Geometrie, Physik, Mystik …

Datum: 25.12.2008 Uhrzeit: 24:43:12 Thomas. Hallo Ihr Weihnachtsfrauen und -männer, dieses Thema ist hier vielstfach diskutiert worden: emotional, rational usw. Nun bin ich studierter Physiker und habe dennoch bei all’ diesen Diskussionen ein gewaltiges Verständnisproblem (Achtung, jetzt blamiert sich ein Physiker vielleicht bis auf die Knochen): Die Optik einer Kamera erfaßt einen bestimmten Raumwinkel vor sich – das Licht, daß aus diesem Ausscnitt des Raumes in Richtung Kamera eilt, wird auf den Sensor gebündelt. Oder anders: das Bild eines A4-Blattes in 2 m Entfernung wird vom Objektiv auf eine Fläche x auf dem Sensor abgebildet. So – wenn nun im Vergleich Sensor – Sensor (beide z.B. 10 MP) diese Menge Licht bei einem halb so großen Sensor auf eine entsprechend kleinere Fläche abgebildet wird, dann ist die Lichtmenge dieselbe (das A4-Blatt ändert seine helligkeit ja nicht), die Lichtmenge pro Fläche aber hö¶her. Beispiel: wenn ich mit einer Lupe das Sonnenlicht auf einen Fleck von 1 x 1 cm² bündele wird’s zwar arg hell, aber nur lauwarm. Wenn ich mit einer Lupe die Sonne auf 1 mm² abbilde – dann brennt’s. Was will das sagen: ein kleinerer Sensor mag zwar weniger Lichtsammelfläche haben – er kann aber bei gleicher Pixelzahl stärker gebündeltes Licht bekommen, weil das gesamte Bild auf eine kleinere Fläche abgebildet wird. – Warum soll der also mehr rauschen, als ein grö¶ßerer Sensor? Irgendwo im Hinterkopf habe ich allerdings so eine vage Erinnerung an meine Optik-Vorlesungen, die besagt, daß an dieser Überlegung irgend etwas faul ist … ich komm’ nur nicht drauf. Ideen? Gruß, Thomas. — posted via http://oly-e.de —————————————————————————————————————————————— Datum: 25.12.2008 Uhrzeit: 24:58:02 Robert Schroeder Thomas. wrote: > Was will das sagen: ein kleinerer Sensor mag zwar weniger > Lichtsammelfläche haben – er kann aber bei gleicher Pixelzahl > stärker gebündeltes Licht bekommen, weil das gesamte Bild auf > eine kleinere Fläche abgebildet wird. – Warum soll der also mehr > rauschen, als ein grö¶ßerer Sensor? Weil Du die für die Vergleichbarkeit notwendige Betrachtung des jeweils erforderlichen Objektivs unterschlagen hast. Wenn Du in eine Kamera nur einen kleineren Sensor einbaust, ohne das Objektiv zu verändern, passiert ja nicht das, was Du beschreibst, sondern auf der kleineren Sensorfläche entsteht ein gleich helles Bild mit entsprechend kleinerem Ausschnitt, d.h. Bildwinkel. Um Vergleichbarkeit herzustellen, musst Du also ein anderes Objektiv, nämlich eins mit entsprechend kürzerer Brennweite nehmen. Wie hell das auf die Sensorebene geworfene, kleinere Bild dann wird, ist dabei ausschließlich eine Frage der Objektivlichtstärke. Bei gleicher Objektivlichtstärke bleibt dieses Bild immer gleich hell. Das heißt, um ein helleres Bild zu bekommen, und somit den Flächennachteil für die Lichtsammelleistung zu kompensieren, müsstest Du die kleinere Brennweite um genau das Maß lichtstärker konstruieren, um das der Sensor kleiner ist. Im Falle von Kleinbild sind das wiederum genau die zwei Blendenstufen, die sich aus dem Flächenunterschied ergeben, und die dann auch wieder von der Schärfentiefe zu gleichen Ergebnissen führen, also beispielsweise ein 1,4/25 für FT anstelle eines 2,8/50 bei KB. Damit ist dann der Flächennachteil kompensiert. Grüße, Robert —————————————————————————————————————————————— Datum: 26.12.2008 Uhrzeit: 5:32:56 Karl Zirenner Ja es ist etwas faul. Nehmen wir mal an die Brennweite des Objektivs = Abbildungsdiagonale (normal-objektiv) dann fällt bei Blände 8 immer die gleiche Lichtmenge auf den Chip (oder Negativ, vom 18×24 cm bis 14×18 mm). Bei der Chip-Konstruktion fallen viele Parameter in’s Gewicht. Die Pixelfläche aber auch wieder die davor geschaltete Linse, Durchmesser aber auch Brennweite. Bei grö¶ßerer Chipfläche ist theoretisch das Rauschen geringer, da der Durchschnitt der von den Molekülen abgegebenen Spannung konstanter