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Frage zum Crop Faktor der Sony APS-C Kameras

Allerdings hat es auch durchaus seinen Reiz, die von "aussen" ersichtlichen Parameter einer Kamera zu verwenden, um die Lichtsammelleistung einer Kamera zu bewerten - nämlich den Bildwinkel und die Größe der "lichtsammelnden Öffnung".
Ich wüsste nicht, wie man die "Größe der lichtsammelnden Öffnung" bei einem mit der Kamera fest verbundenen Objektiv von außen sehen könnte.

Bei diesem Objektiv beträgt sie etwa 3 mm.
 
Ich finde diese/deine alternative Betrachtungsweise interessant. Ich lerne immer viel aus solchen Diskussionen als stiller Mitleser, solange das technisch alles sauber ist und alle Randbedingungen kommuniziert werden. Paßt hier (jetzt).

Vielleicht liegt ein Problem mit der Akzeptanz des beschriebenen Ansatzes auch darin, dass
Ich glaube das "Akzeptanzproblem" kommt daher, dass diese Diskussion "wie kann man xy erklären, ohne den Äquivalenzbegriff zu bemühen" o.ä. nicht von vornherein klipp und klar als separate Diskussion ("Alternative Sichtweise/Erklärungsweise") geführt wurde, sondern als Antwort auf klassische Anfängerfragen (wie diese im ersten Beitrag von 2015 und auch im ersten Beitrag von 2017) eingestellt wurde.
Der Aufhänger in jedem Thread ist immer der Ursprungsbeitrag. Unter diesem Licht betrachtet ist deine Darstellung/Sichtweise zwar interessant, wird aber offensichtlich als verwirrend/wenig hilfreich, bezogen auf den Ursprungsbeitrag gesehen.
Ja, Threads entwickeln sich mit der Zeit, aber offentlich empfindet jeder den Punkt, ab wann die Ursprungsfrage umfassend beantwortet wurde, und ab wann ein neues Thema angeschlagen wird, unterschiedlich. Das ist das Problem vieler Threads/Diskutanten... :)
 
Ich wüsste nicht, wie man die "Größe der lichtsammelnden Öffnung" bei einem mit der Kamera fest verbundenen Objektiv von außen sehen könnte.

Bei diesem Objektiv beträgt sie etwa 3 mm.

MWn. ist es die Öffnung, die man aus hinreichend großer Entfernung bei auf unendlich fokussiertem Objetiv von aussen sieht (i.A. nicht die Größe der Frontlinse).
Aber besonders im Tele-Bereich (wo es traditionell an Licht mangelt), gibt es doch eine gewisse Korrelation zwischen "Größe der lichtsammelnden Öffnung" und Größe des Objektivs / Größe der Frontlinse. ;)

Bevor noch jemand fragt:
Den Bildwinkel erhält man durch Betrachtung des entstandenen Fotos bei bekanntem Kamerastandpunkt.
 
Der Aufhänger in jedem Thread ist immer der Ursprungsbeitrag. Unter diesem Licht betrachtet ist deine Darstellung/Sichtweise zwar interessant, wird aber offensichtlich als verwirrend/wenig hilfreich, bezogen auf den Ursprungsbeitrag gesehen.

Tja - insbesondere unter Bezug auf den Titel des Fadens sind die hier zum hundertstenmal geführten Betrachtungen
1. immer noch redundant
2. fehl am Platz
3. und eigentlich OT, der entfernt gehört :lol:
 
Ich finde diese/deine alternative Betrachtungsweise interessant.

Es ist ganz einfach die der Äquivalenz zugrundeliegende "Physik aus dem Lehrbuch". Wenn man sich das auf dem Papier konstruiert/skizziert und da dann trotz verschiedener Sensorgrößen gleiche Bildwinkel und gleiche Lichtmengen (bei natürlich gleicher Belichtungszeit und Motivhelligkeit) fordert, dann braucht man dafür natürlich auch gleiche Eintrittspupillen. Das ist alles völlig richtig und "nach Lehrbuch". Und wenn man dann die 2 (bzw. 3) sich daraus ergebenden Förmelchen für die in der Fotografie üblichen Größen Brennweite und Blende(nzahl) (und ISO) umformt und außerdem der Einfachheit halber den Cropfaktor benutzt, dann landet man nun mal bei den 2 (bzw. 3) kleinen Umrechnungen der Äquivalenz. Die bedeuten exakt das gleiche, sind viel einfacher (kein Tangens, um den Bildwinkel auszurechnen), und benutzen nur die Größen, die jeder in der Fotografie kennt.

