Abbildungsmassstab, Vergrösserung

[Kurt Wirz]

Hallo

Ich bitte um Hilfe, um Erklärung, wie es nun zu verstehen ist,
denn bis jetzt dachte ich, dass ein Abbildungsmassstab von 5:1 einer Vergrösserung von 5 X entspricht.

Der Abbildungsmassstab gibt an, wie viel Mal kleiner oder grösser ein natürliches Objekt auf der Projektionsfäche abgebildet wird.

Die Vergrösserung in der Mikroskopie errechnet sich aus der Vergrösserung des Objektiv (z.B. 5 x), mal der Vergrösserung des Okulars (z.B. 12,5),
daraus resultiert die Gesamtvergrösserung (62,5 X).

Nun habe ich am Ofenrohr meines Mikroskop (WILD M20) eine Kamera (Nikon D7100) angebracht und stelle fest:
Betrachte ich durch die 12,5 x Okulare mit einem 5 x Objektiv (62,5 x Vergrösserung) einen Massstab,
dann sehe ich eine Bildbreite von etwa 5mm.
Das Ofenrohr für die Kamera (Nikon D7100, Chipbreite 23,6mm) hat einen Vergrösserungsfaktor von 1,25.
In der Kamera (Chip) beträgt die Bildbreite (des Masstabes) 4mm.
Das geht nach meiner Rechnung auf, Bildbreite im Mikroskop (durch Betrachtung mit dem Auge) = 5mm,
bei der Kamera sind es 4mm, da das Bild zur Kamera 1,25 x vergrössert wird (4mm x 1,25 = 5mm),
alles o.k.

Fertige ich ein Bild an, dann schreibe ich zum Bild in die Legende: Abbildungsmassstab = 5,9:1 (23,6mm : 4mm = 5,9).

Ein Mikroskopiker der beim Betrachten durch das Mikroskop, den gleichen Ausschnitt rund sieht,
mit gleicher Bildbreite, spricht von einer Vergrösserung von 62.5 x (5 X Optik mal 12,5 X Okular).
Das ist in etwa 10 x mehr!
Die Auflösung ist in etwa die Selbe, sie liegt etwa bei 900 LP/mm.
Rätsel über Rätsel?
Oder der Abbildungsmasstab entspricht nicht der Vergrösserung?

Beim Betrachten von REM Aufnahmen habe ich auch schon fest gestellt, dass der zum Bild angegebene Vergrösserungsfaktor,
etwa dem 10 Fachen entspricht, was ich bei meinen Bildern, bei gleichem Ausschnitt als Abbildungsmassstab messe und angebe.
Hier ist natürlich die Auflösung Unterschiedlich, bei mir ist sie besser

Vielen Dank für die Klärung

Kurt

[treinisch]

Hallo Kurt,

wahrscheinlich verstehe ich dich falsch, aber du druckst doch die Bilder nicht mit Sensorbreite ab? Der Abbildungsmaßstab müsste sich doch nicht auf die Sensorbreite beziehen, sondern auf die spätere Breite des Bildes im Erzeugnis?

Was meines Erachtens das Prinzip Abbildungsmaßstab für Veröffentlichungen im Internet hinfällig macht, da du nicht wissen kannst, wie breit dein Bild bei mir ist, es kommt ja nicht auf die Pixel an, sondern auf die Bildschirm-cm.

Ich hoffe, ich habe jetzt nicht vollends an der Frage vorbeigeschrieben.

Viele Grüße

Timm

[Nomarski]

Hallo Kurt,

der Abbildungsmaßstab resultiert aus dem Größenverhältnis zwischen dem Ursprung und der Abbildung durch die optischen Systeme.
Das wäre nun das Größenverhältnis zwischen dem Objekt und der Abbildung auf der Fläche, auf der das Objekt betrachtet wird. Das macht man üblicherweise nicht auf einer Fläche des Kamerachips, sondern eben anderen Medien, z.B. PC-Monitor, Beamer-Leinwand, Smartphone..
Da nun jeder ein anderes Medium verwendet, um die mikroskopsche Abbildung, die ihm zugetragen wird, anzusehen mit unterschiedlichen Flächen, hat es auch wenig Sinn, einen Abbildungsmaßstab anzugeben. Deswegen werden eben auch die Balken in das Bild eingearbeitet, die eine definierte Länge der Objektebene haben oder es wird eben die Bildbreite angegeben, die besagt, wie groß das Aufnahmefeld eben ist. Daraus läßt sich der Abbildungsmaßstab von jedem einzelnen, den es interessiert, errechnen.
Wie die angeführte 62,5-fache Vergrößerung definiert und zu verstehen ist, kann man jeder besseren Literatur entnehmen.

