Dynamikumfang des Auges

[widescreen]

...
Ein Bild muss ja auf einmal erfassbar sein und die Kontraste so wiedergeben, wie sich sie das Gehirn zusammenschummelt ... das ist das Problem an der Fotografie...

That's it!

 

[Palantir]

Hallo,

der Helligkeitsbereich an den sich das Auge anpassen kann ist enorm. Die schwächsten Sterne die man in stockfinsterer Nacht sehen kann haben so um sieben Magnituden. Die Helligkeit des Vollmondes, welche etwas grösser ist als die Helligkeit des Taghimmels liegt irgendwo um - 12,5 mag.. Sechs Magnituden sind eine Helligkeitsdifferenz von 1:100, der menschliche Sehapparat wird also spielend mit einem Dynamikumfang von mehr als 1:10000000 fertig. Das Problem ist nur er schafft es nicht diese grossen Helligkeitsunterschiede gleichzeitig sichtbar zu machen. Ich denke mal ohne Adaptation der Netzhaut und ähnliche Tricks ist bestimmt schon bei deutlich weniger als 1:1000 schluss. Genaue Zahlen habe ich aber nicht.


MfG

Rainmaker

Gutes Beispiel.

Wenn der Vollmond von einigen hellen Wolken umgeben ist, kann ich mit bloßem Auge beides erkennen, die Wolken und den Mond mit seiner Struktur. Auch die Sterne sehe ich gleichzeitig (wenn auch schwächer als ohne Mond). Aber fotografisch habe ich das (ohne Tricks) noch nie so festhalten können: Entweder ist der Mond total überbelichtet, dann sieht man die Wolken. Oder der Mond hat eine Struktur und ist richtig belichtet, dann ist ringsum nur Schwärze. Hier zumindest scheint das Auge überlegen.

Oder hat jemand da andere Erfahrungen gemacht?

 

[Frank Klemm]

Ein Bild muss ja auf einmal erfassbar sein und die Kontraste so wiedergeben, wie sich sie das Gehirn zusammenschummelt ... das ist das Problem an der Fotografie.

Das Auge kann die Beobachtungsparameter dem gerade ins Visier genommenem Detail anpassen. Das wären:

• Fokusebene
• Blendenzahl
• Empfindlichkeit
• Weißabgleich

Das passiert so automatisiert und meist so gut, daß wir ziemliche Mühe haben, diese Automatik überhaupt ansatzweise wahrzunehmen. Man muß sich schon raffinierte Experimente einfallen lassen, um diese Nebenwirkungen dieser Automatiken nachzuweisen.

Eine Kamera ist dagegen in einer ziemlich belämmerten Situation. Sie muß alles gleichzeitig und hochoptimal in 1/100 sec aufnehmen und der Betrachter hat dann minutenlang Zeit, die Fehler, die die Kamera in 1/100 sec gemacht hat, herauszusuchen.

Schon bei Video sind die Ansprüche deutlich geringer. Ein Druck auf die Pause-Taste und der damit verbundene Übergang zum Standbild erhöht wieder schlagartig die Ansprüche auf Fotoniveau und läßt das als Video noch perfekt aussehende Bild wieder alt aussehen.

Hinzu kommt noch, daß die Kamera nur 40% der Wiedergabekette sind. Eine perfekte Kamera (die z.B. 20 Blenden Dynamik aufnimmt) braucht ein perfektes Display, um das Bild völlig wiedergabegetreu wiederzugeben. Selbst das ist noch nicht alles, die letzten 20% sind die Lichtverhältnisse am Wiedergabeort.

