Liebe Physiker im Forum,
will ich einen Blendenwert von einem Objektiv in Auflösung oder Linien/mm umrechnen, so gehe ich davon aus dass :
1. der Blendenwert in den objektseitigen Winkel umgerechnet wird
2. daraus die nummerische Apertur berechnet wird
3. aus der Apertur dann die Auflösung, bzw. die Linien/mm gewonnen werden.
Beispiel:
Objektiv mit Blendenwert 4 resultiert in einem Winkel von 14,25°
Aus dem Winkel von 14,25° dann eine num.Apertur von 0,124
Und letztlich nach d = 0,61 * 550e-9 / NA = 0,61*550e-9/0,124 = 2,705µm oder 370 Linien
Ist das richtig ? Mache ich einen Denkfehler ?
Sehr gespannt - Grüße
Peter
Hallo Peter,
ich darf mich zwar nicht angesprochen fühlen, dieweilen ich weder Physiker bin noch von diesem Fache auch
nur den Hauch einer Ahnung habe. Das soll nun aber bitte wirklich nicht heissen, dass ich die
Physik nicht respektiere. Im Gegenteil !
Trotz Deiner Ausgrenzung möchte ich als thumbes Physik-Knickei ein paar Fragen stellen.
a) Woher hast Du das Winkelmaß 14.25 ° ? (Sorry, ich weiss es wirklich nicht.)
b) Wie sähe denn Deine Brechnung - gleiche Objektivbrennweite vorausgesetzt -, bei einem Blendenwert
von f=1: 1.4 oder f=1: 2 aus?
c) Andersherum gefragt: Warum waren früher Repro-Obkejtive (von denen ja hohe Auflösung abverlangt
wurde) nie Lichtriesen, sondern hatten eher sparsame Ausgangsöffnungen wie 1:3.5 oder 1:4, manchmal
sogar bloss 1:5.6?
d) Ist Deine Rechnung allgemein von der Brennweite unabhängig oder tun sich da evtl. Grenzbereiche
auf? (So mal ins Blaue: Lichtstarkes 28er Weitwinkel mit 1:1.4 hat höheres Auflösungsvermögen als
600er Tele mit Ausgangsblende 1:5,6 ? (Vielleicht mache *ich* hier ja auch einen Denkfehler, das kann
sehr gut sein und ist absolut nicht auszuschließen: siehe oben bereits genannte Einschränkungen).
Viele Grüße
Joachim
Zitat von: peter-h in April 17, 2012, 21:29:18 NACHMITTAGS
Liebe Physiker im Forum,
will ich einen Blendenwert von einem Objektiv in Auflösung oder Linien/mm umrechnen, so gehe ich davon aus dass :
1. der Blendenwert in den objektseitigen Winkel umgerechnet wird
2. daraus die nummerische Apertur berechnet wird
3. aus der Apertur dann die Auflösung, bzw. die Linien/mm gewonnen werden.
Beispiel:
Objektiv mit Blendenwert 4 resultiert in einem Winkel von 14,25°
Aus dem Winkel von 14,25° dann eine num.Apertur von 0,124
Und letztlich nach d = 0,61 * 550e-9 / NA = 0,61*550e-9/0,124 = 2,705µm oder 370 Linien
Ist das richtig ? Mache ich einen Denkfehler ?
Sehr gespannt - Grüße
Peter
Hallo Peter,
absolut richtig, genau diese Rechnung habe ich nach deinem Makro Beitrag mit dem Rodenstock Apo auch angestellt und bin auf gleiche Werte gekommen. Man sieht dadurch, dass das Objektiv auch über den von dir dort angewendeten Vergrösserungsmassstab von 3:1 hinaus noch Potential hat, wenn man es mit Mikroskopobjektiven vergleicht.
viele Grüsse
Wilfried
Hallo Joachim,
entschuldige, ich wollte nicht ausgrenzen :( Vielleicht hilft die kleine Zusammenstellung.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90607_55917598.jpg)
Gruß
Peter
Guten Tag
Das Standart 40x Objektiv hat eine Appretur von 0.65. Trockene Neofluare und Apos meist von 0.75. Welcher Wert wird denn nun verändert um die höhere Appretur zu erlangen?
Gruss in die Runde
Jürg
Hallo Peter,
herzlichen Dank für Deine Erläuterungsskizze und die damit verbundene 'Nachhilfestunde'.
Ich habe die von Dir angegebenen Formeln einmal für ein Modellobjektiv mit der Brennweite 50mm eingesetzt und dabei stufenweise die bekannte Blendenreihung in die Berechnungen unter Nutzung der von Dir genannten Formeln einbezogen. Nachstehende Tabelle zeigt die resultierenden Ergebnisse:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90687_38721424.jpg)
Es ist an dieser Stelle hervorzuheben, dass Deine Berechnungen (in obiger Tabelle durch Fettschrift hervorgehoben) für die Zusammenstellung Objektiv mit Brennweite 50mm und Blende f/4 rein mathematisch betrachtet absolut stimmig sind, dies wurde ja auch bereits von Wilfried bestätigt und ich plappere es hier halt nur noch einmal nach...
