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Scheimpflug – Schärfekeil berechnen …

Martin Messmer schrieb:
Zwei Ansätze:

http://www.throughthefmount.com/articles_tips_tilting85.html

oder

http://bilderbank.de/tilt-shift-objektiv-fokussieren/

Offenbar nichts Einfaches …

...
Zum Vergrößern anklicken....


ad Nikon

zu d kommt noch der Verstellweg per shift hinzu, damit der Hauptstrahl der
Optik, die optische Achse wieder in der Bild-/Sensormitte ankommt.


abacus
 
Das Shiften allerdings wird ja nicht als relevant Schärfe-verändernd deklariert?! Mich interessierte, wo genau dieser Schärfentiefenkeil hingeht, wo sein Scheitel ist: bei der Schnittgerade von Sensorebene und Objektivebene oder etwas davor beginnend? …
 
Kleine Ergänzung,
der Schärfebereich zu f der Optik ändert sich durch tilt nicht, durch tilt erfolgt
dann jedoch eine andere Nutzung dieses Bereichs und das ist eine Sache der
Geometrie/Projektion.


abacus
 
Also – für mich rekapitulierend ;)

Die Scheimpflugsche Regel besagt ja gar nicht, dass sich Film- (F), Objektiv- (O) und Schärfeebene (S) in einer gemeinsamen Geraden schneiden – dies ist nur approximativ so. Scheimpflug wähnte, O (objektseitige Objektivhauptebene) und O' (bildseitige Objektivhauptebene) unterscheidend, dass die Schnittgerade von F und O' (G1) den gleichen Abstand von der Optikachse hat wie die Schnittgerade von O und S (G2). So sind die meisten Skizzen ja also ohnehin nur eine Annäherung dessen, was effektiv passiert.

Läuft der Schärfekeil vielleicht weder bei G1 noch bei G2 zusammen?

Liebe Grüße – Martin

…
 
Martin Messmer schrieb:
Also – für mich rekapitulierend ;)

Die Scheimpflugsche Regel besagt ja gar nicht, dass sich Film- (F), Objektiv- (O) und Schärfeebene (S) in einer gemeinsamen Geraden schneiden – dies ist nur approximativ so. Scheimpflug wähnte, O (objektseitige Objektivhauptebene) und O' (bildseitige Objektivhauptebene) unterscheidend, dass die Schnittgerade von F und O' (G1) den gleichen Abstand von der Optikachse hat wie die Schnittgerade von O und S (G2). So sind die meisten Skizzen ja also ohnehin nur eine Annäherung dessen, was effektiv passiert.
Zum Vergrößern anklicken....
In den meisten Fällen reicht ja die Approximation mit dünnen Linsen, weil die Objektweite viel größer als die Gegenstandsweite ist.


Martin Messmer schrieb:
Läuft der Schärfekeil vielleicht weder bei G1 noch bei G2 zusammen?
Zum Vergrößern anklicken....
Jedenfalls nicht in einer Ebene durch das Objektiv parallel zur Bildebene, wie in vielen Abbildungen zu sehen. Kleines Gedankenexperiment: wenn du so weit tiltest, dass der Schnittpunkt mit den Schärfentiefegrenzen mit ins Bild kommt, was passiert dann jenseits des Schnittpunkts? Negative Schärfe?

Da hilft nur: selber rechnen oder Scheimpflug glauben (der das vermutlich seriös gerechnet und nicht irgendwo abgeschrieben hat).

Der Schnittpunkt mit den Schärfentiefegrenzen müsste übrigens da liegen, wo sich die Ebene der Eintrittspupille mit der Schärfeebene schneidet (was bei asymmetrischen Objektiven nicht die objektseitige Hauptebene ist), insofern kann es schon einen Versatz geben, aber der wäre objektivabhängig.

L.G.

Burkhard.
 
@burkhard2
«Jedenfalls nicht in einer Ebene durch das Objektiv parallel zur Bildebene, wie in vielen Abbildungen zu sehen.»

