Fotografie im Nahbereich bis Makro Abbildungsmaßstab 1:1 und größer. Ein Thema für Begriffe wie "förderliche Blende" und Beugungsunschärfe

Seit Ewigkeiten liegt da für einen Zehner vom Flohmarkt mitgenommen ein Novoflex-Balgengerät mit Nikon F-Bajonett ungenutzt rum! Da wir jetzt mehr Zeit als uns lieb ist haben, will ich mich nach Jahrzehnten (!) endlich mal an Makro wagen. Ohne große Ambitionen. Das einzige echte Makro-Objektiv, das ich habe, ist das Olympus ZUIKO DIGITAL 35mm F3.5 Macro mit FourThirds-Anschluss, das bevorzugt auf die 16 Megapixel microFourThirds Olympus OM-D E-M5 adaptiert wird.

Das Novoflex Balgengerät wird auf die spiegellose Fuji DSLM adaptiert. Als Objektive habe ich zunächst das Nikon GN AUTO NIKKOR 1:2.8 f=45mm vorgesehen, weil es sich auf f/32 abblenden lässt. Und das Nikon LENS SERIES E 50mm 1:1.8, das bis Blende 22 geht.

„Wie weit ich mich in diesem Bereich der Fotografie mit Themen wie „förderliche/optimale Blende“, „Beugung“ befasse, traktieren lassen, möchte ich noch nicht voraussehen…“ hatte ich noch im Blogbeitrag geschrieben. Um mich dann doch anders zu entscheiden. Der Reihe nach.

Ausrüstung

Wer billig kauft, kauft zweimal…

Dieser Makro-Kreuzschlitten war rausgeschmissenes Geld. Der ist allenfalls für das Gewicht einer kleinen Konsumer-Digitalkamera ausgelegt, mit der man je nach Modell natürlich auch Nahaufnahmen und Makros fotografieren kann.

Viel besser!

Auch wenn mich das Thema Makro nie so richtig fesseln wird, habe ich noch einen Kreuzschlitten aus Vollmetall geordert und eine so genannte Laborbühne.

Nikon NIKKOR-HC AUTO 1:1.8 f=85mm von 1972 für die Makrofotografie

Objektive mit Abblendmöglichkeit bis Blende f/32 und erstes "Modell"

Abgelichtet mit dem Tamron 6,3/95-205 mm Tamron von 1961: Blende f/22 und f/32

Fotografie im Nahbereich

Für diese Art der Fotografie im Nahbereich (ca. 2 m) war das betagte Tamron wohl eher nicht gerechnet… Dennoch ist zu erkennen, dass die Schärfe bei f/32 eher besser ist als bei f/22.

Förderliche Blende, Beugungsunschärfe

Ich versuche es mal aus meiner Sicht. Bereits zu Analogzeiten wurde nie nachgelassen zu betonen, dass ein beliebiges Objektiv bei Abblenden von zwei Stufen über die Lichtstärke eine deutlich bessere Leistung bringt. Das lichtstarke 1,4/50 mm also auf f/1,4 x 2 = f/2,8, das 2,8/200 auf f/2,8 x 2 = f/5,6. Wenn das Licht es zulässt und etwas mehr Schärfentiefe gewünscht ist. Weiteres Abblenden über 2 x Lichtstärke nur, wenn noch mehr Schärfentiefe benötigt wird bis hin zur so genannten Beugungsunschärfe.

Über diese Beugungsunschärfe muss man sich aber nur dann den Kopf zerbrechen, wenn man in den Abbildungsbereich 1:1 (Makro) und größer geht. Mehr dazu weiter unten.

Die Fotografie bei vorhandenem Licht - Available Light - bleibt davon unbenommen. Was nützt die verwackelte, unbrauchbare Aufnahme bei Blende f/2,8, wenn die Offenblende f/1,4 das bewegungsscharfe Bild geliefert hätte... In der Sporthalle käme kein Fotograf, keine Fotografin auf die Idee abzublenden. Da ist beim 70-200 Zoom, 300 mm Tele Offenblende f/2,8 angesagt!

In der digitalen Fotografie kommt der Faktor 2 erneut zum Tragen

Dort im Zusammenhang mit Abbildungsgröße oder Abbildungsmaßstab und Beugungsunschärfe. Pauschal zu sagen, dass Aufnahmen im Vollformat oder beim APS-C-/microFourThirds-Sensor mit Blende 22 durch Beugungsunschärfe unbrauchbar werden, ist schnell widerlegt.

Größenordnung 95 Prozent aller meiner Fotos, mit denen die analogen, wie digitalen Sammel- und Gebrauchskameras gezeigt werden, werden vom Stativ aus mit der spiegellosen 20 Megapixel Sony Alpha 3000 aufgenommen. Objektiv ist immer das ebenso simple wie gute (!) und stabilisierte 3,5-5,6/18-55 mm Kit Zoomobjektiv. Der Abstand der 20 Millionen Einzelsensoren, der so genannte Pixelpitch auf dem 15 x 23 mm großen APS-C Sensor der A3000 beträgt 4,3 Mikrometer. Dieser Pixelpitch, multipliziert mit 2 soll in der digitalen Fotografie die theoretische Blende ergeben, bis zu der ohne Gefahr der so genannten Beugungsunschärfe fotografiert werden kann.

