Forum Übersicht - Digitale Fotografie » Auflösung wird begrenzt von Beugungseffekten

Hallo!
Ich möchte ein Thema ansprechen , dass wie ich glaube nur sehr selten beachtet wird .
Wie wir wissen bringt eine höhere Pixelanzahl theoretisch eine höhere Auflösung der Bilder.
Doch wie ich glaube , wird dieser Pixelwahn sowieso durch die Beugungseffekte der Blende vom Objektiv einmal begrenzt werden .
Wenn ich mit meiner alpha 900 Testbilder mache , ergeben spätestens ab Blende F 9.5 die Beugungseffekte ein sichtbar unschärferes Bild .
Würde die Auflösung nocheinmal um das doppelte steigen sprich 96 Megapixel wird dieser Beugungseffekt noch früher eine sichtbare Verschlechterung bringen.
Also schon bei F 8 oder sogar bei F 5.6 schon .
Spätestens dann müßten die Objektive schon bei F 2.8 oder F 4,0 genial abbilden um die Beugungseffekte gering zu halten .
Denn Abblenden würde schon wieder eine Verschlechterung der Schärfe oder der maximal möglichen Auflösung bewirken .
Das müßten aber dann geniale Objektive sein wie das Zeiss 135 1.1,8 oder auch besser.
Also spätestens dann ist die maximale sinnvolle Auflösung erreicht und KB Digital Fotografie erreicht hier seinen Höhepunkt.
Wie es dann weitergeht wird interessant .
Was meint ihr dazu!!!

ZITAT(laurel @ 2010-04-02, 10:56) Wenn ich mit meiner alpha 900 Testbilder mache , ergeben spätestens ab Blende F 9.5 die Beugungseffekte ein sichtbar unschärferes Bild .
Würde die Auflösung nocheinmal um das doppelte steigen sprich 96 Megapixel wird dieser Beugungseffekt noch früher eine sichtbare Verschlechterung bringen.
Also schon bei F 8 oder sogar bei F 5.6 schon .[/quote]
Wenn man mit der A900 exakt arbeitet sieht man schon bei Blende 8 dass die Beugung bereits die Schärfe
reduziert hat.

Nach meinen Versuchen ist f6.3 die größte nicht beugungsbegrenzte Blendenzahl, danach geht es bergab.
Bei f8 ist der Effekt der Beugung allerdings noch sehr gering, so dass man diese Blende in der Praxis noch
bedenkenlos verwenden kann.

F11 hingegen erspare ich mir an der A900 schon wenn es sich irgendwie vermeiden lässt.

BG Hans

Alles schön und gut aber von unserem Auge ausgehend müsste man diesem Effekt durch einem Runden bzw. nach innen gewölbten Sensor entgegen wirken können. Besonders interessant würde es dann wenn entweder der Sensor flexibel gewölbt werden kann, oder wenn man eine Konstruktion hinkriegen würde die Immer gleich auf eine nach innen gewölbte Fläche abbildet, d.h. mit einer Blende die und Fokusgruppen die Sich der Blendöffnung anpassen d.h. im Objektiv verschoben werden. Außerdem hätte der Gewölbte Sensor den Vorteil das er Mehr Fläche besitzt und somit auch mehr effektive Pixel abbilden könnte ohne an Qualität zu verlieren und dabei gleichzeitig noch an schärfe gewinnt .

Wie sieht das mit Ferngläsern aus hat da jemand mal einen Beugungseffekt des Menschlichen Auges bei Dunkelheit (Größerer Irisöffnung) feststellen können?

Abgesehen davon glaube ich das es bis dahin auch noch schönere Lösungen als die Lamellen-blenden geben wird

Das ist aber doch etwas zu "pauschal gedacht".

Jedes Objektiv leistet sich gewisse Abbildungsfehler. Duch abblenden können die reduziert werden. Ab einer gewissen Blende verschlechtert sich die Bildqualität eben durch die Beugungsunschärfe. Es kommt aufs Objektiv an ab welcher Blende dieser Fehler mehr ins gewicht fällt als die welchen die kleinere Blende entgegen wirkt. Dann ist es natürlich auch eine Frage der Brennweite. Längere Brennweite verträgt kleinere Blende.
Letzt ändlich hat das mit der Auflösung des Sensors wenig zu tun. Eine bessere Auflösung erlaubt einen größeren Vergrößerungsmaßstab. Mit einem größeren Vergrößerungsmaßstab werden gleichermaßen alle Abbildungsfehler besser sichtbar.

