DOF / Tiefenschärfe

Mit DOF bzw. Tiefenschärfebereich wird jener Bereich vor und hinter einem fokusierten Objekt beschrieben, der auf der Aufnahmeebene scharf abgebildet wird.

Die präzise Kontrolle über diesen räumlichen Schärfebereich ist ein wesentlicher Gestaltungsfaktor in der Fotografie und beim Film. Durch eine gezielte Differenzierung zwischen scharfen und unscharfen Bildbereichen (selektive Schärfe) kann der Bildgestalter den Blick des Zuschauers lenken und wesentliche Bildinhalte von Unwesentlichen trennen. In der Fotografie und beim Film gehört der richtige Einsatz dieses wichtigen Gestaltungsmittels zu den elementaren Grundvoraussetzungen und ist aufgrund des optischen Aufbaus der Kameras auch problemlos zu bewerkstelligen. Bei Video gibt es diesbezüglich starke technische Einschränkungen.

Zwei Faktoren beeinflussen die abgebildete Tiefenschärfe:

• Blendenöffnung und Lichtstärke des Objektives: Je höher die Lichtstärke des Objektives, also die größtmögliche Blendenöffnung, desto geringer ist der kleinste erzielbare Tiefenschärfebereich der Abbildung
  
• Bildfeldgröße (engl.: target size) und Brennweite: Für eine 16mm Filmkamera benötigt man ein Objektiv mit einer Brennweite von etwa 25mm um denselben horizontalen Blickwinkel zu erreichen, wie mit einer 35mm Filmkamera mit einem 55mm Objektiv. Objektive mit kürzeren Brennweiten haben eine größere Schärfentiefe - je größer die Diagonale der Aufnahmefläche ist, desto geringer ist also auch der erzielbare Tiefenschärfebereich. Die Brennweite des benötigten Objektives verlängert sich bei gleichbleibendem horizontalen Blickwinkel proportional zur Bildfeldgröße (Brennweitenverlängerungs-Faktor siehe Kapitel: Bildfeldgrößen unterschiedlicher Kamerasysteme).
  

Da die Bildfeldgröße bei Videokameras aufgrund der Bauweise der Bildsensoren beschränkt ist, weisen Videoaufnahmen immer einen größeren räumlichen Schärfebereich auf als Aufnahmen desselben Bildausschnittes mit einer 35mm Filmkamera. Im direkten Vergleich liegt der geringste erzielbare Schärfebereich einer High-End Videokamera mit 2/3" CCD's etwas über dem einer 16mm Filmkamera.

Um in der Praxis die Tiefenschärfe zu kontrollieren, verwendet man unterschiedliche Blendeneinstellungen. Eine große Blendenöffnung (kleiner Blendenwert) reduziert die Tiefenschärfe. Bei geschlossener Blende (großer Blendenwert) wird die maximale Tiefenschärfe erreicht. Da sich die Blendenöffnung auch auf die Lichtmenge, die zur Aufnahmeebene gelangt, auswirkt, muss die Belichtungszeit (Shutter) entsprechend angepasst werden. In den folgenden Abbildungen wird ein Beispiel gezeigt, das mit einer digitalen Fotokamera mit einer Bildfeldgröße, die in etwa der von 35mm Film entspricht und einem Objektiv mit Brennweite 50mm aufgenommen wurde.
In fig01 wurde mit Blende 22 fotografiert - zum Ausgleich der Belichtung war hier eine Belichtungszeit von 8 Sekunden notwendig. In fig02 Blende 1,8 bei einer Belichtungszeit von 1/20 Sekunde. Die Auswirkung auf die Tiefenschärfe ist deutlich zu erkennen:

fig01 Blende 22 Brennweite 50	fig02 Blende 1,8 Brennweite 50

Rolloverbild: Vergleich Blende 22 und Blende 1,8

Die Bildfeldgröße bezeichnet jenen Bereich eines Bildsensors oder Filmmaterials, auf dem tatsächlich abgebildet wird. Mit dem Verlängerungsfaktor wird angegeben, um wieviel die Brennweite multipliziert werden muss, um im Vergleich zum Kleinbildformat einen entsprechenden Blickwinkel zu erreichen.

* im Vergleich zum Kleinbildformat

Um eine erweiterte Bildfeldgröße bei Videokameras zu simulieren, hat die Firma P+S Technik aus Deutschland einen Linsenvorsatzadapter entwickelt. Die Adapter Mini35Digital (für Mini-DV Kameras, wie z.B. Canon XL1s, Sony VX2000, Panasonic AG-DVX100) und Pro35Digital (für HDCAM, Digibeta und DVCAM) funktionieren nach folgendem Grundprinzip:
Vor dem eigentlichen Kameraobjektiv wird eine rotierende Mattscheibe montiert. Vor der Mattscheibe sitzt ein echtes Filmobjektiv, durch das das Bild auf die Mattscheibe projiziert wird. Von der Mattscheibe wird das Bild dann einfach abgefilmt. Dadurch wird es möglich, die Tiefenschärfe wie bei einer Filmkamera zu kontrollieren.
P+S Technik

Eine interessante Alternative zum Selberbasteln gibt es hier:
DOF Machine