optische Verzerrung abhängig von Blende

[tylor]

Hi Leute,

kann mir jemand sagen warum die Anordnung der Blende für die optische Verzerrung eine Rolle spielt?

http://olypedia.de/Verzeichnung


Bei einer Blende vor der Linse gibt es kissenförmige Verzerrung bei einer Blende hinter der Linse hingegen einen tonnenförmige...Warum? Bei Kameras ist die Blende doch hinter den Linsen was ja (nach dem Beitrag von oben) eigentlich eine kissenförmige Verzerrung bedeuten würde. Aber Kameras haben ja wohl ne tonnenförmige Verzerrung?!

Warum ändert die Blende die Art der Abbildung?

http://www.vision-doctor.de/optische-fehler/verzeichnung.html

Thx.

Tyler

 

[UnclePat]

Hmm, was mir nicht ganz klar ist: meinen die Artikel mit Position der Blende wirklich die Blendeneinheit oder die Lage der Hauptebene? Dann beeinflusst wohl die Symmetrie des Objektivs die Abbildung.

Oder die Verzeichnung entsteht durch Astigmatismus, der dann beim Abblenden durch Ausblenden der Linsenrandbereiche in Verzeichnung umschlaegt.

 

[tylor]

Ok dass die Blende die Art beeinflusst ist mir jetz klar. Die austreffenden Lichtstrahlen streuen sich bei der Kissenverzerrung sodass weiter entfernte Punkte wie die Eckpunkte des Bildes auch weiter vom Bildmittelpunkt entfernt sind. Bei der Tonnenverzerrung "streuen" die Lichtbündel sich nicht sondern bündeln sich eher, sodass entferntere Punkte wie die Eckpunkte des Bildes weiter zur Bildmitte liegen.

vgl.:

http://toothwalker.org/optics/distortion.html

Aber warum haben dann Kameras eine Tonnenverzerrung obwohl die Blende hinter den Linsen liegt??

 

[UnclePat]

Aber warum haben dann Kameras eine Tonnenverzerrung obwohl die Blende hinter den Linsen liegt??

Wie kommst du darauf?

Ohne jetzt gross die Theorie beruecksichtigt zu haben, koennte ich annehmen, dass mit der einen Linse in deinen verlinkten Skizze in Wirklichkeit eine der Hauptebenen eines komplexen Linsensystems (=Objektiv) gemeint ist. Diese Hauptebene kann beim Zoomen wandern, so dass es zu dem typischen Wechsel zwischen Tonnenverzerrung bei WW-Stellung und Kissenverzerrung bei Tele-Stellung kommt.

 

[tylor]

Aso irgendwie dachte ich dass die Blende sich hinter allen Linsen befindet wie blöd Danke!

 

[Manni1]

Die Blende ist mittendrin. Und meine Zoomobjektiven haben am kurzen Ende tonnen- und am anderen Ende kissenförmige Verzeichnung.


Zum zitierten Artikel - dort heißt es "Weiterhin nimmt die Positionierung der Blende entscheidenden Einfluss auf die entstehende Verzeichnung, hier am Beispiel einer einfachen Sammellinse" ... nur ein Beispiel also.

 

[UnclePat]

Zum zitierten Artikel - dort heißt es "Weiterhin nimmt die Positionierung der Blende entscheidenden Einfluss auf die entstehende Verzeichnung, hier am Beispiel einer einfachen Sammellinse" ... nur ein Beispiel also.

Die Sammmellinse muss in dem Fall also eine heftige Randunschaerfe aufweisen. Blendet man nun die Randbereiche der Linse durch eine Blende ab, eliminert man einen Teil der Lichtstrahlen, die diese Unschaerfe hervorrufen. Im einen Fall die Lichtstrahlen, die zu weit zur Bildmitte gebrochen werden, im anderen Fall, die die zu weit nach aussen gebrochen werden. Das Ergebnis ist ein Bild mit hoeherer Randschaerfe, aber dadurch eben Verzeichnung

 

[burkhard2]

Ok dass die Blende die Art beeinflusst ist mir jetz klar. Die austreffenden Lichtstrahlen streuen sich bei der Kissenverzerrung sodass weiter entfernte Punkte wie die Eckpunkte des Bildes auch weiter vom Bildmittelpunkt entfernt sind. Bei der Tonnenverzerrung "streuen" die Lichtbündel sich nicht sondern bündeln sich eher, sodass entferntere Punkte wie die Eckpunkte des Bildes weiter zur Bildmitte liegen.

vgl.:

http://toothwalker.org/optics/distortion.html

Aber warum haben dann Kameras eine Tonnenverzerrung obwohl die Blende hinter den Linsen liegt??

Die Darstellung bei toothwalker.org ist totaler Unsinn. Der Hauptstrahl einer dünnen Linse geht durch den Linsenmittelpunkt (Hauptpunkt), nicht durch die Blendenmitte. Bei rein geometrischer Optik gibt es gar keine Verzeichnung.

Richtig ist, dass Verzeichnung daher kommt, dass (schräg einfallende) Lichtstrahlen nicht durch die Linsenmitte, sondern nur durch den Randbereich einer Linse gehen und (wegen der sphärischen Aberration und dem Koma) anders gebrochen werden als von der geometrischen Optik vorhergesagt.

