Beugungsunschärfe

Warum eine kleine Blende nicht automatisch mehr Schärfe bedeutet

Wer möglichst viel im Bild scharf haben möchte, schließt die Blende. Aus f/5,6 wird f/8, dann f/11 oder f/16. Die Schärfentiefe wächst – und zunächst scheint alles in die richtige Richtung zu gehen.

Doch irgendwann passiert etwas scheinbar Widersprüchliches: Obwohl die Schärfentiefe weiter zunimmt, wirken feine Details im gesamten Bild etwas weicher. Verantwortlich dafür ist die Beugung des Lichts.

Beugungsunschärfe gehört damit zu den fotografischen Effekten, bei denen zwei unterschiedliche Arten von „Schärfe“ gegeneinander abgewogen werden müssen. Wer versteht, was dabei passiert, kann die Blende bewusster wählen, statt einfach nach der kleinsten verfügbaren Öffnung zu greifen.

Was ist Beugungsunschärfe?

Beugungsunschärfe bezeichnet den Verlust an Detailauflösung, der durch die Beugung von Licht an einer kleinen Blendenöffnung entsteht.

Licht lässt sich nicht in jeder Situation ausschließlich als geradliniger Strahl betrachten. Es besitzt Welleneigenschaften. Passiert Licht eine begrenzte Öffnung wie die Blende eines Objektivs, breitet es sich hinter dieser Öffnung nicht vollkommen geradlinig weiter aus. An der Öffnung entstehen Beugungs- und Interferenzeffekte.

Je kleiner die Blendenöffnung im Verhältnis zur Wellenlänge des Lichts wird, desto stärker wirkt sich dieser Effekt auf die Abbildung aus. In der Fotografie führt das bei hohen Blendenzahlen schließlich dazu, dass feinste Strukturen weniger klar voneinander getrennt werden können.

Das Entscheidende dabei: Beugung ist kein Objektivfehler. Sie ist eine grundlegende physikalische Eigenschaft des Lichts und lässt sich deshalb auch mit einem optisch hervorragenden Objektiv nicht vollständig vermeiden.

Was passiert mit dem Licht?

Ein idealer Lichtpunkt wird durch eine kreisförmige Öffnung nicht als mathematisch perfekter Punkt abgebildet. Stattdessen entsteht ein Beugungsmuster mit einem hellen Zentrum und schwächeren Ringen darum. Das zentrale Beugungsscheibchen wird als Airy-Scheibchen oder Airy Disk bezeichnet.

Mit zunehmender Blendenzahl – also einer kleineren relativen Blendenöffnung – wird dieses Beugungsmuster größer. Benachbarte feine Bilddetails beginnen sich dadurch stärker zu überlagern. Zunächst sinkt vor allem der Kontrast sehr kleiner Strukturen; bei stärkerer Beugung lassen sich feine Details schließlich nicht mehr sauber voneinander trennen.

Das ist wichtig, weil Beugungsunschärfe nicht plötzlich bei einer bestimmten Blende „eingeschaltet“ wird. Der Übergang ist fließend.

Eine Aussage wie „Ab f/11 entsteht Beugungsunschärfe“ ist deshalb zu pauschal.

Beugung gibt es grundsätzlich. Die praktische Frage lautet vielmehr: Ab wann wird ihr Einfluss in meinem Bild relevant oder sichtbar?

Warum Abblenden zunächst trotzdem schärfere Bilder liefern kann

An dieser Stelle wird es interessant. Wenn Beugung beim Schließen der Blende zunimmt, könnte man vermuten, dass ein Objektiv grundsätzlich bei Offenblende die höchste Bildschärfe liefern müsste.

In der Praxis stimmt das häufig nicht.

Bei weit geöffneter Blende können verschiedene Abbildungsfehler eines realen Objektivs stärker sichtbar sein. Durch moderates Abblenden lassen sich einige davon reduzieren, sodass die Abbildungsleistung zunächst steigt. Nikon weist beispielsweise darauf hin, dass bei Focus-Shift-Aufnahmen häufig eine etwas geschlossene Blende sinnvoll ist, weil damit eine hohe Detailwiedergabe bis in die Bildränder erreicht werden kann.

Damit treffen zwei gegenläufige Entwicklungen aufeinander:

Beim Abblenden können Objektivfehler geringer werden, während gleichzeitig die Beugung zunimmt.

Dazwischen liegt häufig ein Bereich, in dem das Objektiv eine besonders hohe Detailauflösung erreicht. Wo dieser Bereich liegt, hängt vom jeweiligen Objektiv und vom gesamten Aufnahmesystem ab. Eine universelle „schärfste Blende“ gibt es daher nicht.

Was bedeutet Beugungsunschärfe für deine Fotografie?

Besonders relevant wird das Thema immer dann, wenn Du für viel Schärfentiefe stark abblenden möchtest.

Das klassische Beispiel ist die Landschaftsfotografie. Vordergrund, Mittelgrund und Hintergrund sollen möglichst scharf erscheinen. Die Versuchung ist groß, einfach f/16 oder f/22 einzustellen.

Damit wächst zwar die Schärfentiefe, gleichzeitig kann aber die Detailauflösung durch Beugung sinken. Genau darin liegt der fotografische Zielkonflikt: Eine kleinere Blende kann einen größeren Entfernungsbereich akzeptabel scharf erscheinen lassen, während die maximal erreichbare Detailzeichnung innerhalb dieses Bereichs abnimmt. Auch bei der Betrachtung der Schärfentiefe ist deshalb die kleinste mögliche Blende nicht automatisch die beste Wahl.

Beugung ist damit weniger eine Grenze als vielmehr ein weiterer Faktor bei der Wahl der Blende.

