Von Beugung und Biegung

… aber zuerst die Biegung, denn danach wird es extrem technisch, was vielleicht nicht jedermenschs Sache ist 🙂

Traveufer als Diptychon — Eine Flussbiegung der Trave zwischen Lübeck und Dassow

Okay, und jetzt die Beugung: Einige Leser:innen hier kennen sich ja mit Fotografie aus … vielleicht fällt jemandem von euch etwas zu folgendem (zugegeben sehr speziellen) Problem ein?

Es geht also um Beugungseffekte, die dazu führen, dass beim Abblenden über einen bestimmten Punkt hinaus zwar die Schärfentiefe weiter zu-, die Gesamtschärfe des Bildes durch Lichtbeugung an den Rändern der Blende jedoch noch stärker abnimmt. Dieser Grenz-Blendenwert ist direkt abhängig von der Sensorgröße und der Auflösung – je kleiner der Sensor und je höher die Auflösung, desto früher setzt der Beugungseffekt ein. Deshalb haben z.B. Handys oft Blendenwerte um f/2 oder niedriger und lassen sich nicht abblenden, weil das die Bildschärfe sofort reduzieren würde. (Genaueres dazu lest ihr bei Elmar Baumann.)

Bei (m)einer MFT-Kamera mit 16 MP verortet Herr Baumann die Grenzblende bei f/6,2, was sich mit meinen Erfahrungen deckt – weit über f/5,6 sollte ich nicht abblenden, egal um welches Objektiv es geht. Das allerdings ist spätestens dann blöd, wenn ich Großformat-Objektive adaptiere, die bei f/5,6 ihre Offenblende haben, da aber noch weich bis zur Fluffigkeit sind und ihr absolutes Schärfe-Optimum nicht vor f/11 erreichen, teilweise überhaupt erst bei f/11 anfangen.

Andererseits adaptiere ich die GF-Gläser ja auch primär, um zu stitchen, also Überlappungs-Panoramen herzustellen. Und wenn ich dadurch auf eine Gesamt-Sensorfläche von z.B. 70x100mm komme, ohne die Ausgabe-Auflösung linear mitzuskalieren, kann ich ja in der Theorie deutlich weiter abblenden, ohne dass unerwünschte Beugungseffekte greifen.

Und jetzt kommt ihr, weil ich die Antwort zur folgenden Frage nicht theoretisch herleiten kann und in nächster Zeit auch nicht die Zeit für umfangreiche Testreihen habe:

Was ist die beste Methode unter Beugungskontrolle- und Gesamtqualitäts-Aspekten, um die Auflösung eines gestitchten Gesamtbildes zu reduzieren, so dass ich bereits bei der Aufnahme zwei, drei Stufen weiter abblenden kann, als es dem Einzelbild förderlich ist? Sollte man von Vornherein in der Kamera eine niedrigere Auflösung einstellen (was leider bedeuten würde, in JPG statt Raw zu speichern)? Oder vielmehr die Einzelbilder so hoch aufgelöst wie irgend möglich, trotz Beugung, aufnehmen, um sie dann später auf die Endauflösung zu reduzieren? Falls letzteres: Kann es sogar nützlich sein, zusätzlich den Multishot-Hires-Modus einzustellen, um die finale Auflösung später umso stärker zu reduzieren? Und schließlich: Welche Bearbeitungsschritte im Rahmen der normalen Bildbearbeitung (z.B. Schärfe, Tonwertkurven) sind vor, welche erst nach dem Downsampling sinnvoll?

Danke für jeden Hinweis 🙂

mag ich

6 Comments

siebbi

1. Dezember 2020 at 0:16 Antworten

Aus dem Bauch heraus und ohne lange darüber gegrübelt zu haben würde ich zu hoher Auflösung mit Beugung tendieren, denn ALLE Bildfehler werden später bei der Reduktion der Auflösung ja mit verkleinert. Außerdem halte ich ja viele von solchen Überlegungen für „Perlen werfen“. Erbsenzählerei. Sicher theoretisch berechtigt und akademisch interessant, aber im endgültigen, alleinstehenden Bild (ohne Nebeneinandervergleich) vollkommen irrelevant, weil ein Außenstehender in sicher >95% der Fälle das überhaupt nicht sieht. Der „normale“ Rezipient achtet gar nicht auf sowas. Der ganze Aufwand dient nur der eigenen Zufriedenheit. Das ist allerdings auch vollkommen OK und ein sehr guter Grund. Vielleicht sogar der wichtigste.
Ich erinnere mich an eine Kollegin, die in meiner Fotozeitschrift mal ein vorher/nachher bearbeitetes Bild interessiert ansah und sagte: „Die sind doch völlig gleich, wo ist da der Unterschied?“. Und sie war nicht sehbehindert!

