Fototechnik allgemein Von Frontlinsenöffnungen und Blendenstufen (Achtung: viel Theorie!)

AW: Interessantes zum Thema DRI

Hallo Günter!

Wie Du weißt, ist das was die Masse macht oder weiß nicht immer richtig. Ich würde mich freuen, wenn Du konkret auf die Argumente in #63 eingehen könntest.

Gruß,

Ralf

PS. Anfangsöffnung: Klar, Blende war gemeint.
 
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Hallo Ralf!

Ich halte die Diskussion für ziemlich überflüssig! Selbstverständlich fließt es in meine Arbeitstechnik ein, wenn ich feststelle, dass Objektive bei gleicher Blende voneinander abweichen (was sie nicht sollten). Ebenfalls weiß ich, dass gleiche Blendenwerte zwischen verschiedenen Kameras voneinander differieren (was diese auch nicht sollten). Allerdings spielen sich diese Differenzen in einem vernachlässigbaren Bereich ab, der sich nur labormäßig erfassen lässt. Üblicherweise fotografiere ich weder im Labor unter Testbedingungen noch gehören Testaufbauten und Siemenssterne zu meinen bevorzugten Motiven. Wichtig ist mir, dass ich die gewünschte Belichtung des gewünschten Motivs erreiche, die EXIF dienen mir im Nachhinein da höchstens als Lernwerte zur Verbesserung der fotografischen Erfahrung, aber niemals als Teil der "10 Gebote".

Im Übrigen ist bei uns schönes Wetter und auf meiner Platte warten noch etliche Konzertfotos auf ihre Bearbeitung - mir wäre ein schönes, lichtstarkes Zoom für meine Kamera da viel wichtiger!

Gruß

Günter

Edit: Zitat aus "Die große Fotolehre" von A. Feininger:

"Blendenzahlen sind Angaben für die Helligkeit des Bildes auf der Mattscheibe oder auf dem Film. Dieselbe Blendenzahl, z. B. Blende 8, zeigt in allen Fällen (abgesehen von kleineren Konstruktions- oder toleranzbedingten Abweichungen, die man vernachlässigen kann) die gleiche Helligkeit des Bildes an, gleichgültig, ob ein Objektiv, das die Anfangsöffnung von 8 hat, unabgeblendet benutzt wird oder ob man ein Objektiv der Anfangslichtstärke 1,4 auf 8 abblendet. Auch spielt es keine Rolle, ob das Objektiv eine sehr kurze oder sehr lange Brennweite hat. Wenn beide eine relative Öffnung von 8 haben oder auf 8 abgeblendet sind, besteht praktisch kein Unterschied in der Helligkeit beider Bilder und daher auch nicht in der Belichtungszeit."
 
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guenter_w schrieb:
Zitat aus "Die große Fotolehre" von A. Feininger:

"Dieselbe Blendenzahl, z. B. Blende 8, zeigt in allen Fällen die gleiche Helligkeit des Bildes an, gleichgültig, ob ein Objektiv, das die Anfangsöffnung von 8 hat, unabgeblendet benutzt wird oder ob man ein Objektiv der Anfangslichtstärke 1,4 auf 8 abblendet. Auch spielt es keine Rolle, ob das Objektiv eine sehr kurze oder sehr lange Brennweite hat. Wenn beide eine relative Öffnung von 8 haben oder auf 8 abgeblendet sind, besteht praktisch kein Unterschied in der Helligkeit beider Bilder und daher auch nicht in der Belichtungszeit."
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Nun, damit ist die Sache nun ja "hoffentlich" geklärt.

Obwohl mir schwant, dass Optikgesetze-Revolutionär R. ;) noch etwas mit Parallelstrahlen oder Raumkrümmung... ausbrütet, da plötzlich so unverrichteter Dinge aus dem Thread entschwunden.

Wie auch immer, bei allem Respekt wäre es m.E. ratsam, nun bald den Unsinn aus dem ja ziemlich offiziellen Forumsglossar zum Thema "Blende" zu entfernen.

Hier nochmal kurz und hoffentlich recht anschaulich ein Fazit aus der Diskussion bezüglich der beiden Beispielobjektive mit Lichtstärke 1:1,2 resp. 1:1,7.

Die Strahlengänge innerhalb der Objektive sind etwas vereinfacht, was das Gesamtbild mangels Maßstabstreue aber in keinster Weise beeinträchtigt.