Eine kleine grafische Umsetzung ist in der nächsten Abbildung dargestellt:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90687_44074534.jpg)
Es hat nun den Anschein, dass eine Abblendung nach den von Dir genannten Berechnungsgrundlagen eine saubere e-Funktion ergibt, aus welcher mit kleiner werdendem Blendenwert sich offenbar eine dramatische Verschlechterung der Auflösung entwickelt.
Die bedingt durch Aberrationsfehler parallel entstehenden Beugungsphänomene sind in die hier vorgelegten Berechnungen noch nicht einmal eingeflossen, und so ergibt sich die kritische Frage, an welcher Stelle ich hier unter Umständen einem Denkfehler unterlegen bin.
Der konträre Fall (unterschiedliche Objektivbrennweiten bei konstanter Blendenöffnung f/4) ist in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90687_62225447.jpg)
Es zeigt sich zum Einen, dass Deine bereits vorgestellten Berechnungen und Ergebnisse hier in jedem Fall ebenfalls absolut sauber verifiziert werden (was meiner Ansicht nach jedoch für den in Rede stehenden jeweiligen Anwendungsfall aber gar nicht gehen kann).
Zum Anderen erhebt sich leider genau so die Frage nach einem Denkfehler meinerseits.
Ich kann mir nämlich schwer vorstellen, daß auf Grund der vorliegenden Daten z.B. ein Teleobjektiv mit 135 mm die gleiche Auflösung haben soll wie ein Weitwinkel mit 28 oder 35 mm, beide jeweils mit Blende 4 eingesetzt.
Mir ist bewusst, dass hier ein sehr spezielles Thema erörtert wird, aber es würde sicher nicht nur mich freuen, wenn Hinweise darauf gegeben werden könnten, an welcher Stelle die von mir vermuteten Denkfehler liegen.
Vielen Dank für's Lesen.
Gruß,
Joachim
Hallo Joachim,
ich will mich ja nicht in eure Diskussion einmischen und bin auch schon wieder weg, aber vielleicht erscheint Dein Graph viel plausibler, wenn Du die x-Achse mit Blendenzahl beschriftest, die Du ja auch aufgetragen hast?
Ich finde es dann ganz logisch, kleinere Blendenöffnung -> kleinere Auflösung.
Viele Grüße
Timm
P.S. Die Kurve verläuft (jedenfalls, wenn Blendenzahlen nicht negativ sein können :-) ) nach 1/Quadratwurzel(x^2+1) und nicht nach e^-x. Den Unterschied siehst Du bei kleinen Blendenzahlen.
Guten Morgen,
eine Frage habe ich dann aber auch noch dazu: Wie ist es zu erklären, dass die meisten Objektive ihre beste Auflösung im mittleren Blendenbereich (5,6 - 8 ) erreichen? Das wird auch von den Objektivherstellern so propagiert und ist, zumindest bei meinen Fotoobjektiven, auch so.
Es muss also noch einen weiteren Zusammenhang geben, der da mit hineinfließt, aber welcher?
Gruß Kay
Hallo Kay,
ZitatEs muss also noch einen weiteren Zusammenhang geben, der da mit hineinfließt, aber welcher?
Denke mal in Richtung Öffnungsfehler!
Herzliche Grüße
Detlef
Wenn die Optik nur sooooo einfach wäre
Hier ein einfaches Beispiel. Ein alter Aufbau eines bekannten Objektivs. Die Strahlvereinigung sieht perfekt aus und ist für das Konstruktionsjahr auch ausgezeichnet.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90694_1106534.jpg)
Betrachtet man jetzt aber für unterschiedliche Einfallshöhen (von der Mitte bis zum Rand) die sog. Schnittweite (Abstand zur Bildebene) und das auch noch für unterschiedliche Farben, so kommt keine senkrechte Linie (Idealfall), sondern stark verbogene Kurven heraus. Man erkennt, dass der Optikrechner versuchte einen Kompromiss zu finden, aber die Randstrahlen weichen sehr schnell vom Idealpunkt ab. Resultat : ein Bild mit einem scharfen Kern und einem leichten Schleier bei voller Öffnung.
Werden die Randstrahlen ausgeblendet (1 bis 2 Blenden abblenden), so kommen die abweichenden Strahlen nicht mehr zur Bildgebung, das Bild wird schärfer ! Gleichzeitig werden aber durch die Beugung bedingt die Beugungsscheibchen immer größer und übertreffen ab ~ Blende 11 den Zugewinn an Schärfe durch die mangelnde Strahlvereinigung. So hat jedes Objektiv, je nach Konstruktion, eine ideale Blende für beste Abbildungsleistung.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90694_45367897.jpg)
Abszisse => Längsabweichung der Schnittweite , Ordinate => Einfallshöhe (Radius) der Strahlen
Vielleicht hilft diese Betrachtung ???
Gruß
Peter
Na also, wie Peter schrieb:
Zitat von: peter-h in April 19, 2012, 09:10:33 VORMITTAG
...
So hat jedes Objektiv, je nach Konstruktion, eine ideale Blende für beste Abbildungsleistung.
...
Gruß
Peter
es gibt sie doch, die weiteren Zusammenhänge (war mir auch so in Erinnerung...), also muss doch die o.g. Aussage, dass sich die Auflösung mit steigender Blende (= Verringerung der Öffnung) reduziert, zumindest eingeschränkt werden.