Aebby

1. Dezember 2020 at 6:40 Antworten

Moin, moin 😉

ganz spontan noch ohne erdachte Begründung würde ich auch mit maximaler Auflösung arbeiten. Mache ich im Zweifelsfalle auch immer. Viele Pixel ermöglichen die Nachschärfung beim Verkleinern. Das ist zwar nicht die „feine, puristische Art“, da die Panormaen aber ohnehin digital bearbeitet werden scheint mir das vertretbar.

LG Aebby

derbaum

1. Dezember 2020 at 14:41 Antworten

ich kenne das phänomen natürlich habe mir aber noch nie gedanken darüber gemacht 😉 – ich bin da eher bauchmensch. wenn es so unscharf wird dann ist das so und ich lebe damit – oder ich lasse das bild bleiben! wievile motive ich schon mehrfach besucht habe ohne ein brauchbares bild zustande zu bekommen – das glaubst du nicht 😉

cwoehrl

1. Dezember 2020 at 17:42 Antworten

Euer Bauchgefühl deckt sich mit meinem, das ist schon mal gut … Es wird sich nicht vermeiden lassen, dass ich berichten werde, wenn ich da neue Erkenntnisse habe 😉

Jedenfalls ist es eine deutliche Erleichterung, wenn man vornerum mit voller Auflösung und Raw schießen kann, weil man sich dann nicht schon vor der Aufnahme auf einen bestimmten Weißabgleich festlegen muss … Was dann beizeiten auszuprobieren sein wird, das ist, ob Affinity sich beim Montieren eines Panoramas einfacher tut mit vorher schon runterskalierten Einzelbildern oder ob im Gegenteil der höhere Detailreichtum der vollen Auflösung die Montageergebnisse verbessert.

@Siebbi: Erbsenzählerei ist nun mal meine Kernkompetenz … Aber tatsächlich kommt man beim Kombinieren von Großformat-Optiken und relativ kleinem Sensor ziemlich schnell in Bereiche, in denen man die Defizite auch ohne Reinzoomen und Pixelpeeping recht deutlich sieht. So deutlich, dass es mich stört, obwohl ich ja viele objektive Fehler von Objektiven ihrem jeweiligen Charme zurechne. Offenblende sieht fast immer nach Weichzeichner aus, und bei Blende 16, wo meine Repro-Optiken grade erst anfangen, gut zu werden, sind die Beugungseffekte am MFT-Sensor halt schon sehr ausgeprägt.

cwoehrl

2. Dezember 2020 at 20:41 Antworten

Okay, hier die letzten Kommentare, die ich noch im Speicher eines anderen Rechners hatte, als mir Jetpack die Datenbank zerschossen hat und ich das Backup von heute 01:50 wiederherstellen musste:

Aebby, Mittwochmittag:
Noch ein kurzer Gedanke zu Deiner letzten Frage. Downsampling und Schärfe mache ich in einem und immer im letzten Schritt. Lange Gedanken konnte ich mir immer noch nicht machen.

Bernhard, Mittwochabend:
Lieber Christian, mein Gefühl sagt mir, dass die volle Auflösung in RAW der bessere Weg ist. Eine niedrigere Auflösung würde nur dann Sinn machen, wenn die Kamera 4 Pixel zu einem virtuellen großen Pixel zusammenschalten würde. Dann hätte man ein 4 MPixel Kamera mit vierfach so großen Pixeln. Kannst Du mal Beispiele von Beugungsbildern einstellen? Bisher hatte ich damit keine Probleme, oder ich war kein Erbsenzähler sondern ein Riesenkürbiszähler 🙂 An der Pentax Q mit seinem super kleinen Sensor hätte mir das am ehesten auffallen müssen. Da muss ich mal Elmars Beitrag studieren und mal eigene Tests machen. LG Bernhard
… Lieber Christian, noch ein Nachschlag: Dir ist, denke ich, bewußt, dass sich der Blendenwert – Schärfentiefe mit dem Cropfaktor ändert. Hier einige Links dazu:
https://fotografie.at/community/thema/42249-objektiv-vergleich-warum-man-die-blende-mit-dem-crop-factor-skalieren-muss/
https://www.digitalkamera.de/Fototipp/Die_Bedeutung_der_kleinbildaquivalenten_Blende/6396.aspx
https://www.elmar-baumann.de/fotografie/techtutorial/blende-09-50.html

