Annons

Skärpa hos objektiv mm

Produkter
(logga in för att koppla)

avlustat_medlemskap180119

Avslutat medlemskap
Har funderat lite grann.

Det finns en generell "sanning" att man får bättre skärpa om man bländar ner ett par steg. Speciellt är det det som skiljer mellan billiga objektiv och de riktigt dyra som ger bra skärpa vid de största bländaröppnngarna.

Varför är det så?
ÄR det så?

Det är ju exakt samma glaslinser som ljuset passerar igenom, så varför skuööe det bli skarpare nedbländat?

Är det för att mer av linserna utnyttjas, och att skärpan sjunker om det blir större del av glaset som används. Förstår inte riktigt varför i så fall.

ELLER kan det egentligen bero på skärpedjupet?

Alltså, skärpedjupet minskar ju vid större bländare och kan det helt enkelt vara så att det faktiskt är lika skarpt, men att toleranserna blir så små att skärpan helt enkelt hamnar fel och därför i praktiken blir oskarpare.

VARFÖR förresten minskar skärpedjupet vid större bländare?
Jag vet att det är så och kan utnyttja tekniken och har en bra känsla för hur sensorstorlek, brännvidd och bländare samverkar och vilka resultat de ger, men anledningen bakom detta begriper jag inte riktigt. Kan olika konstruktioner av objektiv göra att man får olika skärpedjup vid samma brännvidd, sensorstorlek och bländare. Alltså kan det skilja i skärpedjup mellan modell X av ett 100/2,8 och modell Y 100/2,8 för att de är konstruerade med olika antal grupper av linser osv?

Ytterligare en sak som jag nyss har snappat upp och inte kände till innan är att objektiv med intern fokusering ändrar brännvidd beroende på fokusavstånd. Alltså inte marginellt litegrann, utan väldigt mycket.

Jag läste en recension av Sigma 50-500 där det står att i 500mm-läget så är det 500mm brännvidd bara vid oändligt fokusavstånd, men minskar om man är närmare motivet, så att vid 20 m avstånd är brännvidden endast 385 mm. (!)

Alltså, det här är ju ohyggligt mycket. Skulle vilja kalla det för falsk varubeteckning. Tydligen så är det så här med alla objektiv, fst det kan skilja hur mycket. Finns det några oficiella data för det här fenomenet, eller tester där sådana saker mätts upp för olika objektiv.

Flera gånger när vi har diskuterat teleobjektiv här, bl.a. det Sigma 150-500 som jag har (eller rättare hade då, nu har jag ett annat, fast det har jag inte heller för det är på rep :-( ) så har vi konstaterat att skärpan blir sämre på de allra längsta brännvidderna, typ över 420 mm. Det är samstämmigt med åsikter på dyxum och olika tester.

Däremot har det hävdats att skärpan också blir sämre då avståndet till motivet ökar. Har märkt det själv, men har nånstans tvivlat på att det kan vara på det sättet och tänkt att det kan vara andra orsaker som t.ex. atmosfäriska störningar (vågor/skimmer från värme, ånga och partiklar i lufthavet) eller helt enkelt skakningsoskärpa.

MEN om det nu förhåller sig så att objektivet blir mindre skarpt vid längre brännvidd och om man fotograferar ett motiv på 20 m avstånd och brännvidden då i praktiken är 385 mm, medan vid fot av något 500 meter bort är 480 mm. så faller ju bitarna på plats.

Mycket funderingar på en gång. Det finns ju ett stort antal skarpa hjärnor här som kan reda ut det säkert. Det sista med brännviddsförändringen har jag däremot inte läst om alls i forumen, var det någon som kände till att det var så?


/Mats
 
Jag känner på mig att det här kommer att bli en 100sidors tråd ;) och jag kommer att följa utvecklingen eftersom att det här är en tanke som slagit mig också.

Om jag får tillägga en sak; Varför blir det så mycket Kromatisk aberration vid stora bländare?

MVH Hannes Månsson
 
..
Kan olika konstruktioner av objektiv göra att man får olika skärpedjup vid samma brännvidd, sensorstorlek och bländare. Alltså kan det skilja i skärpedjup mellan modell X av ett 100/2,8 och modell Y 100/2,8 för att de är konstruerade med olika antal grupper av linser osv?
...