QUOTE (F-Xer @ 2010-04-03, 1:08) Alles schön und gut aber von unserem Auge ausgehend müsste man diesem Effekt durch einem Runden bzw. nach innen gewölbten Sensor entgegen wirken können. Besonders interessant würde es dann wenn entweder der Sensor flexibel gewölbt werden kann, oder wenn man eine Konstruktion hinkriegen würde die Immer gleich auf eine nach innen gewölbte Fläche abbildet, d.h. mit einer Blende die und Fokusgruppen die Sich der Blendöffnung anpassen d.h. im Objektiv verschoben werden. Außerdem hätte der Gewölbte Sensor den Vorteil das er Mehr Fläche besitzt und somit auch mehr effektive Pixel abbilden könnte ohne an Qualität zu verlieren und dabei gleichzeitig noch an schärfe gewinnt .

Wie sieht das mit Ferngläsern aus hat da jemand mal einen Beugungseffekt des Menschlichen Auges bei Dunkelheit (Größerer Irisöffnung) feststellen können?

Abgesehen davon glaube ich das es bis dahin auch noch schönere Lösungen als die Lamellen-blenden geben wird [/quote]
Ich steh auf dem Schlauch... wie soll ein gewoelbter Sensor die durch Beugung am Spalt "verbogene" Parallelitaet
von Lichtstrahlen unterschiedlicher Entfernung zum Spalt rueckgaengig machen koennen?
Ich glaube nicht das Beugung in dem miesen biologischen Auge eine Rolle spielt, da kommts vor allem auf
das "Postprocessing" an.

ZITAT(hobel @ 2010-04-04, 13:30) Ich steh auf dem Schlauch...[/quote]Ne, du nicht!

Frohe Ostern

Hans

QUOTE (F-Xer @ 2010-04-03, 2:08) Alles schön und gut aber von unserem Auge ausgehend müsste man diesem Effekt durch einem Runden bzw. nach innen gewölbten Sensor entgegen wirken können. Besonders interessant würde es dann wenn entweder der Sensor flexibel gewölbt werden kann, oder wenn man eine Konstruktion hinkriegen würde die Immer gleich auf eine nach innen gewölbte Fläche abbildet, d.h. mit einer Blende die und Fokusgruppen die Sich der Blendöffnung anpassen d.h. im Objektiv verschoben werden. Außerdem hätte der Gewölbte Sensor den Vorteil das er Mehr Fläche besitzt und somit auch mehr effektive Pixel abbilden könnte ohne an Qualität zu verlieren und dabei gleichzeitig noch an schärfe gewinnt [/quote]
Wer stellt diese gewölbten Sensoren her? Wie groß ist der Wölbungsradius? Die Frage ist ernst gemeint, ich hätte zahlungskräftige Kunden für so was.

Ganz einfach, wenn die Blende soweit geschlossen ist das die Blendöffnung sehr klein ist verlässt das austretende Licht die Blende Kugelförmig.
Das Licht Tritt dann nicht mehr flach auf dem Sensor auf, die Scharfe Ebene hat also eine Wölbung (ist nicht Planar) als würde man ein rechteck Papier auf eine Kugel Legen. Je Nach Blende wäre die Kugel größer Oder kleiner abhängig davon währe dann auch die Krümmung des Papiers d.h. weil es sich ja gleich groß bleibt während sich der Radius verändert.

Um also bei einer Kleinen Blende ein komplett Scharfes Bild haben zu können muss der Sensor zwangsläufig gewölbt sein, wie eben die Projektionsfläche unserer Augen. (Netzhaut im Augapfel)

Ich gehe mal stark davon aus das man Rauschen in absehbarer zweit so weit reduzieren kann das hohe ISO-Einstellungen kein Problem mehr sind, und man dann mit weniger großen Blenden als Standard arbeiten könnte ohne zu große Belichtungszeiten zu erhalten.

Es ist ja so wenn etwas außerhalb des Fokus liegt ist ist es mehr oder weniger unmöglich es wieder Scharf zu kriegen, zumal auf dem Sensor ein diffuses Strahlengemisch auftritt und man rückwirkend nicht mehr genau nachvollziehen kann welche welche Welle jetzt genau von wo kam, d.h. müsste es wenn dann nur extrem schwer umsetzbar sein unscharfe Abbildungen scharf zu rechnen. Anders herum sehe ich da weniger das Problem, man müsste nur wissen welches Objekt wie Weit von der Kamera entfernt war, dafür gäbe es sicher eine lösung z.b. mit smarten Masken und diversen Entfernungsmesspunkten.