Vor allem letzter Artikel scheint es gut zu erklären. LG Bernhard

Und ich als Antwort auf Bernhards Nachtrag:
Moin Bernhard, diese Zusammenhänge sind mir klar – die Schärfentiefe ist nichts Absolutes, sondern der maximal zulässige Zerstreuungskreis-Durchmesser ist für den Tiefenschärfeeindruck umso kleiner, je kleiner das Sensorformat ist.
Deshalb ist es ja praktisch ausgeschlossen, mit kleinem Sensor und Weitwinkel- oder Normalobjektiv auf rein optischem Wege ein Motiv freizustellen, oder anders herum: Wenn ich mit Schärfe und Unschärfe gestalten will, kann ich das mit kleinen Sensoren im Prinzip nur mit Teleobjektiven machen; für Weitwinkelaufnahmen mit geringer Schärfentiefe kann das Aufzeichnungsformat kaum groß genug sein.
Und dann muss ich auch gar keine extreme Lichtstärke haben. Mein SW-Nikkor 1:4/65 zum Beispiel klingt völlig unspektakulär und ist auch ziemlich klein und leicht, aber es erzielt bei Offenblende auf 4×5-Inch-Film denselben Eindruck, für den ich auf Fullframe ein m.W. nicht existierendes 1:1,1/18mm (oder an MFT ein 1:0,55/9mm) bräuchte. Drei Stufen abblenden für optimale Abbildungsleistung, und du bist kleinbildäquivalent immer noch bei einem 2,8/18 bei Offenblende …
Das alles bezieht sich, wohlgemerkt, auf optische Gesetzmäßigkeiten. Dass man sich bei kurzen Brennweiten und winzigen Sensoren auch auf elektronisch-geschummeltem Wege zu sanfter Hintergrundunschärfe verhelfen kann, beweisen neuere Handys mit Tiefensensoren … dazu schreibe ich nachher nebenan noch was.
Aber viel lieber als elektronisch-geschummelt möchte ich halt Weitwinkelfotos mit selektiver Schärfe auf klassischem Wege machen – nur gern auch digital statt nur auf Film –, daher all diese Überlegungen, wie ich bei Stitching zu guter Bildqualität komme.

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2. Dezember 2020 at 20:58

Beugung, Nachtrag – blog.silberpixel.net

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siebbi

1. Dezember 2020 at 0:16 Antworten

Aus dem Bauch heraus und ohne lange darüber gegrübelt zu haben würde ich zu hoher Auflösung mit Beugung tendieren, denn ALLE Bildfehler werden später bei der Reduktion der Auflösung ja mit verkleinert. Außerdem halte ich ja viele von solchen Überlegungen für „Perlen werfen“. Erbsenzählerei. Sicher theoretisch berechtigt und akademisch interessant, aber im endgültigen, alleinstehenden Bild (ohne Nebeneinandervergleich) vollkommen irrelevant, weil ein Außenstehender in sicher >95% der Fälle das überhaupt nicht sieht. Der „normale“ Rezipient achtet gar nicht auf sowas. Der ganze Aufwand dient nur der eigenen Zufriedenheit. Das ist allerdings auch vollkommen OK und ein sehr guter Grund. Vielleicht sogar der wichtigste.
Ich erinnere mich an eine Kollegin, die in meiner Fotozeitschrift mal ein vorher/nachher bearbeitetes Bild interessiert ansah und sagte: „Die sind doch völlig gleich, wo ist da der Unterschied?“. Und sie war nicht sehbehindert!
Aebby

1. Dezember 2020 at 6:40 Antworten

Moin, moin 😉

ganz spontan noch ohne erdachte Begründung würde ich auch mit maximaler Auflösung arbeiten. Mache ich im Zweifelsfalle auch immer. Viele Pixel ermöglichen die Nachschärfung beim Verkleinern. Das ist zwar nicht die „feine, puristische Art“, da die Panormaen aber ohnehin digital bearbeitet werden scheint mir das vertretbar.

LG Aebby
derbaum

1. Dezember 2020 at 14:41 Antworten

ich kenne das phänomen natürlich habe mir aber noch nie gedanken darüber gemacht 😉 – ich bin da eher bauchmensch. wenn es so unscharf wird dann ist das so und ich lebe damit – oder ich lasse das bild bleiben! wievile motive ich schon mehrfach besucht habe ohne ein brauchbares bild zustande zu bekommen – das glaubst du nicht 😉
cwoehrl

1. Dezember 2020 at 17:42 Antworten

Euer Bauchgefühl deckt sich mit meinem, das ist schon mal gut … Es wird sich nicht vermeiden lassen, dass ich berichten werde, wenn ich da neue Erkenntnisse habe 😉

Jedenfalls ist es eine deutliche Erleichterung, wenn man vornerum mit voller Auflösung und Raw schießen kann, weil man sich dann nicht schon vor der Aufnahme auf einen bestimmten Weißabgleich festlegen muss … Was dann beizeiten auszuprobieren sein wird, das ist, ob Affinity sich beim Montieren eines Panoramas einfacher tut mit vorher schon runterskalierten Einzelbildern oder ob im Gegenteil der höhere Detailreichtum der vollen Auflösung die Montageergebnisse verbessert.

