Beugungsunschärfe – Wieso du nicht mehr als Blende 8 nutzen solltest

Objektive werden schärfer, je weiter du die Blende schließt. Es gibt aber einen Grund, wieso du nicht mehr als Blende 8 nutzen solltest: die Beugungsunschärfe.

Beugungsunschärfe anhand einer Blendenreihe

Beugungsunschärfe anhand einer Blendenreihe (klick für größere Ansicht)

Beugungsunschärfe Definition

Die Beugungsunschärfe ist ein optischer Effekt, der unter anderem in der Fotografie auftritt. Er sorgt dafür, dass dein Bild, je weiter du die Blende schließt, ab einem bestimmten Punkt wieder unschärfer wird.

Wie kommt es dazu?

Um die Beugungsunschärfe genauer zu erklären, muss ich etwas weiter ausholen. Sicherlich kennst du die Redewendung, dass ein Objektiv etwas abgeblendet werden muss, damit du die optimale Schärfe herausholen kannst. Das bedeutet, dass du mit einem Objektiv, was eine Anfangsblende von 1.8 hat, die besten Ergebnisse erzielst, wenn du nicht mit ganz geöffneter Blende fotografierst.

Aber warum ist das so? Die Gläser der Objektive haben fertigungsbedingt fast immer in der Mitte eine bessere Qualität als an den Rändern. Wenn du mit offener Blende fotografierst, dann nutzt du annähernd das ganze Glas aus.

Ausleuchtungskreis eines Vollformat Objektivs mit Sensorgrößen

Ausleuchtungskreis eines Vollformat Objektivs mit Sensorgrößen

Wenn du die Blende etwas schließt, dann fallen die Lichtstrahlen nicht mehr durch die äußeren Ränder, sondern mehr durch die Mitte der Objektivgläser. Du schneidest sozusagen den schlechten Teil weg und nutzt durch eine geschlossenere Blende den guten Teil der Gläser.

So liefert ein 50mm F1.8 Objektiv beispielsweise mehr Schärfe bei Blende 2.8 oder Blende 4, als bei offener 1.8er Blende.

Canon EF 50mm 1.8 STM MTF Schärfekurve - Danke an die Kollegen von OpticalLimits für die Grafik

Canon EF 50mm 1.8 STM MTF Schärfekurve – Danke an die Kollegen von OpticalLimits für die Grafik

Wieso es nicht funktioniert, die Blende so weit wie möglich zu schließen

Newsletter Aufmacher 1 - E-BookWahrscheinlich möchtest du aus deinen Objektiven die maximale Schärfe herausholen. Gehen wir mal davon aus, dass du nicht gerade auf die Unschärfe im Hintergrund bei Portraitaufnahmen aus bist. Du möchtest ein Bild machen, bei dem alles scharf ist – beispielsweise eine Landschaftsaufnahme. Hier möchtest du also aus deinem Equipment die maximale Schärfentiefe herausholen.

Mit dem Wissen, dass deine Objektive in der Mitte schärfer sind, könntest du nun bei deinen Landschaftsfotos immer die Blende so weit wie möglich schließen, um die maximale Bildqualität herauszuholen – also Blendenzahl 16 oder 22. Bis hierhin richtig gedacht, nur kommt jetzt die Beugungsunschärfe ins Spiel.

Je mehr du deine Blende schließt, umso kleiner ist das Loch, durch das Lichtstrahlen zum Sensor fallen.

Blende 4.0 bei einem Canon 50 mm 1.8 STM Objektiv

Blende 4.0 bei einem Canon 50mm 1.8 STM Objektiv

Bei weiter Blendenöffnung haben die Lichtstrahlen noch viel Platz. An den Kanten der Blende werden die Lichtstrahlen jedoch gebeugt. Daher kommt eben auch der Name Beugungsunschärfe. Durch die Beugung tritt Unschärfe auf, weil das Licht auf dem Sensor nicht mehr als Punkt ankommt, sondern ab der Blende als Kegel verläuft und damit als Fläche am Sensor auftrifft.

Die Blende weiter zu schließen wird auch abblenden genannt. Je weiter du die Blende schließt, umso kleiner wird das Loch und umso mehr Lichtstrahlen werden auch gebeugt. Alle Lichtstrahlen, die nun zu deinem Sensor fallen, werden dann gebeugt und somit ist dein Bild unscharf.

Beugungsunschärfe bei Blende 11 (links) und Blende 22 (rechts)

Beugungsunschärfe bei Blende 11 (links) und Blende 22 (rechts)

Die Beugungsunschärfe tritt erst ab einer bestimmten Blende auf, die abhängig von Sensorgröße und Anzahl der Megapixel ist. Es spielt also auch eine Rolle, ob du eine APS-C oder Vollformat Kamera hast.

Die Beugungsunschärfe ist übrigens der Grund, wieso manche Fotografen Focus Stacking einsetzen, statt die Blende einfach nur weiter zu schließen. Focus Stacking ist ein Vorgehen, bei dem mehrere Bilder mit unterschiedlichem Fokus aufgenommen werden, die dann in der Nachbearbeitung zu einem Bild kombiniert werden.

In welchen fotografischen Bereichen ist die Beugungsunschärfe relevant?

Beugungsunschärfe ist immer dann ein Thema, wenn du vom Stativ aus fotografierst und eine möglichst große Tiefenschärfe im Bild haben willst. Das trifft also in erster Linie auf die Bereiche Makro, Landschaft und Architektur zu.

Das Bodetal im Frühling

Bodetal 3

Ist Beugungsunschärfe von der Brennweite abhängig?

