Skärpa vid olika bländare

[Customizer]

Har funderat lite hur det kommer sig att ett objektiv oftast blir skarpare då det bländas ner ett par steg?

Det jag menar är, om vi har två objektiv av samma brännvidd men med olika maximal bländare, hur kommer det sig då att det ljusstarkare objektivet oftast är skarpare än det ljussvagare objektivet på det sistnämndas största bländare?
T.ex två zoomobjektiv där det ena har största bländare f:2,8 och det andra f:4, varför är 2,8-objektivet vanligtvis skarpare på f:4 än vad det objektiv är som har f:4 som största bländare?

När man sedan kommer upp till f:8-11 är det inte säkert man ser någon skillnad alls.

Är det någon som kan förklara detta på ett enkelt och begripligt vis för en som undrar?
Hoppas ni förstod vad jag menade

 

[Fredrik AVT]

Svaret är egentligen ganska enkelt. Man skulle kunna göra ett snorskarpt 70-200/5,6 och ett riktigt dåligt 70-200/2,0 om man ville. Men att göra skarpa objektiv kostar pengar och det skulle vara svårt att motivera någon att köpa ett alldeles så skarpt 70-200/5,6 om det vore dyrt för då kommer man ju föredra att vilja lägga pengarna på ett objektiv som även är ljusstarkare (OBS kontroversen kring Canons 70-300/4-5,6 L iS USM - dyrt, skarpt och ljussvagt). Likaså skulle man nog tveka att köpa ett kasst objektiv med en stor bländare som glädjesiffra och även om det vore kasst är mängden glas som måste till stort om bländaröppningen är stor (ett stegs större öppning dubblerar glasets areal och ger en vikt av glas som mer än dubbleras för var varje enskilt linselement) och därför blir det inte så billigt att tillverka. Då är problemet - vem vill köpa ett dyrt, ljusstarkt och kasst objektiv?

Alltså läggs mest omsorg på design och tillverkning på objektiv som både är relativt ljusstarka OCH skarpa. Med andra ord, man får vad man betalar för.

Det har funnits undantag. T ex har Nikkor Ai (eller var det AIS) 80-200/4 ett väldigt gott ryckte. Likväl är Canon 70-300 L väldigt skarpt trots klen ljusstyrka. Det finns undantag åt andra hållet också. Vissa i serien av Tokinas 28-80/2,8 var inga höjdare på de flesta bländare (däremot skall de äldsta med f/2,6-2,8 variabel bländare ha varit bra - en köpt design från Angieneux).

 

[larsborg]

Svaret är mycket enkelt, alla objektiv, med få undantag, ger bäst upplösning när det är något nerbländat, dvs. ca. 2 - 2,5 bländarsteg från alltså största bländaren.
Objektiv 2,8/135 mm, med största bländare 2,8, ger bäst upplösning/skärpa på bländare 5,6 - 8,0
Objektiv 4,0/135 mm, med största bländare 4,0, ger bäst upplösning/skärpa på bländare 8,0 - 11,0

Ljusstrålarna i kanterna, av bilden, randstrålarna med ett annat namn, stoppas med en nerbländning, dessa randstrålar påverkar negativt den upplevda skärpan, - jämför, du kisar med ögonen, för att kunna se extra skarpt.

Glassorter och antal linser i objektivet, den optiska konstruktionen, för optimal skärpa, men flera linser och stor diameter, vid frontlinsen (hög ljusstyrka = största bländare t.ex.1,0 - 1,8 - 2,8) ger en tungt objektiv, vikt vs prestanda vs pris, - det blir alltid en kompromiss till slut.

 

[ravi]

Det finns undantag. Nikons 85:1.8G är klart skarpare än 85:1.4G på full bländare. Om man inte måste ha 1.4 är det ett klart bättre köp att skaffa det billigare objektivet. 85:1.4 är verkligen inte något dåligt objektiv. Jag har det själv och är mycket nöjd, men om jag skulle köpa ett nytt 85mm idag undrar jag om jag inte skulle skaffa den ljussvagare varianten.

 

[Rutquist]

T.ex två zoomobjektiv där det ena har största bländare f:2,8 och det andra f:4, varför är 2,8-objektivet vanligtvis skarpare på f:4 än vad det objektiv är som har f:4 som största bländare?