Gruß Kay
Hallo zusammen,
möchte meinen Senf auch loswerden. Man darf nicht übersehen, daß das meiste Licht, welches das Objektiv passiert und die Bildebene erhellt, nicht der Objektebene entstammt. Die Schärfebene der Abbildung wird also durch ´Fremdlicht´ stark überstrahlt . Auch helle Objekte der Objektebene fördern die Überstrahlung. Somit entsteht der Eindruck besserer Schärfe durch Abblendung. An höhere Auflösung durch Ausblendung achsferner Strahlen glaube ich weniger. Wäre das ausschlaggebend, hätten Zentralblenden keine Berechtigung. Belehrung bzw. Korrektur erwünscht.
Gruß - EFH
Lieber Eckhard, lieber Kay,
das ist schon so, wie Peter es ausführlich beschrieben hat und was ich mit dem Stichwort Öffnungsfehler angedeutet habe. Der Öffnungsfehler wirkt dem Beugungsfehler entgegen, das heißt, er wird um so größer, je weiter die Blende geöffnet ist und Randstrahlen zur Abbildung "zulässt". Die Konstrukteure der Fotoobjektive haben halt diese weiten Öffnungen "zugelassen", weil man dadurch, unter Inkaufnahme leichter Unschärfe, einen Gewinn von zwei bis drei Blendenstufen bekommt. Man muss halt wissen, mit was man sich dieses erkauft.
Herzliche Grüße
Detlef
Zitat von: Detlef Kramer in April 19, 2012, 10:16:45 VORMITTAG
Lieber Eckhard, lieber Kay,
das ist schon so, wie Peter es ausführlich beschrieben hat und was ich mit dem Stichwort Öffnungsfehler angedeutet habe.
...
Herzliche Grüße
Detlef
Lieber Detlef,
daran habe ich auch nie gezweifelt und das von Peter so schön dargestellte Verhalten deckt sich ja auch mit meiner Erfahrung. Es ging mir lediglich darum, die o.g. Aussage, dass sich die Auflösung mit geringerer Öffnung reduziert, einzuschränken, es müssen eben bei der Auflösung die weiteren Effekte mit berücksichtigt werden.
Gruß Kay
Hallo Auflösungsfreudige,
Vielleicht nur nochmal zur Erinnerung: Die von Herrn Höbel dargestellte klassische Rechnung zur Zweipunkte-Auflösung (sie stammt ursprünglich mehr aus der Astronomie zur Auflösung von Doppelsternen von dem britischen Astronomen Airy) enthält zur Vereinfachung natürlich einige idealisierende Voraussetzungen; hier: Die Abbildungsobjekte sind benachbarte, gleich hell monchromatisch mit gleicher Wellenlänge inkohärent leuchtende "Punkte" in dunkler Umgebung, die Abbildung sei völlig aberrationsfrei (d.h. z.B. auch die Sinusbedingung gilt voll), und es wird das - durchaus nicht ganz "willkürfreie" - Rayleigh-Kriterium (daher der Faktor f = 0,61 in der Gleichung) zu Grunde gelegt. Das aber ist - bei aller praktischen "Vernünftigkeit" - an sich mehr mathematisch motiviert und es gibt durchaus noch etwas andere , wie z.B. das Sparrow-Kriterium, das zu einem kleineren Faktor führt, siehe hierzu die Abbildungen.
Links Bild und Intensitätsverteilung eines bei Abbildung eines monochromatisch leuchtenden "Punktes" in der Bildebene resultierenden "Airy-Scheibchens"; rechts die sich bei Überlappung zweier Airy-Scheibchen - inkohärent leuchtende Objektpunkte vorausgesetzt - resultierenden Intensitäts-"Gebirge" mit den unterschiedlichen Vorfaktoren f zur Berechnung des Auflösungsvermögens. (Die Ordinaten stellen jeweils die Intensität, die Abszissen jeweils den Ort in der Bildebene dar). Man sollte schon deshalb die so errechneten Zahlenwerte des Auflösungsvermögens nicht zu eng sehen.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90722_35327405.jpg) (https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90722_39137468.jpg)
Es wird also hierbei nur der Einfluss der Beugung an der Aperturblende des Objektivs auf das Auflösungsvermögen erfasst, nicht der der nie ganz zu vermeidenden Unvollkommenheiten von dessen Korrektur. Diese lassen sich - wie schon in der Diskussion angesprochen - mit steigendem Öffnungsverhältnis zunehmend schwerer beherrschen.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann
Hallo Herr Husemann
Vielen Dank für ihren Beitrag.
Ich habe dazu eine Annahme, die ich gerne durch sie bestätigt wissen möchte und zwei Fragen.
Ich bin der Meinung, dass es Sinn macht, wenn eine Kamera höher auflöst,
wie die Angaben betreffend der Auflösung (LP/mm) einer Optik sind.
In der digitalen Fotografie, ist nach wie vor die Optik analog und die Kamera digital.
Somit ist die Kurve der Auflösungsgrenze einer digital Kamera, klar und abrupt endend.
Während die Kurve der Auflösungsgrenze einer Optik im Vergleich relativ sanft und kontinuierlich abfällt.