Nej! .
Åtminstone inte enligt de teoretiska beräkningar jag har lärt mig här på Fotosidan.
Hoppas någon svarar på de andra hundra frågorna.

Petter ...
 
Har funderat lite grann.

Det finns en generell "sanning" att man får bättre skärpa om man bländar ner ett par steg.
...
Varför är det så?
ÄR det så?

Det är ju exakt samma glaslinser som ljuset passerar igenom, så varför skuööe det bli skarpare nedbländat?

Är det för att mer av linserna utnyttjas, och att skärpan sjunker om det blir större del av glaset som används. Förstår inte riktigt varför i så fall.

ELLER kan det egentligen bero på skärpedjupet?

...

Det beror inte på skärpedjupet!

Och du besvarar nog frågan med din fråga: det beror på att mer av linserna utnyttjas.Det blir liksom plats även för "felbrutna" ljusstrålar. Att det sedan blir oskarpare igen med mycket liten bländare beror på något som kallas diffraktion. Ljuset bryts då runt kanten på bländaren och spretar lite därför.
Mer precis hoppas jag att någon annan kan förklara.

Petter ...
 
J...
Varför blir det så mycket Kromatisk aberration vid stora bländare?
...

Det är väl av precis samma anledning som att det blir mindre skarp. CA är ju beroende på ljusets brytning. Om ljuset tillåts brytas "mer fel" vid större bländare, så finsn det också mer utrymme för mer CA.

Petter ...
 
...
Alltså kan det skilja i skärpedjup mellan modell X av ett 100/2,8 och modell Y 100/2,8 för att de är konstruerade med olika antal grupper av linser osv?
...

Nej, som jag förstår det så ska det faktiska skärpedjupet inte skilja om brännvidd och bländare är samma. Däremot kan två 100 mm objektiv kanske inte alltid vara exakt 100 mm, och bländare 2,8 kanske är 2,77 och 2,87. Sen kan ju oskärpans utseende (bokeh) se olika ut, och därmed påverka vår uppfattning om både skärpa och oskärpa.
 
Det beror inte på skärpedjupet!

Och du besvarar nog frågan med din fråga: det beror på att mer av linserna utnyttjas.Det blir liksom plats även för "felbrutna" ljusstrålar. Att det sedan blir oskarpare igen med mycket liten bländare beror på något som kallas diffraktion. Ljuset bryts då runt kanten på bländaren och spretar lite därför.
Mer precis hoppas jag att någon annan kan förklara.

Petter ...

Tack Petter för lysande svar.
Diffraktion kände jag till så jag tog nite upp det. Däremot går åsikterna isär vid vilka bländare diffraktionen tar överhanden över skärpeförbättringen genom nedbländning. Jag har inbillat mig att det inte har betydelse förrän neråt f/16 eller så, medan andra hävdar att det är besvärande redan vid f/8 och dessutom att diffraktion uppstår vid större bländare på en FF än på APS-C, vilket jag inte heller kan begripa logiken i då det är ett fenomen om ljusubrytning genom sala spalter.

Det där "plats för fler felbrutna ljusstrålar" tycker jag kräver lite noggrannare förklaring.

Med så här klara svar som betas av ett efter ett så lär det inte bli nån 100-sidors tråd :)


/Mats
 
...
Det där "plats för fler felbrutna ljusstrålar" tycker jag kräver lite noggrannare förklaring.
...

Jag är ju inte exxpert. Svarade mest i väntan på att någon annan ska rycka in. Det gäller ju att hålla en intressant tråd på toppen av listan.

Men ungefär såhär har jag fattat det:
Ljuset ska ju samlas med optiken. Samlas och spegelvändas. Någonstans på vägen samlas det i en enda punkt innan de sprids vidare i spegelvänt skick. Detta under optimala förhållanden. Eftersom optiken trots allt inte är optimal kommer en del strålar att hamna vid sidan av denna punkt. Detta resulterar i oskärpa eftersom de i sin vidare färd hamnar på fel ställe på sensorn. Men om bländarhålet är litet (bländaren sitter precis där ljusstrålarna samlas i en punkt) kommer de strålar som ligger vid sidan av att skärmas av, och fram till sensorn kommer bara de strålar som ger skarpa bilder.