Viele Grüße
Bernd

[wilfried48]

Lieber Kurt,

das hatten wir doch schon mal hier.

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=16938.0

Du nimmst bei der Berechnung des Abbildungmassstabs immer an, das Okular sei ein Projektiv und entwirft ein vergrössertes reelles Bild in einer Ebene. Das tut es eben nicht .zumindest wenn es so verwendet wird dass die auf ihm agegebene Vergrösserung verwendet werden kann. Dann entwirft es nämlich ein virtuelles Bild im Unendlichen, das erst mit dem Auge oder einer Kameralinse wieder zu einem reelen Bild in einer endlichen Ebene gemacht wird. Und dafür gilt dann die Vergrösserung des Okulars. 12,5 x bedeutet in deinem Fall nur das das Okular 12.5 mal im Vergleich zum unbewaffneten Auge nachvergrössert (Lupenvergrösserung).
Wenn du das Okular als Projektiv "missbrauchst" musst du die Bildebene vom Unendlichen ins Endliche (Chipebene )durch Anheben des Okulars verlgen und mit der Brennweite des Okulars den Abbildungsmasstab berechnen. Dann müssen deine beiden Fälle übereinstimmen, nur dass das Okular hierfür nicht gerechnet ist und damit "missbraucht" wird.

viele Grüsse
Wilfried

[Kurt Wirz]

Hallo Wilfried

Vielen Dank für deine erneute Erklärung.
Ich verstehe jeweilen einiges und das Begreifen fasst langsam Fuss.
Ich will ja nicht nur verstehen, sondern auch begreifen,
so dass ich damit rumspielen kann.

Nun zu Timm:
Grob gesehen braucht es zwei Prozesse, bis man ein Foto von Auge betrachten kann.
1. Das Fotografieren, das Ergebnis ist ein Negativ ein Positiv oder eine Bilddatei.
2. Das Vergrössern, auf Fotopapier oder der Ausdruck.

Der Abbildungsmassstab bezieht sich auf das Fotografieren und gibt das optische Grössenverhältnis von Realität und Projektion auf Film oder Chipebene an,
dieses Verhältnis ist rein optisch und hat mit dem Filmformat oder der Chipgrösse nichts zu tun.
Beim Vergrössern des Fotonegativ oder Fotopositiv (Umkehrfilm) auf Fotopapier war einst für die Optik der Vergrösserungsfaktor wichtig.
Beim Ausdrucken einer dimensionslosen Bilddatei voller Pixel, wird nur selten vom Vergrösserungfaktor gesprochen, hat aber seine Wichtigkeit:

Der Abbildungsmasstab beim Fotografieren, hat somit, betreffend der Grösse des betrachteten Bildes, nichts zu tun.
Also, eine Aufnahme im Abbildungsmassstab von 4:1, bleibt eine Aufnahme von einem Abbildungsmassstabes von 4:1 egal wie gross man sie vergrössert.

Dies macht bedingt auch Sinn, denn ein grosses Bild betrachtet man üblicherweise aus einer grösseren Distanz.
Im Auge wird zur Übersicht die gleiche Grösse angestrebt.
Man wählt den passenden Betrachtungsabstand.
Ein Besuch im Kunstmuseum wirkt aufklärend.

Hallo Bernd
In der Fotografie mag man Balken im Bild nicht, ausser sie ist für wissenschaftliche Zwecke.
Der Abbildungsmassstab dient zur richtigen Wahl des Objektiv.
Z.B. Will ich einen Bildausschnitt von 1mm Breite mit einer Vollformatkamera bildfüllend ablichten,
dann rechne ich Chipbreite (36mm) durch Objektbreite (1mm) und erhalte den Abbildungsmassstab ( 36mm/1mm = 36:1),
ich muss somit 36 x mit der Optik vergrössern.
Egal wie gross ich das Bild im Endeffekt Ausdrucke, es ist immer eine Aufnahme die mit einem optischen Setup angefertigt wurde das 36 x vergrösserte.
Da weiss der Optik kundige Betrachter was er zu erwarten hat.

Vielen Dank für eure Antworten

Kurt

[Nomarski]

Hallo Kurt,

das mit der 36-fachen Vergrößerung ist zwar soweit zutreffend, aber es spielt keine unwesentliche Rolle, wie diese zustande gekommen ist. Das kann z.B. mit einem Objektiv sein, das 4-fach vergrößert und einer 9-fachen Nachvergrößerung, aber auch umgekehrt. Und was von der Abbildung auf den Chip später draus wird, hängt von der Anzahl der Pixel bzw. Pixelgröße ab.

