Warum führt ein größerer Sensor zu einer geringeren Schärfentiefe?

Es wurde an erwähnt ein paar Stellen , dass ein größerer Sensor führt zu Bildern mit einer geringeren Tiefe des Feldes. Beispielbild:

APS-C Canon 30D links, FF Canon 5D rechts, gleiches Objektiv, gleiche Komposition, beide f / 2.8

Ich verstehe, wie sich die Sensorgröße beispielsweise auf das Sichtfeld bezieht, aber die Beziehung zur Schärfentiefe scheint nicht eindeutig zu sein.

Es scheint tatsächlich widersprüchlich - ich habe mehr Vertiefungen auf meinem Sensor und kann mich auf weniger Punkte konzentrieren .

Was ist der Grund für diesen Effekt?

Erstens hat die Anzahl der Vertiefungen auf dem Sensor keinen Einfluss darauf, wo Sie sich konzentrieren können oder auf wie viel Sie sich konzentrieren können. Unscharfes Licht trifft immer noch auf den Sensor.

Einfach gesagt, mit einem Vollbildsensor haben Sie eine geringere Schärfentiefe, da Sie näher an das Motiv heranrücken (oder hineinzoomen) müssen, um den Rahmen auszufüllen. Beachten Sie, dass in Ihrem Beispiel dieselbe Komposition angezeigt wird : Die Kamera wurde bewegt oder die Brennweite geändert, um den Rahmen mit der Flasche zu füllen.

Anders ausgedrückt: Wenn Sie ein Stativ an seinem Platz befestigen und eine Aufnahme mit einer APS-C-Kamera machen, bei der die Flasche den Rahmen füllt, dann machen Sie dieselbe Aufnahme mit einer Vollbildkamera an genau derselben Position mehr Platz um die Flasche. Sie müssen also entweder zoomen oder die Kamera näher heran bewegen, um die gleiche Aufnahme zu erzielen, bei der die Flasche den Rahmen ausfüllt, wodurch sich die Schärfentiefe ändert.

Sehen Sie sich diese hervorragende Zusammenfassung der Sensorgrößen und ihrer Auswirkungen an.

Ohne die Kamera zu bewegen, erhalten Sie eine geringere Schärfentiefe, wenn Sie einen größeren Sensor verwenden, während Sie das Öffnungsverhältnis und das Sichtfeld beibehalten (bei gleicher endgültiger Ausgangsgröße). Das heißt, wenn Sie dieselben Einstellungen beibehalten, die FF-Kamera jedoch so zoomen, dass sie dem Blickwinkel entspricht (was zu einer äquivalenten Komposition führt).

Die Schärfentiefe ist eine Funktion der physikalischen Größe der Apertur. Ein 75-mm-1: 4,0-Objektiv bei einer Vollformatkamera hat eine physikalische Blende von 75/4, dh 18,75 mm, während ein 50-mm-1: 4,0-Objektiv bei einer 1,5-fach-Crop-Kamera eine physikalische Blende von 50/4, 12,5 mm hat

Daraus lässt sich leicht ableiten, welche äquivalente Blende Sie benötigen, um mit beiden Kameras / Objektiven die gleiche Schärfentiefe zu erzielen. Für eine physikalische Blende von 18,75 mm mit einem 50-mm-Objektiv müsste die Blende 1: 2,6 (50) betragen / 18.75) das ist mehr als ein ganzer Stopp schneller!

Warum führt ein größerer Sensor zu einer geringeren Schärfentiefe?

In einfachen Worten: Das tut es nicht.

Wenn Sie genau dasselbe Objektiv verwenden und nur die Sensorgröße ändern, erhalten Sie mit dem größeren Sensor keine geringere Schärfentiefe.

Nur wenn Sie andere Variablen ändern, um die unterschiedliche Sensorgröße auszugleichen, kann sich die Schärfentiefe ändern.

Bei den von Ihnen geposteten Beispielbildern hat der Fotograf die Kamera tatsächlich bewegt! Vermutlich hat er dies getan, um die Änderung der Sensorgröße auszugleichen, sodass das Hauptmotiv ungefähr den gleichen Teil des Rahmens ausfüllte. Wenn Sie die Kamera jedoch bewegen, ändern sich die Perspektive und die relativen Abstände zwischen Objekten. In diesem Fall hat die Kamera mehr Tiefenschärfe, wenn sie sich von den Objekten entfernt.

Wenn er weder die Kamera bewegt noch die Brennweite geändert hätte (durch Zoomen oder Wechseln der Objektive), würde die vom kleineren Sensor aufgenommene Aufnahme natürlich "beschnitten" aussehen und nur einen Teil des Bildes des größeren Sensors anzeigen zeigt an. Aber im Übrigen wären die technischen Aspekte des Fotos die gleichen, nur beschnitten.