Wer dann aber unbedingt "äquivalente Brennweite/Blende/ISO" als "tatsächliche Brennweite/Blende/ISO" missverstehen will (á la "Brennweite bleibt Brennweite!"), kann daraus natürlich lange und absurde "Debatten" provozieren.

Ich bleibe aber dabei, dass die Aussage, die Lichtmenge hänge "in erster Linie" von der Eintrittspupille ab, irreführend bis falsch ist. Sie hängt im "lehrbuchphysikalischen" Gleichungssystem "in erster Linie" von Bildwinkel und Eintrittspupille ab (von Belichtungszeit und Motivhelligkeit sowieso, die kann man in diesem Vergleich also als konstant annehmen), im Äquivalenz-Gleichungssystem aber genauso "in erster Linie" von Blende(nzahl) und Sensorgröße. Da kann man nicht nur das eine System betrachten und dann behaupten, die Größen des anderen seien irrelevant.

Das System mit ausschließlich Bildwinkel und Eintrittspupille kommt allerdings bei der Bestimmung der Belichtung (=Lichtmenge/Fläche) doch wieder nicht ohne die Sensorfläche aus. Und auch deshalb bevorzuge ich zweiteres.
 
Tja - insbesondere unter Bezug auf den Titel des Fadens sind die hier zum hundertstenmal geführten Betrachtungen
1. immer noch redundant
2. fehl am Platz
3. und eigentlich OT, der entfernt gehört :lol:
Mach dir doch bitte mal die Mühe und lies nicht nur den Titel, sondern den ganzen Eingangspost. Und dann überleg nochmal, welcher Beitrag hier OT ist. Wenn es dich nicht interessiert, dann lies doch einfach nicht mit.

L.G.

Burkhard.
 
Ich wüsste nicht, wie man die "Größe der lichtsammelnden Öffnung" bei einem mit der Kamera fest verbundenen Objektiv von außen sehen könnte.

Bei diesem Objektiv beträgt sie etwa 3 mm.

Wie gesagt, aus den aufgedruckten Objektivparametern Brennweite und Öffnungsverhältnis. Bei dem Fischauge hast Du 6 mm Brennweite (f) und ein Öffnungsverhältnis von f/2,8. Setze die 6 mm für "f" ein und Du erhältst 6 mm/2,8 = 2,14 mm Öffnungsweite.

Es ist ganz einfach die der Äquivalenz zugrundeliegende "Physik aus dem Lehrbuch".

Genau.

[...]
Ich bleibe aber dabei, dass die Aussage, die Lichtmenge hänge "in erster Linie" von der Eintrittspupille ab, irreführend bis falsch ist.

Da habe ich ehrlich gesagt noch nicht verstanden, warum (siehe unten).

Sie hängt im "lehrbuchphysikalischen" Gleichungssystem "in erster Linie" von Bildwinkel und Eintrittspupille ab (von Belichtungszeit und Motivhelligkeit sowieso, die kann man in diesem Vergleich also als konstant annehmen), im Äquivalenz-Gleichungssystem aber genauso "in erster Linie" von Blende(nzahl) und Sensorgröße.

Wobei die Blendenzahl ein relativer Wert ist. Damit kommt die Sensorgröße in dieser Betrachtung doch auch nur relativ zum Tragen, oder?

Da kann man nicht nur das eine System betrachten und dann behaupten, die Größen des anderen seien irrelevant.

Das liegt mir fern, aber nach meiner Ansicht ist die Öffnungsweite eine feste physikalische Größe der Kamera/Objektiv-Kombination. Der Bildwinkel ist es auch und diese beiden bestimmen zusammen eindeutig die maximal mögliche Lichtmenge auf dem Sensor (pro Zeit).