Bei der Sony Alpha also 4,3 Mikrometer x 2 = f/8,6, gerundet Blende f/9. Über diesen Wert soll noch Reserve von einer Blende bestehen, heisst in diesem Fall f/11. Praktisch alle mit der Sony Alpha 3000 aufgenommenen Sachaufnahmen entstehen bei Blende f/22. Ohne die geringste Spur von Beugungsunschärfe! Warum? Weil es einfach nur am Abbildungsmaßstab liegt!

Ist der Begriff Beugungsunschärfe deshalb nur ein Schlagwort von Theoretikern?

Nein, aber die Beugungsunschärfe kommt wirklich erst bei Abbildungsmaßstäben ab 1:1 in der Makrofotografie zum Tragen, wie die folgende Tabelle zeigt.

Diese Tabelle zeigt, wie weit ein Kleinbild-Objektiv abgeblendet werden kann:

Und diese Tabelle schafft endlich Klarheit!

Zoom-Objektive werden gern mit dem Prädikat "Makro" dekoriert. Gemeint ist eine Naheinstellmöglichkeit bis zum Abbildungsmaßstab 1:4. Und die dazugehörige "förderliche nominelle Blende"? Gerundet f/40. Welches Zoom bietet eine so kleine Blende? Gar keins! Es ist also vollkommen OK, das Objektiv bei einer 1:4 Nahaufnahme bis aufs Maximum, gewöhnlich f/16 oder f/22, abzublenden. Auch die zum 1:2 Abbildungsmaßstab passende Blende f/33 stimmt mit der Realität überein. Ein 4/105 mm Mikro (Makro) Nikkor, das ohne Zwischenring 1:2 erreicht, kann gefahrlos bis f/32 abgeblendet werden. Selbst bei 1:1 kann noch bis f/22 abgeblendet werden. Erst darüber geht die ohne Beugungsunschärfe mögliche Blende merklich runter. Bei einem Spezialisten, wie dem Canon Lupen-Objektiv geht bei 5:1 Abbildungsmaßstab eben nur noch gerundet f/8.

Die Tabellenwerte wurden über die Internetseite "Förderliche Blende anhand des Abbildungsmaßstabs berechnen lassen" ermittelt!

Erster Versuch, Stichwort Beugung! Aufnahme-Objektiv Nikon NIKKOR-HC AUTO 1:1.8 f=85mm

Bitte zum Vergrößern auf die kleinen Fotos klicken!

Wenn man genau hinsieht und die Oberfläche des Bauteils "C105" sowie die markierte Lötstelle begutachtet, ist schnell zu erkennen, dass nach Blende f/11 die Oberfläche des Bauteils und die Lötstelle immer "schwammiger, weicher" wird. Ohne es kontrolliert zu haben, dürfte ich da vermutlich im Maßstab jenseits der 2:1 liegen, was die Beugungsunschärfe ab f/11 beweist.

Zweiter Versuch – zur Kontrolle mit dem ungleich besser erhaltenen, moderneren und optisch möglicherweise besseren Nikon LENS SERIES E 50mm 1:1.8

Das meiner Meinung nach beste Ergebnis mit Blende f/16.

(Sichtbare) Beugung im Zusammenhang mit Monitorwiedergabegröße bzw. späterer Auflösungsreduzierung

Ich habe die neben-/übereinanderstehenden Abbildungen im Screenshot nicht extra beschriftet.

Bitte genau auf die jeweiligen Prozent- und Blendenangaben in den Einzelbildaufnahmen achten!

Mit zunehmender Monitorwiedergabegröße zeigt sich bei Abblenden die Beugungsunschärfe immer deutlicher. Will man die Beugungsunschärfe demonstrieren, geht das nur bei 1:1/100 Prozent Monitorwiedergabe.

Oder umgekehrt: Rechnet man Fotos mit zweistelligen Megapixelzahlen nur klein genug, könnte man behaupten, dass die Beugungsunschärfe gar nicht existiert. Selbstverständlich ist die Beugungsunschärfe nicht weg. Sie ist nur nicht (mehr) erkennbar!

Durchgehend scharfe Fotos bei Abbildungsmaßstäben jenseits der 2:1 lassen sich also nur durch Übereinanderlegen und Verrechnen zahlreicher unterschiedlich fokussierter Einzelfotos zum fertigen Makro realisieren. Fokus-Stacking eben. Eine Technik, die ich mir noch nicht antue. Probieren werde ich es – in einem späteren Update.

Nachtrag

Schärfentiefegewinn durch die Scheimpflug-Regel

Ich will mich mit der Erklärung nicht lange aufhalten, das kann Wikipedia hier besser!

Wie in der kleinen Abbildung zu sehen, wird dabei die Standarte, die das Objektiv enthält gekippt. Bei Großformatkameras kann auch die hintere Standarte, die den Planfilm oder Bildsensor aufnimmt, zusätzlich gekippt werden.

Ralf Jannke, Mai 2020

 

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