Eine perfekte Wiedergabekette:

• perfekte Kamera, die mindestens 5 Größenordnungen Dynamik aufnehmen kann (17 Blendenstufen)
• perfektes Display, das mindestens 5 Größenordnungen Helligkeit darstellen kann (0,01 cd/m² bis 1000 cd/m²)
• perfekt verdunkelter Wiedergaberaum, schwarze Wände, Zuschauer in schwarzen Klamotten mit geschwärztem Gesicht ;-)

 

[sola.de.st]

Noch ein paar Gedanken hierzu. Den Fleck des schärfsten Sehens kann man recht gut mit einem tiefblau-Filter (Lee 181) und einer stark infrarothaltigen Lichtquelle (Sonne) sehen: da gibt es dann in der Mitte einen roten Fleck, der meiner Ansicht nach von den Rotrezeptoren in der fovea centralis herrührt, der auf Restinfrarot reagiert (Lee macht ab 650 auf). Reichlich klein, das Ding.

Zu beachten ist zudem, dass das Auge AFAIK eine lokale Empfindlichkeit hat. Der Reiz wird ja durch unter Lichteinfluss zerfallendes Rhodopsin verursacht, das laufend nachproduziert wird. Bei weniger Licht ist mehr Rhodopsin da, bei viel Licht wird das Rhodopsin stärker aufgebraucht, was wieder zu weniger Empfindlichkeit führt. Da aber jeder Rezeptor das Rhodopsin selbst produziert, werden dunkle Stellen empfindlicher und helle Stellen unempfindlicher.
Der Weissabgleich dürfte auch so funktionieren - unter z. B. Glühlampenlicht wird der Blaurezeptor halt etwas empfindlicher und sorgt wieder für einen ausgeglichenen Farbeindruck.

 

[Frank Klemm]

Wenn der Vollmond von einigen hellen Wolken umgeben ist, kann ich mit bloßem Auge beides erkennen, die Wolken und den Mond mit seiner Struktur. Auch die Sterne sehe ich gleichzeitig (wenn auch schwächer als ohne Mond). Aber fotografisch habe ich das (ohne Tricks) noch nie so festhalten können: Entweder ist der Mond total überbelichtet, dann sieht man die Wolken. Oder der Mond hat eine Struktur und ist richtig belichtet, dann ist ringsum nur Schwärze. Hier zumindest scheint das Auge überlegen.

Naja.

Hätte man eine Kamera mit genügend Auflösung, würde man feststellen, daß die Sterne eine um den Faktor 10^4 bis 10^8
höhere Leuchtdichte als die des Mondes haben. Die Mitte der Mondscheibe ist mit 4200 cd/m² auch nicht gerade dunkel.
Normale Arbeitsplätze müssen laut Gesetzgeber mindestens 500 cd/m² haben. Erst extreme Arbeitsplätze erfordern 5000 cd/m² (Operationstische).

Allerdings schaffen diese es nicht, auch mit irrwahnwitzigsten Brennweiten auch nur einen Pixel halbwegs vollständig zu beleuchten.
Beteigeuze z.B. hat etwa eine Größe von 0,05" (riesig für Sterne!), bei 1200 mm Brennweite wäre das gerade mal ein Abbild
in Form einer Scheibe von 0,12 µm, wenn das Objektiv eine entsprechende Auflösung hätte.
Ein Pixel mit 6 µm x 6 µm wird selbst bei dieser Brennweite flächenmäßig nur zu 0,03% von diesem Stern beleuchtet.

Ansonsten:

• Die Sonnenscheibe, durch die Atmosphäre betrachtet, hat eine Leuchtdichte von etwa L_s=1,6*10^9 cd/m². Das sollte man tunlichst von der Netzhaut fernhalten, siehe die Warnhinweise zur Sofi '99.
• Bei senkrechtem Sonnenstand kommt davon auf der Erdoberfläche L_e = L_s * (695.700 km/149.600.000 km)² an. Das sind L_e = 35.000 cd/m².
• Bei ideal reflektierendem Untergrund, der den unteren Halbraum ausfüllt, ist die doppelte Leuchtdichte 2*L_e = 70.000 cd/m² erreichbar.
• Die Mondscheibe hat in der Mitte eine Helligkeit von L_m = L_s * (695.700 km/149.600.000 km)² * 0,12 = 4200 cd/m²
• Die Mondscheibe hat im Durchschnitt eine Helligkeit von 0.5 * L_m = 2100 cd/m².
• Bei senkrechtem Mondstand landet davon auf der Erdoberfläche L_em = 0.5 * L_m * (384.400 km/1.738 km)² = 0,042 cd/m²
• Bei ideal reflektierendem Untergrund, der den unteren Halbraum ausfüllt, ist die doppelte Leuchtdichte 2*L_em = 0,085 cd/m² erreichbar.