1. Ist es richtig, dass die Grenzauflösung bei Objektiven mit 10% Kontrast definiert ist?
2. Dass diese 10% Kontrast dem Rayleigh-Kriterium entspricht?
Vielen Dank für klärende Worte
Kurt
Hallo Herr Wirz,
rein rechnerisch ergibt sich bei Anwendung des Rayleigh-Kriteriums auf die von mir beschriebene beschriebene klassische Zweipunkt-Auflösung der Kontrast V zu etwa 15 % (die Intensitätsabsenkung zwischen beiden Maxima beträgt 73,5%. Kontrast V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin) = (1 - 0,735) / (1 + 0,735) = 0,15.. ). Beim Rayleigh-Kriterium addiert man die Intersitätskurven der sich überschneidenden Airy-Scheibchen bekanntlich in der Stellung, wo jeweils das Maximum des einen genau auf das erste Minimum des anderen fällt. Aus den mathematisch etwas mühsam zu berechnenden Intensitätskurven ergibt sich als Abstand zwischen den Maxima dann r = k * 0,61 (lamdaV / NA) mit k als Abbildungsmaßstab)
Bei der Grenzauflösung addiert man beide Intensitäts-Verteilungen in einer Stellung, in der sich ihre Kurven genau in ihrer jeweiligen Halbwertshöhe schneiden. Wie groß die sich daraus ergebende Intensitäts"delle" zwischen den beiden Maximagenau und der resultierende Kontrast ist, kann ich "aus dem Stand" nicht sagen, weil die Kurvenverläufe (sie beruhen auf so genannten Bessel-Funktionen) aus tabellierten Werten errichtet werden müßten (was natürlich möglich ist, ich habe die resultierenden Werte nicht explizit vorliegen). Ich vermute aber, dass er merklich kleiner als 10 % ist.
Beide Kriterien orientieren sich also - zumindest im ursprünglichen Ansatz - etwas an mathematischen "Aufhänge-Punkten". Die für diese betrachteten Idealfälle resultierenden Kontraste weiter als Kriterium zu verwenden, dient dann zum Vergleich von und mit realen Systemen.
Um in der digitalen Fotografie die vom Objektiv erreichbare Auflösungsgrenze nutzen zu können, müssen ja nicht nur die Maxima der einzelnen aufgelösten Bildpunkte, sondern auch die Minima zwischen ihnen jeweils durch mindestens einen Pixel des Empfängers belegt werden. Die Berechnung der dazu mindestens notwendigen Pixel-Zahlen ist dann wieder ein Feld für sich.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann
Hallo Herr Husemann
Vielen Dank für die Antwort.
Leider bin ich etwas überfordert, Optik ist nicht meine Stärke!
Vorerst schliesse ich aus ihrer Antwort, dass beim Rayleigh-Kriterium (f=0,61, die Intensitätsabsenkung zwischen beiden Maxima beträgt 73,5%)
in etwa ein Kontrastunterschied bei (schwarz/weiss) von 15% erreicht wird.
Nun frage ich sie, wie hoch ist die Intensitätsabsenkung zwischen beiden Maxima bei der Grenzauflösung?
Werden hier bei der Berechnung tatsächlich 10% erreicht?
Wenn ja, möchte ich sie bitten mir in etwa zu sagen, wie hoch der Kontrastunterschied in Prozent beim Sparrow-Kriterium ist.
Es geht noch weiter...
Können sie abschätzen in wie weit man beim Kontrastumfang beim Sparrow-Kriterium mit der digitalen Bearbeitung noch zusätzlich Details herausarbeiten kann?
Vielen Dank
Kurt
Hallo Herr Husemann,
Zitat von: hinrich husemann in April 19, 2012, 19:22:40 NACHMITTAGS
Bei der Grenzauflösung addiert man beide Intensitäts-Verteilungen in einer Stellung, in der sich ihre Kurven genau in ihrer jeweiligen Halbwertshöhe schneiden. Wie groß die sich daraus ergebende Intensitäts"delle" zwischen den beiden Maximagenau und der resultierende Kontrast ist, kann ich "aus dem Stand" nicht sagen, weil die Kurvenverläufe (sie beruhen auf so genannten Bessel-Funktionen) aus tabellierten Werten errichtet werden müßten (was natürlich möglich ist, ich habe die resultierenden Werte nicht explizit vorliegen). Ich vermute aber, dass er merklich kleiner als 10 % ist.
ich habe mich mal ohne Einsatz eigener Intelligenz als Taschenrechner betätigt und komme nach ihrer Vorschrift für die Grenzauflösung auf einen Kontrast von 2%.
(Zum meiner Sicherheit habe ich auch nach Ihrer Vorschrift für das Rayleigh-Kriterium gerechnet und komme dort genau auf die 15%).
Viele Grüße
Timm Reinisch
Liebe Leser und Schreiber
Zur Auflockerung und Ermunterung hier mein neuestes Bild.
Ich möchte aber NICHT über dieses Bild reden,
sondern es soll die Beziehung zur Realität darstellen.
Vielen Dank
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90754_22863715.jpg)
Hallo Herr Reinisch,
danke für Ihre aufopferungsvolle Rechen-Arbeit! Haben Sie in Ihrem Rechner die Besselfunktionen? Man muß sie ja auch noch quadrieren! Ihr Ergebnis passt irgendwie plausibel zu meinem Bild, was aber der Einfachheit halber auf eine sinc x - Funktion (also [(sin x)/x]2 ) zurückgeht (Fraunhofer-Beugung am geraden Spalt, nicht am runden Loch).