Hannes fråga om Chromatisk Abberation tror jag beror på samma sak. CA beror ju på att olika våglängder av ljus bryts olika. Ett större bländarhål ger utrymem för att mer CA når sensorn.

Petter ...
 
Det här med diffraktion är ett kapitel i sig. Som alla vet är ju själva fenomenet lätt att se. Om man gör ett hål i en papoerabit och håller pappret en bit från en vägg med lampan på andra sidan pappret får man inte en ljus fläck på väggen utan ett ljust område i mitten och ett mindre ljust område utanför och sedan mörkt. Hur stort området som är ljust varierar med hur långt pappret är från väggen. Detta innebär ju att hur stort omrpdet som berörs av diffraktion på sensorn och den minskade skärpan p g a fenomenet borde påverkas av avståndet från bländarringen till sensorn. Detta kan vara en faktor bakom att digitala kompakter med fysiskt väldigt små bländaröppningar i mm och upplösningar som motsvarar kanske 80mpx i FF ändå kan nyttja t ex 14mpx vid maxbländare på en 1/2,3" sensor. Kan också bidra till skärpan i Leica M vidvinklar och förklara Canons val av short back focus (EF-S) objektiv i sina crop kameror.

Sedan fick jag lära mig att med liknande optisk konstruktion i varje fall blir diffraktion av samma signifikans vid samma fysiska bländaröppning. Säg 5mm - alltså bl 11 vid 50mm har samma effekt som bl 5,6 vid 28mm eller bl 16 vid 85mm.

Ett perfekt objektiv framför en väldigt högupplöst sensor uppnår aldrig teoretisk maxskärpa p g a diffraktion utan upplösningen faller bara med nedbländning. Optimal bländare är där diffraktionen tar vid som begränsande faktor för skärpan - inte de optiska felen.
 
Optiken i sig självt är så mycket att det ska vi inte ens gå in på för att inte förvirra det i början. Ove kanske kan hjälpa till senare.

Men till att börja med, tre saker att hålla reda på:
1: punkt på sensorn
2: bländarens synliga diameter (framifrån) och avstånd från sensorn
3: avståndet till målet

Då kan vi bygga den kanske enklaste modellen av ett objektiv, en s.k. "thin-lens" där alla brytningar av ljuset sker i själva bländaröppningen - som om du hade ett objektiv som bara består av en tunn skiva som bryter ljuset mot en punkt på sensorn.

50mm F2.8 betyder då en bländare på 50mm avstånd framför sensorn, med (50/2.8) 18mm diameter. Du har ett mål 1m framför dig. Varje punkt på målet avger ljus, och det ljus av detta som träffar bländaröppningen ska koncentreras mot en matematisk (oändligt liten) punkt på sensorn.

En viss punkt på målet avger ljus, detta ljus sprids mot din "thin lens", och denna ska bryta ljuset mot en perfekt punkt på sensorn.

Ett fysiskt objektiv är ju aldrig perfekt, utan det varierar lite i sin brytning beroende på var i bländarytan ljusstrålen träffar. Strålen som träffar exakt i mitten ska förhoppningsvis träffa sensorn perfekt (annars har du ett felcentrerat objektiv), men en stråle som träffar 4mm ut från centrum kanske bockas av för mycket och träffar lite vid sidan av punkten som är målet. Ytterligare 4mm (totalt 8mm) längre ut mot randen av bländaren kanske felet är omvänt, den tredje strålen träffar då på "andra sidan om målet" jmf den andra. Summerar man alla ljusstrålar som passerar genom bländaröppningen får man då en oskärpa, då ljuset som SKULLE ha koncentrerats mot en precis punkt istället sprids över ett visst område i stället. Som om du fotograferar en stjärna på natthimlen med ett oskarpt objektiv, då kan man verkligen SE hur spridningen blir.

Ju större bländaren blir, desto större krav ställs på optiken - det blir ju brantare vinklar som ljuset ska bryta av med för att träffa "rätt" punkt ju större diameter bländaröppningen har. Därför kan oskärpebildningen (oftast benämnd "PSF" om du läser vidare på nätet sen) förändras ganska kraftigt när man varierar bländarstorleken på ett objektiv, helt enkelt för att man "skär bort" randvinklarna på bländaren genom att minska diametern - dvs blända ner. Det är oftast ljusstrålarna som passerar in i objektivet närmast bländarkanten som böjs mest "fel" och alltså orsakar mest oskärpa.
......................