Det där tycker jag faktiskt inte stämmer.

Det är klart att om man jämför billigast möjliga f/4 zoom med ett proffsobjektiv som kostar 5 gånger så mycket så är det dyrare objektivet skarpare.

Men jämför man ett f/4 proffsobjektiv med ett f/2.8 proffsobjektiv så brukar de ge ungefär jämförbar skärpa vid f/4, trots att det långsammare objektivet är mindre och billigare.

Den som vill kan roa sig med att jämföra skärpan på olika objektiv här: http://www.dpreview.com/reviews/len...&cameraId2=nikon_d800&version2=0&fl2=85&av2=4

 

[larsborg]

Den som vill kan roa sig med att jämföra skärpan på olika objektiv här: http://www.dpreview.com/reviews/len...&cameraId2=nikon_d800&version2=0&fl2=85&av2=4

Kan man inte roa sig med att använda sitt eget objektiv, på olika bländare, olika motiv, för att jämföra skärpan?

 

[Customizer]

Svaret är egentligen ganska enkelt. Man skulle kunna göra ett snorskarpt 70-200/5,6 och ett riktigt dåligt 70-200/2,0 om man ville. Men att göra skarpa objektiv kostar pengar och det skulle vara svårt att motivera någon att köpa ett alldeles så skarpt 70-200/5,6 om det vore dyrt för då kommer man ju föredra att vilja lägga pengarna på ett objektiv som även är ljusstarkare (OBS kontroversen kring Canons 70-300/4-5,6 L iS USM - dyrt, skarpt och ljussvagt). Likaså skulle man nog tveka att köpa ett kasst objektiv med en stor bländare som glädjesiffra och även om det vore kasst är mängden glas som måste till stort om bländaröppningen är stor (ett stegs större öppning dubblerar glasets areal och ger en vikt av glas som mer än dubbleras för var varje enskilt linselement) och därför blir det inte så billigt att tillverka. Då är problemet - vem vill köpa ett dyrt, ljusstarkt och kasst objektiv?

Alltså läggs mest omsorg på design och tillverkning på objektiv som både är relativt ljusstarka OCH skarpa. Med andra ord, man får vad man betalar för.

Det har funnits undantag. T ex har Nikkor Ai (eller var det AIS) 80-200/4 ett väldigt gott ryckte. Likväl är Canon 70-300 L väldigt skarpt trots klen ljusstyrka. Det finns undantag åt andra hållet också. Vissa i serien av Tokinas 28-80/2,8 var inga höjdare på de flesta bländare (däremot skall de äldsta med f/2,6-2,8 variabel bländare ha varit bra - en köpt design från Angieneux).

Detta har jag full förståelse för.

 

[Customizer]

Svaret är mycket enkelt, alla objektiv, med få undantag, ger bäst upplösning när det är något nerbländat, dvs. ca. 2 - 2,5 bländarsteg från alltså största bländaren.
Objektiv 2,8/135 mm, med största bländare 2,8, ger bäst upplösning/skärpa på bländare 5,6 - 8,0
Objektiv 4,0/135 mm, med största bländare 4,0, ger bäst upplösning/skärpa på bländare 8,0 - 11,0

Ljusstrålarna i kanterna, av bilden, randstrålarna med ett annat namn, stoppas med en nerbländning, dessa randstrålar påverkar negativt den upplevda skärpan, - jämför, du kisar med ögonen, för att kunna se extra skarpt.

Glassorter och antal linser i objektivet, den optiska konstruktionen, för optimal skärpa, men flera linser och stor diameter, vid frontlinsen (hög ljusstyrka = största bländare t.ex.1,0 - 1,8 - 2,8) ger en tungt objektiv, vikt vs prestanda vs pris, - det blir alltid en kompromiss till slut.

Det understrukna här ovan förstår jag dock ej
Visst att dessa randstrålar gör bilden svagare men eftersom man använder samma bländare borde det väl bli lika mycket randstrålar oavsett vilket objektiv man använder?

 

[Rutquist]

Kan man inte roa sig med att använda sitt eget objektiv, på olika bländare, olika motiv, för att jämföra skärpan?

Det är klart att man kan, om man råkar ha två objektiv med samma brännvidd men olika maxbländare, men varför lägga timmar på att göra ett sådant test, när informationen går att hitta på 30 sekunder på internet?