Also der Grund, Sensorgröße eine Menge Dinge ändern sich je ist nicht eigentlich aufgrund der Sensorgröße, sondern wegen dem , was Sie tun , für die Sensorgröße zu kompensieren, sei es durch sein , eine andere Kameraposition, Objektiv wählen oder Ebene zoomen. In diesem Beispiel wurde ein anderer Kamerastandort ausgewählt, dh die Kamera wurde auf die Motiventfernung umgestellt.

Vielleicht ist der klarste Weg, dies zu erklären, der folgende: Wenn Sie ihn mit einem beschnittenen (APS-C) Sensor vergleichen, der dasselbe Bild vom selben Punkt aus aufnimmt, benötigen Sie eine längere Brennweite. Längere Objektive sorgen für eine geringere Schärfentiefe.

Bearbeiten (genauer, ärgerlicher): Es ist also unkorrekt und irreführend zu sagen, dass ein größerer Sensor zu einer geringeren Schärfentiefe führt, zumindest direkt, auf keinen Fall, dass dies tatsächlich passieren könnte.

Die Schärfentiefe hängt NUR von der Brennweite und der Blendenzahl ab. Auf jedem möglichen Sensor (oder Film) gibt das gleiche Objektiv (gleiche Einstellungen) die gleiche Schärfentiefe. Wenn wir davon ausgehen, dass jede Kamera, auf die wir dieses gegebene Objektiv aufsetzen, die richtige Fassung und den gleichen Abstand zwischen Objektiv und Brennebene hat, um den Fokus richtig einzustellen, erhalten wir nur einen Vergleich aller möglichen Sensor- / Filmformate mit verschiedenen beschnittenen Teilen des gleicher projizierter Bildkreis.

UPDATE: Hier ist ein Update, um meinen Kommentatoren (und allen Interessierten) mitzuteilen, warum ich in meiner obigen Antwort die CoC in Bezug auf die Sensorgröße nicht berücksichtigt habe. Die meisten Leute, die dies vielleicht bereits lesen, wissen wahrscheinlich mehr über dieses Thema als ich und finden es möglicherweise dumm, etwas zu lesen, das sie bereits kennen. Denken Sie daran, ich versuche nur, dies in die richtige Perspektive zu rücken.

Für diejenigen, die es nicht wissen, ist ein Kreis der Verwirrung einer unter unendlichen Lichtpunkten, die eine Linse auf ihre Brennebene projiziert, in unserem Fall der Teil einer Kamera, in dem sich ein Sensor oder ein Film befindet. Je näher dieser Punkt einem Punkt kommt (der keine Größe hat, aber unser Punkt ist nie ein Punkt, weil die Linsen nicht perfekt sind), desto schärfer ist das Bild (in diesem Bereich) und umgekehrt. (Eine grobe Definition, nur um Neulinge in das Thema einzuführen, Experten verschwenden bitte keine Zeit damit, dies zu kritisieren.)

Ich denke, wir können uns darauf einigen, dass der maximal zulässige CoC ein Wert ist, der verwendet wird, um mit mathematischer Sicherheit zu bestimmen, was im Fokus steht und was nicht; Es dient dem Zweck, "eine Linie zu zeichnen" (da es tatsächlich einen fließenden Übergang zwischen scharf und nicht scharf gibt), und kann entsprechend der gewünschten Druckgröße angepasst werden, da dies bei einem größeren Druck der Fall wäre Der Übergang ist offensichtlicher und auf einer gewissen Ebene würde man feststellen, dass einige Bereiche, die bei Betrachtung eines kleineren Ausdrucks desselben Bildes im Fokus zu sein scheinen, tatsächlich unscharf sind.

Das Anwenden von Formeln, bei denen ein Element der CoC ist, um den DOF zu bestimmen, ist ein analytischer Prozess. So können Sie verstehen, was vor sich geht, ohne Dinge zu ändern (dh das Bild, das eine Linse auf eine Brennebene projiziert). Die Tatsache, dass es CoCs gibt und dass entschieden werden muss, welche CoC-Größe die richtige ist, um ein scharfes Bild einer bestimmten Größe zu erzeugen, ändert nichts an der Funktionsweise eines Objektivs für verschiedene Sensoren / Filmformate.

Wenn Sie einen Großdruck erhalten möchten, ist es meines Wissens möglicherweise erforderlich, eine andere akzeptable Schärfe zu berücksichtigen. In meiner obigen Antwort gehe ich davon aus (und ich habe es auch erklärt), dass die Fokusebene immer die gleiche ist, und genau das passiert in modernen DSLRs, von denen wir sprechen: Die unterschiedliche Wiedergabe eines Objektivs auf verschiedenen Körpern ist nur eine Frage des Zuschneidens.