Mycket på en gång, ska försöka korta så mycket jag kan.
Angående avståndsberoende skärpa (eller rättare sagt "oskärpebildning") så finns det ju mycket att väga in. Atmosfäriska förluster är en sak, optiken är en annan.

Titta på 50F2.8-exemplet igen. För att fokusera närmre flyttar man bländaröppningen lite längre fram från sensorn. Att en stråle som träffar lite utanför bländarcentrum kanske inte bryts så att den träffar "rätt" punkt på senorn tittade vi på tidigare, men nu förändrar vi ju förutsättningarna. Kanske träffar stårlarna som passerar 4mm utanför bländarcentrum helt plötsligt "rätt", men de som ligger 8mm utanför träffar mer "fel" än innan. Oskärpebildningen har alltså påverkats. Ofta optimerar man en optisk konstruktion så att den blir så skarp som möjligt på ett visst fokusavstånd, och för de flesta normala moderna konstruktioner verkar detta vara nånstans mellan porträttavstånd (brännvidden x 50) och gruppbildsavstånd (brännvidden x 200).
 
Brännviddsförändringen är en funktion av vilken fokuseringstyp man väljer att använda. Dessutom måste man skilja på verklig och synbar brännvidd då de inte är samma sak.... Läser du om det på nätet är det nästan alltid den synbara brännvidden som avses.

Synbar brännvidd = medtagen bildvinkel jmf sensorstorleken.

36mm bred sensor bör ge en bildvinkel på ca 40 grader (på bredden) med ett 50mm objektiv. Med en klassisk konstruktion som t.ex Minolta(Sony) 50/1.4 minskar denna vinkel ju närmre du fokuserar - den synbara brännvidden ÖKAR alltså med många fasta mellanlånga objektiv.

Men med ett RF (rear focusing) eller IF (inner focusing) system kan detta bli lite vad konstruktören väljer. Ingen förändring, kortning eller förlängning. De flesta moderna zoomar har en märkbar förkortning, "värst" är nästan alltid superzoomar som 28-300, 18-200 osv. Nikon 18-200 har en synbar bärnnvidd på näravstånd (200mm valt) på dryga 110mm (!)
.............

PS...
Kom precis på ett exakt motexempel på "skärpeförsämring vid avlägsna mål".... Leica's APO-Telyt 180F3.4 är märkbart skarpare ju längre bort du fokuserar, eftersom det är väldigt starkt optimerat mot oändlighetsfokus. Det var ju från början en specialbeställning från amerikanska flottan, med ett enda användningsområde: fotografering av avlägsna skepp för senare identifiering och dokumentering.
DS
 
...
VARFÖR förresten minskar skärpedjupet vid större bländare?
...

Om man har en hålkamera. alltså en kamera där objektivet inte har några linser utan bara ett enda pyttigt hål. Så fungerar hålet som objektivet på en kamera. Ljusstrålarna från motivet passerar genom hålet och skapar en spegelvänd bild på andra sidan.
På en hålkamera kan man inte ställa in skärpan. Det finns inga linser som bryter ljuset. Den ger samma skärpa från noll till oändligt. Dock så blir inte skärpan lika skarp som om man använder linser.

Antagligen är det ungefär detta som bländaren råkar göra i objektivet (förutom att begränsa mängden ljus). Bländaren fungerar som hålet på en hålkamera och bidrar därför till att skapa skärpa även där linserna inte klarar av att göra det.

Petter ...
 
Så ett macro är då optimerat på korta avsånd?
Alla moderna makroobjektiv (och åtminstone ett omodernt) har flytande linser som skall kompensera för den förlust av skärpa mm som fås när ett objektiv fokuseras över ett stort område. Hur väl tillverkarna sen har lyckats med detta är kanske en annan sak. Jag tror att i alla tester av makroobjektiv jag sett har de varit mycket bra vid oändligt och nästan lika bra vid närgränsen.

Flytande linser innebär att objektivets linser rör sig i förhållande till varandra vid fokusering i st f att de alla rör sig parallellt, som de oftast gör i objektiv som fokuseras endast med utdrag.

Olle .
 