 

[larsborg]

Det understrukna här ovan förstår jag dock ej
Visst att dessa randstrålar gör bilden svagare men eftersom man använder samma bländare borde det väl bli lika mycket randstrålar oavsett vilket objektiv man använder?

Randstrålarna passerar i de yttre delarna av de runda linserna, i ett objektiv, kommer aldrig direkt att hamna i fokus, dvs. ge en hög skärpa i de yttre hörnen av en bild, optiskt svårt därmed dyrt att få randstrålarna att vinklas in mot skärpe-planet, men det går med nya glassorter och en avancerad konstruktion, några Zeiss objektiv har faktiskt nära full upplösning vid största bländaröppning, men det kostar, - billigare att då blända ner ett mycket billigare objektiv!

Varför blir det bättre upplösning, vid en nerbländning?
Jo, man skärmar av randstrålarna, de ligger utefter kanterna till de runda linserna, vid den största bländaren ner till en mindre diameter på bländaren av ca två enheter, på 2,8/135 mm objektivet ovan, från max diameter öppning av 48 mm (bl. 2,8) ner 24 mm (bl. 5,6).
På ett objektiv är bländaröppningen (diametern) i direkt förhållande enbart till brännvidden.
Brännvidd (mm) / bländartal = bländardiameter (mm)

Vid bl. 5,6, då är diametern på bländaröppningen 24mm, på båda de två objektiven ovan, - 2,8/135 mm och 4,0/135 mm.
Men, - det ljusstarkaste, 2,8/135 mm behöver gå ner till 24 mm i diameter (bl. 5,6) för att få bort randstrålarna, det något ljussvagare 4,0/135 mm behöver ytterligare gå ner till 17 mm i diameter (bl. 8,0) för erhålla samma resultat!
2,8/135 mm, - avskärma från max diameter på bländaren 48 mm till 24 mm, rund kant-sköld av 24 mm!
4,0/135 mm, - avskärma från max diameter på bländaren 34 mm till 17 mm, rund kant-sköld av 17 mm!

Det är inte bländardiametern i sig, som avgör hur bra man skärmar av randstrålarna, - utan hur långt avskärmningen ligger ifrån den största bländaröppningen på objektivet!

 

[Customizer]

Randstrålarna passerar i de yttre delarna av de runda linserna, i ett objektiv, kommer aldrig direkt att hamna i fokus, dvs. ge en hög skärpa i de yttre hörnen av en bild, optiskt svårt därmed dyrt att få randstrålarna att vinklas in mot skärpe-planet, men det går med nya glassorter och en avancerad konstruktion, några Zeiss objektiv har faktiskt nära full upplösning vid största bländaröppning, men det kostar, - billigare att då blända ner ett mycket billigare objektiv!

Varför blir det bättre upplösning, vid en nerbländning?
Jo, man skärmar av randstrålarna, de ligger utefter kanterna till de runda linserna, vid den största bländaren ner till en mindre diameter på bländaren av ca två enheter, på 2,8/135 mm objektivet ovan, från max diameter öppning av 48 mm (bl. 2,8) ner 24 mm (bl. 5,6).
På ett objektiv är bländaröppningen (diametern) i direkt förhållande enbart till brännvidden.
Brännvidd (mm) / bländartal = bländardiameter (mm)

Vid bl. 5,6, då är diametern på bländaröppningen 24mm, på båda de två objektiven ovan, - 2,8/135 mm och 4,0/135mm.
Men, - det ljusstarkaste, 2,8/135 mm behöver gå ner till 24 mm i diameter (bl. 5,6) för att få bort randstrålarna, det något ljussvagare 4,0/135 mm behöver ytterligare gå ner till 17 mm i diameter (bl. 8,0) för erhålla samma resultat!
2,8/135 mm, - avskärma från max diameter på bländaren 48 mm till 24 mm, rund kant-sköld av 24 mm!
4,0/135 mm, - avskärma från max diameter på bländaren 34 mm till 17 mm, rund kant-sköld av 17 mm!

Det är inte bländardiametern i sig, som avgör hur bra man skärmar av randstrålarna, - utan hur långt avskärmningen ligger ifrån den största bländaröppningen på objektivet!

