Forum Übersicht - Objektive » Kleine Blende = weniger Vignettierung?

Beim Einsatz des Cokin-Filtersystems an Weitwinkelobjektiven kann es sehr schnell zu Vignettierungen kommen. Eine Frage, die mich als nicht-Optiker an dieser Stelle schon immer interessiert hat:

Hat die Wahl der Blende Einfluss auf den Grad der Vignettierung?

Auf Wikipedia wird zwischen optischer und mechanischer Vignettierung unterschieden. Die mechanische, also die, die durch Filtereinsatz verursacht wird, soll durch Abblenden beeinflusst werden können. Stimmt das?

Gruß
Ralf

Bisher dachte ich immer, es sei umgekehrt, d.h. nur die optische Vignettierung könne durch Abblenden beseitigt/minimiert werden. /unsure.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="unsure.gif" />

Das beste ist, die Abschattung durch den Filter zu vermeiden. Also das groessere System nehmen (z.B. P-System, auch wenn A-System noch ginge) und notfalls den Filterhalter um einen Schacht kuerzen.

ZITAt (Michael H @ 2007-02-14, 11:15) Das beste ist, die Abschattung durch den Filter zu vermeiden. Also das groessere System nehmen (z.B. P-System, auch wenn A-System noch ginge) und notfalls den Filterhalter um einen Schacht kuerzen.[/quote]
Das habe ich von vornherein gemacht: ich besitze nur das P-System. Aber bei Brennweiten von 21 mm und weniger hift auch das wenig. Hauptproblem ist m.e. auch weniger der Filter sonder eher der Filterhalter. Ich werde mir wohl noch einen zweiten Halter kaufen und diesen auf einen einfach-Halter reduzieren, oder gibt es so einen bei Cokin (ich habe keine gefunden)?

Gruß
Ralf

edit:
habe soeben diesen Adapter entdeckt:
P Wide-Angle Holder (BPW-700) P299:
This extra slim holder helps to eliminate vignetting down to 20mm focal length.
Can hold 1 filter (can be a polarizer) and allows the use of filters with super wide lenses (focal lengths under 20mm) 35mm format.

ZITAt (Ellersiek @ 2007-02-14, 10:39) Auf Wikipedia wird zwischen optischer und mechanischer Vignettierung unterschieden. Die mechanische, also die, die durch Filtereinsatz verursacht wird, soll durch Abblenden beeinflusst werden können. Stimmt das?[/quote]
Das ist meiner Meinung nach nicht ganz korrekt beschrieben. Mit mechanischer Vignettierung bezeichnet man meines Wissens die Vignettierung innerhalb des Objektives, hervorgerufen durch die Baulänge. Diesen Effekt kannst Du sehen, wenn Du durch das Objektiv bei offener Blende auf einen hellen Hintergrund schaust. Je weiter Du das Objektiv aus Deiner optischen Achse bewegst, desto mehr verändert sich der Kreis in eine Form aus zwei Kreissegmenten (Katzenauge). Das sieht man auch in Fotografien, wo die Unschärfekringel von Spitzlichtern im Bildzentrum kreisrund sind, und in richtung Rand immer ovaler werden. Diesen Effekt kannst Du beseitigen, indem du die Blende entsprechend schließt. Das, was Du da oben beschreibst, also die Vignettierung durch Vorsatzfilter oder Streulichtblenden, nennt man künstliche Vignettierung. Die lässt sich durch Abblenden grundsätzlich nicht beseitigen, da die Ursache für die Vignettierung bereits im Sehwinkel der Optik liegt. Durch Abblenden wird die Vignettierung nur scharfrandiger (Ausdehnung der Schärfentiefe). Es könnte höchstens sein, dass die Vignettierung exakt am Bildrand (Ecke) verläuft, dann würde sie bei Offenblende die Ecke leicht abschatten und bei Abblendung "schärfer" werden, und somit die Abschattung verschwinden.

Also gut. Ich werde ab sofort alle Beiträge, die ich fürs Forum verfasse, auch selber speichern, um sie jederzeit wieder rekonstruieren zu können. Nach dem Foren-Crash steht hier jetzt wieder der Unsinn von Dennis als "neuester" Beitrag /sad.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="sad.gif" />

Ich habe aber keine Lust, alles noch einmal zu schreiben ...

-- Olaf

Danke. Solche Beiträge zeigen mir, was ich in den letzten Tagen nicht vermißt habe.