Ein Problem währe da aber noch die Verschiedenen Wellenlängen erzeugen auch verschieden starke Beugungen, während grüne und blaue Wellen (ausgehend von einer RGB Messung) eine recht ähnliche Wellenlänge haben und somit auf einer Ebene Liegen könnten ist die Schärfe-ebene von rotem Licht etwas weiter Hinten, allerdings dürfte dieser Effekt bis zu einer gewissen Auflösung vernachlässigbar sein schließlich gewinnt man ja durch die anderen beiden Kanäle auch in roten Flächen an schäfe wenn auch nur begrenzt.

In einer weiteren Evolution der Sensortechnik müsste man dann also die Roten Strahlen etwas weiter hinten messen um auch dort absolute schärfe zu erreichen.

Ich zeichne am besten mal nachher eine Skizze damit man es sich besser vorstellen kann

ZITAT(F-Xer @ 2010-04-04, 19:45) Ganz einfach, wenn die Blende soweit geschlossen ist das die Blendöffnung sehr klein ist verlässt das austretende Licht die Blende Kugelförmig.
Das Licht Tritt dann nicht mehr flach auf dem Sensor auf, die Scharfe Ebene hat also eine Wölbung (ist nicht Planar) als würde man ein rechteck Papier auf eine Kugel Legen. Je Nach Blende wäre die Kugel größer Oder kleiner abhängig davon währe dann auch die Krümmung des Papiers d.h. weil es sich ja gleich groß bleibt während sich der Radius verändert.

Um also bei einer Kleinen Blende ein komplett Scharfes Bild haben zu können muss der Sensor zwangsläufig gewölbt sein, wie eben die Projektionsfläche unserer Augen. (Netzhaut im Augapfel)

...[/quote]

Leider bringst Du da ein paar Sachen ganz kräftig durcheinander. Oder etwas "kräftiger" ausgedrückt: Deine Kenntnisse von Beugungseffekten sind mangelhaft

Details werden jetzt sicher bald von einem Physiker hier nachgereicht ...

Gr Steve

ZITAT(PeterS @ 2010-04-03, 13:33) Das ist aber doch etwas zu "pauschal gedacht".

Jedes Objektiv leistet sich gewisse Abbildungsfehler. Duch abblenden können die reduziert werden. Ab einer gewissen Blende verschlechtert sich die Bildqualität eben durch die Beugungsunschärfe. Es kommt aufs Objektiv an ab welcher Blende dieser Fehler mehr ins gewicht fällt als die welchen die kleinere Blende entgegen wirkt. Dann ist es natürlich auch eine Frage der Brennweite. Längere Brennweite verträgt kleinere Blende.
Letzt ändlich hat das mit der Auflösung des Sensors wenig zu tun. Eine bessere Auflösung erlaubt einen größeren Vergrößerungsmaßstab. Mit einem größeren Vergrößerungsmaßstab werden gleichermaßen alle Abbildungsfehler besser sichtbar.[/quote]
Der Punkt ist, daß diese Objektivfehler in dem Masse unsichtbar bleiben, wie die begrenzte Auflösung des Aufnahmemediums (Film/Sensor) dominieren. Es war schon beim Film so, daß bei einem billigen, vielleicht ISO 400 Film, die Qualität eines hochwertigen Objektives nicht zum tragen kommt. Jetzt ist die Auflösung eines 24MP Vollformat-chips so hoch, daß nur noch erstklassige Optiken diese Auflösung wirklich abbilden können und auch bei diesen Objektiven macht sich dann eben schneller der Qualitätsverlust, auch durch Beugungsfehler bemerkbar.

moin, ZITAT(Hans-J. @ 2010-04-02, 12:40) Wenn man mit der A900 exakt arbeitet sieht man schon bei Blende 8 dass die Beugung bereits die Schärfe reduziert hat.[/quote]
das kann nicht sein.

Beim Pixelpitch der a900 (nominal 5,94µm) kann sich die Beugung frühestens bei einer Blendenzahl 8,7 bemerkbar machen. Mehr löst die a900 im theoretischen Idealfall einfach nicht auf.
Und das ist ein völlig theoretischer Wert, der auch nur bei parallelem Lichteinfall = Objektentfernung unendlich und monochromatischem Licht mit 555nm Wellenlänge gilt, und wenn kein Bayer-Pattern, kein AA-Filter, keine Abbildungsfehler usw. die Auflösung verschlechtern.
Bei hochlichtstarken Tele-Objektiven sinkt die Auflösung oft schon ab Blende 5,6 wieder, ohne das Beugunglimit zu ereichen, das ist herstellerübergreifend oft genug beschrieben.
Mittelklasseobjektive sind zumindest in der Mitte ab Blende 8, spätestens Blende 11 beugungsbegrenzt. Was noch schlechter ist -> Tonne.

