Lochkamera bis ins 17. Jhdt. als Zeichenhilfsmittel Fotografie IBN AL HAITHAM (965-um1040) LEONARDO DA VINCI (1452-1519) HIERONYMUS CARDANUS (1501-1576) http://www.mayn.de/home/ebaumann/fotobuch.html Je kleiner das Loch, desto schärfer und dunkler das Bild
Fotografie NICEPHORE NIEPCE (1765-1833) LOUIS JACQUES MANDE DAGUERRE (1787-1851) WILLIAM HENRY FOX TALBOT (1800-1877) Niepce: flüssiger Asphalt (härtet sich unter Licht) Ältestes Foto: Belichtungszeit 8 Stunden Entwickler: Terpentin & Lavendelöl Daguerre: Silberhalogenid Entwickler: Quecksilberdampf Fixierer: Kochsalzlösung 1839 Talbot: Papier, Kochsalz, Silbernitrat Fixierer: Kochsalzlösung 1835 Verfielfältigung Kontaktkopien
Fotografie Schwarz-Weiß-Film http://www.photomeeting.de Schutzschicht gegen Beschädigungen 1/8 mm Gelatine mit lichtempfindlichen Kristallen Haftschicht Träger Bromsilberkristalle (13pm), bei Belichtung entsteht Silber Durchsichtiger Kunststoff Prozess der Entwicklung: anbelichtete Kristalle werden zu Silber umgewandelt, unbelichtete entfernt Lichthof-Schutzschicht Dunkler Lack, wird beim Entwickeln entfernt
Rollfilm 6*9 Negativ aus dem Jahre 1939 Kamera: Agfa Box
Fotografie Farb-Negativ-Film (Agfa) Gelb Magenta Cyan
Fotografie 40-fache Vergrößerung Homepage E. Baumann 400-fache Vergrößerung Körnung Größe der Silber-Halogen-Kristalle Große Kristalle = empfindl. Film Kleine Kristalle = kleines Korn
Hochempfindlicher Farbfilm wirkt wolkig oder flockig
Opazität 1 Dichte Fotografie Filmempfindlichkeit Dichte = 0 volle Transparenz Dichte = 0,3 halber Lichtdurchlass 10 0,3 = 2 1 DIN = 0,1 Dichte ASA/DIN 2 0 0,3 +3 DIN = doppelte Dichte 10 1 Opazität (Schwärzung): Einfallender Beleuchtungsstärke / Austretende Beleuchtungsstärke Dichte = log 10 (Opazität) Belichtung = Beleuchtungsstärke * Zeit Formelzeichen H Beleuchtungsstärke=Lichtstrom/Fläche Φ H = Et = t = A Q A Filmempfindlichkeit: Welche Belichtung ruft welche Schwärzung hervor?
Welche Belichtung ruft eine Schwärzung der Dichte 0,1 über Grundschleier hervor? Fotografie Filmempfindlichkeit D Empfindlichkeitsbestimmung nach DIN 6-1974 Definierte Lichtquelle Belichtungszeit 1/50 s Stufengraukeil Film HM = E t 10 D Entwickelter Film M=Schwärzung der Dichte 0,1 M über Schleier M M Agfapan APX 25 Agfapan APX 100 Agfapan APX 400
Niedrig Mittel Hoch Fotografie ISO 1/1 ISO 2/4 ISO 4/7 ISO 8/10 ISO 16/13 ISO 25/15 ISO 50/18 ISO 100/21 ISO 200/24 ISO 400/27 ISO 800/30 ISO 1600/33 ISO 3200/36 Definition ISO H 0 = H0 = H M, 0,8 lx s H ISO = + H M 0 10lg 1 Praxis: H E t ISO H E t D ( ) früher ASA früher DIN 0 0 0 = = = D M 0 0 10 10 ISO = 10lg 10 + 1= 10D + 1 D Umrechnungen: ( ) ISO / DIN = 1+ 10 lg ISO / ASA ISO / ASA = 10 ( ISO DIN ) / 1 10
Fotografie Filmempfindlichkeit Empfindlichkeitsbestimmung nach DIN 6-1974 Definierte Lichtquelle Belichtungszeit 1/50 s D Stufengraukeil Film Entwickelter Film Beispiel 1: D=2 Opazität=100, gesucht Empfindlichkeit D ISO == 10 = 100 D ( ) ISO = 10lg 10 + 1 = 21 Beispiel 2 M=Schwärzung der Dichte 0,1 über Schleier 24 ISO: gesucht D=? Opazität=?, ISO=? D ( ) 24ISO = 10lg 10 + 1 D = 2,3 ISO = 200
Fotografie - Objektive Ideale Linse bündelt Parallelstrahlen im Brennpunkt Mittelpunktstrahl Gegenstandsweite g Bildweite b Dünne Linsen Dicke Linsen Brechung 1 b + 1 g = 1 f Linsenformel Photomeeting.de