Prinzipiell spielt nur eine Rolle, ob das Licht als Punkt oder als Fläche am Sensor ankommt. Der bei der Beugungsunschärfe entstehende Kegel zwischen Blende und Sensor hat je nach Brennweite eine andere Größe, aber nur die Fläche am Sensor ist ausschlaggebend. Wenn wir mal vom gleichen Sensor ausgehen, so beginnt die Beugungsunschärfe beispielhaft bei einem Sensor ab Blende 9, unabhängig ob 16 mm oder 200 mm Objektiv. Somit ist Beugungsunschärfe nicht von der Brennweite abhängig.

Dieser Aspekt ist je nach Fotomotiv interessant. Wenn du mit einem Weitwinkel Landschaften fotografierst, dann erreichst du bereits durch moderates Abblenden eine groß Schärfentiefe. Makrofotografen hingegen arbeiten beispielsweise mit einer Brennweite um die 100 mm. Nicht nur, dass sich das Motiv viel näher an der Kamera befindet, auch durch die Brennweite ist die Tiefenschärfe wesentlich kleiner. Eine größere Schärfentiefe als bei Blendenzahl 2.8 ist hier so gut wie immer gewünscht. Eben wegen der Beugungsunschärfe ist deshalb wie oben bereits erwähnt Focus Stacking eine Option.

Warum Beugungsunschärfe von der Anzahl der Megapixel abhängig ist

Newsletter Aufmacher 4 - FotoausrüstungStell dir einen Sensor vor, der die Abmessungen 35 mm x 24 mm hat. Das ist ein Vollformat Sensor. Meine erste Vollformat Kamera, die Canon EOS 5D, hatte 12 Megapixel. Eine heutige Canon EOS 5DS R hat 50 Megapixel, eine Sony Alpha 7R IV sogar 61. Der Sensor ist aber genauso groß geblieben. Somit sind auf der gleichen Fläche mehr Megapixel zu finden.

Wenn das Licht nun nicht als Punkt, sondern wegen der Beugungsunschärfe als Fläche ankommt, dann spielt es eine Rolle, wie groß die einzelnen Pixel sind. Ist der Pixel größer, so tritt Beugungsunschärfe nicht so schnell auf, also erst bei noch weiter geschlossener Blende. Bei mehr Megapixeln haben die einzelnen Pixel eine kleinere Fläche, somit tritt der Effekt schon bei einer etwas weiter geöffneten Blende auf. Ich bin deshalb gar nicht so begeistert vom Megapixel-Rennen der Kamerahersteller.

Soweit zur Theorie, nun zeige ich dir, wie du damit in der Praxis umgehen kannst.

So kannst du selbst berechnen, ab wann die Beugungsunschärfe bei deiner Kamera auftritt

Mit dem folgenden Rechner kannst du selbst berechnen, ab wann Beugungsunschärfe bei deiner Kamera auftritt. Der Rechner ist zwar in englisch, aber trotzdem verständlich. Du musst nur deine Kamera auswählen, die Megapixel Anzahl eingeben und dann bei “Diffraction May Become Visible” schauen. Dieser Wert gibt an, ab wann die Beugungsunschärfe sichtbar wird. Der Wert in der ersten Tabelle gibt die Bildschirmansicht an, in der zweiten Tabelle steht der Wert für den Druck. Wenn deine Kamera nicht in der Liste dabei ist, so kannst du deine Kameraserie auswählen. Hier geht es nur darum, welche Größe der Sensor hat.

Bei Bedarf kannst du oben noch mit “Aperture” die Blende eingeben, die du nutzen willst und dann unter “Diffraction Limited for f/xx” sehen, ob bei der ausgewählten Blende schon Beugungsunschärfe auftritt.

 

Beugungsunschärfe Tabelle gängiger Kameras

Mit dem Rechner kannst du für jede Kamera den Wert berechnen. Ich habe mal für einige der gängigsten Kameras beispielhaft berechnet, ab wann der Effekt der Beugungsunschärfe auftritt:

KameraBeugungsunschärfe sichtbar ab Blende
Canon EOS 700D9
Canon EOS 750D7.1
Canon EOS 800D7.1
Canon EOS 850D7.1
Canon EOS 60D9
Canon EOS 70D8
Canon EOS 77D7.1
Canon EOS 80D7.1
Canon EOS 90D6.3
Canon EOS 7D9
Canon EOS 7D Mark II8
Canon EOS 6D12.7
Canon EOS 6D Mark II11
Canon EOS 5D Mark III12.7
Canon EOS 5D Mark IV10
Canon EOS 5Ds R8
Canon EOS R10
Canon EOS RP11
Canon EOS R59
Canon EOS R613
Nikon D34008
Nikon D53008
Nikon D55008
Nikon D56008
Nikon D72008
Nikon D75009
Nikon D60011
Nikon D70016
Nikon D75011
Nikon D8009.5
Nikon D8109.5
Nikon D8509
Nikon Z 511
Nikon Z 611
Nikon Z 6II11
Nikon Z 79
Nikon Z 7II9
Pentax K-19.5
Sony Alpha 60008
Sony Alpha 63008
Sony Alpha 64008
Sony Alpha 65008
Sony Alpha 66008
Sony Alpha 711
Sony Alpha 7 II11
Sony Alpha 7 III11
Sony Alpha 7S14
Sony Alpha 7S II14
Sony Alpha 7S III14
Sony Alpha 7R9.5
Sony Alpha 7R II9
Sony Alpha 7R III9
Sony Alpha 7R IV7.1
Fujifilm X-E19.5
Fujifilm X-E29.5
Fujifilm X-E38
Fujifilm X-T19.5
Fujifilm X-T28
Fujifilm X-T38
Fujifilm X-T48
Fujifilm X-Pro9.5
Fujifilm X-Pro28
Fujifilm X-Pro38
Fujifilm X10011
Fujifilm X100S9.5
Fujifilm X100T9.5
Fujifilm X100F8
Fujifilm X100V8
Olympus E-M1 MARK II5.6
Olympus E-M5 MARK II6.3
Olympus E-M10 MARK II6.3
Olympus E-M10 MARK III6.3