ist.Ob auch die Lichtempfindlichkeit in der regel hö¶her ist lässt sich nicht so leicht beantworten da sehr konstruktionsbedingt. Schö¶ne Feiertage Karl Zirenner — posted via http://oly-e.de —————————————————————————————————————————————— Datum: 26.12.2008 Uhrzeit: 16:30:19 Herbert Pittermann Karl Zirenner schrieb: > Bei der Chip-Konstruktion fallen viele Parameter in’s Gewicht. > Die Pixelfläche aber auch wieder die davor geschaltete Linse, > Durchmesser aber auch Brennweite. Bei grö¶ßerer Chipfläche ist > theoretisch das Rauschen geringer, da der Durchschnitt der von > den Molekülen abgegebenen Spannung konstanter ist.Ob auch die > Lichtempfindlichkeit in der regel hö¶her ist lässt sich nicht so > leicht beantworten da sehr konstruktionsbedingt. Gehen wir mal in die Theorie. Angenommen der Pixel im Sensor ist 1mm² groß. Der Sensor ist 10x10mm, somit sind 100 Pixel auf der Sensor. Wird der Sensor auf 20x20mm vergrö¶ßert und die Pixelanzahl und Grö¶ße 1mm² bleibt gleich hat man bis jetzt noch keinen Vorteil. Im Gegenteil. Setzt man dann vor jeder 1mm² Pixel eine Linse mit 2x2mm ist der Sensor voll abgedeckt und jeder Pixel bekommt 4 mal soviel Licht wie vorher. Fazit: Eine Vergrö¶ßerung des Sensor bei gleicher Pixelzahl müßte theoretisch die Empfindlichkeit steigern. Daß man dann andere (teurere) Objektive braucht ist schon klar. Die Brennweite hat nichts mit der Empfindlichkeit zu tun und Blende 2 bleibt Blende 2 egal welche Brennweite und Sensorgrö¶ße. Herbert — posted via http://oly-e.de —————————————————————————————————————————————— Datum: 26.12.2008 Uhrzeit: 22:33:00 Erwin Thomas. schrieb: > So – wenn nun im Vergleich Sensor – Sensor (beide z.B. 10 MP) > diese Menge Licht bei einem halb so großen Sensor auf eine > entsprechend kleinere Fläche abgebildet wird, dann ist die > Lichtmenge dieselbe (das A4-Blatt ändert seine helligkeit ja > nicht), die Lichtmenge pro Fläche aber hö¶her. Beispiel: wenn ich > mit einer Lupe das Sonnenlicht auf einen Fleck von 1 x 1 cm² > bündele wird’s zwar arg hell, aber nur lauwarm. Wenn ich mit > einer Lupe die Sonne auf 1 mm² abbilde – dann brennt’s. > > Was will das sagen: ein kleinerer Sensor mag zwar weniger > Lichtsammelfläche haben – er kann aber bei gleicher Pixelzahl > stärker gebündeltes Licht bekommen, weil das gesamte Bild auf > eine kleinere Fläche abgebildet wird. – Warum soll der also mehr > rauschen, als ein grö¶ßerer Sensor? Interessant. Auf diesen Gedankengang kommt offenbar irgendwann jeder… Mir gings genauso, bis es vor einiger Zeit jemand für mich plausibel erklären konnte: http://oly-e.de/forum/e.e-system/92787.htm#0 und http://oly-e.de/forum/e.e-system/92947.htm#0 So wie ich es mir seither erklären kann, ist der Trugschluss darin zu finden: Um die gleiche Lichtmenge einzufangen muß die absolute ö–ffnung der Objektive der Kameras die du vergleichen willst identisch sein (Das Blatt Papier strahlt ja in alle” Richtungen ab und eine grö¶ßere ö–ffnung fängt mehr ein). Und jetzt kommts: Da bei FT bei gleichem Blendenwert der ja eine Funktion der Brennweite ist die ö–ffnung nur halb so groß ist kommt weniger Licht auf den Sensor. Da er bei FT kleiner ist als beispielsweise bei Vollformat bekommt er pro Fläche dann doch die gleiche Lichtmenge ab aber auch nicht mehr (also heißer wei in deinem Beispiel). Diese hö¶here Leuchtdichte hättest du erst bei einem lichtstärkeren Objektiv (z.B 2 statt 4): FT: 50mm Brennweite: Blende 2 => 50mm / 2 = 25mm. KB: 100mm Brennweite: Blende 4 => 100mm / 4 = 25mm. Die Sacher erklärt im Umkehrschluß übrigens auch ganz gut warum bei kleineren Sensoren die erreichbare Tiefenschärfe hö¶her ist als bei grö¶ßeren Sensoren: Bei gleicher Blende ist die absolute Blendenö¶ffnung bei Kameras mit kleinen Sensoren einfach kleiner und daher auch der Tiefenschärfeneffekt besser. Viele Grüße Erwin posted via http://oly-e.de” ——————————————————————————————————————————————

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