Manchmal ist f/16 trotz sichtbarer Beugung genau die richtige Entscheidung, weil Dir die zusätzliche Schärfentiefe wichtiger ist als die maximal mögliche Detailauflösung. In anderen Situationen bringt das starke Abblenden kaum einen gestalterischen Vorteil – dann verschenkst Du möglicherweise unnötig Auflösung.

Ein Beispiel aus der Praxis

Stell Dir eine Landschaftsaufnahme mit Steinen im Vordergrund, einer Baumgruppe in mittlerer Entfernung und Bergen am Horizont vor.

Mit f/5,6 liefert Dein Objektiv vielleicht eine sehr gute Detailzeichnung. Der nahe Vordergrund liegt jedoch außerhalb der gewünschten Schärfentiefe.

Du wechselst auf f/8. Der scharf erscheinende Bereich wird größer und die feinen Strukturen bleiben sehr gut erhalten.

Bei f/11 gewinnst Du noch etwas Schärfentiefe. Vielleicht ist das für genau diese Aufnahme der sinnvollste Kompromiss.

Bei f/22 reicht die Schärfentiefe schließlich noch weiter. Betrachtest Du die Aufnahme anschließend groß, stellst Du jedoch fest, dass feine Blätter, Grasstrukturen oder Felsen insgesamt weniger knackig erscheinen.

Das bedeutet nicht, dass f/22 „falsch“ war. Vielleicht war diese Blende notwendig, um die gewünschte Aufnahme überhaupt zu erhalten. Die Bildgestaltung entscheidet, welcher Kompromiss sinnvoll ist.

Falls Du dagegen maximale Detailauflösung und sehr große Schärfentiefe benötigst, kann eine Serie von Aufnahmen mit unterschiedlichen Fokusebenen und anschließendes Focus Stacking eine Alternative zum extremen Abblenden sein. Dabei kann eine Blende gewählt werden, bei der das Objektiv eine hohe Abbildungsleistung bietet.

Sensorgröße, Pixel und die Frage nach der „Beugungsgrenze“

Rund um die Beugungsunschärfe taucht häufig die Frage auf, ab welcher Blende eine bestimmte Kamera „beugungsbegrenzt“ arbeitet.

Hier lohnt sich eine Differenzierung.

Die physikalische Größe des Beugungsmusters hängt im Wesentlichen von der Blendenzahl und der Wellenlänge des Lichts ab. Ob und wie deutlich Du dessen Auswirkungen im fertigen Foto erkennst, hängt jedoch zusätzlich von Faktoren wie Pixelgröße beziehungsweise Pixeldichte, Ausgabegröße, Vergrößerung und Betrachtungsabstand ab.

Eine hochauflösende Kamera macht Beugung deshalb nicht stärker. Sie kann deren Auswirkungen bei einer Betrachtung auf Pixelebene lediglich früher sichtbar machen, weil sie feinere Details überhaupt erfassen kann. Mehr Megapixel werden durch Beugung also nicht plötzlich zum Nachteil.

Auch deshalb ist eine starre Tabelle nach dem Muster „Vollformat bis f/11, APS-C bis f/8“ nur eine grobe Orientierung und keine fotografische Naturkonstante.

Entscheidend ist am Ende, wie das fertige Bild betrachtet und verwendet wird.

Beugungsunschärfe und Schärfentiefe sind nicht dasselbe

Beide Effekte hängen mit der Blende zusammen, beschreiben aber unterschiedliche Dinge.

Die Schärfentiefe beschreibt den Entfernungsbereich vor und hinter der eingestellten Fokusebene, der im fertigen Bild ausreichend scharf erscheint.

Die Beugungsunschärfe betrifft dagegen die mögliche Detailauflösung des optischen Systems selbst.

Beim Schließen der Blende wächst normalerweise die Schärfentiefe. Gleichzeitig nimmt jedoch der Einfluss der Beugung zu.

Genau daraus entsteht der praktische Kompromiss.

Muss ich Beugungsunschärfe vermeiden?

Nein.

Sie ist kein fotografischer Fehler, den Du um jeden Preis verhindern musst.

Eine kleine Blende kann aus vielen Gründen sinnvoll sein: für mehr Schärfentiefe, für längere Belichtungszeiten oder auch für ausgeprägte Blendensterne an punktförmigen Lichtquellen. Letztere entstehen ebenfalls durch Beugung an der Blende.

Die bessere Frage lautet deshalb nicht:

„Wie vermeide ich Beugungsunschärfe?“

Sondern:

„Welche Blende liefert für dieses Bild den sinnvollsten Kompromiss?“

Wenn f/16 das Bild ermöglicht, das Du gestalten möchtest, darfst Du f/16 verwenden. Wenn f/8 dieselbe Bildwirkung mit höherer Detailauflösung liefert, gibt es dagegen wenig Grund, unnötig weiter abzublenden.

Beugungsunschärfe entsteht, weil Licht an der Blendenöffnung gebeugt wird. Je weiter Du die Blende schließt, desto stärker kann dieser Effekt die Auflösung feiner Bilddetails begrenzen.

Das bedeutet aber nicht, dass kleine Blenden grundsätzlich schlecht sind.

In der Praxis wägt Du zwischen Schärfentiefe, Objektivleistung, Beugung, Belichtungszeit und der gewünschten Bildwirkung ab. Deshalb gibt es auch keine Blendenzahl, die für jede Kamera, jedes Objektiv und jedes Foto gleichermaßen die Grenze darstellt.

Wenn Du Beugungsunschärfe verstanden hast, musst Du kleine Blenden also nicht meiden. Du kannst vielmehr bewusst entscheiden, wann die zusätzliche Schärfentiefe den möglichen Verlust an feinster Detailzeichnung wert ist.