Dankbar freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann
Hallo Herr Husemann
Meine Fragerei hat vermutlich bald ein Ende.
Vorerst noch die für mich entscheidende Frage.
Was denken sie in etwa, nach ihrem Gefühl und Kenntnis der
Materie, um welchen Faktor macht es Sinn, dass die digitale Kamera
höher auflöst wie die analoge Optik?
Vielen Dank
Kurt
Liebe Auflösungsfreunde,
mit Hilfe eines Siemenssterns mit 180 Lp/Umfang habe ich mal die Auflösung eines 50mm/1,4 Objektivs bestimmt.
Das Bild des Siemenssterns (in 6 m Entfernung) habe ich mit meinem Mikroskop fotografiert.
Aufbau:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90764_6873496.jpg)
Bei Blende 5,6 erhielt ich dieses Bild (Kontrast stark verstärkt!).
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90764_13377886.jpg)
Zur Auswertung ist eine 10µm-Skala eingefügt.
Bis zum Kreis Nr.2 kann man die Linien trennen. Der Durchmesser dieses Kreises bertägt etwa 0,16mm, der Umfang 0,5mm,
die Auflösung also 180 Lp/0,5mm = 360 Lp/mm
Zum Vergleich ein Bild, aufgenommen mit Adox CMS20 s/w-Film bei Blende 5,6 - 8 aus geringerer Entfernung.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/90764_19899866.jpg)
Die erreichte Auflösung ist ca. 140 Lp/mm
Dann noch ein "bestes" Bild mit der 24 MPixel Kamera Alpha 900 mit Pixelabstand 5,94 µm:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/90764_10588166.jpg)
maximale Auflösung etwa 70 Lp/mm, ordentliche Auflösung (ohne Moiré) ca. 40 Lp/mm.
Viele Grüße an alle Fotografen,
Stuessi
Hallo Stuessi
Da hüpft mein Herz vor Freude.
Dein Aufbau ist genial und lässt die optischen Nachrechner heiss laufen.
Du hättest vor 200 Jahren leben müssen!
Dennoch, nach 200 Jahren verwirren mich deine Angaben der LP/mm.
Eigentlich möchte ich die LP/mm des Originales wissen!?...?!
Schöne und aufschlussreiche Bilder, Danke
Kurt
Liebe Auflöser :)
man sollte doch bedenken, dass :
1. es eine rein geometrische Optik gibt
2. dazu bei einem Objektiv noch die Beugungstheorie eine Rolle spielt
3. eine best mögliche Optikkonstruktion vom Konstrukteur (oder PC) berechnet wird (theoretisch)
4. dann aber durch Fertigungstoleranzen beim realen Objektiv die Idealwerte verringern werden.
Daher muß Version A bei Meister X nicht mit den Meßwerten von Meister Y beim Aufbau B übereinstimmen.
Trotzdem ein interessantes Thema.
Gruß
Peter
Hallo Herr Wirz,
Ihre Fragestellung kann ich nicht ganz nachvollziehen. Bei digitaler und klassischer - das meinen Sie wohl mit "analoger"- Kamera unterscheiden sich die Prinzipien der optischen Abbildung doch nicht. Da gibt es doch keinen prinzipiellen Unterschied. Die Frage ist nur, wieweit der Empfänger der optischen Abbildung - sei es klassischer Film oder digitaler Chip - unter gleichen Bedingungen die vom optischen System "gelieferte" Auflösung noch nutzen kann. Das läßt sich nicht ohne Weiteres sagen; es hängt auch von den jeweiligen Eigenschaften Ihres Bild-Empfängers (Pixel-Dichte, Auflösungsvermögen in LP/mm, Mindestkontrast usw.) ab. Da muß ein Digital-Chip nicht immer besser als ein klassischer Film sein.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann
Hallo Herr Husemann
Mit digital meinte ich immer die Kamera, mit analog die Optik.
In wie weit der Empfänger die optisch gelieferte Auflösung nutzen
kann (nach der Norm) wird von Kamera Testfirmen ermittelt.
Da hat z.B. eine Kamera 1000 Pixel Bildhöhe und kann laut Test
400 LP/BildHöhe auflösen.
Der sogenannte "Pixelwahn" führt dazu, dass die Kameras immer mehr und kleinere Pixel
aufweisen. Man sagt, dass die Kamera inzwischen besser auflösen kann wie die Optik,
deshalb Pixelwahn, eine sinnlose Auflösung, in etwa so wie eine leere Vergrösserung.
Eine Optik zeigt aber mehr Details wie aus der messtechnischen Angaben zur Auflösung
zu folgern ist. Und da setzt meine Frage ein.
Jetzt anders formuliert, wenn z.B. eine Optik laut Messwerten 100 LP/mm auflöst,
sieht man dann noch ansatzweise 120 LP/mm, das würde ich dann mit Faktor 1.2 bezeichnen.
Vorerst wünsche ich ihnen eine gute Nachtruhe
Kurt
Guten Morgen
Ein wirklich spannender Artikel, ich lese ihn mit Begeisterung, danke dafuer, ich bin auch schon gespannt wie es weitergeht ...
Ich beschaeftige mich die letzten Jahre immer wieder mit der "kritischen" Blende, also jeder Stelle wo Abblendung zu einer Verschlechterung der Gesamtqualitaet fuehrt ...
