Diffraksjon, og hva det gjør med bildene dine

Vær obs når du bruker små blenderåpninger.
Dette er ikke en nybegynnerguide. Du bør ha grunnleggende kjennskap til hvordan en blender fungerer og hva den gjør, og litt interesse for optiske fenomener og bildekvalitet.

De fleste objektiver er skarpest et sted i området f/4.0-f/8. Ved mindre blendere, begynner vi å se et fenomen som heter diffraksjon.

Diffraksjon er kort fortalt et fenomen der lys brytes som en bølge som passerer gjennom en spalte. Det er ikke nøyaktig det som skjer i en blender, men også når lyset passerer gjennom blenderen endrer lysstrålene egenskaper som begrenser skarpheten i bildet. Den beste sammenlikningen er kanskje en bølge som treffer en trang åpning i en molo.
Bølgen fortsetter ikke rett fram, men på sprer seg ut i en halvsirkel når den har kommet gjennom åpningen.

Når lyset har passert gjennom blenderen, avsetter den ikke lenger et lyspunkt der den treffer, men et sirkulært bølgemønster, kalt Airy-skive (etter oppdageren, Geroge Airy). Jo større denne skiven er (målt ved diameteren til den innerste mørke ringen), jo mindre skarpt blir bildet. Når skiven blir større enn pikslene i kameraet, vil du få synlig mindre skarpe bilder.

Effekten avhenger kun av blenderåpning og lysets bølgelengde. Jo mindre blenderåpningen er, desto større blir skiven, og jo mindre skarpe blir bildene dine.

Kameraets oppløsning (egentlig pikselstørrelse) har likevel noe å si, for jo større piksler du har, desto større Airy-skiver kan man ha før de overskrider størrelsen på en piksel, og dermed gjør bildet mindre skarpt.

Små piksler ikke nødvendigvis verre enn store
Dersom du har en Sony A7R II med 42 megapiksler, vil du, ved 100% forstørrelse, se effekten av diffraksjon på større blendere enn med en Sony A7S II med 12 megapiksler. Men dersom du bare bruker 12 megapiksler uansett, for eksempel til en utskrift, eller hvis du reduserer antall piksler til 12 megapiksler, vil du ikke se forskjell i diffraksjon på de to kameraene, rett og slett fordi du forminsker effekten av diffraksjonen når du forminsker bildet. Effekten kommer som nevnt an på pikselstørrelsen, så dersom du har en Canon EOS 750D, med 24 megapiksler, har kameraet mindre piksler enn til og med EOS 5Ds, og på kompaktkameraer er pikslene ofte så små at du ser effekten på alt unntatt største blender (og kanskje også der, men det er vanskelig å si, siden du ikke har noe å sammenlikne med).
Diffraksjon er altså ikke et argument mot et stort antall piksler. Det bare begrenser muligheten du har til å utnytte alle pikslene maksimalt.

Alt skarpt eller ikke noe skarpt
Når du blender ned, får du større dybdeskarphet. Særlig på makro er dette viktig, for den korte fokusavstanden du bruker ved slik fotografering gjør dybdeskarpheten svært liten. Da må du ofte blende ned så langt at diffraksjonen slår inn for fullt. Så når du tror du får nesten hele bildet skarpt, vil du kanskje heller oppleve at ingenting blir skarpt. Det er selvfølgelig å sette det litt på spissen, og du må ganske langt opp i blendertall før det blir så ille.

Mange profesjonelle fotografer bruker blender f/22 uten engang å tenke over diffraksjonen. Du får ikke like sylskarpe bilders som på f/5,6, men dybdeskarpheten gjør at du får bedre bilder allikevel, og da er det verdt det. Det er antakelig bare hvis du trenger alle pikslene kameraet gir (100% forstørrelse) at du vil kunne se det.

Nedenfor ser du utsnitt av noen bilder tatt med Canon EOS 760D med Tamron SP 45mm f/1.8 på ulike blendere. Bildene er skarpest på f/4 og f/5.6 etter det begynner man så smått å kunne se effekten, men man skal ha et trenet øye og se svært godt etter for å se det på f/8, og da ser man det kun hvis man sammenlikner med et annet bilde. På mindre blendere blir effekten tydeligere, og på f/16 ser man det helt klart at det er mindre skarpt enn på f/4.

f/5.6
f/5.6

f/8.0
f/8.0

f/11
f/11

f/16
f/16
 - Airy-disk
Airy-disk
 - F/5,6 (t.v.) og f/16. Det er tydelig forskjell i skarphet. 100% forstørrelse.
F/5,6 (t.v.) og f/16. Det er tydelig forskjell i skarphet. 100% forstørrelse.

Varsle Foto.no
Som innlogget kan du kommentere artikler.
Artikkelkommentarer
Kent H.
Til Oddvar:
Det finnes jo også kompaktkameraer som kan utnytte oppløsningen til fulle, f.eks RX100-serien med sine 20,2 megapiksler på en 13,2mm x 8,8mm brikke. Men det betyr jo at oppløsningen nærmest er diffraksjonsbegrenset fra største blender (f/1.8).

Enig i at å blende ned et kompaktkamera til f/8 er svært lite gunstig for å ta skarpest mulig bilder.
16.12.2016
Oddvar S.
Diameteren på airydisc-en har en meget enkel formel, nemlig d = 2.44 x b x F hvor b er lysets bølgelengde og F er objektivets F-nummer. Dagslys har sin største intensitet i det grønne spektret, dvs rundt 0.5 micrometer. Det betyr at ved blender 8 vil flekken i fokalplanet være ca 10 micrometer. Det viser hvor lite hensiktsmessig det er når kompaktkameraer som jo har små billedbrikker, opererer med over 20 megapiksler. Det bidrar til at dynamisk område i bildet blir mindre ettersom mindre piksler vil inneholde færre ladninger enn større piksler. En typisk størrelse på billedbrikken i et kompaktkamera er 6.4 mm. Med f. eks. 24 megapiksler gir dette en pikselstørrelse på ca 1 micrometer. Bildet av et punkt vil dermed dekke 10 piksler ved blender 8. Det har derfor forundret meg at kompaktkameraer lages med billedbrikker med så mange piksler.

Hilsen Oddvar Selnes
8.12.2016
Eller kommenter via Facebook:
Åpne uskalert versjon i eget vindu