Schärfentiefe



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Tiefenschärfe ist eine Linsenoptik Konzept , dass die Maßnahmen der Toleranz der Anordnung der Bildebene (die Filmebene in einer Kamera) in Bezug auf die Linse. In einer Kamera gibt die Schärfentiefe die Toleranz der Verschiebung des Films innerhalb der Kamera an und wird daher manchmal als "Objektiv-zu-Film-Toleranz" bezeichnet.

Schärfentiefe gegen Schärfentiefe

Der Ausdruck Tiefenschärfe wird manchmal fälschlicherweise verwendet, um sich auf die Schärfentiefe (DOF) zu beziehen , bei der es sich um den Bereich vor der Linse bei akzeptablem Fokus handelt, während sich die wahre Bedeutung der Schärfentiefe auf die Zone hinter der Linse bezieht, in der die Die Filmebene oder der Sensor wird platziert, um ein scharfes Bild zu erzeugen.

Die Schärfentiefe kann zwei leicht unterschiedliche Bedeutungen haben. Die erste ist die Entfernung, über die die Bildebene verschoben werden kann, während eine einzelne Objektebene in einem annehmbar scharfen Fokus bleibt; [1] [2] Das zweite ist das bildseitige Konjugat der Schärfentiefe. [2] Mit der ersten Bedeutung ist die Schärfentiefe symmetrisch zur Bildebene; Mit der zweiten ist die Schärfentiefe auf der anderen Seite der Bildebene größer, obwohl die Abstände in den meisten Fällen ungefähr gleich sind.

Wo die Schärfentiefe häufig in makroskopischen Einheiten wie Metern und Fuß gemessen werden kann, wird die Schärfentiefe typischerweise in mikroskopischen Einheiten wie Bruchteilen eines Millimeters oder Tausendstel Zoll gemessen.

Dieselben Faktoren, die die Schärfentiefe bestimmen, bestimmen auch die Schärfentiefe. Diese Faktoren können jedoch andere Auswirkungen haben als die Schärfentiefe. Sowohl die Schärfentiefe als auch die Schärfentiefe nehmen mit kleineren Blendenöffnungen zu. Bei entfernten Motiven (außerhalb des Makrobereichs) ist die Schärfentiefe für eine feste f- Zahl relativ unempfindlich gegenüber Brennweite und Motiventfernung. Im Makrobereich nimmt die Schärfentiefe mit längerer Brennweite oder näherer Motiventfernung zu, während die Schärfentiefe abnimmt.

Bestimmende Faktoren

Bei kleinformatigen Kameras ergibt der kleinere Kreis der Verwirrungsgrenze eine proportional geringere Schärfentiefe. Bei Filmkameras haben verschiedene Kombinationen aus Objektivhalterung und Kameragatter genaue Flanschbrennweitenmessungen, auf die die Objektive kalibriert sind.

Die Wahl, Gele oder andere Filter hinter der Linse zu platzieren, wird bei kleineren Formaten zu einer viel kritischeren Entscheidung. Durch die Platzierung von Gegenständen hinter der Linse wird der optische Pfad verändert und die Fokusebene verschoben . Daher muss dieses Einsetzen häufig zusammen mit dem Stoppen der Linse erfolgen, um eine ausreichende Kompensation zu erzielen, um eine Verschiebung bei einer größeren Schärfentiefe vernachlässigbar zu machen. Es wird oft in empfohlen , 35 mm Film- Film nicht Filter hinter der Linse zu verwenden , wenn die Linse breiter als 25 mm ist.

Berechnung

Wenn sich die Schärfentiefe auf eine einzelne Ebene im Objektraum bezieht, kann sie aus berechnet werden

wobei t die Gesamttiefe des Fokus ist, N die Linse f -Anzahl , c die ist Zerstreuungskreis , v ist der Bildabstand, und f ist die Brennweite des Objektivs. In den meisten Fällen ist die Bildentfernung (nicht zu verwechseln mit der Motiventfernung) nicht leicht zu bestimmen. Die Schärfentiefe kann auch in Form der Vergrößerung m angegeben werden :

Die Vergrößerung hängt von der Brennweite und der Entfernung des Motivs ab, und manchmal kann es schwierig sein, sie abzuschätzen. Wenn die Vergrößerung klein ist, vereinfacht sich die Formel zu

Die einfache Formel wird häufig als Richtlinie verwendet, da sie viel einfacher zu berechnen ist und in vielen Fällen der Unterschied zur genauen Formel unbedeutend ist. Darüber hinaus ist die einfache Formel immer auf der konservativen Seite fehlerhaft (dh die Schärfentiefe ist immer größer als berechnet).

Nach historischer Konvention wird der Verwirrungskreis manchmal als die Brennweite der Linse geteilt durch 1000 genommen (mit dem Ergebnis in gleichen Einheiten wie die Brennweite); Diese Formel ist am sinnvollsten bei normalen Objektiven (im Gegensatz zu Weitwinkel- oder Teleobjektiven), bei denen die Brennweite eine Darstellung der Formatgröße ist. Diese Praxis ist jetzt veraltet; Es ist üblicher, den Verwirrungskreis auf die Formatgröße zu stützen (z. B. die Diagonale geteilt durch 1000 oder 1500).

In der Astronomie ist die Tiefenschärfe die Menge an Defokussierung, die einen Wellenfrontfehler verursacht. Es kann berechnet werden als

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Verweise

  1. ^ Larmore 1965, p. 167.
  2. ^ Larmore 1965, p. 163.
  3. ^ a b Ray 2000, p. 53.
  4. ^ McLean 2008, p. 238.
  5. ^ Lipson, Lipson und Lipson 2010.
  • Hart, Douglas C. 1996. Der Kameraassistent: Ein vollständiges professionelles Handbuch . Newton, MA: Fokuspresse. ISBN  0-240-80042-7
  • Hummel, Rob (Herausgeber). 2001. American Cinematographer Manual , 8. Auflage. Hollywood: ASC Press. ISBN  0-935578-15-3
  • Larmore, Lewis. 1965. Einführung in die fotografischen Prinzipien . 2nd ed. New York: Dover Publications, Inc.
  • Lipson, Stephen G., Ariel Lipson und Henry Lipson. 2010. Optische Physik . 4. Aufl. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN  978-0-521-49345-1 (geplante Veröffentlichung Oktober 2010)
  • McLean, Ian S. (2008). Elektronische Bildgebung in der Astronomie: Detektoren und Instrumente (2. Aufl.). Chichester, Großbritannien: Praxis Publishing Ltd. ISBN 3-540-76582-4.
  • Ray, Sidney F. 2000. Die Geometrie der Bilderzeugung. Im Handbuch der Fotografie: Photographic and Digital Imaging , 9. Aufl. Ed. Ralph E. Jacobson, Sidney F. Ray, Geoffrey G. Atteridge und Norman R. Axford. Oxford: Focal Press. ISBN  0-240-51574-9

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Markus Michel

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Monika Urban

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