Ich bin Praktiker und jetzt wuerde mich die tiefe Theorie brennend interessieren :-)
Ich fertige also eine Testserie an, flaches Objekt mit einer feinen Linienaufloesung auf der Reproeinrichtung und ideale Ausleuchtung mit der Studioblitzanlage mit zwei Flaechenleuchten, die Kamera ist parallel ausgerichtet, t 01, der Studioblitzanlage liegt jenseits der 1/8000 ...
Ich bilde jetzt, z. b. Das 100er Makro L IS von Canon jeweils um ein weiters Drittel ab, von der Offenblende bis zur Blende 16 ...
Diese Aufnahmen schaue ich jetzt im RAW Konverter bei 100% an, so wie sie ueber das USB-Kabel kommen ...
Die Fokusierung sitzt, wurde am Bildschirm durchgefuehrt ...
Bei besagten Objektiv liegt meine durch Tests ermittelte kritische Blende im Bereich von 8 1/3, ab dort geht es visuell bergab, um so mehr man abblendet um so schlechter wird die Qualitaet der Bilddaten ...
Der Verlauf des Abfalls ist jetzt bei diesem Objektiv nicht so krass wie z. B. Beim MP 65, also der Lupenoptik. Dort ist ein steiler Qualtaetsabfall Massstabsabhaengig zwischen 5,6 bei 1:1 und 4 bei bei 4:1 erkennbar. Damit meine ich jeweils beim mehr abblenden wie die beschriebenen 5,6 ...
Das wars aus der Praxis, ....?!?
Dieses Aspekt muss also in diese Abfolge von Fakten miteinbezogen werden ...
:-)
Gerhard
Zitat von: Rawfoto in April 20, 2012, 07:56:26 VORMITTAG
...Ich bilde jetzt, z. b. Das 100er Makro L IS von Canon jeweils um ein weiters Drittel ab, von der Offenblende bis zur Blende 16 ...
Bei besagten Objektiv liegt meine durch Tests ermittelte kritische Blende im Bereich von 8 1/3, ab dort geht es visuell bergab, um so mehr man abblendet um so schlechter wird die Qualitaet der Bilddaten ......
Hallo Gerhard,
mit welcher Kamera wurde die kritische Blende (hier 8 1/3) ermittelt?
Die kritische Blende ist nämlich nur für die Kombination Objektiv + Kamera + Ausgabegröße (im Beispiel 100% Ansicht) zu definieren.
Der steile Qualtaetsabfall maßstabsabhaengig zwischen 5,6 bei 1:1 und 4 bei bei 4:1 ist klar durch Beugung zu erklären. Blende 5,6 bei ABM 1:1 entspricht einer effektiven Blende 11 und Blende 4 bei 4:1 entspricht eff. Blende 20.
Viele Makrogrüße,
Stuessi
Hallo
Hier ist die Rede von "Förderlicher Blende" und "Kritische Blende",
eigentlich strebe ich die "Optimale Blende" an!
Ich habe dies bis Heute folgendermassen verstanden:
Optimale Blende = schärfste Blende
Kritische Blende = kleinste Blende mit maximaler Schärfentiefe, ohne Beugungsunschärfe
Förderliche Blende = Geeigneter Kompromiss zwischen Optimaler und Kritischer Blende
Irre ich mich da?
Dank der neuen Möglichkeit des Stackens in der digitalen Fotografie, muss ich keinen
Kompromiss zu gunsten der Schärfentiefe eingehen und kann deshalb die
"Optimale Blende" wählen, sie ist in etwa ein Blendenwert kleiner (also offener)
wie die "Förderliche Blende".
Gut Stack
Kurt
Zitat von: Kurt Wirz in April 20, 2012, 10:56:11 VORMITTAG
Optimale Blende = schärfste Blende
Kritische Blende = kleinste Blende mit maximaler Schärfentiefe, ohne Beugungsunschärfe
Förderliche Blende = Geeigneter Kompromiss zwischen Optimaler und Kritischer Blende
"Optimale Blende" wählen, sie ist in etwa ein Blendenwert kleiner (also offener)
wie die "Förderliche Blende".
Die "Förderliche" ist diejenige, bis zu der man die Blende schließen kann, ohne einen Schärfeverlust (Auflösung) befürchten zu müssen. Sie ist ausschließlich vom Abbildungsmaßstab auf Film oder Chip abhängig. In der Mikroskopie nur in der Lupenfotografie gebräuchlich bzw. allgemein in der Makrofotografie.
Gruß KH
Zitat von: Kurt Wirz in April 20, 2012, 00:15:26 VORMITTAG
Da hat z.B. eine Kamera 1000 Pixel Bildhöhe und kann laut Test
400 LP/BildHöhe auflösen.
Hallo,
ich hatte gerade schon mal einen Beitrag wie diesen geschrieben, aber schnell wieder gelöscht,
möchte jetzt aber doch eine Anmerkung loswerden, weil ich glaube, dass sie vielleicht nicht
uninteressant ist (vielleicht auch falsch?)
Bei einer Sensorhöhe von 1000 Pixeln kann ich erstmal 1000 Linien pro Bildhöhe, also 500 Linienpaare (lp/h)
auflösen, mehr geht sowieso nicht.