Tack så mycket!
Efter att ha läst igenom det du skrev några gånger så tror jag nu att jag förstår problematiken kring min frågeställning.
Verkligen kul när folk tar sig tid att förklara sådana här saker för oss som inte begriper.

Tusen tack, Pär

 

[Parsi]

Fredrik AVTs svar är dock korrektare.

Absoluta bländarvärdet och hur optiken är korrigerad för alla linsfelen har betydelse.

Skillnaden i nedbländning, alltså hur mycket objektivet är nerbländat från sin maximala bländaröppning, påverkar möjligen förekomsten av ströljus i objektivet, och därmed kontrasten, men inte skärpan i sig.

Det är faktiskt ganska vanligt att mindre ljusstarka objektiv har i stort sett full skärpa redan från fullt öppen bländare.

Och att ett 135mm /4. skulle ha bäst skärpa vid bl. 8 till 11 är inte särskilt rimligt. Ett modernt sådant objektiv, skulle snarare ha max-skärpa på runt bl. 5.6, möjligen 6.3, och dessutom inte vara särskilt förnimbart mindre skarpt fullt öppen, bl 4.

 

[Parsi]

Skulle man kunna bygga ett perfekt objektiv, alltså ett objektiv där alla linsfelen är korrigerade på ett mycket bra sätt, skulle det objektivet alltid vara skarpast fullt öppet.

En teoretisk perfekt lins, är helt flat och mycket tunn, och bryter ihop alla strålar till en punkt. Hade det existerat, är det enda som behövs för ett perfekt, symmetriskt objektiv, en enda sådan lins.

Nu är det så att linser blir tjocka. Och om vi tar just en lins med en viss fix brännvidd, så är det så att ju större vi gör den (i diameter) desto tjockare blir den i mitten. Historiskt sett så är det oerhört mycket lättare och billigare att slipa linser till stor precision, om man slipar linsytan sfäriskt (detta beror på själva slipmetoderna). Tyvärr är den sfäriska formen inte den korrekta, om man vill bryta ihop strålar till en punkt. Tillsammans med det faktum att ljus med olika färg bryts olika (jmf. regnbåge) samt att strålar från motivets kanter (sneda) passerar genom linserna en annorlunda väg, blir det hela ett komplicerat problem att korrigera. Det problemet förvärras om vi vill göra ett ljusstarkt objektiv. Dels därför att linserna då blir tjockare, dels därför att större delar av ljuset kommer att gå genom linsdelar där den sfärsiska formen avviker mera från idealformen, dels därför att större delar av ljuset kommer att brytas i en kraftigare vinkel.

Ju ljusstarkare objektiv, desto svårare blir det. Lösningen är då oftast att inte söka optimal korrektion för full öppning. Det här ser man tydligt på de vanligaste normalobjektiven t.ex., som är ordentligt 'mjukare' på full öppning.

 

[larsborg]

Fredrik AVTs svar är dock korrektare.

Absoluta bländarvärdet och hur optiken är korrigerad för alla linsfelen har betydelse.

Skillnaden i nedbländning, alltså hur mycket objektivet är nerbländat från sin maximala bländaröppning, påverkar möjligen förekomsten av ströljus i objektivet, och därmed kontrasten, men inte skärpan i sig.

Det är faktiskt ganska vanligt att mindre ljusstarka objektiv har i stort sett full skärpa redan från fullt öppen bländare.

Och att ett 135mm /4. skulle ha bäst skärpa vid bl. 8 till 11 är inte särskilt rimligt. Ett modernt sådant objektiv, skulle snarare ha max-skärpa på runt bl. 5.6, möjligen 6.3, och dessutom inte vara särskilt förnimbart mindre skarpt fullt öppen, bl 4.

Min text gäller den grundläggande optiska fysiken, - tillägg är nämnt "nya glassorter och en avancerad konstruktion" ändrar på förutsättningarna.

Det är ovanligt, att ett objektiv ger bra upplösning/skärpa, ända ut i kanterna, vid max bländaröppning.

I stort sätt (?) full skärpa bör väl innebära, att skärpan inte är optimal.

Åter igen, du skriver " .... 135/4 .... Ett modernt sådant objektiv .... inte vara särskilt förnimbart mindre skarpt fullt öppen, bl 4 ", - inte vara särskilt förnimbart och i stort sätt, bör väl även här innebära, att skärpan inte är optimal.