Wenn du deine Kamera in dieser Tabelle nicht gefunden hast, dann nutze einfach den obigen Rechner. Es ist auf jeden Fall sehr hilfreich, diese Werte für deine Kamera zu kennen, um eine maximale Bildqualität zu erreichen. So kannst du beispielsweise für Landschaftsaufnahmen die größtmögliche Schärfentiefe aus deiner Kamera herausholen, ohne dass die Beugung des Lichts an den Blendenlamellen auftritt. Wenn du noch mehr Tipps zum Thema Bildqualität haben willst, dann kann ich dir mein E-Book für maximale Bildqualität empfehlen.

Meine Empfehlung: Deine eigenen Objektive selbst testen

Neben dem Rechner und der Tabelle empfehle ich dir, deine Objektive einmal selbst auf Beugungsunschärfe hin zu testen. Pack die Kamera mit einem deiner Objektive auf das Stativ und fotografiere das gleiche Motiv im AV Modus mit allen unterschiedlichen Blenden: 2.0, 2.8, 4.0, 5.6, 8.0, 11, 16, 22 usw. Am Rechner kannst du die Bilder nun in der 100 % Ansicht vergleichen. So siehst du genau, ab wann die Beugungsunschärfe einsetzt. Nun weißt du, wie weit du die Blende bei zukünftigen Aufnahmen schließen kannst, um die maximale Schärfe aus deinen Objektiven herauszuholen.

Anhand des obigen Rechners und der Tabelle setzt bei meiner Sony Alpha 7 III beispielsweise die Beugungsunschärfe ab 11 ein. Wenn ich mir eine entsprechende Blendenreihe ansehe, dann kann ich die Blende noch bis 13 schließen, aber darüber ist die Unschärfe dann auch wirklich sichtbar.

Wie sind deine Erfahrungen mit Beugungsunschärfe? Hast du den Wert für deine Kamera im Kopf oder pfeifst du eher auf diesen Effekt? Schreib mir in den Kommentaren!

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67 Kommentare

  1. Nutzer Avatar

    Hi Matthias,

    deine Überschrift Lautet, “… WIESO DU NICHT MEHR ALS BLENDE 8 NUTZEN SOLLST”.
    Tut mir leid, das kann ich nicht so stehen lassen, denn weiter im Artikel wiedersprichst du zum Teil deiner eigenen Aussage.
    Dein Vorschlag mit der eigenen Kamera und den eigenen Objektiven einen Test ist sehr sinnvoll und auch Praxisrelevant, ersten lernt man seine Technik besser kennen und zweitens weiß man wie jedes Objektiv funktioniert.
    Ich habe mir im vergangenen Jahr zwei neue Objektive zugelegt und die erste Amtshandlung war eine Blendenreihe zu photographieren, wegen Schärfentiefe und Beugungsunschärfe. Bei beiden bis Blende 13 keine Fehler und schöne Blendensterne schon ab Blende 8.
    Ansonsten wie immer ein guter Artikel.

    • Nutzer Avatar

      Hallo Jo-Be,

      die Überschrift habe ich natürlich entsprechend provokant gewählt. Ab welcher Blende die Beugungsunschärfe dann eintritt ist eben auch von der Anzahl der Megapixel abhängig. Danke dir auf jeden Fall!

      Liebe Grüße,

      Matthias

    • Nutzer Avatar

      Hallo Jo-Be,
      ich kann mich deinem Kommentar nur anschließen. Ich habe auch Reihen gemacht und je nach Objektiv waren die Ergebnisse bei Blende f16 nicht schlechter als bei relativ offener und empfohlener Blende f2.8. Allerdings fand ich kein Objektiv, bei dem Blende f22 noch zu guten Ergebnissen führte. Aber wie Matthias sagt, er wollte mit dem Titel auch ein wenig provozieren. Meine Freundin hat übrigens die Bridge-Kamera Lumix FZ1000, die aus meiner Sicht für den Preis sehr gute Resultate erzielt. Die hat aber aus meiner Sicht einen Nachteil, die Blinde kann nicht weiter als bis f8.0 geschlossen werden, das ist doch manchmal schon ein wenig nachteilig.
      Grüße, Rainer

  2. Nutzer Avatar
    Martin Messmer

    Ein Wort zu High-Resolution-Aufnahmen noch:

    Die Formel für die «Grenzblende» ist etwa wie folgt:

    k = pp/λ
    mit pp = Pixelbreite und λ = Wellenlänge des Ø Lichtes = ca. 0.00055mm.

    Beispiel:
    Für die Lumix S5 (KB) mit High-Resolution (96MP) wäre dies also etwa k = √(24×36/96E6) / 0.00055 = 5.45 …
    Dies bedeutet, dass bei Blenden über 5.6 die Auflösung in der Fokusebene abnehmen, unter der Möglichkeit des Sensors liegen müsste [bei nicht High-Resolution (24MP) wäre diese Grenzblende bei ca. k = √(24×36/24E6) / 0.00055 = 11 …].

