen sich aus der Bildweite und dem angegebenen Format. Horizontal bezeichnet dabei die längere Seite, Vertikal die kürzere und Diagonal quer über das Bild. (up) Die Größe des Bildfeldes in der eingestellten Entfernung ergibt sich aus den Bildwinkeln. (up) Der Abbildungsmaßstab, d.h. das Verhältnis zwischen der Größe des Objekts und seiner Abbildung auf dem Film. (up) Die sich durch die Auszugsverlängerung ergebende tatsächliche Blende (up) Um diesen Faktor sinkt die Lichtstärke (also muß länger belichtet werden) durch die Auszugsverlängerung. (up) Um diese Strecke muß das Objektiv "ausgezogen" werden, um auf die gegebene Entfernung scharf zu stellen. Normalerweise geschieht das mittels der Entfernungseinstellung am Objektiv. Reicht sie nicht aus, kann man aus diesem Wert die erforderlichen Zwischenringe abschätzen. (up) In dieser Entfernung von der Filmeben befindet sich in etwa das Objekt. Dieser Wert kann nicht genau angegeben werden, weil er stark von der Bauart des Objektivs abhängig ist. (->Entfernungseingabe, ->Hauptebene) (up) NahlinseWird keine Nahlinse verwendet, werden hier hauptsächlich Werte von weiter oben dupliziert. (up)Die resultierende Brennweite bei Nahlinsenverwendung. (up) Auf diese Entfernung muß das Objektiv ca. eingestellt werden, um das Objekt scharf abzubilden.(->Entfernungseingabe) (up) Die minimale Entfernung (ab Nahlinse), auf die mit Nahlinse scharfgestellt werden kann. Ergibt sich aus der eingegebenen Naheinstellgrenze des Objektivs. (->Entfernungseingabe) (up) der maximal an der Nahgrenze erreichbare Abbildungsmaßstab mit Nahlinse. (up) Die maximale Entfernung (ab Nahlinse), auf die mit Nahlinse scharfgestellt werden kann. Entspricht der Brennweite der Nahlinse. (->Entfernungseingabe) (up) Der Abbildungsmaßstab mit Nahlinse bei Einstellung des Objektivs auf unendlich. (up) Zerstreuungskreis und Megapixel berechnenDie Größe des erlaubten Zerstreuungskeises beruht auf dem Auflösungsvermögen des menschlichen Auges. Will man diese Größe für ein beliebiges Format berechnen, benötigt man die Abmessungen und den voraussichtlichen Betrachtungsabstand der Vergrößerung.EingabenSeitenverhältnisDas Verhältnis von kurzer zu langer Seite bei Digitalkameras. Es dient zur Berechnung des Bildfeldes und der Bildwinkel. Nach einer Erhebung in drf und dard kommen nur die Verhältnisse 2:3 und 3:4 vor. Sollte es noch weitere geben, bitte melden an Erik Krause (up) Der Faktor, mit dem die echte Brennweite der Digitalkamera in eine zur Kleinbild-Kamera äquivalente Brennweite umrechnen kann, also einer Brennweite, die bei Kleinbild zu einem gleichen Bildausschnitt führen würde. Der Faktor wird benutzt, um die Brennweite (bei Eingabe des KB-Äquivalents) und die Formatdaten umzurechnen, die u.a. zur Berechnung des zulässigen Zerstreuungskreises benötigt werden. Modell Faktor Canon D30 1.60 Canon G1 4.86 Canon PowerShot Pro 90 5.29 Fuji FinePix 1400 Zoom 6.33 Fuji FinePix 6900 4.49 Kodak DC 4800 4.67 Kodak DC265 4.77 Minolta Dimage 7 3.94 Nikon Coolpix E950 5.43 Nikon Coolpix E995 4.75 Olympus C 2100 UZ 5.43 Olympus C-2000 5.38 Olympus C3040 4.93 Ricoh RDC-5000 4.78(up) Die Größe des Bildes bzw. der Projektion in cm. Angegeben werden muß die längere Seite, also bei einer Vergrößerung auf 20x30cm z.B. 30. (up) Der kleinste Abstand aus dem das Bild oder die Projektion betrachtet werden soll. Die beiden Buttons "Optimaler" und "Üblicher" liefern Anhaltswerte. (up) Üblicher Optimaler ErgebnisVergrößerungsfaktorUm diesen Faktor wird der Abzug vom Negativ oder das Dia bei der Projektion vergrößert. (up) Ein gesundes menschliches Auge sieht noch eine Kreisfläche, die ihm unter einer Winkelausdehnung von 2 Bogenminuten erscheint, als Punkt. Je nach Betrachtungsabstand entspricht das einem Kreis bestimmter Größe auf dem betrachteten Bild, der sich wiederum über den Vergrößerungsfaktor in den maximal zulässigen Unschärfekreis auf dem Film/Sensor zurückrechnen läßt. Dieses Feld akzeptiert auch Eingaben. Beim Verlassen des Feldes werden die 'benötigten Megapixel' aktualisiert (z.B. um den Wert bei gegebener Beugung zu berechnen). Ein Bilddetail wird dann noch als scharf wahrgenommen, wenn einzelne (gedachte) Bildpunkte kleiner oder gleich diesem Unschärfekreis sind. Dabei ist es unerheblich, ob die Unschärfe durch Beugung zustande kommt, oder dadurch, daß das Bilddetail außerhalb der Fokusebene liegt (s.a.