Abb. 1 zeigt, wie das lichtstärkere 1:1,2er-Objektiv bei offener Blende sehr viel Licht sammelt (orangener Lichtkegel), hingegen bei Abblendung auf 1,7 entsprechend weniger (grüner Lichtkegel):

aojhkfdo05m3h4htm.png

Abb. 1​


Aus Abb. 2 geht hervor, dass das lichtschwächere Objektiv mit Lichtstärke 1:1,7 bei komplett offener Blende (1,7) genausoviel Licht sammelt wie das lichtstärkere Objektiv aus Abb. 1 bei Abblendung auf 1,7 (grüner Lichtkegel):

aojhkdf46wcvouj3u.png

Abb. 2​

In erster Näherung besteht ab Blende 1,7 somit keinerlei Unterschied mehr zwischen dem lichtstärkeren (Abb. 1) und dem lichtschwächeren Objektiv (Abb. 2) -- abgesehen davon, dass beim lichtschwächeren Objektiv (Abb. 2) die schraffierten Bereiche schlichtweg fehlen und daher nicht als Helligkeitsreserve zum Aufblenden genutzt werden können. Das lichtschwächere Objektiv mit Lichtstärke 1,7 ist somit geometrisch und optisch sozusagen komplett identisch im lichtstärkeren 1,2er-Objektiv „enthalten“.

Die äußeren Ringbereiche der Linsen werden beim lichtstärkeren Objektiv (Abb. 1) ausschließlich dann genutzt, wenn die Blende komplett offen ist. Bei kleineren Blenden ergibt sich hingegen keinerlei Unterschied zwischen Lichtkegel, Eintrittspupille (an der Frontlinse gemessenem effektivem Blendendurchmesser) und Bildhelligkeit zwischen den beiden Objekiven.

Gruß
David.P
 
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Hallo David!

David.P schrieb:
Obwohl mir schwant, dass Optikgesetze-Revolutionär R. ;) noch etwas mit Parallelstrahlen oder Raumkrümmung... ausbrütet, da plötzlich so unverrichteter Dinge aus dem Thread entschwunden.
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Unterlasse doch bitte so bescheuerte Anspielungen in einer sachlichen Diskussion. ]:(

Diese vereinfachten Linsen und Strahlengänge bringen gar nichts zur konkreten Lösung. Es geht nicht um theoretische Strahlengänge, sondern wie es tatsächlich in der Praxis aussieht. Guck Dir doch mal ein 1:1,2er an: Da hats vorne eine gigantische Linse, im Inneren jedoch Linsen mit erheblich kleinerem Durchmesser. Folglich wird der Eingangslichtkelgel optisch auf einen geringeren Durchmesser gebracht.

Einfache Frage (lt. Beitrag #63): Hat dieser Lichtkegel im Objektivinnern bei allen Objektiven gleicher Brennweite den selben Durchmesser oder nicht? Wo findet sich ein Beleg?

Gruß,

Ralf
 
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sondern wie es tatsächlich in der Praxis aussieht. Guck Dir doch mal ein 1:1,2er an: Da hats vorne eine gigantische Linse, im Inneren jedoch Linsen mit erheblich kleinerem Durchmesser. Folglich wird der Eingangslichtkelgel optisch auf einen geringeren Durchmesser gebracht.
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Deshalb ist das Sucherbild auch so schön hell, wenn lichtstarke Objektive verwendet werden, denn durch den Sucher schaut man immer mit Offenblende.
Schliesse ich die Blende bei einem F1,4 Objektiv, auf 5,6 und vergleiche die Belichtungszeit mit einem F5,6 Objektiv, so wäre diese eigentlich identisch.
In der Praxis muss das aber nicht immer so sein. Ich testete vor einiger Zeit zwei Zoomobjektive, beide mit einer Anfangsöffnung von F4 und das verblüffende Resultat war, das die jeweilige Belichtungszeit um eine halbe Blende von einander abwich. Es war übrigens immer das selbe Objektiv, das mehr Licht auf den Sensor brachte. Die Fertigungstoleranzen sind also scheinbar nicht so gering, wie wir es gerne hätten.


Gruss Mike
 
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Ralf, ich glaubs ja nicht -- obwohl, ich ahnte ja fast schon, dass die Sache nicht ausgestanden war...

Wie kann EIN Mensch gegen die halbe Welt und die ganze optisch-fotografische Lehre eigentlich derart stur sein...? ]:( |) 8-)

ralfeberle schrieb:
Einfache Frage (lt. Beitrag #63): Hat dieser Lichtkegel im Objektivinnern bei allen Objektiven gleicher Brennweite den selben Durchmesser oder nicht?
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Vorweg, Dein "Eingangslichtkegel" oder Dein "Lichtkegel im Objektivinnern" hat erstmal keinerlei sinnvollen "Durchmesser" sondern (als Kegel - sic!) allenfalls einen Winkel. Und, JA, alle maßgeblichen Lichtkegel sind bei allen Objektiven gleicher Brennweite und gleicher Blendeneinstellung "INTENTISCH", wie mein seliger Lateinlehrer zu sagen pflegte.


