Vad är diffraktion?

Hur påverkar diffraktion bildskärpan?

Har du märkt att dina bilder ibland blir mindre skarpa när du använder en mycket liten bländaröppning, exempelvis f/16 eller f/22? Det beror på diffraktion, ett optiskt fenomen som påverkar alla objektiv, även de allra dyraste och skarpaste.

Diffraktion är en naturlig följd av ljusets vågegenskaper och innebär att ljuset sprids när det passerar genom en begränsad öppning, som bländaren i ett objektiv. Precis som när vågor på vattnet träffar av en kant. Ju mer du bländar ner, desto tydligare blir diffraktionens påverkan på bildens detaljskärpa.

Varför uppstår diffraktion?

När ljuset passerar genom objektivets bländaröppning sprids det på grund av sin vågnatur. En mycket liten ljuspunkt återges därför inte som en perfekt punkt på kamerans sensor, utan som en liten ljusfläck omgiven av svagare ringar. Detta mönster kallas en Airyskiva.

När du bländar ner blir Airyskivan större på sensorn. Det innebär att fina detaljer börjar flyta ihop och att bildens upplösning och mikrokontrast försämras.

Diffraktion uppstår vid alla bländaröppningar, men dess effekt blir mer märkbar när du använder höga bländartal som f/11, f/16 och f/22.

Det är viktigt att förstå att diffraktion inte är ett konstruktionsfel hos objektivet, utan en fysisk begränsning som inte helt går att eliminera.

Sambandet mellan bländare, skärpedjup och diffraktion

När du bländar ner, exempelvis från f/2,8 till f/8, ökar skärpedjupet. Samtidigt minskar ofta flera av objektivets optiska aberrationer, vilket kan ge bättre skärpa, särskilt i bildens kanter och hörn.

Men när du fortsätter att blända ner börjar diffraktionen påverka skärpan allt mer.

Det uppstår alltså en balans mellan tre faktorer:

• Stor bländaröppning, exempelvis f/1,8: Litet skärpedjup och liten diffraktionspåverkan, men objektivets övriga optiska fel kan begränsa skärpan.

• Mellanstor bländaröppning, exempelvis f/5,6–f/8: Ofta en bra balans mellan skärpedjup, optisk skärpa och diffraktion.

• Liten bländaröppning, exempelvis f/16–f/22: Stort skärpedjup, men diffraktionen kan göra de finaste detaljerna mindre tydliga.

Vilken bländare som ger bäst slutresultat varierar beroende på objektiv, kamera och motiv.

Påverkar sensorns storlek diffraktionen?

Ja, men sambandet är mer komplicerat än att små sensorer automatiskt skulle orsaka mer diffraktion.

Vid samma bländartal och ljusets våglängd blir diffraktionens utbredning på bildplanet i princip densamma, oavsett sensorns storlek.

En bildsensor med små pixlar är känsligare för diffraktionens inverkan på detaljupplösningen. Om vi tänker oss tre bildsensorer, alla med 40 megapixel, men i formaten Micro 4/3, APS-C och fullformat, så blir skillnaden tydlig.

En APS-C-sensor har ungefär 1,6 gånger så stor yta som en Micro 4/3-sensor, medan en fullformatssensor har nästan fyra gånger så stor yta. Det innebär att pixlarna på fullformatssensorn kan ha nästan fyra gånger så stor yta som pixlarna på Micro 4/3-sensorn, trots att båda har samma antal megapixlar.

Diffraktionen är lika stor på själva bildplanet vid samma bländartal, oavsett sensorstorlek. Men eftersom pixlarna är mindre på Micro 4/3-sensorn påverkar diffraktionen fler pixlar. Därför kan diffraktionens begränsning av detaljupplösningen bli märkbar redan vid större bländaröppningar än på fullformatssensorn.

Det betyder att en kompaktkamera med mycket liten sensor ofta påverkas märkbart redan vid relativt låga bländartal, medan en fullformatskamera kan använda mindre bländaröppningar innan effekten blir lika tydlig i en jämförbart stor bild.

Vid vilken bländare börjar diffraktionen märkas?

Det finns ingen exakt gräns som gäller för alla kameror och objektiv.

På många moderna fullformatskameror med hög upplösning går det att upptäcka diffraktionens påverkan vid f/8, eller till och med tidigare om man granskar bilderna mycket noggrant. Vid f/11 och f/16 blir effekten märkbart tydligare, och f/22 ger en mycket stor försämring av detaljskärpan.

Det betyder däremot inte att dessa bländare ska undvikas helt.

Vid exempelvis landskapsfotografering kan det vara viktigare att få både förgrund och bakgrund tillräckligt skarpa än att maximera detaljskärpan i en enda del av bilden.

En bild fotograferad vid f/16 kan därför vara betydligt bättre än samma motiv fotograferat vid f/5,6, trots att diffraktionen är större.

Diffraktion vid makrofotografering

Diffraktion blir särskilt intressant vid makrofotografering.

När du fotograferar på mycket korta avstånd blir skärpedjupet extremt litet. Det kan därför vara frestande att blända ner till f/16, f/22 eller ännu mindre öppningar.

Problemet är att diffraktionen samtidigt ökar. Vid höga förstoringsgrader spelar dessutom objektivets effektiva bländartal en viktig roll, vilket gör att diffraktionens påverkan kan bli särskilt tydlig.

En lösning är fokusstackning, även kallad focus stacking. Då fotograferar du flera bilder med olika fokusavstånd och sammanfogar dem till en bild med större skärpedjup. På så sätt kan du använda en bländare som ger bättre detaljskärpa och ändå få stora delar av motivet skarpt.

Så testar du diffraktion med din egen kamera

Det är enkelt att undersöka hur diffraktionen påverkar just din kamerautrustning.

1. Placera kameran på ett stabilt stativ.

2. Välj ett stillastående motiv med många fina detaljer.

3. Fokusera noggrant och behåll samma fokusinställning.

4. Fotografera motivet med flera bländare, exempelvis f/4, f/5,6, f/8, f/11, f/16 och f/22.

5. Anpassa slutartiden så att exponeringen blir densamma.

6. Jämför bilderna i samma förstoring på datorn.

Du kommer sannolikt att upptäcka att objektivet först blir skarpare när du bländar ner, men att detaljskärpan sedan börjar minska.

Tänk på att även objektivets andra optiska egenskaper påverkar resultatet. Testet visar därför vilken bländare som ger bäst skärpa med just din kombination av kamera och objektiv, inte enbart diffraktionens effekt.

Kan diffraktion korrigeras i efterhand?

Nej, inte fullt ut, men lite i alla fall. Med hjälp av digital skärpning och avancerad bildbehandling kan de delvis kompensera för den minskade detaljkontrasten.

Det är dock inte möjligt att återskapa all information som gått förlorad på grund av diffraktion.

Sammanfattning – vilken bländare ska du välja?

Diffraktion är något alla fotografer behöver förhålla sig till, men det är sällan något att oroa sig för vid vanlig fotografering.

Använd den bländare som ger den bästa helheten för motivet. Vid porträttfotografering kanske det är f/2,8, vid landskapsfotografering f/8 eller f/11 och vid makrofotografering ibland f/16.

Det viktigaste är inte att helt undvika diffraktion, utan att hitta rätt balans mellan skärpedjup och detaljskärpa.