->Zerstreuungskreis). (up) aktualisieren Führt die Berechnung innerhalb des Formulars "Zerstreuungskreis berechnen" neu aus. (up) nach oben übernehmen Übernimmt den errechneten Unschärfekreis in das Feld "Z-Kreis max." des Formulars "Angaben" und führt dort die Berechnung der Schärfentiefe (etc.) neu aus. (up) Ein gesundes menschliches Auge kann zwei Punkte als solche unterscheiden wenn sie einen Winkelabstand von ca. 1 Bogenminute haben. Je nach Betrachtungsabstand entspricht das einer bestimmten Auflösung im betrachteten Bild. Um bei Digitalbildern die Wahrnehmung einzelner Pixel zu vermeiden, sollte die Auflösung des Bildes bei gegebenem Betrachtungsabstand und gegebener Größe über einer bestimmten Grenze liegen. (up) Tabelle ausgebenAngabenDie blendenabhängegen Ergebnisse (Schärfentiefe, hyperfokale Distanzen, Beugungskreis, effektive Blende) werden für diese und die dazwischen liegenden Blendenwerte berechnet. (up) Die entfernungsabhängigen Ergebnisse werden in so vielen Schritten zwischen Entfernung von und Entfernung bis berechnet. Die Schrittweite wird über den Kehrwert der Entfernung berechnet, und sollte so in etwa der Abstufung entsprechen, die auch auf Objektiven aufgedruckt ist. (up) Entfernung von, Entfernung bis Kürzeste und weiteste Entfernung, für die Werte berechnet werden. Die kürzeste Entfernung muß größer als die effektive Brennweite sein. (up) Die relative Schriftgröße, in der die HTML-Tabelle ausgegeben wird. (up) Mit 'Einheiten ja' werden die Maße je nach Größe formatiert auf m, cm oder mm ausgegeben. Mit 'Einheiten nein' werden alle Maße zum leichteren Import in eine Tabellenkalkulation in mm und ohne Einheit ausgegeben. (up) Ein hier eingegebener Text (z.B. Objektiv-Bezeichnung etc.)wird in die zweite Kopfzeile der Tabelle bei den statischen Daten ausgegeben. (up) Die beiden Hyperfokaldistanzen werden in jeweils einer eigenen Zeile am Ende der Tabelle ausgegeben. Wenn eine Nahlinse angegeben ist, werden die Werte nicht verwendet. (up) Schärfebereich, Effektive Blende und Beugungskreis-Durchmesser sind sowohl vom Blendenwert als auch von der Entfernung abhängig und führen deshalb zu je einer zusätzlichen Zeile pro Entfernungswert. (up) Alle Ergebnisse, die nur von der Entfernung abhängen, führen zu einer neuen Spalte am Ende der Tabelle (in der selben Reihenfolge). (up) Ergebnisse und Daten, die weder von Blende noch von Entfernung abhängen, werden in der zweiten Kopfzeile ausgegeben. (up) zu allen Spalten und Zusatzzeilen wird ein kurzer Hinweis unterhalb der Tabelle ausgegeben. Abzugsgröße, Betrachtungsabstand und Vergrößerungsfaktor nur, wenn sie unter "Zerstreuungskreis berechnen" angegeben wurden, und der so errechnete Z-Kreis gleich dem ganz oben angegebenen ist. (up) Tabelle schreiben Das Programm öffnet ein neues Browserfenster und schreibt dort die Tabelle rein. (up) GlossarAbbildungsmaßstab Das Verhältnis der Größe des abzubildenden Objekts zu seinem Abbild auf dem Film. Wird das Bild anschließend noch vergrößert, erhält man den gesamten Abbildungsmaßstab durch Multiplikation mit dem Vergrößerungsfaktor. (back)Beugung Licht, das dicht an einer Kante vorbeigeht, wird von dieser abgelenkt. Je kleiner die Blendenöffnung ist, desto höher wird der Anteil des an den Blendenlamellen gebeugten Lichts zu dem das ungehindert durchgeht. Ein Punkt wird dadurch als kleines Scheibchen mit unscharfem Rand abgebildet. (Berechnung) (back) Hauptebene Die Ebene im Objektiv, ab der die Brennweite angegeben wird. Objektive haben üblicherweise zwei Hauptebenen, deren Abstand bauartbedingt unterschiedlich ist, für exakte Berechnungen aber bekannt sein sollte. Einige Ausgabewerte sind deshalb ungenau. (back) Innenfokussierung bezeichnet (hier) eine Technik, bei der zum Scharfstellen nicht das ganze Objektiv, sondern nur eine oder wenige Linsengruppen im Inneren verschoben werden. Solche Objektive ändern oft die Brennweite beim Fokussieren. (back) Nahlinse Gemeint sind Sammellinsen, die quasi als Lupe vor das eigentliche Objektiv gesetzt werden. (back) rektilinear Bezeichnet die Eigenschaft eines Objektivs, gerade Linien und Winkel auch als solche abzubilden. Nicht-rektilineare Objektive sind. z.B. Fisheyes. (back) Schärfentiefe Die Ausdehnung des Bereiches, der noch scharf erscheint in der Raumtiefe. (back) symmetrische Objektive haben eine symmetrische Anordnung und Reihenfolge von Linsen. Bei Kleinbildobjektiven erst ab ca. 50mm Brennweite realisierbar. (back) Zerstreuungskreis Das Licht eines (gedachten) Bildpunktes, das durchs Objektiv fällt, läuft zum Film hin in einem Kegel zu, in dessen Spitze der Film liegen sollte, um dort wieder einen Punkt zu ergeben. Liegt die Filmeben vor oder hinter dieser Spitze, wird ein Bildpunkt als Kreisfläche abgebildet. Der maximale Zerstreungskreis ist der Duschmesser dieses Kreises, bei dem er subjektiv gerade noch als Punkt wahrgenommen wird. (back) VersionsgeschichteTom Striewisch: (up)
© September 2018 Erik Krause |