21.11.2014

Foto, Techniknotiz: Fokuspunkt setzen oder Kamera bewegen?

Ein großer Vorteil der Canon 5Diii gegenüber ihrer „kleinen Schwester“, der 6D, ist ihr ausgefuchstes Fokussystem. Für Sport- und Actionfotografen ist das unbestritten ein Feature, das den höheren Kaufpreis für die 5D wohl rechtfertigt.

Ich höre aber öfters auch ein anderes Argument, das darauf zielt, mit der 5D Gegenstände außerhalb der Mitte des Suchers zu fokussieren (und spätestens da spitze ich die Ohren).

Üblicherweise stellt man ja im Zentrum des Suchers scharf. Das war in analogen Zeiten bzw. vor dem Aufkommen von Autofokus so, als es in der Mattscheibe einige Hilfen gab, um das Zentrum des Motivs manuell scharf zu bekommen.

Bei einer DSLR wie der Canon 6D (mit dem einzigen Kreuzsensor in der Mitte) ist das heute nicht anders. Wenn man den Schärfepunkt nicht in der Mitte des Bildes haben will, ist das einfach: man stellt in der Mitte scharf, und verschwenkt danach die Kamera.

Es gibt die Behauptung, daß, wenn man mit extrem lichtstarken Objektiven unterwegs ist, dies nicht mehr ohne weiteres möglich sei. Die Schärfentiefe ist äußerst gering (teilweise im Bereich von unter einem Millimeter), so daß man beim Schwenken der Kamera die Schärfenebene allzusehr „verkantet“. Das ursprünglich scharf gestellte Motiv im Zentrum sei, wenn man es mit einem Schwenk an den Rand des Bilds befördert, merklich unscharf. Hier bliebe dann nur übrig, mit der Kamera den Bildausschnitt zu wählen, um erst danach den Fokuspunkt zu setzen.

Ich habe das mal nachgerechnet.


Zunächst braucht man eine Formel, um die Beziehung zwischen Brennweite und Maßstab von Gegenstand und Abbild zu bestimmen. Die Linsengleichung (Formel via Wikipedia) bietet genau das. Nach Umstellung kann man mit ihr berechnen, in welcher Entfernung man eine Kamera aufstellen muß, um mit einem Objektiv einer bestimmten Brennweite einen Gegenstand von bekannter Größe abzubilden (wobei das „reelle Bild” – das „B” in der Formel – die Größe des Sensors beschreibt) .

Linsengleichung

(Grafik und Formeln via Wikipedia)



Sensor (reelles Bild = B)
mm (Brennweite = f)
m (Horizontale des Motivs = Gegenstand = G)

Entfernung Kamera - Motiv (= Gegenstandsweite = g) = 1.15 m


Mit Pythagoras kann man zumindest näherungsweise berechnen, was passiert, wenn man den Fokuspunkt „verschwenkt“.



Focal Displacement Calculator





m (Distance To Motive)
m (Pivot)

Focal Displacement = 4.34 mm




Eine Beobachtungen: wenn man die Entfernung („Distance To Motive”) verdoppelt, verdoppelt sich auch die Fehlerdistanz („Focal Displacement”). Wenn man die „Verschwenkung” (mir fällt gerade kein besserer Begriff ein: „Pivot”) verdoppelt, steigt die Fehlerdistanz jedoch im Quadrat.




Szenario 1: Porträt, Querformat, 30x45cm für das Motiv (da paßt bequem ein Gesicht hinein, mit etwas „Luft” rechts und links).

Das Objektiv sei ein 85mm. Laut Linsengleichung ist die Distanz zwischen Kamera und Motiv (mit der Breite 45cm im "G"; Vollformat im "B" der Linsengleichung) dann 1,15m.

Laut Schärfentiefe-Rechner ist der Schärfebereich bei Blende f/1.2 dann kleiner als 1mm.

Wenn man das Portrait nicht ins Zentrum, sondern an den Rand platzieren will, muß man die Kamera schwenken (nachdem man zB. auf ein Auge im Gesicht des Portraits scharf gestellt hat).

