Diffraksjon

Diffraksjon er et fenomen som begrenser hvilke blenderåpninger som er anvendbare når man fotograferer med digitalkamera. Hvis man har tatt bilder med et rimelig avansert filmbasert kamera, vet man typisk at man får mer dybdeskarphet desto mindre blenderåpning man bruker. Dette gjelder fortsatt ved digitale kameraer. Dog er de minste blenderåpningene ikke så anvendbare, siden diffraksjonen fører til at skarpheten avtar ved blendere som er mindre enn ett visst nivå. I gamle dager satt man kanskje blenderen til f/22 for å få størst mulig skarphet, men dette er ikke nødvendigvis en god idé for digitalkameraer.


Dette er et fenomen som skyldes lysets bølgeegenskaper, og det er to faktorer som påvirker ved hvilke blendere den påvirker skarpheten: Lysets frekvens og tettheten av piksler på sensoren. Frekvensen til synlig lys kan vi se på som en konstant i denne sammenhengen. Man kan like eller mislike at synlig lys strekker seg fra 400nm (rød) til 700nm (fiolett), men det er lite man kan gjøre noe med.


Det som derimot varierer, er tettheten av piksler på sensoren til kameraet. Jo større tetthet, jo større potensielt problem er diffraksjon. Kompaktkameraer med mange megapiksler har typisk en stor tetthet. Speilreflekskameraer har gjerne også mange megapiksler, men til gjengjeld har de også en større sensor, og dermed lavere tetthet av lysmåleceller. Et moderne kompaktkamera med 10 megapiksler kan ha en tetthet av sensorceller på 35 millioner pr kvadratcentimeter, mens et speilreflekskamera med like mange megapiklser kan ha en tetthet på 2,8 millioner pr kvadratcentimeter, på grunn av en relativt større sensor.


I praksis betyr dette at de mindre blenderåpningene ikke er brukbare for kompaktkameraer. Og man ser også at blenderåpningene er begrenset til to-tre trinn for en del slike kameraer. De har kanskje f/2.8 som største blenderåpning, og f/4.5 som minste. Mindre blenderåpning ville gitt uskarphet på grunn av diffraksjon, og således vært unyttige. De fleste objektiver til speilreflekskameraer tillater langt mindre blenderåpninger. Mens f/5.6 ville gitt uskarphet på grunn av diffraksjon på et kompaktkamera, kan det tenkes man må opp til rundt f/11 på et speilreflekskamera før den samme effekten gjør seg gjeldende.


Jeg skal vise et eksempel på det her. Jeg har tatt bilde av samme motiv med forskjellige blenderåpninger. Bildet nedenfor viser hele bildet med f/1.4, altså en stor blenderåpning som gir veldig liten dybdeskarphet. Fokus er satt til stilken på bananene, og det er lite annet som er i fokus på bildet. En mindre blenderåpning ville gitt større dybdeskarphet, slik at øvrige deler av motivet ville vært i fokus.

Nedenfor har jeg bare vist en liten detalj av bildet, selve stilken, fotografert med ulike blenderåpninger. Hvert punkt i bildet nedenfor tilsvarer ett punkt på kameraets sensor, og bildet er ikke skarpet.

Her kan vi se at for den største blenderåpningen f/1.4 er bildet uskarpt. Dette skyldes at dybdeskarpheten er liten. Ved f/2.8 og f/4.0 øker dybdeskarpheten, og mer av motivet kommer i fokus. Ved f/11 og f/16 ser vi at skarpheten avtar noe igjen, i forhold til f/8. Denne uskarpheten skyldes effekten av diffraksjon ved blenderåpningen f/11 og mindre. For å se denne effekten, må bildet forstørres så mye at vi kan se hvert enkelt bildepunkt.

Selv for et kamera med en relativt liten pikseltetthet på 2.8 millioner pr kvadratcentimeter, kan vi altså se effekten av diffraksjon med et vanlig objektiv. Men vi må forstørre bildet veldig mye for å se denne effekten. Vi husker at en liten blenderåpning som f/16 også gir større dybdeskarphet, så vi kan fortsatt velge å bruke denne hvis vi ønsker at både forgrunn og bakgrunn i et bilde skal være så skarp som mulig. Vi taper da litt skarphet på pikselnivå, men det kan være en grei pris å betale for å få større dybdeskarphet i visse tilfeller.

For et kompaktkamera med større pikseltetthet kan vi uansett ikke velge å bruke så små blendere, siden de neppe er tilgjengelige på kameraet i utgangspunktet. Diffraksjon er derfor et ikke noe å tenke på for brukeren.