 

[hinnerker]

Das Auge kann die Beobachtungsparameter dem gerade ins Visier genommenem Detail anpassen. Das wären:

• Fokusebene
• Blendenzahl
• Empfindlichkeit
• Weißabgleich

Das passiert so automatisiert und meist so gut, daß wir ziemliche Mühe haben, diese Automatik überhaupt ansatzweise wahrzunehmen. Man muß sich schon raffinierte Experimente einfallen lassen, um diese Nebenwirkungen dieser Automatiken nachzuweisen.

Und genau diese Experimente, die zu den von Dir genannten Berechnungen
letztlich gehören, hätte ich gern mal aufgezeigt bekommen.

Die von Dir gegebenen Formeln geben mir keinen Verständnisbeitrag zu deren Erlangung. Insoweit eigentlich praktisch genauso wenig fassbar, wie die Frage ob ich ... irgendwas das auf der Basis 10 hoch irgendwas basiert vertrauen kann oder nicht...

So bleibt es für mich in dem Stadium, das ich schon bei meinem alten Lehrer im Mathe - Leistungskurs beklemmend empfand...

 

[Frank Klemm]

So bleibt es für mich in dem Stadium, das ich schon bei meinem alten Lehrer im Mathe-Leistungskurs beklemmend empfand ...

Ich nehme mal der Einfachheit halt halber an, daß Du ein wißbegierer Mensch bist, der extrem neugierig ist und nicht auf den Kopf gefallen ist.

Also prinzipiell bestehen alle Voraussetzungen, damit ein Mathe-Leistungskurs kein Problem für Dich ist.

Das heißt noch lange nicht, daß Du keine Probleme mit dem Mathe-Leistungskurs hast. Dafür müssen neben geeigneten interlektuellen Anlagen der Person selbst noch einige weitere Bedingungen erfüllt, die in der Realität eher selten erfüllt sind.

Das erste ist eine weitere wichtige Eigenschaft des Schülers: Wenn er etws nicht verstanden hat, muß er den Lehrer zur Not durch Nachfragen so lange nerven, bis er das Problem verstanden oder aus der Klasse herausgeworfen wird. Vorteile hat man bei geeigneten Eltern, dann kann man den Lehrer zur Not ignorieren ...

Ein Lehrer ist eine Respektsperson, aber ein Schüler ebenso. Wenn ein Schüler sichtbar bemüht etwas verstehen will, hat sich der Leher drum zu kümmern. Meistens haben bei einer Klassenstärke von n die anderen n-1 Schüler an dieser Stelle ebenso ein Verständnisproblem, so daß das für die anderen Schüler kein Zeitverlust ist, sondern zeigt, daß verständnismäßig was im argen liegt.

Das zweite ist eine geringe Klassenstärke, verbunden mit einem motivierten und fähigen Lehrer, der nicht primär den Lehrstoff abhandelt, sondern es schafft, die relativ einfachen Grundprinzipien, der der Mathematik/Physik/Chemie innewohnen, hinüberzubringen und bei Fehlern der Schüler den Grund des Fehlers herauszufinden und zu beheben.

 

[Frank Klemm]

Und genau diese Experimente, die zu den von Dir genannten Berechnungen
letztlich gehören, hätte ich gern mal aufgezeigt bekommen.