Im Äquivalenz-Gleichungssystem ist die Lichtmenge von Öffnungsverhältnis, Brennweite und Sensorgröße (und Zeit) abhängig. Aber das Öffnungsverhältnis ist ein relativer Wert und damit geht die Sensorgröße auch nur in Relation zur Brennweite in die Rechnung ein, oder nicht?

Das System mit ausschließlich Bildwinkel und Eintrittspupille kommt allerdings bei der Bestimmung der Belichtung (=Lichtmenge/Fläche) doch wieder nicht ohne die Sensorfläche aus.

Volle Zustimmung.

Und auch deshalb bevorzuge ich zweiteres.

Das ist vollkommen in Ordnung und nachvollziehbar.

Viele Grüße,
Sebastian
 
Re: Frage zum Formatfaktor

Wobei die Blendenzahl ein relativer Wert ist. Damit kommt die Sensorgröße in dieser Betrachtung doch auch nur relativ zum Tragen, oder?
Das Öffnungsverhältnis ist aber nicht relativ zur Sensorfläche, sondern relativ zur Brennweite. Und wenn du jetzt sagst, ja aber die Brennweite wiederum hängt für gleichen Bildwinkel von der Senorgröße ab, dann hätten wir den Grund für dein Verständnisproblem auch schon gefunden.

Denn der Bildwinkel hat mit dem Vergleich von Lichtmengen ganz genau gar nichts zu tun. Wenn du ihn konstant hältst, dann erlaubt dir das deine abwegigen Betrachtungen zur "Öffnungsweite". Du darfst nur nicht den Fehler machen, davon auszugehen, daß konstante Bildwinkel – also äquivalente Brennweiten – irgend eine allgemeine Bedeutung hätten für die Frage, wann Lichtmengen gleich seien und wovon sie abhängen.
 
Im Äquivalenz-Gleichungssystem ist die Lichtmenge von Öffnungsverhältnis, Brennweite und Sensorgröße (und Zeit) abhängig. Aber das Öffnungsverhältnis ist ein relativer Wert und damit geht die Sensorgröße auch nur in Relation zur Brennweite in die Rechnung ein, oder nicht?

Nein. Bei konstanter Belichtungszeit und Motivhelligkeit ist die Belichtung nur noch von der Blende(nzahl) abhängig, die Lichtmenge auf dem ganzen Sensor zusätzlich von der Sensorfläche, beide aber nicht von der Brennweite (oder dem Bildwinkel). Mit "Deinen" Größen ist die gesamte Lichtmenge von Bildwinkel und Eintrittspupille abhängig (von beiden, nicht "in erster Linie" nur von der Eintrittspupille), die Belichtung auch noch von der Sensorfläche.

Du müsstest also für die Abhängigkeit von "in erster Linie" der Eintrittspupille immer einen konstanten Bimdwinkel voraussetzen. Ich muss das nicht, Brennweite oder Bildwinkel sind egal. Dafür müsste für die Abhängigkeit von "in erster Linie" der Sensorfläche (die ich aber gar nicht behauptet habe) die Blende(nzahl) konstant sein. Wenn ich aber das gleiche Objektiv vor einen kleineren Sensor setze oder auch nur einen Ausschnitt betrachte (und wenn die Motivhelligkeit über das ganze Bildfeld gleich ist), dann hängt die Lichtmenge eben tatsächlich nur noch von der Sensorfläche ab. Wenn Du das gleiche tätest, müsstest Du erst noch umständlich den Bildwinkel umrechnen.

Und ja, die Blende(nzahl) ist ein Verhältnis, aber aus Brennweite und Eintrittspupille. Insofern kommt "hintenrum" auch die Brennweite vor. Das ist aber mit "Deinem" Bildwinkel ähnlich, der verknüpft Brennweite und Sensorabmessung. Aber nicht als simples Verhältnis, sondern über den Arcus Tangens dieses Verhältnisses. Ich finde das unhandlich.
 
MWn. ist es die Öffnung, die man aus hinreichend großer Entfernung bei auf unendlich fokussiertem Objetiv von aussen sieht (i.A. nicht die Größe der Frontlinse).
Genauer: die man sähe, wenn man das Objektiv von der Kamera nimmt und dahinter einen hellen, ev. leuchtenden Hintergrund plaziert. Sonst siehst Du nämlich nichts. Und daneben einen Massstab. Am besten nimmst Du dafür noch ein Fernglas.