 

[Fredrik AVT]

För mig är frågan ställd varför ljusstarka objektiv nedbländade är skarpare än ljussvagare objektiv. Alla tekniska aspekter som nämnts är säkert helt korrekta men o grunden kan man ju säga att det kommer ner till tillberkningskostnad. Får objektivet kosta hur mycket sim helst är det mesta möjligt.

Sedan finns ju en faktor till. Diffraktionen tilltar i stigande takt med ökat bländartal. Med en riktigt packad sensor så har ett väldigt skarpt ljusstarkt objektiv teoretiska förutsättningar att ge högre upplösning än ett ljussvagt sådant. Fenomenet gör sig redan påminnt med 16mp i 4/3 (dagens m43) där flera objektiv begränsas i maxskärpa redan från största bländare - detta gäller idag ffa vid f/5,6 och skall systemet fortsätta utvecklas åt högre mp antal kommer det behövas ljusstarkare kitzoomar för att inte påvisa tydlig diffraktionspåverkan redan vid full glugg. Givetvis är pixeldensiteten samma i 24 mp aps-c det är bara det att normalzoomen till aps-c har längre fysisk brännvidd och därför större bländaröppning i mm vid samma f-tal samt att upplösningen totalt är högre så inverkan på helbilden blir mindre.

Men rent teoretiskt som jag förstått det så skulle ett optiskt perfekt 100/2,0 vid 2,0 tillåta högre upplösning än ett optiskt perfekt 100/4 p g a diffraktion.

 

[Parsi]

Men rent teoretiskt som jag förstått det så skulle ett optiskt perfekt 100/2,0 vid 2,0 tillåta högre upplösning än ett optiskt perfekt 100/4 p g a diffraktion.

Helt korrekt.
Och det är nog också korrekt att för normala foto-objektiv är den ekonomiska aspekten (och storlek o vikt) avgörande. Men vad jag förstår så kan ibland det 'perfekta' vara praktiskt omöjligt att komma hur nära som helst. Dvs, det finns en en optimalare lösning, som kommer att vara bättre pga t.ex färre linsytor.

 

[Parsi]

Min text gäller den grundläggande optiska fysiken, - tillägg är nämnt "nya glassorter och en avancerad konstruktion" ändrar på förutsättningarna.

Det är ovanligt, att ett objektiv ger bra upplösning/skärpa, ända ut i kanterna, vid max bländaröppning.

I stort sätt (?) full skärpa bör väl innebära, att skärpan inte är optimal.

Åter igen, du skriver " .... 135/4 .... Ett modernt sådant objektiv .... inte vara särskilt förnimbart mindre skarpt fullt öppen, bl 4 ", - inte vara särskilt förnimbart och i stort sätt, bör väl även här innebära, att skärpan inte är optimal.

Det jag valde att förtydliga runt, var din avslutande sammanfattning:
"Det är inte bländardiametern i sig, som avgör hur bra man skärmar av randstrålarna, - utan hur långt avskärmningen ligger ifrån den största bländaröppningen på objektivet! "
Som vi skulle kunna säga är väldigt lätt att misuppfatta. ;-)
Det är alltså verkligen bländarvärdet i sig, som är avgörande - INTE diametern, som du korrekt påpekar, dock inte på ett tydligt sätt. Framförallt den andra delen som blandar in avståndet till "största bländaröppning på objektivet" grumlar till det rejält.
Man kan få intrycket av att maxskärpa ligger 2 steg ner från största bländare. Så är det inte. En konstruktion som har mindre maxbländare har många fördelar. Bla så blir linser med samma krökningsradie betydligt tunnare.

Frediks svar var 'korrektare' därför att han direkt kopplade till kostnad.

 

[larsborg]

Det jag valde att förtydliga runt, var din avslutande sammanfattning:
"Det är inte bländardiametern i sig, som avgör hur bra man skärmar av randstrålarna, - utan hur långt avskärmningen ligger ifrån den största bländaröppningen på objektivet! "
Som vi skulle kunna säga är väldigt lätt att misuppfatta. ;-)
Det är alltså verkligen bländarvärdet i sig, som är avgörande - INTE diametern, som du korrekt påpekar, dock inte på ett tydligt sätt. Framförallt den andra delen som blandar in avståndet till "största bländaröppning på objektivet" grumlar till det rejält.
Man kan få intrycket av att maxskärpa ligger 2 steg ner från största bländare. Så är det inte. En konstruktion som har mindre maxbländare har många fördelar. Bla så blir linser med samma krökningsradie betydligt tunnare.