Viele Grüße
Bernd

[Kurt Wirz]

Hallo Bernd

Du hast absolut recht,
dies wird auch bei der Beurteilung eines Bildes
unter berücksichtigung des Abbildungsmassstabes erfolgen.
Ändert aber nichts an der Definition des Abbildungsmassstabes.
Es sagt etwas klar definiertes aus, nicht mehr, nicht weniger.
In der Fotografie ist diese Aussage dienlich.
Er ist eine von vielen wichtigen Gegebenheiten.

Zur Information:
Im Abbildungsmassstab, so wie ich meine Aufnahmen anfertige
und ich bin nicht der einzige, werden nur Mikroskop Objektive verwendet,
ohne optische Nachvergrösserung.

Kurt

[Nomarski]

Hallo Kurt,

die einstufige Abbildung ist aber nur bei Mikroskopobjektiven ratsam, die ein bereits auskorrigiertes Bild liefern. Als nächstes wäre dann damit das Chipformat auszuleuchten, d.h. der Bildkreis muß für dein Kleinbildformat 24mm x 36mm ausreichen.

Viele Grüße
Bernd

[TPL]

Hallo zusammen,
mal abgesehen davon, dass die Abbildung eines 1mm großen Objekts zu 10mm auf dem Sensor nach meinem Verständnis einen Abbildungsmaßstab von 10:1 bedeutet, stimme ich mit Safari überein, dass der Abbildungsmaßstab per Definition nichts mit der Größe der Ausgabe zu tun hat.

Soll aus ästhetischen Gründen kein Maßstab ins Bild, dann kann man
1. den Maßstab so weit am Bildrand platzieren, dass man ihn im Bild abschneiden kann, oder
2. das Objekt selbst ausmessen und das Größenverhältnis zum Bild angeben (nur sinnvoll, wenn letzteres eine fixe Größe hat).

Gruß, Thomas

[treinisch]

Hallo,

jaja stimmt ja. Ich habe an Maßstab gedacht. Gott sei dank habe
ich ,,müsste" geschrieben.

Kurt, ohne deinen Thread missbrauchen zu wollen, darf ich nachfragen
wofür man eine solche Zahl in der Legende angibt?
Die sagt mir als Betrachter doch absolut gar nichts, oder? Das ist
eine echte Nachfrage, keine rhetorische Frage um etwas zu
behaupten.

Über deine Erklärung mit dem Kunstmuseum habe ich lange nachgedacht,
die Frage, aus welchem Abstand ich ein Bild betrachte hängt glaube ich
im wesentlich von den Maßen des Bildes ab und von so etwas wie einer
Art Auflösung, dem Gefühl, ob ich vielleicht interessante Details verpasse
oder mir übergeordnete Strukturen entgehen.

Ich glaube, von einer Ausschnittvergrößerung mit den selben Abmaßen
würde ich kaum zurücktreten?

Aber damit hat doch der Abbildungsmaßstab erstmal nichts zu tun?

Viele Grüße

Timm

[Kurt Wirz]

Hallo Timm

In der normalen Fotografie mit ihrem Abbildungsmassstab kann man ohne grosse Verluste Blende und Arbeitsdistanz weitgehend frei wählen,
es ist auch der Bereich der Zoom Objektive mit guter Bildqualität zu lässt.
Die optischen Gesetze lassen bei diesem Abbildungsmassstab dem Fotografen viel Freiheit.
So ist der Abbildungsmassstab nicht so wichtig.
Die optischen Gesetze sind dem "normalen" Fotografen gut gesinnt.

Die Makrofotografie (üblicherweise Auflichtfotografie) ist durch einen Abbildungsmassstab von 1:10 bis 10:1 definiert.
Dies weist schon auf die Wichtigkeit des Abbildungsmassstabes hin.
Von 1:10 (also Verkleinerung des Abbildes auf der Chipebene) bis 1:1 verwendet man üblicherweise Makro-Fotoobjektive,
sie besitzen die Möglichkeit eine Blende und eine Arbeitsdistanz zu wählen, sie sind in ihrer Einsatzmöglichkeit sehr flexibel
Zwischen 1:1 bis 10:1 (Vergrösserung) verwendet man Lupenobjektive, sie besitzen eine veränderbare Blende
aber keine Möglichkeit mehr, die Arbeitsdistanz frei zu wählen, sie sind somit bedingt flexibel.