Om man har en hålkamera. alltså en kamera där objektivet inte har några linser utan bara ett enda pyttigt hål. Så fungerar hålet som objektivet på en kamera. Ljusstrålarna från motivet passerar genom hålet och skapar en spegelvänd bild på andra sidan.
På en hålkamera kan man inte ställa in skärpan. Det finns inga linser som bryter ljuset. Den ger samma skärpa från noll till oändligt. Dock så blir inte skärpan lika skarp som om man använder linser.

Antagligen är det ungefär detta som bländaren råkar göra i objektivet (förutom att begränsa mängden ljus). Bländaren fungerar som hålet på en hålkamera och bidrar därför till att skapa skärpa även där linserna inte klarar av att göra det.

Petter ...

Njae, tillverkar du en hålkamera är detta exakt som ett objektiv. Brännvidden är avståndet från filmen till hålet, bländartalet är hålets diameter genom avståndet. Anledningen till det stora skärpedjupet är att bländaren blir så väldigt liten. Har man 100mm mellan hål och film och ett 1mm hål är bländaren f/100... Ett ganska stort skärpedjup.
 
Njae, tillverkar du en hålkamera är detta exakt som ett objektiv. Brännvidden är avståndet från filmen till hålet, bländartalet är hålets diameter genom avståndet. Anledningen till det stora skärpedjupet är att bländaren blir så väldigt liten. Har man 100mm mellan hål och film och ett 1mm hål är bländaren f/100... Ett ganska stort skärpedjup.

ok stort skärpedjup, men aldrig skarpt.

Kan du hjälpa till att förklara varför det blir stort skärpedjup med litet hål?

Petter ...
 
Det är nästan lättare att rita.

A: stor bländare, i fokus
B: stor bländare, bakom fokus
C: liten bländare, i fokus
D: Stor bländare, bakom fokus (lika mycket bakom som "B")

Hur oskarpt det som är bakom fokuspunkten blir bestäms av måttet "d" (färgat grönt här i exempelbilden). Bild 2 är en förstoring på hur det ser ut när ljussträlarna från kanten på bländaren träffar sensorn.

Detta är ytterkanten av oskärpecirkeln som bildas. Ju större bländaren blir, desto större blir oskärpebildningen på något som står på ett visst avstånd bakom fokusplanet.
 

Bilagor

  • oskärpa1.jpg
    oskärpa1.jpg
    42.3 KB · Visningar: 291
  • oskärpa2.jpg
    oskärpa2.jpg
    31.4 KB · Visningar: 291
Det är nästan lättare att rita.

A: stor bländare, i fokus
B: stor bländare, bakom fokus
C: liten bländare, i fokus
D: Stor bländare, bakom fokus (lika mycket bakom som "B")

Hur oskarpt det som är bakom fokuspunkten blir bestäms av måttet "d" (färgat grönt här i exempelbilden). Bild 2 är en förstoring på hur det ser ut när ljussträlarna från kanten på bländaren träffar sensorn.

Detta är ytterkanten av oskärpecirkeln som bildas. Ju större bländaren blir, desto större blir oskärpebildningen på något som står på ett visst avstånd bakom fokusplanet.

Ett stort tack till dig ännu en gång, för att du lägger ner så mycke tid att öka vår kunskap, att du har orken och tålamodet. Jag uppskattar det väldigt mycket, du är värdefull och blir allt bättre på att förenkla förklaringarna, när kommer boken.

Jag tror att många av oss amatörer vill faktiskt veta mera, även om vi inte är duktiga i Raw-hantering, eller avancerade bildprogram. en duktig lärare som du Joakim är bättre än att själv försöka googla sig fram i en snårig fotodjungel. Vänl. /Bengt.
 
Det är nästan lättare att rita.

A: stor bländare, i fokus
B: stor bländare, bakom fokus
C: liten bländare, i fokus
D: Stor bländare, bakom fokus (lika mycket bakom som "B")

Hur oskarpt det som är bakom fokuspunkten blir bestäms av måttet "d" (färgat grönt här i exempelbilden). Bild 2 är en förstoring på hur det ser ut när ljussträlarna från kanten på bländaren träffar sensorn.

Detta är ytterkanten av oskärpecirkeln som bildas. Ju större bländaren blir, desto större blir oskärpebildningen på något som står på ett visst avstånd bakom fokusplanet.