Fotografie - Objektive Filmebene 1 b + 1 g = 1 f Schärfe einstellen Beispiel 1: 5m Gegenstandsweite 50 mm Brennweite Beispiel 2: 0,5m Gegenstandsweite 50 mm Brennweite Beispiel 3: Gegenstandsweite unendl 50 mm Brennweite 1 1 1 + = = 20 2 5 b 5*10 1 = 19,8 b 1 b = = 50,5 mm 19,8 1 0,5 1 b 1 = 18 b 1 b = = 18 1 5*10 + = 2 55,5 mm = 20 b = f = 50 mm
Fotografie - Objektive B = G b g Vergrößerung: G=Gegenstandsgröße, B=Bildgröße Beispiel 4: 5m Gegenstandsweite 3m Gegenstandshöhe 50 mm Brennweite B G = B = 3 B = b g 0,0505 5 30,3 mm Beispiel 5: Abbildung 1:1 B G = 1 + b 2 = b 1 g b g 1 f = = 1 1 f b = b 2 = f g Beispiel 6: Bildhöhe soll 12 mm werden bei g=5m B G G B G = = = 0,0505 5 5 0,0505 5*0,012 0,0505 = 0,06 0,0505 = 1,19
Fotografie - Objektive 21,6 mm 24 * 36 mm 46,8 43,2 mm 50 mm Kleinbildformat Sichtwinkel 50 mm Objektiv etwa 47 entspricht dem menschlichen Sehwinkel Normalobjektiv hat Öffnungswinkel von etwa 50 Weitwinkelobjektiv mit Öffnungswinkel >> 50 Teleobjektiv mit Öffnungswinkel << 50 α = tan 1 21,6 50 = 23,4
Übung V, Aufgabe 2b 8,5 mm 4:3 Breite:Höhe 46,8 17mm CCD-Chipfläche x mm tan α = tan 23,4 = 8,5/ x ( ) ( ) = 8,5 / tan 23, 4 mm x = 19,6 mm ( ) x 28:w=50:19,6 w=11 mm 85:w=50:19,6 w=33 mm
Übung V, Aufgabe 2b 8,5 mm 4:3 Breite:Höhe 46,8 17mm CCD-Chipfläche x mm tan α = tan 23,4 = 8,5/ x ( ) ( ) = 8,5 / tan 23, 4 mm x = 19,6 mm ( ) x 28:w=50:19,6 w=11 mm 85:w=50:19,6 w=33 mm
Fotografie - Normal-Objektive Normalobjektiv Öffnungswinkel Filmformat Bezeichnung Diagonale 9 x 11 Minox 14,2 mm 15 mm 51 12 x 17 Pocket 20,8 mm 20 mm 55 16,7 x 30,2 APS 34,5 mm 35 mm 52 24 x 36 Kleinbild 43,3 mm 50 mm 47 45 x 60 Mittelformat 75,0 mm 75 mm 53 60 x 60 Mittelformat 84,9 mm 80 mm 56 60 x 70 Mittelformat 92,2 mm 90 mm 54 60 x 90 Mittelformat 108,2 mm 110 mm 52 90 x 120 Großformat 150,0 mm 150 mm 53 130 x 180 Großformat 222,0 mm 210 mm 56 180 x 240 Großformat 300,0 mm 300 mm 53
Fotografie - Objektive und Öffnungswinkel Kleinbild-Format 24 * 36 mm Nikkor 800 / 5,6 3 Nikkor 18 / 4,0 100 Brennweite diagonal horizontal vertikal 15 mm 110 98 74 17 mm 104 93 70 20 mm 94 84 62 24 mm 84 74 53 28 mm 75 65 46 35 mm 63 54 38 50 mm 47 40 27 85 mm 29 24 18 100 mm 24 20 13,5 135 mm 18 15 10 200 mm 12,5 10,5 7 300 mm 8,2 6,8 4,5 400 mm 6,2 5,2 3,5 500 mm 5 4,2 2,7 600 mm 4,2 3,5 2,3 800 mm 3,2 2,5 1,7 1000 mm 2,5 2,1 1,4 1600 mm 1,5 1,3 0,8
Brennweite und Bildgestaltung Weitwinkel: Verkleinert Hintergrund (Tiefe) Tele: wirkt flacher, Vergrößerungseffekt
Weitwinkel 35 mm Tele 110 mm
Fotografie Perspektivische Verzerrung Stürzende Linien Weitwinkel 38mm
Fotografie Perspektivische Verzerrung Stürzende Linien Weitwinkel 38mm
Fotografie Perspektivische Verzerrung Weitwinkel 38mm
Fotografie Perspektivische Verzerrung Entzerrung mit Panorama-Tools www.fh-furtwangen.de/~dersch Weitwinkel 38mm
www.photomeeting.de 28mm 50 mm 135 mm 7,5 mm 16 mm 17 mm 20 mm 24 mm 28 mm 35 mm 50 mm 85 mm 100 mm 135 mm 200 mm 300 mm 500 mm 1600 mm
Verzerrungen beim Weitwinkel: weiter weg als