    Nun testete ich aber dies Ganze eingehend und machte viele Beispielbilder. Das erstaunliche und eindeutige, wiederholbare Ergebnis:

    Die Beugung verringert die Auflösung bei diesen HR-Aufnahmen erst bei Blenden weit über k = 8 (bei Nicht-HR-Aufnahmen effektiv bei Blenden über k = 11).
    Die Berechnung stimmt also zwar für native Auflösungen der Sensoren; bei zusammengesetzten Auflösungen wie etwa der HR-Aufnahme in der S5 aber versagt diese Formel! Offenbar – so vermute ich – werden die 8 Teilbilder eben sehr geschickt zum HR-Bild zusammengerechnet, so dass die Beugung da nicht gleichermaßen ins Gewicht fällt, wie wenn der Sensor wirklich 96MP hätte und man nur ein einziges Bild machte …

    Meine Erkenntnis also zu obigem Beispiel:
    Kein Auflösungsverlust in der Fokusebene durch Beugung bei normalem Fotografieren bis und mit Blende k = 11 (die Formel stimmt!) … und erst Auflösungseinbußen in der Fokusebene infolge Beugung bei High-Resolution-Aufnahmen mit Blenden deutlich über k = 8 (die Formel versagt, welche eine Grenzblende k = 5.6 abschätzt!) …

    Schließlich ist auch nochmals zu betonen, dass man sehr wohl Blenden über den «Grenzblenden» verwenden darf 🙂 denn dies verlängert ja die Schärfentiefe noch bis hin zur «förderlichen Blende» … «Auflösung» und «Schärfentiefe» sind ja zwei gänzlich verschiedene Themen!
    Wenn es also darum geht, eine weite Schärfentiefe zu erzielen und dabei die Auflösung in der Fokusebene sekundär, nicht so wichtig ist – dann darf diese «Grenzblende» sehr wohl ungeniert überschritten werden.

    Alles Gute über diese verrückte Zeit und viel Geduld …
    Liebe Grüße – herzlich und DANKE nochmals! …

    Martin

  3. Nutzer Avatar
    Martin Messmer

    Sehr wichtig ist doch, ob wir die Auflösung des Sensors nicht durch eine allzu geschlossene Blende, also infolge Beugungsunschärfe, unterschreiten wollen – oder ob wir lediglich eine sichtbare Unschärfe durch Beugung beim normalen Betrachten eines Bildes verhindern möchten.

    Erstere Blende liegt wohl etwa bei
    k = pp / 0.00055
    wobei pp = Pixellänge meint (= Wurzel(Sensorfläche / Pixelanzahl)).

    Letztere Blende liegt wohl ca. bei
    k = Sensordiagonale / 2

    Beispiel: APS-C (16x24mm) mit 20MP:
    k(für Sensor-Auflösung) = Wurzel(16×24/20’000’000)/0.00055 = 8
    k(sichtbar) = Wurzel(16^2+24^2)/2 = 14

    Also k = 8 als Grenzblende, will man die Sensorauflösung nicht durch Beugung schmälern … und k = 14 als Blende, die man eher nicht überschreiten sollte, will man denn nicht augenscheinliche (!) Beugungsunschärfe beim normalen Betrachten des Bildes (!) störend wahrnehmen. k = 14 könnte man beim APS-C-Sensor also gleich auch als ca. “förderliche Blende” betrachten: die Blende für maximale Schärfentiefe … ein Beugungs-Zerstreuungs-Optimum quasi.

    Dies ist SEHR grob – vielleicht fast sinnlos rudimentär – geschätzt. Ein Anhaltspunkt vielleicht fürs empirische Testen, ganz pragmatisch, wo diese Grenzen in etwa liegen könnten, als Ausgangswerte …

    Liebe Grüße – MM

    • Nutzer Avatar

      Hallo Martin,

      danke dir für die Ausführungen, eine datenbasierte Herangehensweise ist meist eine gute Idee. Wie du im letzten Abstand schon schreibst, ist das Testen des eigenen Equipments meiner Meinung nach der beste Anhaltspunkt.

      Liebe Grüße,

      Matthias

  4. Nutzer Avatar
    Thomas Braunstorfinger

    Hallo zusammenn,

    der Blendenstern ist ja genau der Beugungseffekt: aus einem Punkt wird ein Stern . Das passiert nat. nicht nur bei hellen Lichtquellen. Damit verschmieren sich Bidlanteile auf die Nachbarpixel, was man als Unschärfe wahr nimmt.
    Moderne Objektive sind auf weiches Bokeh optimiert, daher sind die Lamellen rund, und Blendensterne sieht man erst so richtig, wenn man auf den höchsten Blendenwert geht. Damit wird das Bild immer matschig, bei Blende 32 bleiben halt nur 5 Megapixel oder so übrig.

  5. Nutzer Avatar
    Nicolas

    Hallo und Danke für die interessanten Ausführungen!
    Ich hätte folgende Frage: wie verhält sich die optimale Blende, bei einer gewissen Kamera, wenn man die “förderliche Blende” eines Objektives mitberücksichtigt?
    Die gibt es ja auch noch und gibt den Wert an, bei welcher Blende ein Objektiv am schärfsten abbildet… dass sie unter dem ermittelten Wert der eintretenden Beugungsunschärfe liegt, ist offensichtlich, aber um wieviel?

    Denn offene Blende ist bei keinem Objektiv die förderliche Blende…

    Danke

    • Nutzer Avatar

      Hallo Nicolas,

      bei den meisten Objektiven ist ja die förderliche Blende etwa bei zwei Blenden weiter geschlossen als bei Offenblende. Da sprechen wir dann oft von 5.6, was bei den meisten Kamera noch oberhalb der Grenze für die Beugungsunschärfe liegt.

      Liebe Grüße,

      Matthias

  6. Nutzer Avatar
    Patrick

    Danke für den interessanten Artikel!
    Bezüglich Unschärfe kann ich auch die Reviews von Christopher Frost auf Youtube empfehlen. Dort sieht man gut, wann sie bei welchem Objektiv eintritt.