… schon doch, oder? – aber nicht jene parallele Ebene, die von einer Nodalebene genau den Abstand der Brennweite hat … so wird's doch oft skizziert; vermutlich der Einfachheit halber, damit die Berechnungen etwas schlichter werden …

«Negative Schärfe» :lol: Wo würdest Du denn diesen Schärfentiefe-Keil-Scheitel ansetzen? Weiter kamerawärts also? Etwa in der Flucht der Sensorebene? Ja – dann würde ein Über-diesen-Punkt-hinaus-Tilten noch weniger denkbar … Oder zwischen Sensorebene und dieser ominösen sonst jeweils eingezeichneten Ebene?

Zum Shiften …
Klar … müsste man diese Verschiebung auch noch berücksichtigen. Ich gehe davon aus, dass halt Viele mit Annäherungen vorig genug genau rechnen können in der Praxis. Diese Ebenenverschwenkungen sind in Natura teilweise etwas recht Diffiziles, und da ist ein Vorausrechnen nur eine «Starthilfe», um die Kamera dann doch recht erstaunlich exakt vorzujustieren … Der Shift wäre ja nur ca. g*m*sin(a) = g*sin(a)*tan(a)/tan(b) klein (im Vergleich zu g), was kaum ins Gewicht fällt, wenn g>>f misst.

…
 
Zuletzt bearbeitet:
Leute, es sind Annäherungen, denn es kommt noch das perspektivische
Zentrum hinzu, die Lage der Eintrittsspupille, die das perspektivische
Zentrum ist, die Hauptebene ist es nur im idealisierten Spezialfall einer
idealen Linse ... es ist somit viel komplizierter, es reicht jedoch die An-
näherung, denn es sind herstellerseitig keine Objektivdaten bekannt, die
da eine genauere Vorgehensweise ermöglichen und es gibt auch keine
Markierungen die den korrekten Umgang damit erleichtern.


abacus
 
Ja – und die Annäherungen sind im «Normalfall» (wenn wir nicht allzu große Abbildungsmaßstäbe haben), erstaunlich brauchbar genau …

DANKE Euch beiden! —

Alles Gute

Martin

...
 
Mich interessiert das Thema sehr. Ich würde gerne kompetent und unverbindlich an dessen Entwicklung teilnehmen. Schöns Zeichnungen von dem Traktor gefallen und leuchten ein. Dennoch, wäre es hilfreich, schon im Eingangspost zu beschreiben, wie Unschärfeflächen auf dem Sensor bewertet werden. Sie sind nicht rund wie Kreis, vielleicht mehr förmig wie Ellipsen. Betrachtet man


a) ihren Flächeninhalt
b) ihren Umkreisdurchmesser
c) ihren Inkreisdurchmesser
d) eine andere Eigenschaft

zur Bewertung der Unschärfe? Das muss werden geklärt, um bodenlose Diskussionen über Form des Schärfebereichs zu vermeiden.

Freundlich grüßt der Experte
 
Lieber Experte

Vielen DANK! Ich hatte soeben persönlichen Kontakt mit Herrn Schön; sehr sympathisch! Er sagte mir, dass der Schärfentiefe-Keil sich in K und nicht in S bündeln würde, weil dort die äußerste Möglichkeit einer Abbildung bestünde und somit die Abbildung unendlich würde auf dem Film; hinter K (also näher bei S) würde eine Abbildung nicht mehr möglich sein … deshalb sei K der Punkt, wo der Schärfe-Keil beginnt. Ich fragte nun noch zurück – denn mir erschließt sich nicht ganz, dass dem so ist; denn wenn ich von K aus einen Strahl auf die Linsen zusende, so kommen die doch noch im Winkel a an und können also noch (theoretisch) gebrochen werden, was also noch kein unendliches Bild ergeben würde, so dass ich (vielleicht falsch?!) vermute, dass dieser Scheitelpunkt zwischen K und S liegt, so, dass durch Brechung an der Linse die Strahlen gerade parallel zur Bildebene verlaufen …