Beim "Verschwenken" der Kamera auf 1,15m um "X"cm ergeben sich folgende Differenzen zur Schärfe-Ebene[3]:
um 5cm => ~1mm
um 10cm => ~4mm
um 20cm => ~17mm

Szenario 2: Gleiches Motiv, diesmal mit einem 135mm mit einer Blende bei f/2.0.

Distanz Kamera-Motiv (mit der Breite 45cm; Vollformat) ist dann 1,82m - man kann hier also zwei Schritte zurück treten. Laut Schärfentiefe-Rechner ist der Schärfebereich in diesem Szenario ebenfalls unter 1mm.

Beim "Verschwenken" der Kamera auf einer Distanz von 1,82m um "X"cm ergeben sich deutlich geringere Differenzen zur Schärfe-Ebene:
um 5cm => ~0,7mm
um 10cm => ~2,7mm
um 20cm => ~11mm


(Ein Resume folgt)

14.11.2014

Exoplaneten: verkannte Meilensteine

Es ist schwer zu entscheiden, was mehr erstaunt: die sensationellen Ergebnisse der Raumforschung oder das verhaltene Echo in der Öffentlichkeit. Bislang haben Astronomen über 1800 fremde Welten entdeckt. […]

Die meisten der viel versprechenden Welten wurden mit dem sogenannten Durchgangsverfahren aufgespürt, auch Transit-Methode genannt. […] Voraussetzung ist allerdings, dass die fremde Sonne und sein Begleiter mit den Beobachtern etwa auf einer Linie liegen. Das kommt aber eher seltene vor. Es gehört also Glück dazu, Exoplaneten auf diese Weise aufzufinden.

[…]

Leben aller Art scheint allgemein verbreitet zu sein.[…] Sogar auf Lava speienden Schlünden am Grund der Weltmeere haben Naturforscher Leben gefunden. Höchst sonderbare Mikroben siedeln in kochendem Wasser und ernähren sich von Schwefelsäure. […]

(Volker Wittmann auf Telepolis)

Planeten gibt es im Universum offenbar in großer Zahl. Selbst solche, die auf einer Umlaufbahn ihr Zentralgestirn umkreisen, in der Wasser in flüssiger Form existiert, konnte man in jüngerer Zeit nachweisen. Wenn man dies mit der Beobachtung verbindet, daß auf unserem Planeten Leben sich selbst in den unwirtlichsten Nischen einnistet, kann man wohl mit einiger Gewißheit davon ausgehen, daß eine uralte Frage beantwortet wurde: wir sind im All nicht allein.

11.11.2014

Foto, Techniknotiz: Warum Vollformat-Sensor?

Ich habe gestern ein Script zur Berechnung von Schärfentiefe aus dem Keller meines Blogs hervorgeholt und (in der Sidebar hier rechts, unter „Foto”) verlinkt.

Mit Hilfe des Tools läßt sich recht gut nachvollziehen, warum eine bestimmte Art von Fotos nur mit einer Kamera mit einem Sensor im Vollformat machbar sind: solche mit einer starken Betonung von Unschärfebereichen im Vorder- bzw. Hintergrund. – Mir geht es im Folgenden nicht um ästhetische Fragen (darauf komme ich ggf. später zurück), sondern lediglich um den technischen Hintergrund.

Kurz nur eine Zusammenfassung der grundlegenden Zusammenhänge (ich gehe davon aus, daß die eh schon bekannt sind):


Sensorgröße:

  • Ein Vollformat-Sensor ist ebenso groß wie ein Dia oder Negativ im analogen Kleinbild (36x24mm).
  • Ein ASP-C-Sensor[1] mißt 22,2x14,8mm.
  • Der FourThird-Standard[2] basiert auf einer Sensorgröße von 17,3x13mm[3].
  • Crop-Faktor:

  • Der Crop-Faktor ist die Zahl, mit der man eine Brennweite multiplizieren bzw. dividieren muß, wenn man von Vollformat (bzw. Kleinbild) auf eine andere Sensorgröße umrechnen will.
  • ASP-C hat einen Crop-Faktor von 1,6.
  • FourThird: 2,0.
  • Wenn man zB. ein Objektiv von 50mm an einer ASP-C-Kamera verwendet, bekommt man einen Bildausschnitt, der dem eines 80mm (=50x1,6)-Objektiv an einer Vollformat entspricht.