L.G.

Burkhard.

 

[Stempel]

Ich halte die hier zitierten Artikel alle für Unsinn. Die konsequente Anwendung bedeutet nämlich ein hoffnungslos unscharfes Bild bei Offenblende. Ein (auch einigermaßen) scharfes Bild erreicht man nur, wenn jeder Strahl vom Motiv durch das Objektiv an (ungefähr) gleicher Stelle des Sensors eintrifft. Dabei ist unerheblich, welcher Lichtstrahl durch beliebig positionierte Blende hiervon abgehalten wird.

Der Beleg für die Richtigkeit meiner Behauptung ist leicht zu führen: Nimm eine Postkarte und decke vor dem Objektiv die halbe Linse ab. Fotografier das Motiv bei Offenblende und bewundere die in den Artikeln behauptete Verzeichnung. Sach mir keener, die Postkarte sei keen Blende in optischem Sinne...

Die Position der Blende trägt sicher zur Vignettierung bei, nicht aber zu Verzeichnung.

Gruß, Wolfgang

 

[UnclePat]

Ich halte die hier zitierten Artikel alle für Unsinn. Die konsequente Anwendung bedeutet nämlich ein hoffnungslos unscharfes Bild bei Offenblende. Ein (auch einigermaßen) scharfes Bild erreicht man nur, wenn jeder Strahl vom Motiv durch das Objektiv an (ungefähr) gleicher Stelle des Sensors eintrifft. Dabei ist unerheblich, welcher Lichtstrahl durch beliebig positionierte Blende hiervon abgehalten wird.

Man darf auch nicht den Fehler machen, und diese Artikel auf ein komplexes Objektiv beziehen.
Es geht darin um eine einzelne sphaerische Linse. Dabei kommt es eben naturgemaess zu starker sphaerischer Aberration und Astigmatismus. Blendet man diese Linse ab, kommt es dann eben zu Verzeichnung.

Ein Objetiv ist aber schon mehr oder weniger gut auf Astigmatismus und sphaerische Aberration (durch Aperturblenden und Linsensysteme, z.B. Asphaeren) korrigiert. Daher ist das Bild uber das gesamte Feld hinreichend scharf.

Der Beleg für die Richtigkeit meiner Behauptung ist leicht zu führen: Nimm eine Postkarte und decke vor dem Objektiv die halbe Linse ab. Fotografier das Motiv bei Offenblende und bewundere die in den Artikeln behauptete Verzeichnung. Sach mir keener, die Postkarte sei keen Blende in optischem Sinne...

Die Position der Blende trägt sicher zur Vignettierung bei, nicht aber zu Verzeichnung.

Hier machst du den o.g. Fehler. Das Objektiv ist bereits auf Astigmatismus korrigiert. In dem Fall wird abblenden natuerlich keinen sichtbaren Einfluss auf Verzeichnung mehr haben.

 

[burkhard2]

Ich halte die hier zitierten Artikel alle für Unsinn. Die konsequente Anwendung bedeutet nämlich ein hoffnungslos unscharfes Bild bei Offenblende.

Völlig richtig. Wie UnclePat schon schrieb, beziehen sich die Abbildungen auf einfache sphärische Linsen. Die allgemeine Randunschärfe lässt sich dadurch erklären, dass unterschiedliche Teile der Linse unterschiedliche Bildpunkte erzeugen. Durch die Blende wird erreicht, dass das für den Bildpunkt verantwortliche Lichtbündel die Linse nur in einem kleinen Bereich passiert, wodurch das Bild schärfer wird. Die Lage der Blende ist dabei nur Mittel zum Zweck.

Dass die Artikel dann diese Beobachtungen auf die Verzeichnung bei Kamerabojektiven übertragen, ist natürlich Blödsinn, insbesondere die (zumindest implizite) Behauptung, dass eine falsch positionierte Blende schuld an der Verzeichnung sei.

Bei Weitwinkel-Objektiven (in Retrofokus-Technik) tritt der oben beschriebene Effekt aber grundsätzlich ein: schräg einfallende Strahlen werden nur durch den entsprechenden Außenbereich der Vorderlinse geleitet, gerade einfallende nur durch die Linsenmitte. Deshalb sind auch Weitwinkelobjektive "anfälliger" für Verzeichnung. Fisheyes nutzen den Effekt sogar gezielt.

Der Beleg für die Richtigkeit meiner Behauptung ist leicht zu führen: Nimm eine Postkarte und decke vor dem Objektiv die halbe Linse ab. Fotografier das Motiv bei Offenblende und bewundere die in den Artikeln behauptete Verzeichnung. Sach mir keener, die Postkarte sei keen Blende in optischem Sinne...

Auch mit einfacher Linse funktioniert dieses Experiment nicht, weil deine "Blende" alle einfallenden Lichtstrahlen durch dieselbe Linsenhälfte leitet. Mach ein Loch in deine Postkarte und nimm 'ne starke Leselupe als Objektiv, und du wirst den Effekt sehen (durch die Blende wird aus der allgemeinen Randunschärfe je nach Abstand der Blende unterschiedliche Verzeichnung). Bei einem randscharfen Objektiv kannst du durch eine Blende natürlich keine Verzeichnung erzeugen.