  7. Nutzer Avatar
    Joachim

    Wieder was wichtiges dazu gelernt. Solche Tips sind Gold wert.
    Vielen Dank dafür.
    Gruß Joachim

  8. Nutzer Avatar
    Klaus Bolwin

    Hallo Matthias,
    die Beugungsunschärfe ist eine Funktion des Durchmessers der realen, physischen Blende, hat also nichts mit dem Blendenwert am Einstellring (bzw. heutzutage im dem im Display abzulesenden Wert) zu tun. Dieser ist das Verhältnis von Brennweite zum Durchmesser der Eintrittspupille, also dem virtuellem Bild der Blende durch die Vorderlinse. Insofern spielt die Brennweite sehrwohl eine Rolle, wenn man vom Blendenwert ausgeht. Zudem ist in den meisten Fälle vmtl. der Abbildungsmaßstab der Vorderlinse nicht bekannt, daher bleibt ohnehin nur übrig zu testen wo die Grenze liegt. Der Rechner scheint mir daher relativ wertlos zu sein.
    Erschreckt hat mich aber die Aussage, die Beugungsunschärfe sei von der Anzahl der Pixel des Sensors abhängig. Das ist natürlich blanker Unsinn. In der Tat kann man die Beugungsunschärfe aber nur wahrnehmen, wenn sie größer ist als das Auflösungsvermögens des Sensors. Das physikalische Phänomene der Beugung wird aber nicht durch die technische Realisierung des Detektors beeinflußt, lediglich die Möglichkeit seiner Detektion.
    Im Übrigen habe ich heute Makroaufnahmen gemacht mit Blenden von f/45, f/51 und f/57 mit einer Nikon D7500 und einem Tamaron SP 90mm f/2.8 1.1 Macro, ohne daß Beugungsunschärfe bei einer Größe des Bildes von annähernd A3 Format (ok, paßt vom Seitenverhältnis nicht) auf dem Bildschirm wesentlich wahrzunehmen war. Da ist man eher froh, daß man den Tiefenschärfenbereich von 6mm bei Blende f/22 auf 16mm bei Blende f/57 erhöhen kann.

    Viele Grüße
    Klaus Bolwin

      • Nutzer Avatar
        Klaus Bolwin

        Hallo Matthias,

        ganz ganze Thema ist von der Theorie her schon so komplex, daß es unmöglich ist eine generelle Aussage optimale Blende zu machen. Richtig ist aber in jedem Fall Deine Aussage, daß hinsichtlich der Megapixel, insbesondere bei kleinen Sensoren übertrieben wird. Hier tritt dann ja auch das Problem der Unschärfe durch Beugung am stärksten auf. Aus meiner Sicht ist aber die Beugungsunschärfe ins Verhältnis zum Zerstreungskreis zu setzen und nicht zum Pixelpitch, das was der Sensor an Unschärfe registriert, der Betrachter aber nicht wahrnimmt muß auch nicht interessieren.
        Die physikalischen Grundlagen sind für beugungsbegrentze Optiken sind ja zunächst recht einfach: möglichst große Appertur, sei es nun die Fassung der Frontlinse oder die Blende. Die Brennweite kommt dadurch ins Spiel, man den Blendendurchmesser mit Hilfe der Blendenzahl angeben will. Hier wird es schon kompliziert, da die Blendenzahl nicht das Verhältnis der Brennweite zum Blendendurchmessers ist, sondern zum Durchmesser der Eintrittspupille. Für die Beugung ist aber der tatsächliche Durchmesser der Blende maßgeblich. Gut, dieser Fehler mag noch klein sein und somit vernachlässigbar. Im nächsten Schritt muß aus dem Beugungswinkel nun die Größe des Beugungsscheibchen (Airyscheibchen) bestimmt werden, hierzu brauche ich den Abstand zwischen Blende und Sensorebene. Hier werden in der Regel immer nur Systeme betrachtet, bei denen angenommen wird, daß das Licht aus dem Unendlichen kommt (ist schon mal ganz angenehm, dann ist Bildweite gleich Brennweite) und daß das beugende Element die Fassung der Frontlinse oder der Durchmesser des Primärspiegels ist. Beides zusammen hat den Vorteil, daß für die Distanz Blende/Sensor die Brennweite genommen werden kann. Dies gilt auch für Optiken astronomischen Teleskopen, bei denen die Baulänge durch den Einbau eines konkaven Sekundärspiegels deutlich verkürzt wird, da dann durch die Spreizung des Beugungskegels am Sekundärspiegel die effektive Länge der Brennweite entspricht. Teleobjektive sind auch meist deutlich kürzer als ihre Brennweite und bei Weitwinkelobjektiven für DSLRs wird der Brennpunkt nach hinten verlagert um Platz für den Spiegel zu schaffen.
        Soweit, sogut, man könnte meinen durch Herauskürzen der Brennweite ließe sich das Beugungsscheibchen allein aus der Wellenlänge des Lichtes und der Blendenzahl bestimmen. Leider steckt die Blende jetzt aber irgendwo mitten im Objektiv, das heißt wir kennen weder ihre Position (wahrscheinlich wäre ohnehin die Position der Austrittspupulle von Interesse), noch die Brennweite der Hinterlinse, die jetzt noch alleine für eine Änderung des effektiven Beugungswinkel verantwortlich wäre.
        Aus diesem Grund ist es meiner Ansicht nach unerläßlich die optimale Blende empirisch zu bestimmen. Auch verwundert es nicht, daß von so viele unterschiedlichen Erfahrungen berichtet wird.