Tack Joakim för en tydlig förklaring. Jag förstår resonemanget (tor jag), men det skapar faktiskt ännu mer frågor hos mig.

I ditt exempel sitter bländaren i brännpunkten och avståndet mellan bländaren där också ljusstrålarna bryts och sensorplanet är alltså brännvidden. Eller?

Jag menar det är ju känt att skärpedjupet också blir kortare vid samma sensorstorlek och bländare om man har längre brännvidd. Men då blir ju bildvinkeln mindre och enligt din bild ska ju istället skärpedjupet i så fall bli längre. Vad har jag missförstått?

En annan sak är det här med brännvidd definierat som avståndet mellan ljusets brytpunkt och sensorplan. Alltså hur är det möjligt att den ligger utanför linselementen? Ljuset kan väl inte brytas "i luften"?

Alltså, jag har t.ex. ett 500 mm. teleobjektiv. MEN! objektivet är ju faktiskt rent fysiskt kortare än 50 cm!

Jag har också ett par extrema vidvinklar, ett 11-18 och ett 8mm fisheye.
Jag tog fram skjutmåttet och mätte avståndet från objektivfattnings anslag till slutaren (tog en gammal analog Minoltakamera, ville inte peta med skjutmåttet mot sensorn på nån dyrare digitalkamera). Avståndet är 41mm (registeravstånd?). Hur är det då möjligt att montera vidvinklar öht?

Tittar man på objektivet och bländarens placering så sitter den c:a 40 mm längre fram i mitt 11-18 jämfört med objektivfattningens anslag. På zoomobjektiv flyttas ju inte bländaren fram och tillbaka, så då kan den ju inte sitta i brännpunkten alls, väl?

Det finns ju numera adaptrar för NEX som har inbyggd bländare för objektiv där bländarstyrning inte fungerar. Det måste väl vara allt annat än ett optimalt ställe att placera bländaren på?

För en tid sedan tillverkade jag mig min egen stativadapter för panoramabilder och fick då veta att det är viktigt att hitta objektivets nod-punkt, dvs. optiska centrum och läste en del guider om hur man kunde göra för att hitta den. Sen slog det mig att det borde man ju kunna förenkla betydligt eftersomdet ju är samma sak som brännvidden. Dvs med ett 50 mm-objektiv är optiskt centrum (=brännpunkten) 50 mm. framför bildplanet som ju är utmärkt på kameran med en symbol som består av en cirkel med ett streck i. Tänker jag rätt?

Nu stämmer ju inte ett enda dugg av detta teoretiska resonemang och saker är nte alls så glasklara som jag inbillade mig.

Inser att för att förstå det här bättre krävs en mer djuplodande inblick i objektvkonstruktion än resonemanget med "tunn lins". Är dock inte helt obildbar och räds inte för att dyka ner i mer omfattande material. Finns det någon "objektiv för dummies" att tillgå på nätet nånstans, eller var ska man leta efter beskrivning av mer detaljerade objektivkonstruktioner?

En annan sak, om nu bländaren är ett förhållande mellan iris-diameter noch brännvidden så förstår jag att ljusstarka teleobjektiv måste göras väldigt feta, men då borde ju vidvinklar å andra sidan enkelt kunna göras mycket ljusstarka och små. Så är det dock inte i verkligheten, det finns ju en uppsjö av telen upp till 200 mm. med f/2,8, men vidvinklar är sällan så ljusstarka. Mitt 11-18 t.ex. (hävdar inte alls att det är någon superoptik eller så) har f/4,5-5,6. Borde ju vara enkelt att göra ett sånt med större bländare, men icke så týdligen. (Jag har iofs också ett Sigma 20mm f/1,8 men det är ju ett ovanligt undantag har jag förstått).

Nä, objektiv är mer komplexa djur än som låter sig förklaras med ett teoretiskt skolexempel.


Och så en annan "idiotfråga" som jag kom att tänka på när jag pillade upp spegeln på en SLR och mätte där inne. På alla bilder av A55 med den genomsynliga sgelln så ser det lite coolt ut att se sensorn, men hallå, borde man inte se slutaren istället? Den är väl normalt inte öppen heller när kameran är i viloläge...

/Mats
 
Senast ändrad:
ANNONS
Götaplatsens foto – en riktig fotobutik.