Das ist natürlich viel leichter zu ermitteln, als die aufgedruckte Brennweite durch die aufgedruckte Blendenzahl zu dividieren. ;)

Wie gesagt, aus den aufgedruckten Objektivparametern Brennweite und Öffnungsverhältnis. (...)
Du hast die Frage nicht verstanden. Es ging um den angeblichen Vorteil, man könne "von außen sehen", wie gross die Öffnung ist. Kann man im allgemeinen eben nicht.
 
Zuletzt bearbeitet:
Genauer: die man sähe, wenn man das Objektiv von der Kamera nimmt und dahinter einen hellen, ev. leuchtenden Hintergrund plaziert. Sonst siehst Du nämlich nichts. Und daneben einen Massstab. Am besten nimmst Du dafür noch ein Fernglas.

Na, so schlimm ist es ja nun auch wieder nicht. Ich sehe bei meinen Objektiven i.a. auch von vorn und an die Kamera angesetzt (wenn es "vorne" hell ist) die Blendenlamellen (oder wenigstens, wohin sie bei Offenblende verschwinden). Man könnte die Eintrittspupille also notfalls durchaus abschätzen. "Das einfachste" wird es dadurch aber natürlich nicht.
 
...
Das ist natürlich viel leichter zu ermitteln, als die aufgedruckte Brennweite durch die aufgedruckte Blendenzahl zu dividieren. ;)
...

Wie du den Öffnungsdurchmesser bestimmst, darfst du gerne selbst entscheiden. ;)

Viel wichtiger bei der "Physik aus dem Lehrbuch" ist doch, dass man die Zusammenhänge versteht.
Wenn ich wissen will, wie viel Licht bei einer gegebenen Umgebungshelligkeit durch eine Loch fällt, sind eben zunächst dessen Größe und der betrachtete Raumwinkel die relevanten Größen.
Dann wird z.b. auch ganz intuitiv klar: Halbiere ich den Raumwinkel, so muss ich die Fläche der Öffnung verdoppeln, um die gleiche Lichtmenge einzufangen. Dadurch kann man auch verstehen, warum die Öffnung bei einem Teleobjektiv so viel Größer sein muss, als bei einem Weitwinkelobjektiv, um genau so viel Licht einzufangen.

Man kann die gleiche Information natürlich auch durch die Blendenzahl als Verhältnis von Öffnung und Brennweite erhalten, allerdings erschließt sich das "Warum" dadurch nicht so leicht.
Diese Betrachtung der "äusseren Parameter" Öffnungsdurchmesser und Bildwinkel kann man eben eine nützliche Intuition vermitteln, die auch helfen kann, die üblichen "Flüchtigkeitsfehler" bei der Äquivalenzrechnung o.Ä. zu erkennen.

Das schmälert auch sicher nicht den "Wert" der Äquivalenzrechnung, die durch die Verwendung "direkt ablesbarer" Größen im "Alltag" einfacher zu verwenden sind, da sich beide Betrachtungsweisen ja durch einfache Mathematik ineinander überführen lassen.

Wer es jetzt immer noch denkt, die üblichen "Ingenieursformeln" :)evil:) gegen die böse "Physik aus dem Lehrbuch" verteidigen zu müssen, dem kann ich leider auch nicht helfen.
 
AW: Re: Frage zum Formatfaktor

Das Öffnungsverhältnis ist aber nicht relativ zur Sensorfläche, sondern relativ zur Brennweite. Und wenn du jetzt sagst, ja aber die Brennweite wiederum hängt für gleichen Bildwinkel von der Senorgröße ab, dann hätten wir den Grund für dein Verständnisproblem auch schon gefunden.

Bis hierher kann ich halbwegs folgen.

Denn der Bildwinkel hat mit dem Vergleich von Lichtmengen ganz genau gar nichts zu tun. Wenn du ihn konstant hältst, dann erlaubt dir das deine abwegigen Betrachtungen zur "Öffnungsweite". Du darfst nur nicht den Fehler machen, davon auszugehen, daß konstante Bildwinkel – also äquivalente Brennweiten – irgend eine allgemeine Bedeutung hätten für die Frage, wann Lichtmengen gleich seien und wovon sie abhängen.