Die Position der Blende trägt sicher zur Vignettierung bei, nicht aber zu Verzeichnung.

Bei den gezeigten Abbildungen gibt es keine Vignettierung durch die Blende, weil die Linse groß genug für das Lichtbündel ist.

L.G.

Burkhard.

 

[Stempel]

Alles klar, danke für die Berichtigungen. Gruß, Wolfgang

 

[martin0reg]

...
Dass die Artikel dann diese Beobachtungen auf die Verzeichnung bei Kamerabojektiven übertragen, ist natürlich Blödsinn, insbesondere die (zumindest implizite) Behauptung, dass eine falsch positionierte Blende schuld an der Verzeichnung sei...

Danke - der artikel sieht recht wissenschaftlich aus und sei eine warnung für alle user, die sich auf wikis und pedias stützen..

PS: hier wird ähnliches behauptet:
http://www.vision-doctor.de/optische-fehler/verzeichnung.html

 

[tylor]

Blende - Verzerrung

Kann gelöscht werden

 

[whr_]

Bei rein geometrischer Optik gibt es gar keine Verzeichnung.
(...)
wegen der sphärischen Aberration und dem Koma) anders gebrochen werden als von der geometrischen Optik vorhergesagt.

Verzeichnung läßt sich vollständig mit geometrischer Optik beschreiben - da ist weder Wellenoptik (Beugung) noch Teilchenoptik (Detektion, Erzeugung, Quanteneffekte) dabei.

Sphärische Aberration und die Koma sind durch geometrische Optik beschrieben.

Keine Verzeichnung und keine geometrischen Abbildungsfehler gibt es in paraxialer Optik.

Aber in der Tat ist die Erklärung der Verzeichnung nicht so einfach wie hier dargestellt.

 

[tylor]

ok vielen Dank für die vielen Antworten, hat mir schon sehr weitergeholfen. Was mich im Moment noch verwirrt ist Randverzerrung im Vergleich mit Verzeichnung. In dem Buch Geometrische Grundlagen der Architekturdarstellung von Cornelie Leopold handelt es sich bei dem Begriff "Randverzerrung" um einen Effekt der Auftritt, wenn Objekte in die Randbereiche des Sichtfeldes kommen (näher als 45° halber Öffnungswinkel). Je näher ein Punkt den 90° halben Öffnungswinkel kommt desto "verzerrter" wird dieser abgebildet. Kommt denke ich daher dass die Bildebene eine plane Fläche ist? Hat dieser Effekt jetzt etwas mit der Verzeichnung zu tun? Oder bedingt das eine das andere?? Wtf. ich checks nich Ich hab mal versucht mir das ganze in einem 3D Programm (cinema 4d) zu erklären. Wenn ich eine Kamera mit z.B. Blickwinkel 150° einrichte treten natürlich heftige Randverzerrungen auf. Da die Kanten sich aber nicht biegen dürfte es sich dann aber nicht um eine Verzeichnung handeln, oder? Richte ich die Kamera nämlich mittig und senkrecht vor einer Würfelfläche ein werden zwar alle Ecken verzerrt aber die Kanten werden nicht gebogen!! D.h. das Rechteck bleibt ein Rechteck und keine Tonne oder Kissen. Sprich Randverzerrung aber keine Verzeichnung. Vermutlich weil das Programm keine Blende berechnet? Es gibt ein Plugin für Cinema 4D mit dem man dann Verzeichnung generieren kann aber was macht den Unterschied?

 

[whr_]

Begriff "Randverzerrung" um einen Effekt der Auftritt, wenn Objekte in die Randbereiche des Sichtfeldes kommen (näher als 45° halber Öffnungswinkel). Je näher ein Punkt den 90° halben Öffnungswinkel kommt desto "verzerrter" wird dieser abgebildet. Kommt denke ich daher dass die Bildebene eine plane Fläche ist?

Ja, und die Fokusebene (Objektebene) auch. Das Abbildungsverhältnis - der Verkleinerungsfaktor - ist bei Verzeichnungsfreiheit im Zentrum wie am Rand das gleiche, obwohl die Objekte am Rand in Wahrheit weiter weg sind und deshalb kleiner sein sollten.

Wir sollten Photos (Monitor, Abzüge) besser als Ausschnitte von Hohlkugeln realisieren.

Hat dieser Effekt jetzt etwas mit der Verzeichnung zu tun?

Im Gegenteil - er trit prononciert bei einem rektilinear korrigerten (verzeichnungsarmen) Objektiv auf, und verschwiindet beim Fisheye, wenn Du dessen Bild in die schon erwähnte Hohlkugel ausgibst.

Es ist ein Problem der Projektion und der Tatsache, daß Du beim Anschauen des Photos nicht Deinen Blick strikt über dem Bildzentrum in einem dem realen Bildwinkel entsprechendem Abstand hälst, sondern es anders betrachtest.

Mit der Blende hat das erstmal nichts zu tun.