Zur Schärfe:
Wenn wir nur die Zerstreuungskreise (ohne Beugung!) in Betracht ziehen, so könnten wir zwei Ansätze verfolgen:
Den maximal störenden Zerstreuungskreisdurchmesser = Zo setzen, also den größten; oder simpel immer den mittleren eben, also quasi jenen, den man sonst berechnet, wenn die Ebenen parallel liegen. Letzteres erzeugte wohl eben diesen Keil … ersteres vielleicht gar krumme Linien, die exponentiell wegziehen von der Schärfeebene?! –

Eigentlich wäre ja sinnvoll, zu betrachten, wie ein Auge letztlich die Schärfe grundsätzlich und schlechthin empfindet. Ob sich ein Auge nun bei einem eierförmigen Unschärfe-«Kreis» gemäß der riesigsten Stelle an der «Unschärfe» stört oder gemäß eines durchschnittlichen Unschärfegebilde-Durchmessers, entzieht sich leider vollständig meines Wissens … Meine Vermutung liegt da: ein Auge sieht ein eierförmiges Zerstreuungskreislein als etwas kleiner, als wenn es rundum diese maximale Größe hätte.

DANKE fürs Mitdenken!

Liebe Grüsse

Martin

...
 
Zuletzt bearbeitet:
Sehe gerade – Herr Schön hat Recht: Strahlen aus K gehen ja mittig durch H und verlaufen dann geradlinig, also senkrecht zur Bildebene :)

…
 
Zuletzt bearbeitet:
Schön gibt gute Gründe an. Der Punkt K liegt auf der Grenze. Die Punkte auf der Schärfeebene rechts von K werden noch reell abgebildet auf die Ebene des Films. Zur gleichen Zeit hat der Punkt K auch noch einen Abstand von einer Brennweite zur Objektivebene. Auch das ist ein guter Grund dafür, dass K die Spitze des Schärfebereichs ist. Scheimpflug hat das zuerst erkannt.



Freundlich grüßt der Experte
 
Wenn wir von K aus parallel zur Objektivebene eine Linie denken zur Optikachse hin, schneidet diese Linie die Achse z.B. in Q (nenne den Punkt nun mal so). Warum ist dann die Distanz von H zu Q auch gleich groß wie f, die Brennweite? Nur so ist dann ja f/J = sin(a) … Ist dann H-Q nicht etwas kleiner als f?

…

Ah – dies schrieben Sie ja gerade (sorry) … aber … warum ist dies so, dass H-Q gerade = f ist? … Ist ja sehr praktisch … aber weshalb ist dies so? :)

…
 
Zuletzt bearbeitet:
Der Zerstreuungskreise wegen noch:
Die Verschwenkung ist ja der Tiltwinkel, eben a°.
Wenn wir ein Zo = 0.02mm haben (ca. APS-C-Sensor), dann würde dieser max.zu. Zerstreuungskreis halt etwas dicker dieser Verschwenkung von a wegen. Sagen wir, eine realistische Verschwenkung sei a = 5°, so wäre also auf dem Sensor der kritische Zerstreuungskreis entlang der Optikachse nicht mehr = Zo dick, sondern zeigte seine weiteste Seite bei Zo' = Zo/cos(a) = 0.0200764mm. Kann man dies nicht vernachlässigen? …

Herzlich

Martin

...
 
Zuletzt bearbeitet:
Führt dem Begriff der Verschwindungsebene ein, alles was raumseitig davor
liegt kann bildseitig abgebildet werden.


abacus
 
Eine Empfehlung ist auch dieser Beitrag zum Thema von Waldonell speziell
unter 6. die zweite Abbildung, unter read it or don't.

Jedoch auch hier wird dem erforderlichen shift um den Hauptstrahl/die opti-
sche Achse in die Sensor/Bildmitte zu bekommen, nicht die erforderliche Auf-
merksamkeit zu Teil.

Weiters dominiert in den Darstellungen eine vertikale Anordnung der Optik,
bzw. der Hauptebene/bildseitige Eintrittspupille/Verschwindungsebene/...
was nicht den tatsächlichen Standardfall abbildet.


abacus
 
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