        Liebe Grüße
        Klaus

  9. Nutzer Avatar
    Martin Messmer

    Danke für den Bericht.
    Fürs Auge sichtbare Beugungsunschärfe ist nur dann von den Pixeln abhängig, wenn wir dies in der 100%-Ansicht begutachten. Ansonsten stimmen einige Gedanken hier gemäß meinen umfangreichen Tests nicht.
    Es kann bis Blende 700*Zo abgeblendet werden (Zo = max. zul. Zerstreuungskreisdurchmesser) für maximale Schärfentiefe, die Beugung mit berücksichtigt. Bei APS-C-Sensoren ist dies Blende 14, bei 1″ etwa 7.1 bis max. 8.
    Eine defokussierte Bildstelle wird mit Zerstreuungs-Beugungs-Optimum schärfstmöglich abgebildet bei
    k = f*Wurzel(750/w*|1/g-1/D|)
    f = Brennweite
    w = Wirkungsgrad des Beugungsscheibchens = ca. 0.75
    g = ca. Fokusdistanz
    D = Distanz Kamera – fokussierte Ebene
    Mein Rat also: ausprobieren, ab wann einen die Beugung tatsächlich zu stören beginnt. Dann wird man durch die Praxis garantiert ent-schreckt 😉
    Herzlich – Martin Messmer

    • Nutzer Avatar

      Hallo Martin,

      danke dir für den Einblick, sehr interessant. Mit der eigenen Kamera und den eigenen Objektiven ausprobieren ist auf jeden Fall immer eine gute Idee.

      Liebe Grüße,

      Matthias

    • Nutzer Avatar
      Stephan Weber

      Bei apsc ist f16 die Grenze, f8 ist in der Realität NIE kritisch. Objektive sind vor allem am Rand viel schlechter als 24Mpix hergeben würden. Zusätzlich gibt es noch andere Macken wiw Vignettierung, oder man will eben ein ND Filter vermeiden, die selten so richtig gut sind (Spiegelungen, Farbverschiebungen, Staub, etc.). Sonst alles super im Beitrag, aber wie gesagt keine Angst vor f8 oder f11.

      • Nutzer Avatar
        Martin Messmer

        Lieber Herr Weber
        f8 wird eben schon kritisch … bei 1″-Sensoren liegt genau dort in etwa die Grenze … darüber beginnt ein Bild langsam sichtbar generell «gebeugt» zu sein (überall leicht unscharf) …

        • Nutzer Avatar
          Thomas Flückiger

          Lieber Herr Messmer

          das ist so alles richtig…
          …theoretisch jedenfalls.

          Bei meiner betagten 24MP Kamera ist bei 20% Bildgrösse der Arbeitsbereich von Photoshop ausgefüllt, bei aktuelleren Kameras dürfte dies schon bei 10% der Fall sein.

          Kein normaler Mensch zoomt auf 100% um ein Foto anzusehen, denn dann würde er auch nur 10-20% seines Bildes betrachten können.

          Wenn ich das Foto mit 100% Grösse ausdrucke habe ich mit 24MP und 300dpi eine Fläche von 51x34cm, kein Mensch steht mit 20cm Abstand vor einem Poster in der Grösse um DIN A2 um es zu betrachten.

          Ergo kann ich auch mit f22 Fotos machen und im realen Leben wird es niemand merken. 🙂

          Oder um es bildlich zu sagen, mit einem Ferrari muss ich nicht ununterbrochen 340km/h fahren, Fotos müssen auch nicht immer auf 100% aufgezoomt werden, nur so viel wie gerade nötig.

  10. Nutzer Avatar

    Topp! Einen so einfachen Rechner für die Beugungsunschärft habe ich lange gesucht aber nur umständliche und für mich unverständliche Formeln gefunden.
    Werde mich noch richtig auf den Seiten umsehen.
    Vielen Dank auch für den Link zu PhotoPills.

  11. Nutzer Avatar
    Nick Krause

    Die Beugungsanteil ist grundsätzlich bei allen Blenden vorhanden und wird schon vorher d.h. bei der kritischen Blende(je nach Objektiv) sichtbar.Die hier angegebenen optimalen Blenden sind in der Fotopraxis eher irrelevant und können problemlos durch die förderlichen Blendenwerte ersetzt werden.Sofern man dann in die Makrofotografie bei >1:1 Maßstäben ohne Fokusstacking geht kann man dann nochmal problemlos 2 Blendenwerte draufpacken,da der Zugewinn an Schärfentiefe relevanter als der Schärfeverlust durch Beugung ist.

    PS:Auch die Technologie spielt hier eine immer entscheidendere Rolle und dies nicht nur wegen TOF-Sensoren und größereren Füllflächen der Pixelpitches.

  12. Nutzer Avatar

    Hallo Matthias
    und danke für deine gute Erklärung.
    Jetzt ist es so, dass ich meistens Vollformat-Linsen an meiner APS-C-Kamera (Nikon D500) verwende.
    Gilt Deine Formel dann auch oder gibt es da einen Faktor, der in der Formel berücksichtigt werden muss?
    fragt
    Dieter

    • Nutzer Avatar

      Hallo Dieter,

      na gern. Meine Formel gilt auch dann, denn die Brennweite des Objektivs ändert sich nicht. Am Ende hängt nur ein kleinerer Sensor dahinter.