Ganz anders sieht das im (extremen) Nahbereich aus: Mikrofoto-Balgenköpfe wie die Luminare oder Photare sind bei Offenblende bereits beugungbegrenzt, abblenden sinnfrei und Stacken das Mittel der Wahl.

Zu den Spekulationen über Beugung und gewölbte Abbildungsflächen sage ich lieber nix Ok, soviel: völliger Unsinn.

gruesze, thomas

ps: einen gleichlautenden post hat der TO "drüben" gemacht: klick!

Ja sory ich hab nur Schulphysik und das leider jetzt auch nicht mehr ich denke mal ich habe das verwechselt, sorry

Naja ich muss mich am besten noch mal einlesen ist ja schon ne zeit her das wir Optik hatten ...

Aber eine Frage noch. Es ist doch schon so das das Licht von der Blende aus wenn das Verhältnis zwischen Blendöffnung und Wellenlänge stimmt kreisförmig Austritt oder? (Auch wenn der Kreis vielleicht einen Riesigen Radius hat)
Edit. Mist das war bestimmt schon wieder falsch also ich meine das es eine kleine Krümmung gibt auch wenn diese nicht sehr stark ist?

ZITAT(ddd @ 2010-04-04, 22:08) moin, ZITAT(Hans-J. @ 2010-04-02, 12:40) Wenn man mit der A900 exakt arbeitet sieht man schon bei Blende 8 dass die Beugung bereits die Schärfe reduziert hat.[/quote]
das kann nicht sein.[/quote]
Probiere es aus, es ist so! Ich würde diesen minimalen Effekt aber als bestenfalls nachweisbar, jedoch noch nicht praxisrelevant einstufen.
Auf die Praxis bezogen liegt die f8.7 schon ganz gut. Das Problem liegt in der Interpretation des "Unschärfescheibchens" begründet. Das erste Minimum
desselben erscheint in einem Durchmesser, der an der A850/900 die Blende f8 als längst beugungsbegrenzend diskreditieren würde. Es ist eine Sache
der Interpretation, wie stark man den Durchmesser vom ersten Minimum an praxisrelevant reduziert.

BG Hans

ZITAT(F-Xer @ 2010-04-04, 22:36) Edit. Mist das war bestimmt schon wieder falsch also ich meine das es eine kleine Krümmung gibt auch wenn diese nicht sehr stark ist?[/quote]
Die Krümmung wie du sie beschreibst ist leider falsch. Du verwechselst Beugungsringe mit Krümmungsradius. Die Abbildung der Beugungsringe bleibt auf der Ebene.

ZITAT(Hans-J. @ 2010-04-05, 8:17) Auf die Praxis bezogen liegt die f8.7 schon ganz gut. Das Problem liegt in der Interpretation des "Unschärfescheibchens" begründet. Das erste Minimum
desselben erscheint in einem Durchmesser, der an der A850/900 die Blende f8 als längst beugungsbegrenzend diskreditieren würde. Es ist eine Sache
der Interpretation, wie stark man den Durchmesser vom ersten Minimum an praxisrelevant reduziert.

BG Hans[/quote]
Letztlich führt jede Reduzierung der Auflösung, sei es objektiv- oder sensorseitig, zu einer Reduzierung der Gesamtauflösung. Natürlich dominiert der 'schwächere' Partner, aber auch der Schritt von einem 24 MP-Sensor zu einem 64MP-Sensor bringt geringste Vorteile, auch bei einer mäßigen Optik. Umgekehrt bringt auch eine Spitzenoptik an einem 3 MP-Sensor einen geringen Vorteil gegenüber einer passablen Optik, auch wenn diese schon nominell besser auflöst als der Sensor. Das ist eine Frage der Abtastung des Bildes. Inwieweit das in der Praxis festzustellen ist steht auf einem anderen Blatt, da spielen sicher verschiedene Faktoren eine Rolle.
So gesehen sind die Berechnungen mit Beugungskreis etc. sehr schwierig, es gibt eben nicht DEN Grenzwert der Blende im Auflösungsvermögen.