    Dasselbe Objektiv an einer FourThird-Kamera liefert einen Bildausschnitt entsprechend eines 100mm (=50x2)-Objektives an einer Vollformat.

    Schärfebereich (auch Schärfentiefe oder Tiefenschärfe[4]):

  • Das ist der Bereich auf einem Foto, den man als „scharf“ empfindet. Vor und hinter diesem Bereich „verschwimmt“ das Bild (im sog. Bokeh)
  • Dabei gilt: je größer die Blende, und je größer die Brennweite, desto geringer der Bereich der Schärfe.
  • Mit Teleobjektiven bekommt man bei gleicher Blendenöffnung einen geringeren Schärfebereich als mit Weitwinkelobjektiven (bei gleichem Bildausschnitt).
  • Soweit, so bekannt.


    Weniger bekannt[5] ist das Verhältnis zwischen Sensorgröße und Schärfentiefe: je kleiner der Sensor, desto größer der Schärfebereich (bei gleicher Blende und gleichem Bildausschnitt).

    Zunächst leuchtet das nicht recht ein. Bei einem Objektiv mit gleicher Brennweite muß man den Bereich der Schärfentiefe mit dem Crop-Faktor verrechnen. Beispiel: 50mm bei 3m Fokus bei Blende f/4: Schärfebereich Vollformat: 86mm; FourThird: 43mm (also um den Faktor 2,0 geringer).

    Anders sieht es jedoch aus, wenn man sich für den erreichten Bildausschnitt interessiert – und nur darum geht es in der Praxis. Ich versuche es mit einem Beispiel:

    Wenn man an einer Vollformat für einen bestimmten Bildausschnitt ein 50mm-Objektiv benutzt, muß man bei einem FourThird-System dafür ein 25mm-Objektiv verwenden (Crop-Faktor 2,0). Das Beispiel (3m Fokus bei Blende f/4) ergibt bei Vollformat (50mm Brennweite) einen Schärfebereich von 86mm; bei FourThird (25mm Brennweite) sind das 186mm.

    Die Abweichung beträgt zwei Blenden: um 186mm Schärfebereich mit der Vollformat zu bekommen, muß ich um zwei Stufen abblenden (auf f/8); um 86mm auf der FourThird zu erreichen, die Blende zwei Stufen öffnen (auf f/2).

    Im Grunde ist der Zusammenhang leicht nachvollziehbar: ein 25mm-Objektiv ist „kürzer“ (mehr im Weitwinkel) als ein 50mm. Im Weitwinkel hat man grundsätzlich einen größeren Schärfebereich, und zwar unabhängig von der Sensorgröße der verwendeten Kamera.

    1. [1] ZB. in Spiegelkameras für den Consumermarkt von Nikon und Canon.
    2. [2] Olympus; Panasonic.
    3. [3] Andere Formate: vergl. hier.
    4. [4] Ob man „Schärfentiefe“ oder „Tiefenschärfe“ sagen soll, ist durchaus umstritten. Der Begriff „Schärfebereich“ ist wohl halbwegs unbelastet ist (und trifft es mE. ohnehin besser).
    5. [5] Zumindest scheint mir das so, wenn ich das an den meisten mir bekannten Debatten im 'net messe; Ausnahmen bestätigen die Regel (via).
    6.11.2014

    Der Kapitalismus - Arte

    Erster Teil der Reihe „Der Kapitalismus“ auf Arte.

    Adam Smith's Modell kann die Wurzeln der Marktwirtschaft nicht erklären. Wieso konnte es sich trotzdem durchsetzen?