Mit diesen Objektiven hat man die Möglichkeit eine möglichst hohe Auflösung mit wenig Schärfentiefe zu erzielen
oder wenn mehr Schärfentiefe erwünscht ist, auf Kosten der Auflösung diese zu erhöhen, indem man die Blende schliesst.
Ist eine hohe Arbeitsdistanz erwünscht, um am Objekt zu arbeiten, oder eine optimale Auflichtbeleuchtung zu erreichen,
dann sind Konstruktionen wie Fotoobjektive geeignet.
Ebenfalls wenn Tiere fotografiert werden, um die Fluchtdistanz nicht zu unterschreiten.
Also eine Problematik mit der, der Durchlicht Mikroskopiker üblicherweise nicht konfrontiert wird.

Die Schärfentiefe ist vom Abbildungsmassstab und der Blende abhängig.
Will man ein Objekt vom Hintergrund abheben, verwendet man eher eine grosse Blende (kleine Blendenzahl).
Ist eine hohe Auflösung erwünscht wählt man eine kurze Arbeitsdistanz.

Für eine hohe Auflösung ist neben einer kurzen Arbeitsdistanz auch die richtig gewählte Blende zuständig.
Jeder Abbildungsmassstab hat seine zugehörige, höchst auflösende Blendenzahl. Diese muss richtig eingestellt werden.
Man kann sie berechnen, ich habe sie für mein Setup durch Vergleichsaufnahmen ermittelt.
Der Abbildungsmassstab ist somit von entscheidender Wichtigkeit.

Der Mikroskopiker ist von diesen Einstellmöglichkeiten befreit, denn bei der Mikroskopie lassen die optischen Gesetze keine grosse Freiheit mehr zu.
Vergrösserung, Auflösung, Blende (Apertur) und Arbeitsdistanz sind durch sie fest, in engen Grenzen miteinander verbunden und im Objektiv maximal optimiert.
Je nach Geldbeutel kann man eine höhere Apertur (Blende) wählen, das ist dann aber ein anderes Objektiv,
bei welchem, die ganze Konstruktion auf die höhere Apertur angepasst ist.
Die Mikroskop Objektive sind sehr spezialisiert und nicht sehr flexibel einsetzbar.

Da bei Mikroskop Objektiven die Vergrösserung, Apertur mit entsprechender Schärfentiefe und Arbeitsdistanz fest gegeben ist,
verliert der Abbildungsmassstab an Wichtigkeit für den Mikroskopiker, da er keine entsprechenden Einstellungen vor nehmen muss (kann).
Der Mikroskopiker steht mit den optischen Gesetzen auf "Kriegsfuss", er muss um jeden Bruchteil der Auflösung kämpfen.
Mit speziellen Beleuchtungsmethoden ringt der Mikroskopiker um eine Steigerung der Auflösung.

In der "normalen" Fotografie ist es sehr einfach eine Kugel mit 10 Meter Durchmesser,
durchgehend von ihrer Mitte bis zum Rand in höchster Auflösung Bildformat füllend abzulichten.
Bei 1:1 beträgt, bei höchster Auflösung die Schärfentiefe nur noch einen Bruchteil des Radius,
wenn die Grösse der Kugel formatfüllend ist.
In der Mikroskopie ist die Schärfentiefe für eine bildfüllende Kugel derart gering,
dass man nur durch Verstellen der Betrachtungsdistanz erkennt, dass es sich um eine Kugel handelt.

Ich hoffe du verzeihst mir, dass ich etwas weit ausgeholt habe
und keine professionelle, hieb und stichfeste Erklärung abgeben kann.

Kurt

[treinisch]

Hallo Kurt,

ganz ganz lieben Dank, dass du dir so viel Mühe gegeben hast! Jetzt ist mir der Sinn viel klarer.

Viele Grüße

Timm

[Kurt Wirz]

Hallo Timm

Vor lauter allgemeinen Erklärungen habe ich vergessen genauer zu erwähnen,
weshalb jeder Abbildungsmassstab seine zugehörige schärfste Blende besitzt.
Es fördert jedoch nicht das Verständnis, wenn ich die "Förderliche Blende" erkläre,
da ich weder sprachlich noch im Erklären der optischen Gegebenheiten kompetent bin.
Empfehlenswert sind die Erklärungen die man im Internet findet.
Zum Beispiel bei

Andreas Hurni
unter Makrofotografie, "Abbildungsmassstab", "Beugung" usw.

Viel Spass beim Lesen

Kurt