Fokusebene:

Das schnelle Umfokussieren sieht man im wesentlichen nur, wenn man entfernte Details durch ein vergleichsweise kleines Loch (~1°) sieht. Dann nimmt man durch gleichzeitige Wahrnehmung von Vorder- und Hintergrund diesen Effekt wahr.

Blendenzahl

Das automatische Abblenden bemerkt man im wesentlichen durch die nachlassende Schärfe bei abnehmender Helligkeit. Wer z.B. mit 0,5 dpt kurzsichtig ist, nimmt dies an sonnendurchfluteten Tag kaum wahr. Der Fehlfokusfleck hat einen Durchmesser von etwa
10 µm = 1,7', vermindert damit sie Sehschärfe nur marginal. In der Dämmerung und nachts werden daraus 70 µm = 12', was nicht mehr zu übersehen ist.

Weißabgleich + Empfindlichkeit

• Ausbleichen der Sehpigmente (Weißabgleich + Empfindlichkeitsanpassung über ca. 2 Größenordnungen): http://de.wikipedia.org/wiki/Nachbild
• Weitere 1,5 Größenordnungen der Empfindlichkeitanpassung kommen durch die variable "Blendenzahl" des Auges.
• Reichlich 3 Größenordnungen kommen durch die unterschiedliche Empfindlichkeit der Stäbchen und der 3 Zäpfenarten, merkt man am fehlenden Farbsehen in der Nacht.
• Knapp eine Größenordnung am oberen Ende wird durch die geringere Dichte der blaue Rezeptoren abgedeckt.
• Das Auge ändert die "Belichtungszeit" in Abhängigkeit der Helligkeit. Am unteren Ende der Wahrnehmbarkeit von Licht liegt die dadurch hervorgerufenen Verzögerung bei etwa 500 ms, am Übergang von Nacht- zum Tagsehen bei etwa 50-100 ms und am hellen Tage unterhalb von 10 ms. Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Pulfrich-Effekt

 

[hinnerker]

Ich nehme mal der Einfachheit halt halber an, daß Du ein wißbegierer Mensch bist, der extrem neugierig ist und nicht auf den Kopf gefallen ist.

Also prinzipiell bestehen alle Voraussetzungen, damit ein Mathe-Leistungskurs kein Problem für Dich ist.

Das heißt noch lange nicht, daß Du keine Probleme mit dem Mathe-Leistungskurs hast. Dafür müssen neben geeigneten interlektuellen Anlagen der Person selbst noch einige weitere Bedingungen erfüllt, die in der Realität eher selten erfüllt sind.

Das erste ist eine weitere wichtige Eigenschaft des Schülers: Wenn er etws nicht verstanden hat, muß er den Lehrer zur Not durch Nachfragen so lange nerven, bis er das Problem verstanden oder aus der Klasse herausgeworfen wird. Vorteile hat man bei geeigneten Eltern, dann kann man den Lehrer zur Not ignorieren ...

Ein Lehrer ist eine Respektsperson, aber ein Schüler ebenso. Wenn ein Schüler sichtbar bemüht etwas verstehen will, hat sich der Leher drum zu kümmern. Meistens haben bei einer Klassenstärke von n die anderen n-1 Schüler an dieser Stelle ebenso ein Verständnisproblem, so daß das für die anderen Schüler kein Zeitverlust ist, sondern zeigt, daß verständnismäßig was im argen liegt.

Das zweite ist eine geringe Klassenstärke, verbunden mit einem motivierten und fähigen Lehrer, der nicht primär den Lehrstoff abhandelt, sondern es schafft, die relativ einfachen Grundprinzipien, der der Mathematik/Physik/Chemie innewohnen, hinüberzubringen und bei Fehlern der Schüler den Grund des Fehlers herauszufinden und zu beheben.

der war nicht schlecht, aber Du must eigentlich Georg heißen und Mathe unterrichten.. dann kenne ich Dich. Und ich habe schon 52 Jahre auf dem "Buckel", deshalb danke für die Blumen, aber der Leistungskurs ist bereits 30 Jahre Vergangenheit...