Nach dem Nyquist-Shannon Theorem sollten davon aber nur 250 lp/h übrigbleiben, das heisst doch, die
theoretische Maximalauflösung eines Sensors mit 1000 Pixeln Höhe liegt bei 250 lp/h.
Die paar Kameras die ich kenne, bleiben auch unter der Nyquist-Shannon Grenze, mit 400lp/h würdest
Du ganz ordentlich drüber liegen. Dpreview zum Beispiel veröffentlich aber auch nicht lp/h sondern l/h.
Viele liebe Grüße
Timm
P.S. Das dürfte auch der Grund sein, warum sich die Anti-Aliasing-Filter nicht so schlimm auswirken,
wie man befürchten könnte?
Hallo Timm
Die Foto Zeitschrift "Color Foto" 3/2012 schreibt
zur Nikon D7000 RAW
(sie hat 4928x3264 Pixel)
ISO 100 Auflösung = 1593 LP/BH
Das wären 2x1593 = 3186 Linien in der Bildhöhe,
also etwa 97.6% der Anzahl Pixel!?
Und es ist auch in etwa so, dass mit einem Foto Normalobjektiv,
wenn man ein Linienmuster fotografiert und es auf Pixelebene (Vergrösserung)
betrachtet für ein Linienpaar etwa 2-3 Pixel benötigt werden.
Das Bild unten zeigt Pixelmässig 1:1 einen Ausschnitt einer Aufnahme
mit der Nikon D7000, Nikon 105mm mit aufgesetztem Luminar25mm.
Hier zählt man 3 Pixel für ein Linienpaar.
Gut Licht
Kurt
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90809_39178406.jpg)
Zitat von: treinisch in April 20, 2012, 11:09:10 VORMITTAG
....
Bei einer Sensorhöhe von 1000 Pixeln kann ich erstmal 1000 Linien pro Bildhöhe, also 500 Linienpaare (lp/h)
auflösen, mehr geht sowieso nicht...
Hallo,
nach dem Nyquist-Shannon Theorem sind mindestens 1000 Pixel für 500 Lp/H erforderlich. Infolge des Bayer-Sensors und des meist eingebauten AA-Filters muss man davon aber deutliche Abstriche machen. Zur Demonstration habe ich ein Strichgitter aus unterschiedlichen Abständen mit der Sony A900 (168 Pixel/mm entsprechend
maximal 84 Lp/mm) fotografiert:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/90810_31461656.jpg)
vergrößert:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/90810_14859505.jpg)
In der Praxis erreiche ich eine kontrastreiche ausgezeichnete Auflösung mit etwa 40 Lp/mm, das würde bei 1000 Pixel/Bildhöhe dann weniger als 250 Linienpaare/Bildhöhe entsprechen.
Zu einem ähnlichen Ergebniss bin ich auch beim ABM 1:1 mit der Sony NEX-5N und dem APoRodagon D 1x mit einem Quick-MTF-Test gekommen:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90810_62810779.jpg)
Die eingezeichneten Punkte sind von Rodenstock für das Objektiv veröffentlichte Werte. Ab 50% der Nyquist-Frequenz überwiegt der Einfluss der Kamera.
Viele Grüße,
Stuessi
Hallo,
ja stimmt. Danke für die prima Antworten!
Viele Grüße
Timm
Vielen Dank Stuessi
Es besteht hier vermutlich eine Unklarheit!
Akzeptiere ich die 78 LP/mm
und meine Chip Bildhöhe ist 15,6 mm.
78 LP/mm x 15.6 = 1217 LP/BH = 2434 Linien auf die Bildhöhe.
(Bei 84 LP/mm x 15.6 = 1310 LP/BH = 2620 Linien auf die Bildhöhe)
Bei meinem Beispiel oben erreiche ich 3186 Linien.
Ich fotografiere im RAW Format, das bekanntlich etwas mehr Auflösung bringt.
Wir sind also mit unseren Ergebnissen nahe beisammen!
Hallo Timm
Folgende Äusserung von dir verstehe ich deshalb nicht:
"Nach dem Nyquist-Shannon Theorem sollten davon aber nur 250 lp/h übrigbleiben, das heisst doch, die
theoretische Maximalauflösung eines Sensors mit 1000 Pixeln Höhe liegt bei 250 lp/h. "
Gut Licht
Kurt
Hallo Stuessi
Bitte woher hast Du das tolle Liniengitter mit den unterschiedlichen Auflösung, so etwas suche ich schon länger käuflich zu erwerben. Kannst Du die Quelle und Bestellnummer bitte hier posten oder mir bei PN schicken ...
:-)
Gerhard
Hallo,
Zitat von: Kurt Wirz in April 20, 2012, 13:23:57 NACHMITTAGS
Folgende Äusserung von dir verstehe ich deshalb nicht:
"Nach dem Nyquist-Shannon Theorem sollten davon aber nur 250 lp/h übrigbleiben, das heisst doch, die
theoretische Maximalauflösung eines Sensors mit 1000 Pixeln Höhe liegt bei 250 lp/h. "
ist doch super, dass Du sie nicht verstehst, ist ja auch falsch, wie Ihr zutreffend herausgearbeitet habt.
Ich komme nicht von der Foto-Seite her an das Thema und habe daher einen Denkfehler beim Berechnen
der Signal- und Samplefrequenz gemacht. So wir Ihr es geschrieben habt ist alles tutti paletti.