Abb. 3​


Also. JEDES fotografische Objektiv lässt sich abstrahiert durch eine einzige konvexe Linse (vgl. Abb. 3) darstellen, wobei die Linse die Brennweite f des Objektivs hat. Eine variable Blende direkt davor oder dahinter - fertig ist das fotografische Objektiv.

Dabei ist bei gegebener Brennweite das Objektiv mit der höheren Lichtstärke schlicht und einfach eine Sammellinse mit größerem Durchmesser als bei dem Objektiv mit der geringeren Lichtstärke. Schluss aus, mehr Geheimnis ist da nicht.

Der einzige Unterschied zwischen Objektiven mit höherer und mit geringerer Lichtstärke (= Offenblende = rel. Apertur = rel. Eintrittspupille) ist, dass je kleiner die Blendenzahl, umso größer der Winkel des erfassten, vom Objektpunkt abgestrahlten LICHTKEGELS (vgl. Abb. 1 und 2).

Zwei beliebige Objektive *mit gleicher Brennweite* erfassen bei GLEICHER Blendenzahl IMMER denselben Lichtkegel, da sie genau dieselbe wirksame Eintrittspupillengröße haben, EGAL WIE GROSS DEINE FRONTLINSE IST. Blende ist gleich Brennweite geteilt durch Eintrittspupille, fertig. Ein etwa vorhandener, noch so großer äußerer Kreisringbereich der Frontlinse wird beim Abblenden schlicht und einfach NICHT VERWENDET, vielleicht geht das jetzt mal in deinen Sch*del rein...? Deshalb heisst es ja auch "ABBLENDEN"...........................

Sobald Du abblendest, wird die schöne große Frontlinse eben nur noch zu Bruchteilen (nur noch in ihrem zentralen Bereich) verwendet, und nicht "irgendwie geheimnisvoll doch noch komplett", wie Du Dir dies offenbar nach wie vor einredest.

ES GIBT KEINEN UNTERSCHIED zwischen dem externen Strahlengang bei BELIEBIGEN, verschiedenen Objektiven gleicher Brennweite bei gleicher eingestellter Blendenzahl. Dieser sieht schlicht und einfach IMMER genau so aus wie in Abb. 3 (oder in Abb. 1 und 2 weiter oben). Dass objektivintern diverse Linsengruppen verbaut sind, ändert daran überhaupt nichts, denn diese dienen lediglich der Korrektur der optischen Aberrationen, die bei der Einzellinse (Abb. 3) auftreten würden.

Bei gegebener Motivhelligkeit und gegebener Blende ist die Lichtmenge pro Fläche aufm Sensor immer konstant, finito. Streiche BITTE Sachen wie "Frontlinsendurchmesser" oder "Da hats vorne eine gigantische Linse" aus diesem optischen Grundzusammenhang, da sie hierbei KEINERLEI Rolle spielen.

Mann was 'ne Geburt,

MfG David.P

[edit for typo]
 
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Hallo David,

Inhalt 1, Ausdruck 6.

Bitte nochmal lesen und in Richtung Höflichkeit überarbeiten!

Frank
 
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frankfickel schrieb:
Ich meinte eher den vierten Absatz unter der Grafik.
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Schon klar. Anders als mit "etwas" eingängigeren Worten :-X scheint hier aber offenbar nichts mehr zu erreichen*: siehe auch die zahlreichen zustimmenden Vor-Schreiber im Thread, die die in Rede stehende Gesetzmäßigkeit bestätigt und sogar noch mit Auszügen aus Fachbüchern (!) untermauert haben -- leider bisher alles total fruchtlos ... :( 8-)

Ganz zu schweigen von dem bereits vor Jahren abgelaufenen ellenlangen Parallelthread zu genau demselben Thema (man erinnere sich), in welchem auch längere Säuseleien nichts halfen, und wo am Schluss die großen Frontlinsen trotz Blende doch irgendwie immer noch viel heller leuchteten als die kleinen ... :o |)

Grüße David.P

*und selbst das steht m.E. noch deutlich infrage... :'(
 
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@ Ralf - nicht traurig sein -- einfach die Fakten mal nehmen wie sie sind; dann verspreche ich auch, mich nur ganz furchtbar äußerst selten im Forum blicken zu lassen (außer natürlich, falls wieder einmal die Verbreitung von haarsträubenden "Erkenntnissen" drohen sollte) ;)

MfG David.P
 
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Um es mal anders aufzuzäumen:

Der Blendenwert ist afaik das Verhältnis zwischen wirksamer Öffnung und Brennweite.
Das ist ein wesentlicher Faktor für die Lichtstärke, aber nicht der einzige!