Argumentationsweise war die Gleiche... allein an der Didaktik haperte es..
in diesem Falle eingehen auf die gestellten Fragen... und die Lehre vom Lernen parat zu haben..und sich an dem von Dir genannten
Ausspruch

Das zweite ist eine geringe Klassenstärke, verbunden mit einem motivierten und fähigen Lehrer, der nicht primär den Lehrstoff abhandelt, sondern es schafft, die relativ einfachen Grundprinzipien, der der Mathematik/Physik/Chemie innewohnen, hinüberzubringen und bei Fehlern der Schüler den Grund des Fehlers herauszufinden und zu beheben.

messen zu lassen...

Insofern wäre ich dankbar, wenn Du dem selbst formulierten Anspruch gerecht wirst und die "unwissenden" aufklärend begleitenn könntest ohne in mathematischen Formeln zu versinken... danke.

LG
Hinnerker

Ps.: Sorry für das OT

pps.. hat sich zeitlich überschnitten mit den Postings.. während ich schrieb kamst Du der Aufforderung nach... sorry

 

[hinnerker]

@Frank Klemm
Ok, verstanden.. das sind genau die Vorstellungen, die auch bei meinen Posts berücksichtigt wurden und decken sich.
Auch der Zeitfaktor für die Anpassung der Rezeptoren in Hell - Dunkel Situationen ist klar.

Aber woher stammen die 500ms... Anpassung.. wie wurden die ermittelt?
Meine Fragen zielten eher auf die hinter den Werten stehenden empirischen
Untersuchungen ab... die "netten" Nachleuchtbeispiele zeigen einiges, aber mich würde interessieren, wie
die hinter diesen aufgezeigten Beispielen stehenden Überlegungen und Messanordnungen aussahen, bis man zu
diesen netten Beispielen kam... obwol es gottseidank kein wirkliches Gewicht für die "normale" Fotografie hat und vermutlich nur einen
Traum darstellt, diesen "Dynamikumfang" technisch jemals realisieren zu können. Und wenn doch, werde ich dies sicherlich nicht mehr erleben...

In gespannter Erwartung...

LG Hinnerker

 

[hinnerker]

Ein wirklich interessantes Thema und ich bin scheinbar ein echtes Glückskind..
Im Gespräch mit meiner Frau (Ärztin) über das Thema erfuhr ich von ihr die dahinter stehenden neurologischen Erkenntnisse in Bezug auf das System Auge und der perzeptiven Wahrnehmung des Menschen... (Reizschwellen, Zapfen, Stäbchen etc..)
Sie hat es selbst lange Zeit unterrichtet...
Manchmal erstaunlich, das man zu wenig miteinander über seine Arbeit spricht....

Dieses Gebiet interessierte mich als Fotograf aus der Schwarz-Weiß Reportagefotografie bisher eigentlich kaum, da es zu selten vorkam, das in Farbe fotografiert wurde. Die Beschäftigung damit werde ich wohl jetzt nachholen.
Insofern vielen Dank für diesen interessanten Thread, da er mir neue Erkenntnisse und Fragen über Fragen brachte...


LG
Hinnerker

Sorry wenn ich etwas OT geworden bin und das eigentlich´nicht hier hingehört.

 

[Frank Klemm]

@Frank Klemm
Ok, verstanden.. das sind genau die Vorstellungen, die auch bei meinen Posts berücksichtigt wurden und decken sich.
Auch der Zeitfaktor für die Anpassung der Rezeptoren in Hell - Dunkel Situationen ist klar.

Aber woher stammen die 500ms... Anpassung.. wie wurden die ermittelt?