      Liebe Grüße,

      Matthias

  13. Nutzer Avatar
    Michael Schmidt

    Super Erklärung, Danke dafür!
    In der Praxis brauchte ich selten kleinere Blende als f11, aber ehrlicherweise habe ich mich bis dato nie mit dem dann möglicherweise auftretenden Problem beschäftigt. Man lernt nie aus…

  14. Nutzer Avatar

    Hi,
    das pfeif ich drauf. Wenn es eine große Tiefenschärfe sein soll, dann blende ich auch entsprechend ab. Das bischen was die Gesamtschärfe darunter leidet, sieht kaum jemand und wenn dann nur im direkten Vergleich. Rechnerisch mag das zwar anders sein, mir ist es aber egal.

  15. Nutzer Avatar
    Gerhardt

    Danke für diese Hinweise. Auch ich musste feststellen, dass bei meiner Canon 80 d schon 7,1 die Grenze ist. Schön, dass du es hier so ausführlich dargestellt hast.
    Herzliche Grüße aus dem hohen Norden

    Kirsten Gerhardt

  16. Nutzer Avatar

    Guten Morgen Matthias,

    Habe meine a 6000 noch nicht so lange und heute morgen hatten wir einen schönen Sonnenaufgang. Also stativ raus und Kamera drauf. Gelesen habe ich, die blende ganz weit zu schließen, damit man einen schönen sonnenstern hat.
    Ja, den hatte ich, aber die Bilder waren alle unscharf und das ganz gewaltig. Ich war echt geschockt. Sind das die Auswirkungen der beugungsunschätfe? Ich war si geschockt, dass ich dachte, das objektiv ist kaputt. Habe gleich nochmal ein “normales Foto” bei blende 10 gemacht. Da war alle wieder ok und dem kit objektiv entsprechend. Hätte wohl vorher mal deinen Bericht lesen sollen!?

    Schöne Ostern

    Micha

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      Genau das Problem hatte ich auch…
      Toller Sonnenstern bei Abenddämmerung mit Blende 22 aber das Bild total matschig…. Jetzt bin ich auch schlauer. Ich dachte schon es liegt am Objektiv oder der Kamera…

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    Olaf Mundigl

    Hallo Matthias,

    vielen Dank für die schöne Erklärung und Zusammenstellung.
    Wie oben schon mal erwähnt ist die Angabe der Airy disc bzw. Beugungsunschärfe hier rein mathematisch nach der Formel d0 = 2.44 λ x f/xx berechnet unter der Annahme, dass es sich um eine optisch perfekte Linse mit kreisrunder Blende handelt. In der Praxis ist das nie der Fall, d.h. je nach Qualität des Objektivs kommt man gut oder weniger gut an dieses theoretische Limit. Es gibt zB unter LensTip.com eine Datenbank, wo man sich die Performance versch. Objektive in der Realität ansehen kann, z.B auch die Unterschiede zwischen Zentrum und Rand. Dort erkennt man auch, dass die grösste Blende meist nicht die höchste Auflösung liefert.

    Grüsse

    Olaf Mundigl

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    Alfred Mühlbauer

    Hallo Matthias,
    wieder ein schöner interessanter Artikel von Dir. Man könnte Schlußfolgern, daß eine z.B. Canon EOS 6D (20MP) abgeblendet auf 12,7 mehr Tiefenschärfe bringt als eine 5 IV (50MP) die hier schon Probleme mit Beugungsunschärfe hat. Greift man da für Lanschaftaufnahmen besser “zum alten Eisen” ?

    Gruß
    Alfred

    • Nutzer Avatar

      Hallo Alfred,

      genauso ist es. Deshalb ist höhere Megapixel Anzahl nicht immer gut. Was macht man also als Landschaftsfotograf in der Praxis? Wenn man bei der Bildkomposition die Tiefenschärfe braucht, dann muss man mit Focus Stacking arbeiten. Hier werden mehrere Bilder mit unterschiedlichen Fokuspunkten aufgenommen. Dafür wird dann die maximale Blende genutzt, bevor die Beugungsunschärfe einsetzt. Diese werden dann am PC zusammengesetzt.

      Liebe Grüße,

      Matthias

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    Häuptling Auge

    Hallo Matthias,
    diese Rechnungen können die Kamerahersteller auch durchführen und Beugungseffekte per Software großteils korrigieren. Meiner Erfahrung nach sind diese so gering, dass eher Verwacklung und weitere zeitliche Effekte während der Aufnahmedauer eine Rollespielen (kleine Blende -> lange Belichtung).
    Aus Sicht des optischen Designs von Objektiven gibt es viele weitere Gründe warum der mittlere Bereich, meist um Blende 9, am besten zu handhaben ist. Das nur auf Brechung durch die Blende zu reduzieren halte ich für falsch. Dazu ist die Physik hinter einem Mehrlinsystem zu komplex und in Verbindung mit Softwarealgorithmen auf dem Chip lassen sich so generelle Aussagen, wie nach Blende x nicht mehr knipsen, meiner Meinung nach, nicht treffen. Klar, selbst testen hilft, aber man sollte sich sehr genau hinterfragen, ob der eigene Test aussagekräftig und wiederholbar ist – zb in verschiedenen Lichtsituationen.
    Die Aussage das Licht fiele auf einen Punkt des Chips verstehe ich nicht. Eine Kameraoptik ist so designed, dass bei jeder Brennweite möglichst der ganze Chip ausgeleuchtet ist, sonst resultieren ja weniger Mpx für bestimmte Brennweiten. Daher enthalten gerade auch lange Tele so viele Linsen.

  20. Nutzer Avatar

    Erschreckend das bei der Alpha 6000 bei Blende 8 Schluss sein soll.
    Ich muss das glatt mal testen!

    Die Frage die mich dabei beschäftigt…
    Für was sind dann die geschlossenen Blenden? Wenn ab Blende 8 Beugungsunschärfe auftritt, sind die anderen Blenden ja quasi Sinnlos!?