Dazu kommen noch die Dicke und Anzahl der Linsen und die Qualität der Vergütung.
Die können noch einen kleinen Unterschied machen.

Im Gegensatz zur analogen Fotografie spielt auch der Winkel mit dem die Lichtstrahlen auf den Sensor fallen eine Rolle. Darum müssen Objektive für Digitalkameras anders berechnet werden.

Vielleicht erklärt das alles, warum bei gleichem Blendenwert ein Objektiv heller ist als ein anderes.

Korrigiert mich falls ich mich irren sollte.

Gruß Jacques
 
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Hallo David!

Tja sorry, was Du nun behauptest, kann schlicht nicht sein: Wenn beiderlei Objektive mit verschiedenen Frontlinsengrößen im Objektiv vor der Blende einen Lichtkegel mit gleich großem Durchmesser produzieren, dann steckt in dem Lichtkegel des lichtstärkeren Objektivs wegen der größeren Frontsammellinse mehr Licht, er ist heller.

Beispiel:

http://th05acc0172.swisswebaward.ch/images/equipment.objektiv_d.gif

Die dritte Linse von links im Beispielbild ist für die Scharfstellung zuständig, danach käme die Blende. Mir geht es um den Durchmesser des Lichtkegels zwischen dritter Linse und Blende. Wenn das Bild bei verschieden lichtstarken Objektiven gleich hell sein soll, gibts nur die Möglichkeit, daß der die Blende treffende Lichtkegel um so größer ist, je lichtstärker das Objektiv. Nur so kann immer gleich viel Licht pro Fläche ankommen.

Wenn der Lichtkegel größer ist, könnte man auch eine größere Blendenöffnung nutzen. Dafür wäre die höhere Lichtstärke bei allen anderen Blenden nicht genutzt - eigentlich müßte man sagen, verschwendet. Wie Heinz schon sagte, dann wäre der stärkere Anreiz ein lichtstärkeres Objektiv zu kaufen, eher die bessere Abbildungsleistung.

Gruß,

Ralf

PS. Jacques: Das könnte meine unterschiedlich hellen Ergebnisse bei meinem Eigenversuch erklären.
 
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Ralf,

(*seufzer* - ich hatte da schon wieder so eine Ahnung...)

ralfeberle schrieb:
Wenn beiderlei Objektive mit verschiedenen Frontlinsengrößen im Objektiv vor der Blende einen Lichtkegel mit gleich großem Durchmesser produzieren, dann steckt in dem Lichtkegel des lichtstärkeren Objektivs wegen der größeren Frontsammellinse mehr Licht, er ist heller.
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Zum weiteren Mal: Die größere Frontlinse des helleren Objektivs wird bei gleicher Blende beider Objektive nur zu einem Teil benutzt! Darum sind sämtliche beteiligten Lichtkegel beider Objektive gleich hell! Weil das hellere Objektiv nur den Mittelteil seiner Frontlinse benutzt!

(Soll ich es vielleicht nochmal wiederholen? Das abgeblendete hellere Objektiv nutzt nur den Mittelteil seiner Frontlinse, und übrigens auch aller anderer Linsen. Eine weitere :P Wiederholung folgt weiter unten, und ein halbes Dutzend zusätzliche Wiederholungen dieses Sachverhalts sind weiter oben im Thread zu finden.)

ralfeberle schrieb:
Mir geht es um den Durchmesser des Lichtkegels zwischen dritter Linse und Blende. Wenn das Bild bei verschieden lichtstarken Objektiven gleich hell sein soll, gibts nur die Möglichkeit, daß der die Blende treffende Lichtkegel um so größer ist, je lichtstärker das Objektiv.
Zum Vergrößern anklicken....

Vergiss doch bitte einfach alles was IN dem Objektiv DRINNEN vor sich geht. Das Objektiv wird als Black Box mit dem Ersatzschaltbild der einfachen Sammellinse betrachtet (Abb. 3). Was im Objektiv passiert, das weiß keiner, das muss auch keiner wissen, und es interessiert für die diskutierte Frage auch überhaupt nicht, da deren Beantwortung davon unabhängig ist, was im Objektiv vor sich geht.