Viele Grüße
Timm
Hallo Timm
Ja das ist super, denn sonst hätte ich schon wieder feststellen müssen,
dass ich auch da schon wieder etwas nicht begriffen habe.
Ich finde es sehr gut, wie man hier weiter kommen kann
und auch unterschiedliche Wissensbereiche ergänzen kann.
Danke
Kurt
Liebe KollegInnen
Ich kann Kurt nur Recht geben, zur Zeit sind wir gleich mit 2 Diskussionen am Punkt bezüglich eines Themas welches mich gerade sehr bewegt. Finde ich absolut spitze ...
:-)
Gerhard
Liebe Strichgitter und Linienfreunde,
eigentlich wollte ich keinen Beitrg mehr dazu leisten, denn meine ursprüngliche Frage ist beantwortet !
Da aber doch auch rein praktische Punkte angeschnitten wurden, wie z.B. ein Objektiv für die beste Abbildung um 2 Stufen abzublenden, war ich neugierig.
Als Kamera eine DMK72, also monochrome Kamera ohne Bayermaske und ohne Filter. Die Pixelgröße ist dabei 2,2µm. Als Testobjektiv ein älteres Schneider Xenon 16mm/1:2. Um störende Einflüsse der hohen IR-Empfindlichkeit des Chips zu reduzieren wurde ein Grünfilter (VG6 mit plangeschliffenen Flächen) vor das Objektiv gegeben.
Der Abstand zum Testgitter (Linientest) wurde so gewählt, dass für die 100 LP/mm 5 Pixel belichtet wurden. Damit ist der Chip nicht an der Nyquistgrenze.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90828_7140620.jpg)
An 3 Stellen mit 25 , 50 , und 100 LP wurde der Kontrast für die unterschiedlichen Blenden bestimmt. Und richtig !
Der alte Rat gilt : 2 Stufen abblenden und es wird die beste Leistung erreicht.
Dies muß natürlich nicht für Hochleistungsobjektive z.B. Objektive zur Maskenbelichtung in der Chipindustrie gelten. Der Versuch mit einem guten alten Feld-Wald-Wiesenobjektiv belegt aber, dass Sätze aus der Zeit von Leica und Contax noch Berechtigung haben.
Schönes Wochenende
Peter
Hallo Peter
Manchmal rentiert es sich doch, wenn man noch einen Beitrag schreibt.
Wie man sieht ist beim Schneider Xenon 16mm / 1:2 die höchste Auflösung bei Blende 4 (2 Blenden abgeblendet).
Dass dies bei fast allen Fotoobjektiven seit vielen Jahren so ist weiss ich.
Jedoch heisst dies nicht, dass dies auch bei Zeiss Luminaren zutreffen muss!
Stell dir vor ich hätte das nicht getestet, dann hätte ich mit dieser Regel über Jahre das Beste der Luminare verschenkt.
LUMINARE lösen bei offenster Blende (Stellung1) am höchsten auf!
Anbei 3 Stk. Vergleichsaufnahmen (manchmal sind nur 2 sichtbar, vermutlich spukt ein Server im Internet):
Gut Licht
Kurt
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90844_29396103.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90844_64389551.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90844_22725922.jpg)
Zitat von: Rawfoto in April 20, 2012, 13:35:36 NACHMITTAGS
Hallo Stuessi
Bitte woher hast Du das tolle Liniengitter mit den unterschiedlichen Auflösung, so etwas suche ich schon länger käuflich zu erwerben. Kannst Du die Quelle und Bestellnummer bitte hier posten oder mir bei PN schicken ...
:-)
Gerhard
Hallo Gerhard,
leider muss ich Dich enttäuschen. Für meinen Test habe ich dieses Strichgitter
http://s618.photobucket.com/albums/tt262/Stuessi/
erzeugt, mit einem Thermosublimationsdrucker Selphy (1823 Pixel Druckbreite) im Format 3 Lp/mm (2 Pixel weiß, 2 Pixel schwarz u.s.w.) ausgedruckt
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/90846_59347593.jpg)
und aus unterschiedlichen Entfernungen fotografiert.
Gruß,
Stuessi
Hallo Kurt,
und was habe ich geschrieben?
Dies muß natürlich nicht für Hochleistungsobjektive z.B. Objektive zur Maskenbelichtung in der Chipindustrie gelten ;D
Schönes Beispiel !
Gruß
Peter
Hallo Peter
Dennoch deine Äusserung ist erwähnenswert!
Viele Fotografen blenden die Luminare aus der von dir erwähnten Tradition ab.
Gut Licht
Kurt
Danke Stuessi
Schade, am Tintendrucker habe ich das auch schon hinter mir. Da mich der Makrobereich am meisten interessiert ist das mit der Entfernung aendern nicht die Loesung. Na wenigsten fuer den Lupen und Auflichtbereich gibt es ja die von Kurt in diesem Thread gezeigte Spitzenloesung ...
Ich warte schon ungeduldig auf die Lieferung :-)
Bei den Leitz Photaren schaut das nach meinen Praxistests so aus:
12,5er darf nicht abgeblendet werden, 25er maximal 1 Blende, das 50er auch, das 80er muss um eine Blende Abgeblendet werden, das 120er auch ...
:-)
Gerhard