    Danke für die ausführliche Ausführung.

    LG
    Marko

    • Nutzer Avatar

      Hallo Marko,

      gern 🙂

      In der Praxis sind die anderen Blenden meist nicht sinnvoll. Es gibt allerdings Situationen wie in der Makrofotografie, die ist mehr Tiefenschärfe wichtiger als die Gesamtschärfe. Dann kann es besser sein, die Blende weiter zu schließen. Oder Focus Stacking zu nutzen.

      Liebe Grüße,

      Matthias

  21. Nutzer Avatar

    die Sony Alpha 7s ist beim iframe von photopils falsch aufgeführt (sie ist kein mega-pixel-monster wie die 7r) und müsste in etwa gleich auf mit der nikon D700 liegen (12 mega) .. unschaerfe ist also erst ab ca. blende 16 ein thema, was mich sehr freut 😉

  22. Nutzer Avatar

    Hallo Matthias
    Besten Dank für diesen informativen Artikel. Bis anhin hatte ich mit meiner Nikon D800 und dem Nikkor 24-70mm bei Landschaftsaufnahmen mit der Blende 11 fotografiert um eine möglichst grosse Schärfentiefe zu erhalten.
    Um die Beugungsunschärfe habe ich mir bis jetzt keine Gedanken gemacht.
    In nächster Zeit werde ich Deinen im Blog erwähnten Test durchspielen und bin gespannt auf das Resultat.
    Herzliche Grüsse Gusti

  23. Nutzer Avatar
    Ciril Hendry

    Danke für Deine Ausführungen zur Beugungsunschärfe. Fotografiere auch schon sehr lange, muss mich fast schämen, dass ich dieses Wissen nicht hatte, bzw. noch nicht gehört habe.
    Auch ich bin davon ausgegangen, geschlossene Blände, beste Schärfe.

  24. Nutzer Avatar
    Werner Ulrich

    Hallo Matthias besten Dank für diesen Artikel. Habe schon lange über die Beugungsunschärfe gelesen und bin überrascht das sie so früh Einsetzt. Bei meiner Nikon D810 nach deiner Berechnung bei Blende 9,5, ich fotografiere normal bei Blende 13 und bei Makro mit Blende 16 muss nun wohl Umdenken. Werde in Zukunft nur noch mit Blende 11 schaffen, um Unscharfe Bilder zu vermeiden.

    • Nutzer Avatar

      Hallo Werner,

      freut mich, wenn ich dir damit helfen kann. Diese Werte zu kennen ist ein guter Weg, um mehr Bildqualität aus seinem Equipment herauszuholen.

      Liebe Grüße,

      Matthias

  25. Nutzer Avatar
    Frank Wiedemann

    Das hat mich jetzt schon ein bisschen erschrocken, dass der Effekt schon so früh einsetzt. Landschaftsfotos mit Vordergrundobjekten benötigen schnell höhere Blendenzahlen. Da werde ich meine Objektive wohl noch einmal genauer testen müssen. Vielen Dank für den tollen Artikel

  26. Nutzer Avatar
    Heribert Jäger

    Deinen Tipp, einmal für meine Kamera eine Blendenreihe zur Beurteilung der Schärfe zu erstellen, habe ich umgesetzt: Bei der Panasonic DMC-FZ2000 (1″-Sensor) habe ich so über mehrere Zoomstufen als schärfste Blende f/8 ermittelt. Kannst Du das mit Deinem Rechenmodell nachvollziehen? Du kennst sicher eher Vergleichsmodelle als ich mir mühsam herausfinden müsste. Ist das dann die “Kritische” oder die “Förderliche” Blende? Denn die Tiefenschärfe konnte ich nicht vergleichen; ich bin nur davon ausgegangen, dass die Tiefenschärfe bei der Blende f/8 größer als bei f/4 ist, wo die schärfste Blende z.B. für die DMC-FZ1000 genannt wird. Übrigens nutze ich bei der FZ2000 das Fokus-Bracketing von RAW-Fotos, um die “Tiefenschärfe” durch Stapeln der Fotos in PS zu erhöhen.

      • Nutzer Avatar
        Heribert Jäger

        Hätte ich gerne, aber für die Panasonic DMC-FZ2000 gibt es bei den gelisteten Modelle keine 1-Zoll-CMOS, die ich zum Vergleich heranziehen könnte. Insofern stehe ich auf dem Schlauch…

        • Nutzer Avatar

          Hab gerade nochmal durchgeschaut. Sind leider so gut wie keine Kameras mit kleinen Sensoren drin. Was ist denn mit der Nikon 1 J1 Reihe, sind das nicht auch 1 Zoll Sensoren?

          • Nutzer Avatar
            Heribert Jäger

            Ja, das sind 1 Zoll Sensoren. Aber das Ergebnis (schon bei f/4,5 soll Beugungsunschärfe auftregen) passt nicht zum visuellen Eindruck, dass bei f/8 das Bild am schärfsten wird. Irgendetwas stimmt da nicht.

  27. Nutzer Avatar
    Hans Jürgen Flörke

    Hallo Matthias. Vielen Dank, für diesen – wieder mal – ausführlichen und informativen Beitrag.
    Sicher, dass beim Abblenden dieser Effekt auftritt, war mir klar. Aber . . . dass er bei meiner Kamera, Canon eos 80D, schon ab Blende 7.1 der Fall ist, hätte ich nicht gedacht.
    Von daher weiß ich jetzt, was ich bei zukünfigen Aufnahmen zu beachten habe.
    Und das mit dem selber Testen . . . werde ich jedenfalls mal ausprobieren!
    Lieber Gruß,
    Hans Jürgen Flörke

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