Fotografie - Blende Beleuchtungsstärke in der Filmebene 2 E A 2 d =, = π = π 2 EF A r f π =, k = 2 4 f 2 E d f E π = 2 4k d Blendenzahl 2 f Beleuchtungsstärke auf dem Film Motiv mit Leuchtdichte L = Lichtstärke/Fläche Beleuchtungsstärke E (lx) Lichtstrom = E*A A =Blendenfläche Blendenzahl= Brennweite Blendendurchmesser
Fotografie - Blende Blende = Brennweite / Eintrittspupillendurchmesser Genormte Blendenwerte Beispiel: f=100 mm Blenden-R = 25 mm = f/4 Blende 4 1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22 32 Pro Blendenwert Halbierung der Lichtmenge Beleuchtungsstärke ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Blendenzahl Doppelte Blendenzahl= ¼ Beleuchtungsstärke Großer Blendenwert= große Tiefenschärfe
Fotografie - Belichtung Φ H = Et = t A Verschlussvorhang Zentralverschluss
Fotografie Blende und Schärfe Tiefenschärfe Schärfentiefe hängt von der Blende ab. Schärfebereich Je größer die Blendenzahl, desto größer die Tiefenschärfe
Fotografie Blende und Schärfe Tiefenschärfe Schärfentiefe hängt von der Blende ab. Schärfebereich Je größer die Blendenzahl, desto größer die Tiefenschärfe
Tiefenschärfe - Schärfentiefe Großer Blendenwert (enge Blende) Kleiner Blendenwert (weite Blende)
Abbildungsfehler blauer Brennpunkt roter Brennpunkt Ursache: Kugelform der Linsenoberfläche Auswirkung: scharfes Kernbild wird von unscharfem Bild überlagert (Weichzeichner) Abhilfe: Linsenform, kleine Blende Ursache: Dispersion (Brechung abhängig von Wellenlänge) Auswirkung: Farbsäume, Unschärfe Abhilfe: Achromate, Apochromate Farbquerfehler: Dicke Linsen
Abbildungsfehler Ellipse Das von einem achsenfernen Bildpunkt ausgehende Lichtbündel bildet auf der Linse eine Ellipse Stärkere Brechung Ursache: Abbildungsverhalten am Rande anders als in der Mitte, aus Punkt wird Kometenschweif. Sonderfall der sphärischen Aberration. Abhilfe: kleine Blende, Objektivgeometrie
Abbildungsfehler Ursache: nicht plane Abbildung, besonders bei Weitwinkel Auswirkung Unschärfe am Rande Abhilfe: Linsenform, kleine Blende Vignettierung Ursache: In die Bildecken gelangt weniger Licht schief in ein Rohr sehen! Auswirkung: Bild am Rande dunkler Abhilfe: kleine Blende, Objektivgeometrie
Abbildungsfehler Ursache: Linse vor Blende Beugung: Naturgesetz! Tritt am Rande der Blende auf Ursache: Linse hinter Blende Abhilfe: Blende mitten ins Objektiv Bildquelle: Marchesi
Kleinbildkamera 24 * 36 mm Leica M6 TTL Through The Lens Sucherkamera (Parallaxenfehler) Advanced Photo System Konventioneller Film mit Magnet-Datenspur kleinere Formate 16,7 * 30,2 mm (Classic 2:3, Panorama 1:3, High Definition 9:16) Consumer-Format
Spiegelreflex (Dresden 1936) Prisma Klappspiegel Schnittbildentfernungsmesser & Mikroprismen (foto-net.de) Wechselobjektive Vorteil: Genauer Bildausschnitt erscheint im Sucher inkl. (Tiefen)schärfe
Mittelformat-Kameras (Rollfilm 6 cm breit) www.hasselblad.se
Großformat-Kameras
Vorlesung Medientechnik WS 1999/2000 Dr. Manfred Jackel Institut für Informatik Universität Koblenz-Landau Postfach 201 602 56016 Koblenz Manfred Jackel E-Mail: jkl@uni-koblenz.de WWW: www.uni-koblenz.de/~jkl mtech.uni-koblenz.de Literatur zu diesem Kapitel Marchesi, Jost; Handbuch der Fotografie Bd. 1-3 Adams, Anselm: Die Kamera Adams, Anselm: Das Negativ Hyperlinks zu diesem Kapitel Grafik-Quellen