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Bayer Matrix

Der Unterschied zwischen den üblichen Farbsensoren und monochromen – ( ”schwarzweiss” – ) Kameras ist eine zusätzliche Schicht kleiner Farbfilterfilter , die meistens in Form der sogenannten “Bayer Matrix” (engl. ” Bayer pattern ”)  (patentiert von Bryce E. Bayer, 1976, im Namen von Eastman Kodak ) .

Bayer_pattern_on_sensor

Siehe auch Warum kann man bei Farbkameras ein Objektiv geringerer Auflösung verwenden, als bei Monochromkameras?

BFL

= Back Focal Length

= hintere Schnittweite

= Abstand zwischen der letzten optisch aktiven Fläche und dem Bild unendlich entfernter achsnaher Objekte

Bildkreis

Maximum (Durchmesser des) Kreis(es) der vom Objektiv Bildinformation (guter Qualität) empfängt.

Obwohl Monitore und Papierfotos rechteckig sind, sind Objektive (normalerweise) rund. Warum sind also die von runden Objektiven erzeugten Bildern nicht rund?
Nun .. Bilder von Objektiven SIND rund.

Der Durchmesser dieser Bilder heisst Bildkreis oder Image Circle.
 Ausserhalb des Image circle ist das Bild (hoffentlich) dunkel.
Ist der Image Circle kleiner als die Diagonale des Sensors, hat das Bild dunkle Ecken
Ist der Image Circle kleiner als die Höhe des Sensors, ist das Bild rund und ausserhalb ist es dunkel.
Bilder von Fisheye Objektiven werden typischerweise rund gezeigt.
Solche Kreise sind hilfreich bei der Überprüfung ob Sensorachse und Objektivachsen übereinstimmen: Der Bildkreis muss in der mitte des (rechteckigen) Monitorbildes sitzen.

Der Bildkreis beschränkt die maximale Sensorgröße für die ein Objektiv benutzt werden kann.

Ein Bildkreis von 6mm beschränkt die Benutzung auf eine maximale Sensorgröße von 1/3″.
Ein Bildkreis von 8mm beschränkt die Benutzung auf eine maximale Sensorgröße von 1/2″.
Ein Bildkreis von 11mm beschränkt die Benutzung auf eine maximale Sensorgröße von 2/3″.
Ein Bildkreis von 16mm beschränkt die Benutzung auf eine maximale Sensorgröße von 1″.

Bildschärfe

Entgegen der allgemeinen Annahme ist die Bildschärfe ein subjektives Mass.

Was von dem einem noch als scharf abgebildet betrachtet wird, findet ein anderer schon unscharf. Schon Banalitäten wie Sehkraft und Beleuchtung spielen eine Rolle.
Selbst bei Software liegt Subjektivität vor: was ein Verfahren gerade noch als Übergang zwischen dunkel und hell detektieren kann, kann ein anderes Programm vielleicht nicht.
Ein gewisses Mass für die Bildschärfe ist der lokale Kontrast \frac{max-min}{max + min}. Man erhält eine Zahl, die den Eindruck von Objektivität vermittelt. Aber die Größe der Zahl ab der das Bild als scharf gilt muss diskutiert werden.
Vielen plötzliche Übergänge von weiß nach schwarz (z.B. ein Barcode) ist schärfer als ein verschwommenes Bild durch eine Milchglasscheibe.

Binärbild

Ein mit einer „Schwarzweiss“-Kamera hat meistens 256 Graustufen.
Hat das Bild nur zwei Graustufen (Schwarz und Weiss), spricht man von einem Binärbild. Ein Telefax zeigt im allgemeinen ein Binärbild

Blendenzahl

Zahl, die die Lichtstärke eines Objektive charakterisiert

Aperture Values

Je kleiner die Zahl, desto lichtempfindlicher ist ein Objektiv, desto heller das Bild, desto kleiner aber die Tiefenschärfe.

Je grösser die Zahl,desto dunkler ist das Bild, allerdings ist i.a. die Tiefenschärfe höher. Gleichzeitig verliert man an Auflösung, siehe Rayleigh-Kriterium)

Die Blendenzahl gibt das Verhältnis aus Brennweite zu scheinbarer Grösse der Blendenöffnung (=”Eintrittspupille”) an.

Ein f=50mm Objektiv mit Lichtstärke F2.0 hat also mindestens ein Frontglass von 50mm / 2.0 = 25mm Durchmesser.
Ein Objektiv mit einer Brennweite von f=75, Durchmesser 30mm und F1.0 Lichtstärke gibt es also nicht!

Das Inverse des Quadrats der Blendenzahl ist ein Mass für die Lichtempfindlichkeit eines Objektivs.

Ein F4.0 Objektiv hat nur ein Viertel der Helligkeit eines F2.0 Objektivs, da \frac{1}{4*4} vier mal kleiner als \frac{1}{2*2} ist.
Ein F5.6 Objektiv hat ca. die doppelte Helligkeit eines F8 Objektivs, da \frac{1}{5.6*5.6} = \frac{1}{31.36} und \frac{1}{8*8} = \frac{1}{64}.

Bokeh

Bokeh ist ein Wort für verschwommene , relativ große, oft runde Flecken in einem sonst fokussierten Bild.

Ein Beispiel ist etwa das Bokeh dieser Lichter eines Weihnachtsbaums.

Image of a Christmas tree showing Bokeh

Bokeh

“Bokeh” ist eigentlich das Bild meist punktförmiger Objekte in einer Entfernung deutlich ausserhalb der Schärfentiefe.

Ein Diagramm erklärt dies am besten :

Grafik: Schärfentiefe

Schärfentiefe

Der untere große Punkt am rechten Rand ist ein Beispiel für Bokeh.

Die Form des Bokeh ist die Form der physikalischen Blende.
Bokeh of a catadioptric lens (=mirror lens), (C) Wikipedia

Bokeh of a catadioptric lens (=mirror lens), (C) Wikipedia

Das Bokeh ist hier ringförmig, weil es sich um ein Bild handelt, was mit einem Spiegellinsenobjektiv aufgenommen wurde, in der Blendenmitte also kein Licht eindringen konnte.