Manchmal hilft eine hässliche, stark vereinfachte Zeichnung

Je nach Auflösung der beiden Sensoren werden unterschiedliche Ergebnisse erzielt, wenn zwei Ausdrucke mit der gleichen Größe von den beiden Sensoren erstellt werden.

Wenn wir davon ausgehen, dass die Pixeldichte für beide Sensoren gleich ist und mit einer festen Auflösung gedruckt wird, sehen die Ausdrucke des kleineren Sensors genauso aus wie die größeren, nur abgeschnitten.

Wenn wir wieder davon ausgehen, dass die Pixeldichte gleich ist und mit einer festen Größe gedruckt wird, sehen die Ausdrucke des kleineren Sensors wie vergrößerte Ausschnitte der größeren mit einer geringeren Qualität aus.

Wenn wir zum Zweck unserer Analyse einfach und korrekter davon ausgehen, dass beide genügend Pixel haben, um eine festgelegte Größe zu drucken, ohne merklichen Qualitätsverlust, ist das, was wir in den Ausdrucken des kleineren Sensors erhalten, wie eine beschnittene Vergrößerung des Ausdrucks des größeren Sensor, so können wir in der Tat einen Unterschied in der Schärfentiefe sehen, das heißt, wir sehen mehr Details, so dass es einfacher ist, leicht unscharfe Bereiche zu erkennen. Dies hätten wir berücksichtigen können, wenn wir beschlossen hätten, einen größeren CoC in die Formel aufzunehmen, als wir beim Schießen den DOF berechneten. Wer ist so grob als Fotograf, das nicht zu tun? ;-)

Allerdings mache ich mich über niemanden lustig. Ich sage nur, um es kurz zu machen: Wenn Sie große Drucke machen, möchten Sie vielleicht ein bisschen mehr DOF aus Ihrer Blende herausdrücken und eine höhere Blendenzahl auswählen, damit ein Teil des Bildes um die Linie herum unscharf und scharf wird Der Fokus ist scharf genug, um auch bei Vergrößerungen voll im Fokus zu sein. Das ist es.

Das gleiche Objektiv mit den gleichen Blendeneinstellungen (bei gleicher Brennweite, wenn es sich um einen Zoom handelt) liefert immer das gleiche Ergebnis. CoC ist keine physikalische Variable wie die oben erwähnten, die das Licht, das aus dem Objektiv in die Kamera gelangt, wirklich verändert. Es ist ein Parameter, mit dem mathematisch bestimmt wird, ob etwas scharfgestellt ist.

Sie können nicht sagen, dass DOF ​​eine Funktion der Sensorgröße ist (unter anderem), da größere Sensoren für große Ausdrucke verwendet werden und Sie in großen Ausdrucken unscharfe Bereiche sehen, die Sie in kleinen Ausdrucken nicht sehen. Zuerst, weil es sich bei einer indirekten Beziehung um einen Euphemismus handelt, dann, weil auf Kosten der Genauigkeit Details berücksichtigt werden. Vielleicht fehle ich an ... mehr als etwas.

Die Schärfentiefe ist eine Funktion vieler Variablen, von denen eine die Entfernung zum Motiv ist. In dem Beispielfoto, das Sie gepostet haben, wurde die linke Seite mit einer Canon 30D aufgenommen, die über einen APS-C-Schnittsensor (24 mm) verfügt, während die rechte Seite mit einer Canon 5D aufgenommen wurde, die über einen Vollbildsensor verfügt (35 mm). Beide Fotos wurden mit demselben Objektiv bei derselben Blende aufgenommen.

Der Grund DoF zwischen der 30D und 5D geändert ist , weil zu halten Framing oder die Größe des Objekts in Bezug auf die Größe des Bildes, müssen Sie die 5D näher. Dies liegt daran, dass die 5D für jedes gegebene Objektiv ein breiteres Sichtfeld hat als die 30D. Je näher Sie einem Motiv kommen, desto dünner wird Ihre Schärfentiefe.

Die Schärfentiefe wird nur von zwei Faktoren bestimmt. Sie sind Vergrößerungsverhältnis und Blende. Mit Vergrößerung meine ich die endgültige Pritgröße im Verhältnis zur Objektgröße. Größere Sensoren erfordern eine geringere Vergrößerung, um zu einer bestimmten Druckgröße zu gelangen. Sie scheinen also eine größere Schärfentiefe zu haben. Wenn sie jedoch im gleichen Verhältnis wie der kleinere Sensor vergrößert werden, wird nachgewiesen, dass der Verwechslungskreis NUR auf der Blende basiert.