@Siebbi: Erbsenzählerei ist nun mal meine Kernkompetenz … Aber tatsächlich kommt man beim Kombinieren von Großformat-Optiken und relativ kleinem Sensor ziemlich schnell in Bereiche, in denen man die Defizite auch ohne Reinzoomen und Pixelpeeping recht deutlich sieht. So deutlich, dass es mich stört, obwohl ich ja viele objektive Fehler von Objektiven ihrem jeweiligen Charme zurechne. Offenblende sieht fast immer nach Weichzeichner aus, und bei Blende 16, wo meine Repro-Optiken grade erst anfangen, gut zu werden, sind die Beugungseffekte am MFT-Sensor halt schon sehr ausgeprägt.
cwoehrl

2. Dezember 2020 at 20:41 Antworten

Okay, hier die letzten Kommentare, die ich noch im Speicher eines anderen Rechners hatte, als mir Jetpack die Datenbank zerschossen hat und ich das Backup von heute 01:50 wiederherstellen musste:

Aebby, Mittwochmittag:
Noch ein kurzer Gedanke zu Deiner letzten Frage. Downsampling und Schärfe mache ich in einem und immer im letzten Schritt. Lange Gedanken konnte ich mir immer noch nicht machen.

Bernhard, Mittwochabend:
Lieber Christian, mein Gefühl sagt mir, dass die volle Auflösung in RAW der bessere Weg ist. Eine niedrigere Auflösung würde nur dann Sinn machen, wenn die Kamera 4 Pixel zu einem virtuellen großen Pixel zusammenschalten würde. Dann hätte man ein 4 MPixel Kamera mit vierfach so großen Pixeln. Kannst Du mal Beispiele von Beugungsbildern einstellen? Bisher hatte ich damit keine Probleme, oder ich war kein Erbsenzähler sondern ein Riesenkürbiszähler 🙂 An der Pentax Q mit seinem super kleinen Sensor hätte mir das am ehesten auffallen müssen. Da muss ich mal Elmars Beitrag studieren und mal eigene Tests machen. LG Bernhard
… Lieber Christian, noch ein Nachschlag: Dir ist, denke ich, bewußt, dass sich der Blendenwert – Schärfentiefe mit dem Cropfaktor ändert. Hier einige Links dazu:
https://fotografie.at/community/thema/42249-objektiv-vergleich-warum-man-die-blende-mit-dem-crop-factor-skalieren-muss/
https://www.digitalkamera.de/Fototipp/Die_Bedeutung_der_kleinbildaquivalenten_Blende/6396.aspx
https://www.elmar-baumann.de/fotografie/techtutorial/blende-09-50.html

Vor allem letzter Artikel scheint es gut zu erklären. LG Bernhard

Und ich als Antwort auf Bernhards Nachtrag:
Moin Bernhard, diese Zusammenhänge sind mir klar – die Schärfentiefe ist nichts Absolutes, sondern der maximal zulässige Zerstreuungskreis-Durchmesser ist für den Tiefenschärfeeindruck umso kleiner, je kleiner das Sensorformat ist.
Deshalb ist es ja praktisch ausgeschlossen, mit kleinem Sensor und Weitwinkel- oder Normalobjektiv auf rein optischem Wege ein Motiv freizustellen, oder anders herum: Wenn ich mit Schärfe und Unschärfe gestalten will, kann ich das mit kleinen Sensoren im Prinzip nur mit Teleobjektiven machen; für Weitwinkelaufnahmen mit geringer Schärfentiefe kann das Aufzeichnungsformat kaum groß genug sein.
Und dann muss ich auch gar keine extreme Lichtstärke haben. Mein SW-Nikkor 1:4/65 zum Beispiel klingt völlig unspektakulär und ist auch ziemlich klein und leicht, aber es erzielt bei Offenblende auf 4×5-Inch-Film denselben Eindruck, für den ich auf Fullframe ein m.W. nicht existierendes 1:1,1/18mm (oder an MFT ein 1:0,55/9mm) bräuchte. Drei Stufen abblenden für optimale Abbildungsleistung, und du bist kleinbildäquivalent immer noch bei einem 2,8/18 bei Offenblende …
Das alles bezieht sich, wohlgemerkt, auf optische Gesetzmäßigkeiten. Dass man sich bei kurzen Brennweiten und winzigen Sensoren auch auf elektronisch-geschummeltem Wege zu sanfter Hintergrundunschärfe verhelfen kann, beweisen neuere Handys mit Tiefensensoren … dazu schreibe ich nachher nebenan noch was.
Aber viel lieber als elektronisch-geschummelt möchte ich halt Weitwinkelfotos mit selektiver Schärfe auf klassischem Wege machen – nur gern auch digital statt nur auf Film –, daher all diese Überlegungen, wie ich bei Stitching zu guter Bildqualität komme.
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