Hier wird's allerdings schwierig.

Nach meinem Verständnis ist der Bildwinkel, also der Raumwinkel, aus dem Licht auf die beleuchtete Fläche einfällt, eine der entscheidenden Größen. Ausgehend von der Idee einer konstanten "Motivhelligkeit" (also z.B. beim Idealfall des Blicks in eine Ulbricht-Kugel) ist das ja auch halbwegs anschaulich.

Nein. Bei konstanter Belichtungszeit und Motivhelligkeit ist die Belichtung nur noch von der Blende(nzahl) abhängig, die Lichtmenge auf dem ganzen Sensor zusätzlich von der Sensorfläche, beide aber nicht von der Brennweite (oder dem Bildwinkel).

OK, verstanden. Ich finde es zwar etwas indirekt mit dem Öffnungsverhältnis, weil da ja dann doch wieder die Brennweite drinsteckt (wie Du selbst schreibst), aber es ist ohne Frage handlich.

[...]Wenn ich aber das gleiche Objektiv vor einen kleineren Sensor setze oder auch nur einen Ausschnitt betrachte (und wenn die Motivhelligkeit über das ganze Bildfeld gleich ist), dann hängt die Lichtmenge eben tatsächlich nur noch von der Sensorfläche ab.

Und hier liegt irgendwo unsere Kommunikationsschwierigkeit begründet. Dieser Fall kommt in meiner Gedankenwelt nicht so häufig vor. Ich betrachte eine Kamera/Objektiv-Kombination immer relativ statisch, weil ich mit wenigen Festbrennweiten auskomme. Gerne auch an diversen Sensorgrößen, aber dann jeweils mit nativen Objektiven.

In der von mir bevorzugten Sicht spielt die Sensorgröße deshalb eine untergeordnete Rolle, weil die Fläche der Eintrittspupille festlegt, wie viel Licht aus einem bestimmten Raumwinkel in ein optisches System gelangen kann. Da ist das "dahinter" dann relativ egal.

Ich habe aber verstanden, dass in der von Dir bevorzugten Sicht die Sensorfläche eine deutlich entscheidendere Rolle spielt. Und diese Sicht ist ja keineswegs verkehrt, sondern nur anders gerechnet.

Immerhin nötigst Du einen zu sauberer und präziser Formulierung, das hat mir auch in diesem Zusammenhang geholfen.

[...]Ich finde das unhandlich.

Ist es. Aber verwechslungssicher. ;)

Viele Grüße,
Sebastian
 
AW: Re: Frage zum Formatfaktor

Nach meinem Verständnis ist der Bildwinkel, also der Raumwinkel, aus dem Licht auf die beleuchtete Fläche einfällt, eine der entscheidenden Größen. Ausgehend von der Idee einer konstanten "Motivhelligkeit" (also z.B. beim Idealfall des Blicks in eine Ulbricht-Kugel) ist das ja auch halbwegs anschaulich.
Solange du nur zwei Systeme mit gleichem Bildwinkel und gleicher Eintrittspupille vergleichst, stimmt das auch. (Und auch ohne örtlich konstante Motivhelligkeit – es wird ja offensichtlich bei gleicher Belichtungszeit die gleiche Menge an Photonen eingefangen).

Man darf daraus nur keine Rückschlüsse auf die Lichtmenge oder Belichtung bei unterschiedlichen Bildwinkeln ziehen, da eine Verdopplung des Bildwinkels nicht die Lichtmenge verdoppelt: Von dem seitlich einfallenden Licht fällt weniger auf den Sensor (natürliche Vignettierung, cos^4-Gesetz, selbst bei einer Ulbricht-Kugel bleibt noch ein Faktor cos³). Für die Flächenhelligkeit in der Bildmitte ist nicht der Bildwinkel, sondern der Tangens des halben Bildwinkels und nicht der Bildwinkel entscheidend (bzw. das Verhlältnis von halber Sensordiagonalen zur Brennweite).

Also könnte man nur sagen: gleicher Standord, gleicher Bildausschnitt, gleiche Belichtungszeit, gleiche (Fläche der) Eintrittspupille => gleiche Lichtmenge auf dem Sensor, also gleiches Photonenrauschen (und auch gleicher Schärfeverlauf).