Frediks svar var 'korrektare' därför att han direkt kopplade till kostnad.

Jag har inte påpekat, - "Det är alltså verkligen bländarvärdet i sig, som är avgörande - INTE diametern, som du korrekt påpekar, ...." !

Nej, det är inte bländarvärdet i sig, utan hur mycket avskärmningen ligger innanför, som en ring, räknat från max bländaren.
2,8/135 mm, - avskärma från max diameter på bländaren 48 mm (= bl.2,8) till 24 mm (= bl.5,6), den nerbländningen gör skillnad på bildresultatet, att moderna konstruktioner med nya glassorter förändrar förutsättningarna är helt klart.
1,8/50 mm, - avskärma från max diameter på bländaren i detta fall 28 mm (= bl.1,8) till 13 mm (= bl.4,0) ger motsvarande resultat.

Solklart, inte grumligt alls, för rent optiskt, 2 bländarsteg ner ger skillnad på bildresultatet, ofta oavsett brännvidd, kan knappast missuppfattas.

 

[Parsi]

Anledningen till att många, de flesta, objektiv blir skarpare vid nedbländning är ekonomisk.
Det är ju riktigt att de blir skarpare därför att man tar bort randstrålarna som dessa objektiv är mindre bra korrigerade för. Däremot är hur mycket som är "avskärmat" ganska likgiltigt. Det är bländarvärdet i sig som styr hur lätt det är att korrigera. Men att börja från mindre maxbländare är dessutom ännu lättare.

Det är alltså lättare att göra ett 200mm 2.8 objektiv skarpast på bl. 4, än att göra det skarpast på bl. 2.8. Men det är dessutom ännu lättare att göra ett 200mm 4.0 objektiv lika skarpt eller skarpare på bl. 4, än 200mm f/2.8 objektivet på samma bl. 4. Det är inte nödvändigt med någon nedbländning alls.

Det är alltså det absoluta bländarvärdet som är det intressanta - för varje brännvidd - för hur lätt det är att korrigera, inte hur mycket man dragit ner från objektivets max bländare.

Vad gäller objektiv med olika brännvidd, så är det så att de geometriskt motsvarar objektiv av olika 'storlek'. Ett objektiv med längre brännvidd är alltså 'större'. Eftersom vi däremot fortfarande tittar på samma utsnitt av bildplanet, så måste objektivet vara exaktare för att åstadkomma samma skärpa. Så problemen blir värre. (= dyrare). Objektivet måste var nogrannare korrigerat och toleranserna för krökningsradier måste vara mindre.

Din tumregel stämmer visserligen hyfsat. Men det hänger nog mer ihop med hur tillverkare typiskt valt att kompromissa med korrigeringen på objektiv med fasta brännvidder.
Det är lätt att hitta exempel på objektiv som inte uppför sig enligt din modell med 2 stegs nedbländning. Canons 18-55 IS kit-zoomar t.ex, som alltså börjar på låg ljusstyrka, är skarpare fullt öppna än nedbländade två steg. Samma sak kan man se på t.ex. ett högklassigt kort makrotele.
Moderna ljussvaga zoomar är typiskt skarpa från början och väldigt jämna i skärpa över många bländarsteg från fullt öppna.
http://www.photozone.de/canon-eos/831-canon_1855_3556stmis?start=1
Detsamma kan man säga om högklassiga telen.
Medan ett ljusstarkt normalobjektiv går igenom en mycket kraftig förbättring över ibland så många som 4 stegs nedbländning, och faktiskt är mycket 'medelmåttigt' fullt öppet.
http://www.photozone.de/nikon--nikkor-aps-c-lens-tests/413-nikkor_50_14g?start=1.

 

[Parsi]

Jag tror ju att du vill sammankoppla frågan "varför skarpare" rent praktiskt och handgripligen till existerande objektiv.

Medan jag pratar mer teoretiskt kring det hela, utgående från att anledningen till att många, de flesta, objektiv blir skarpare vid nedbländning är ekonomisk.