Es gibt am oder im Objektiv auch nicht einen geheimnisvoll von irgendwoher "auf die Blende treffenden Lichtkegel" mit irgend einem "Durchmesser"; vielmehr bestimmt umgekehrt die Blende den Winkel des Lichtkegels (meinetwegen auch den Durchmesser des nicht abgeblendeten Lichtbündels), der vom Motiv her kommend auf die Frontlinse trifft.

Über Lichtkegel oder womöglich "Blendendurchmesser in Millimeter" u.ä. *im Objektiv* muss (und kann) man hier aber überhaupt keine Aussage treffen. Es geht lediglich um die bereits in aller Ausführlichkeit beschriebenen und dargestellten Strahlen vor und hinter dem Objektiv.

Das einzige, was man allgemeingültig über den Verlauf des Lichtbündels im Objektiv sagen könnte, ist dass dieses beim Abblenden - ebenso wie die externen Lichtkegel - in allen seinen Durchmessern proportional von der Blende beschnitten wird. Aber dies ist wie gesagt für die hiesigen Betrachtungen irrelevant.

ralfeberle schrieb:
Wenn der Lichtkegel größer ist, könnte man auch eine größere Blendenöffnung nutzen. Dafür wäre die höhere Lichtstärke bei allen anderen Blenden nicht genutzt - eigentlich müßte man sagen, verschwendet
Zum Vergrößern anklicken....

Nicht "wäre", sie wird in diesem Fall tatsächlich nicht genutzt bzw. verschwendet. Sollte hier etwa ein zartes Pflänzchen optisches Grundverständnis aufkeimen...?

MfG David.P

PS: Achja, hier noch was in Deinem Beispielobjektiv passiert, wenn Du die Blende auf und zu machst:

aok6hgdxokonz1oai.png

Sämtliche Strahlenbündel werden gleichförmig beschnitten, insbesondere jedoch das vom Motiv her auf das Objektiv auftreffende Strahlenbündel. Die Strahlenbündel sind für alle gleichartigen Objektive bei gleicher Blende identisch, haben gleiche Winkel bzw. Durchmesser sowie Helligkeiten -- nur kann man das Strahlenbündel beim lichtstärkeren Objektiv infolge der größeren Anfangsblende und der (möglicherweise) größeren Frontlinse eben weiter "aufmachen".

PPS: Weitere revolutionäre Objektivkonstruktionen bitte erstmal hier gründlich austesten. Vielleicht entwickelst Du ja noch Dein umwälzendes Objektiv, das "beim Abblenden nicht abblendet"...
 
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Wirklich extrem spannende Infos zum Thema DRI, ich bin beeindruckt...|) Immerhin, David, muss ich zugeben, endlich mal nette und verständliche Beispielgrafiken zum Thema gesehen zu haben... aber wie bekommt ihr jetzt wieder die Kurve zu DRI? ;)

(Das war jetzt der Wink mit dem Zaunpfahl, dass auch der letzte es nun verstanden haben müsste und weitere Kommunikation per Kurznachricht zielführender wäre.)

Gruß, Olaf
 
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O.S. schrieb:
(Das war jetzt der Wink mit dem Zaunpfahl, dass auch der letzte es nun verstanden haben müsste und weitere Kommunikation per Kurznachricht zielführender wäre.)
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Ich winke zurück
winken.gif
, und hoffe auch, weder hier noch in meinem Postfach weitere ungläubige Gegenmeinungen entgegennehmen zu dürfen, sondern mich endlich wieder dem Tagwerk widmen zu können. :) 8-) :)

*Zaunpfahl*
DRI ist übrigens echt ein interessantes Thema *ggg**
*\Zaunpfahl*

MfG David.P
 
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Hallo David!

So einfach lasse ich Dich nun aber nicht raus. Etwas weiter oben hast Du geschrieben, der objektivinterne Lichtkegel sei bei beiden Objektiven gleich groß. Jetzt nun schreibst Du, es werde nur ein Teil davon benutzt. Ein Teil wovon? Es kann ja wohl nur ein größerer Lichtkegel sein.

Die Aussage, daß nur ein Teil der Frontlinse benutzt wird, stimmt erst an der Blende. Vorne am Objektiv wird zumindest die Frontlinse komplett von einem abzubildenden Punkt beleuchtet. Erst wenn das Lichtbündel diese Linse passiert hat, kann es durch die Brechung einen kleineren Durchmesser als z.B. die nachfolgende Linse haben.

Du schreibst, keiner wüßte was im Objektivinnern genau vor sich gehe. Das ist aber das, was ich wissen will und die ganze Zeit wissen wollte. Irgendwie mußte schließlich eine Erklärung her für das gemessene unterschiedliche Belichtungsverhalten meiner Testobjektive.

Gruß,

Ralf
 
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