Quelle ist http://local.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/miscellaneous/pulfrich/, die sich auf

• ROGERS, B. J. and ANSTIS, S. N. (1972) Intensity versus adaptation and the Pulfrich stereophenomenon. Vision Research, 12, pp 909-928.
• PULFRICH, C. (1922) Die Stereoskopie im Dienste der isochromen und heterochromen Photometrie. Die Naturwissenschaften (Berlin), 10, pp 553- 564, 569-574, 596-601, 714-722, 735-743 and 751-761.
• WYSZECKI, G. and STILES, W. S. (1967) Color Science. Wiley, New York, USA.

bezieht.

Dort findet man:

log t (ms) = 1.653 - 0.184 log L (cd/m2)

Ich habe das erweitert zu:

log t (ms) = 1.653 - 0.184 log (L-Lo) (cd/m2)

mit Lo = 3*10^-6 cd/m² (Wahrnehmungsschwelle), um das Verhalten am unteren Ende des Wahrnehmungsbereichs besser zu approximieren.

Daraus erhält man:

• L=10^6 cd/m² => 3,5 ms
• L=10^5 cd/m² => 5,5 ms
• L=10^4 cd/m² => 8,5 ms
• L=10^3 cd/m² => 12,5 ms
• L=10^2 cd/m² => 19 ms
• L=10^1 cd/m² => 30 ms
• L=10^0 cd/m² => 45 ms
• L=10^-1 cd/m² => 70 ms
• L=10^-2 cd/m² => 105 ms
• L=10^-3 cd/m² => 160 ms
• L=10^-4 cd/m² => 250 ms (ohne Modiffikation 245 ms)
• L=10^-5 cd/m² => 400 ms (ohne Modiffikation 375 ms)
• L=5*10^-6 cd/m² => 500 ms (ohne Modiffikation 425 ms)
• L->Lo => +oo ms

Das ganze ist eine Ingenieurformel, d.h. kein Naturgesetz (a la Newton, Maxwell, Schrödinger), sondern nur ein gefittetes Modell und liefert "nur" Anhaltswerte. Aber so viel mehr geht nicht, wenn man Meßgrößen an kohlenstoffbasierten Lebensformen bestimmen will.

Gesucht hatte ich eine quantitative Formel seinerzeits (2007), weil ich die visuell wirksame Verzögerungszeit von DSLR-Suchern abschätzen wollte. Da das Sucherbild einer DSLR immer dunkler als das direkte Ansehen ist, kommt es durch den Pulfrich-Effekt auch bei Spiegelreflexkameras zu merklichen Verzögerungen, insbesondere in der Dämmerung.
Hochqualitative EVF können an dieser Stelle die Latenz des visuellen Apparates (Auge, Sehnerv, Gehirn) signifikant reduzieren und damit trotz technischer Verzögerungszeiten schneller als optische Sucher sein.

 

[hinnerker]

@ Frank Klemm

Vielen Dank für den Link und Deine Ausführungen..
Nun wird einiges klarer verständlich für mich über die Arbeitsweise bzw. Perzeptive Wahrnehmung des Systems Auge/Hirn.

LG
Hinnerker

ps. Das Fazit :

Hochqualitative EVF können an dieser Stelle die Latenz des visuellen Apparates (Auge, Sehnerv, Gehirn) signifikant reduzieren und damit trotz technischer Verzögerungszeiten schneller als optische Sucher sein.

halte ich zumindest in den gegenwärtigen technischen Realisationen in DSLRs für fragwürdig... oder eben nur in extremen Lichtsituationen
für korrekt..

 

[LuckyExplorer]

Hallo,
vielen Dank fuer die hochinteressanten Zusammenhaenge.
Ich habe in dem Zusammenhang eine eher einfache Frage: Wie errechnet man aus dem Dynamikumfang die Blendenzahl der Dynamik? Einfach die Zweierpotenzen abzaehlen?