    Michael Hudson kommt zu Wort; David Graeber erklärt, daß es nie so etwas wie eine Tauschgesellschaft gegeben hat (eine zentrale, jedoch empirisch widerlegte These für die Plausibilität des gesamten Theoriegebäudes der klassischen Ökonomie); China entdeckte Amerika vor Kolumbus; der Sklavenhandel im 16.Jh ist das entscheidende Treibmittel bei der Verbreitung der auf Schulden basierenden kapitalistischen Wirtschaftsweise; usf.

    Sehr sehenswert (und, eher nebenbei, ein Hinweis darauf, daß die öffentlich-rechtlichen Fernsehsender doch noch nicht gänzlich im Würgegriff von Politik, Wirtschaft, und Lobbyismus erstickt sind).


    Weitere Folgen auf YouTube:

    2. Folge (Adam Smith)
    3. Folge (David Ricardo)
    4. Folge (Karl Marx)
    5. Folge (Keynes vs. Hayek)
    6. Folge (Karl Polanyi)


    Ich habe gerade die letzte – sechste – Folge gesehen.

    Der Exkurs auf Gesellschaften, die eben nicht auf „Gier“ gegründet sind, ist bemerkenswert – wobei mir nicht klar wird, ob die Autoren der Serie der Meinung sind, daß diese Einsicht Polanyi zu verdanken sei.

    Nochmal der Hinweis auf David Graeber (der im Beitrag auch knapp zum Sprechen kommt).

    5.11.2014

    Streik der Lokführer - Kampf um die Bedeutung von Tarifverhandlungen

    […]

    Bei dem seit Monaten schwelenden Konflikt zwischen DB und GDL geht es im Kern um das Recht einer Gewerkschaft, Tarifverhandlungen für alle ihre Mitglieder zu führen. In der Vergangenheit hatte die GDL bei der Bahn die Verhandlungsführerschaft für Lokführer inne, die EVG für das Zugpersonal. Doch das Bundesarbeitsgericht hat in seinem Grundsatzurteil von 2010 die bisherige Praxis verworfen, nur einen Tarifvertrag für eine Berufsgruppe in einem Unternehmen gelten zu lassen, da dies dem Grundgesetz zuwiderläuft: „Es gibt keinen übergeordneten Grundsatz, dass für verschiedene Arbeitsverhältnisse derselben Art in einem Betrieb nur einheitliche Tarifregelungen zur Anwendung kommen können.“ Seitdem hat die GDL das Recht, für alle ihre Mitglieder eigene Tarifabschlüsse anzustreben. Die Deutsche Bahn will diese Entscheidung allerdings nicht anerkennen und fordert für sich auch weiterhin Tarifeinheit.

    […]

    In den Medien bleibt der eigentliche Konflikt zwischen DB und GDL nahezu unbeachtet.

    […]

    Mit dem Platzen der Verhandlungen hat die DB ihren Standpunkt noch einmal bekräftigt: Tarifeinheit um jeden Preis. […] Die GDL weist zurecht darauf hin, dass der Bahn die unterschiedliche Behandlung derselben Beschäftigtengruppe im Unternehmen schon seit Jahren mühelos gelingt, wenn das personalpolitisch opportun ist. […] Und wie es um die soziale Ordnung bei der Bahn bestellt ist, ist den Mitarbeitern der DB noch aus dem Jahr 2007 bekannt. Damals wollte die Bahn im Verbund mit der EVG-Vorgängergewerkschaft Transnet die Einstellung 1000 neuer Lokführer zu einem Stundenlohn von 7,50 Euro über eine Zeitarbeitstochter durchsetzen. Das Vorhaben scheiterte schließlich am Widerstand der GDL.

    (Dominique Schmidt beim Freitag; Hervorhebungen von mir)

    Beim „Freitag“ finde ich fast die einzige Stimme, die sachlich nach den Ursachen des Streiks der Lokführer fragt. Der Rest der veröffentlichten Meinung ist – und ich muß einen Moment innehalten; nachdenken, bevor ich das Wort verwende – pure Hetze, bis an den Rand persönlicher Verleumdungen von Gewerkschaftlern, und zT. noch darüber hinaus.


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