Um herauszubekommen, mit welchem Objektiv du den gleichen Bildausschnitt bekommst, musst du trotzdem mit Brennweiten und Cropfaktor rechnen. Insofern würde die Angabe des Eintrittspupillendurchmessers (oder ihrer Fläche) die Sache nicht wesentlich vereinfachen.

L.G.

Burkhard.
 
AW: Re: Frage zum Formatfaktor

[...]Man darf daraus nur keine Rückschlüsse auf die Lichtmenge oder Belichtung bei unterschiedlichen Bildwinkeln ziehen, da eine Verdopplung des Bildwinkels nicht die Lichtmenge verdoppelt: Von dem seitlich einfallenden Licht fällt weniger auf den Sensor (natürliche Vignettierung, cos^4-Gesetz, selbst bei einer Ulbricht-Kugel bleibt noch ein Faktor cos³).
[...]

Den cos^3/4-Abfall hatte ich irgendwo im Hinterkopf. Ich war davon ausgegangen, dass er jede Betrachtungsweise gleichmäßig betrifft.

Für die Flächenhelligkeit in der Bildmitte ist nicht der Bildwinkel, sondern der Tangens des halben Bildwinkels und nicht der Bildwinkel entscheidend (bzw. das Verhlältnis von halber Sensordiagonalen zur Brennweite).

Dass ich mir den Bildwinkel über den Tangenssatz ausrechne war mir klar. Warum aber nicht der Winkel, sondern das Längenverhältnis entscheidend ist, habe ich noch nicht durchschaut. Hast Du da noch einen Denkanstoß für mich?

Also könnte man nur sagen: gleicher Standord, gleicher Bildausschnitt, gleiche Belichtungszeit, gleiche (Fläche der) Eintrittspupille => gleiche Lichtmenge auf dem Sensor, also gleiches Photonenrauschen (und auch gleicher Schärfeverlauf).

Ich hatte das bisher auch nur als relatives Vergleichswerkzeug gesehen. Quantitative Vergleiche ("doppelt so lichtstark") lagen genau wie die Nutzung zur Ermittlung der fotografischen Belichtung erstmal nicht in meinem Fokus.

Um herauszubekommen, mit welchem Objektiv du den gleichen Bildausschnitt bekommst, musst du trotzdem mit Brennweiten und Cropfaktor rechnen. Insofern würde die Angabe des Eintrittspupillendurchmessers (oder ihrer Fläche) die Sache nicht wesentlich vereinfachen.
[...]

Wenn Du 'Cropfaktor' durch 'Sensordiagonale' ersetzt, würde ich sofort zustimmen.

Viele Grüße,
Sebastian
 
AW: Re: Frage zum Formatfaktor

Dass ich mir den Bildwinkel über den Tangenssatz ausrechne war mir klar. Warum aber nicht der Winkel, sondern das Längenverhältnis entscheidend ist, habe ich noch nicht durchschaut. Hast Du da noch einen Denkanstoß für mich?
Letztlich liegt es auch an der Vignettierung. Das Licht (selbst einer Ulbricht-Kugel) wird nicht gleichmäßig über den Sensor verteilt. Ein Strahlkegel mit infinitesimalem Öffnungswinkel dφ erzeugt in der Bildmitte (in Unendlichstellung des Objektivs) einen Fleck vom Durchmesser f dφ. Setzt man das in Relation zur Sensorgröße, so ist die Lichtmenge proportional zur äquivalenten Brennweite und nicht zum Bildwinkel (genauso wie die Bildgröße proportional zur Brennweite und nicht umgekehrt proportional zum Bildwinkel ist, normale Zentralprojektion natürlich vorausgesetzt).

Wenn Du 'Cropfaktor' durch 'Sensordiagonale' ersetzt, würde ich sofort zustimmen.
Du kannst gern "Sensordiagonale" nehmen – ob du in der Formel lieber das Verhältnis der Sensordiagonalen oder gleich "Cropfaktor" verwendest, ist ja reine Geschmackssache. (Ich persönlich kann mir Cropfaktoren besser merken.)

L.G.

Burkhard.
 
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