 

[Frank Klemm]

Hallo,
vielen Dank fuer die hochinteressanten Zusammenhaenge.
Ich habe in dem Zusammenhang eine eher einfache Frage: Wie errechnet man aus dem Dynamikumfang die Blendenzahl der Dynamik? Einfach die Zweierpotenzen abzaehlen?

d=1,0 => 1:10 => 3,32 Blendenstufen
d=2,0 => 1:100 => 6,64 Blendenstufen
d=3,0 => 1:1.000 => 9,97 Blendenstufen
d=4,0 => 1:10.000 => 13,29 Blendenstufen
d=5,0 => 1:100.000 => 16,61 Blendenstufen
d=6,0 => 1:1.000.000 => 19,93 Blendenstufen

 

[Gast_29767]

d=1,0 => 1:10 => 3,32 Blendenstufen
d=2,0 => 1:100 => 6,64 Blendenstufen
d=3,0 => 1:1.000 => 9,97 Blendenstufen
d=4,0 => 1:10.000 => 13,29 Blendenstufen
d=5,0 => 1:100.000 => 16,61 Blendenstufen
d=6,0 => 1:1.000.000 => 19,93 Blendenstufen

Kann das schon sein? Da Canon den Dynamikumfang der neuen 5D MKII mit 8 Blendenstufen angibt? Oder sind meine Infos falsch?

 

[LuckyExplorer]

d=1,0 => 1:10 => 3,32 Blendenstufen
d=2,0 => 1:100 => 6,64 Blendenstufen
d=3,0 => 1:1.000 => 9,97 Blendenstufen
d=4,0 => 1:10.000 => 13,29 Blendenstufen
d=5,0 => 1:100.000 => 16,61 Blendenstufen
d=6,0 => 1:1.000.000 => 19,93 Blendenstufen

Ich sehe den Zusammenhang: d ist der 10er Logarithmus und die Blende errechnet sich aus dem log2. Logisch, da eine Blendenstufe doppelte Lichtmenge bedeutet. eine Frage noch an den Experten: Diskutieren wir hier über die Amplitude oder Intensität des Lichtes?

 

[Frank Klemm]

Ich sehe den Zusammenhang: d ist der 10er Logarithmus und die Blende errechnet sich aus dem log2. Logisch, da eine Blendenstufe doppelte Lichtmenge bedeutet. eine Frage noch an den Experten: Diskutieren wir hier über die Amplitude oder Intensität des Lichtes?

Wir diskutieren über die Intensität oder besser gesagt um den Energiefluß. Die Amplitude ist im optischen nicht direkt detektierbar, weil die Frequenzen für Antennen, Leitungen und Verstärker deutlich zu hoch sind.

Wir beobachten

integriert über die Pixel- bzw. Sensorfläche.

 

[Tyrion1969]

Der Mensch kann ca. 700 Helligkeitsstufen von tiefsten Schwarz bis zum hellsten Weiß wahrnehmen, allerdings nicht gleichzeitig. Gleichzeitig landet man bei etwa 400 Helligkeitsstufen, die bei hellem Tageslicht unterscheidbar sind. Dabei müssen aber Mindestwinkelabstände (>10°) eingehalten werden. Bei sehr hohen Helligkeiten und bei besonders bei geringeren Helligkeiten verringert sich diese Anzahl. Im Übergangsbereich zum Nachtsehen sind noch knapp 70 Helligkeitsstufen zu unterscheiden, in einer Vollmondnacht noch um die 35.

wie ist eine helligkeitsstufe in diesem fall definiert?

eine blendenstufe ist definiert durch die doppelte helligkeit.
dynamikumfang durch minimum und maximum.

aber so oft lese ich von helligkeitstufen im netz ohne das die schrittweite oder definition der stufe angegeben ist.

hätte das als PN gefragt aber das hast du wohl deaktiviert.

 

[Frank Klemm]

wie ist eine helligkeitsstufe in diesem fall definiert?

Zwei Helligkeiten sind unterschiedlich, wenn man mit 75% Wahrscheinlichkeit die hellere Farbe bestimmen kann.

Im Bereich um die 1000 cd/m² sind das Abstände von etwa 2,5 bis 3%, die so wahrnehmbar sind, bei 1 cd/m² sind es schon um die 8 bis 10%.