Okay, da unser Forumsklugscheißer den Festplattencrash leider überlebt hat - er scheint also wirklich nicht nur ein rein virtueller Störenfried zu sein - werde ich den unsäglichen Blödsinn, den ich verzapft habe, versuchen selber zu korrigieren. In meiner maßlosen Dummheit, Ungebildetheit und Einfältigkeit habe ich doch tatsächlich die Begrifflichkeiten "künstliche Vignettierung" und "mechanische Vignettierung" verwechselt. Man möge also die beiden Wörter einfach vertauschen und mir verzeihen.

Ach, einen Tipp noch: Wenn Du Deine Beiträge schon selber speicherst, dann lass doch einfach den schmalen Gehalt an Sachlichkeit weg, und beschränke Dich auf Deine Schmähungen, Beleidigungen und Fehldeutungen, denn schließlich ist es ja das, was Dich auszeichnet.

ZITAt (ingobohn @ 2007-03-03, 19:36) Danke. Solche Beiträge zeigen mir, was ich in den letzten Tagen nicht vermißt habe.[/quote]

ja! Ist net so des Über-Aushängeschild!

torfdin

Jetzt hätte doch die Chance bestanden, diesen Thread zivilisiert zum Ziel zu führen, aber schon geht das wieder los. /angry.gif" style="vertical-align:middle" emoid="" border="0" alt="angry.gif" />

Wißt Ihr eigentlich, was für unglaublich viel Arbeit hinter den Kulissen anfällt?!? Wißt Ihr, wie sehr mir ein Datenverlust (der auch einen Großteil meiner hier geleisteten Arbeit der letzten Wochen betrifft) zu schaffen macht? Es raubt mir fast die Kraft, hier weiterzumachen. Gerade in solchen Situationen wie jetzt, wo man resigniert feststellen muß, daß noch so viel investierte Energie kaum weiterhilft, frage ich mich, warum ich das alles überhaupt mache, wenn die Mitglieder nichts Besseres zu tun haben, als die erstbeste Gelegenheit zu nutzen, um sich zu streiten. Es kann nur funktionieren, wenn wir alle zusammenhalten, hinter den Kulissen genauso wie davor.

Ich möchte Euch bitten, die Informationen, die hier in dem verlorenen Teil des Threads zusammengetragen wurden, möglichst zu rekonstruieren (vielleicht habt ihr die Seiten ja noch irgendwo im Cache?), damit das aufbereitete Wissen, das darin steckte, nicht verloren geht.

(Ein anderer Punkt, für das im Prinzip das gleiche gilt, war der Thread bezüglich der verschiedenen Filter für die Apo Teles und das Reflex. Bitte tragt auch das nochmal zusammen (ich habe im Moment wirklich noch genug andere Dinge zu tun, so daß ich mich nicht darum kümmern kann.))

Danke und viele Grüße,

Matthias

ZITAt (matthiaspaul @ 4. 3. 2007, 20.06 h) Wißt ihr eigentlich, was für unglaublich viel Arbeit hinter den Kulissen anfällt?!? Wißt ihr, wie sehr mir ein Datenverlust (der auch einen Großteil meiner hier geleisteten Arbeit der letzten Wochen betrifft) zu schaffen macht?[/quote]
Schon gut. Tut mir leid; es sollte kein Vorwurf gegen dich oder die anderen Moderatoren sein. Mir ist klar, daß dein Grund zum Ärgern noch viel größer ist als meiner (oder der eines jeden anderen Teilnehmers).


ZITAt (Ellersiek @ 14. 2. 2007, 10.39 h) Hat die Wahl der Blende Einfluss auf den Grad der Vignettierung?[/quote]
Klare Frage, klare Antwort: Hängt davon ab.

Und zwar hängt's von der Ursache der Vignettierung ab. Manche Arten der Vignettierung lassen sich durch Abblenden reduzieren, manche lassen sich ganz beseitigen, und manche lassen sich nicht oder fast nicht beeinflussen.


ZITAt (Ellersiek @ 14. 2. 2007, 10.39 h) Auf Wikipedia wird zwischen optischer und mechanischer Vignettierung unterschieden. Die mechanische, also die, die durch Filtereinsatz verursacht wird, soll durch Abblenden beeinflusst werden können. Stimmt das?[/quote]
Auf Wikipedia steht oft viel Unsinn.

Die Begriffe "optische" und "mechanische Vignettierung" kommen in der Fachliteratur überhaupt nicht vor. Stattdessen wird primär zwischen natürlicher und künstlicher Vignettierung unterschieden. Die künstliche kann man wiederum in interne und externe einteilen. Interne wird vom Objektiv selber verursacht, externe von unpassenden Vorsätzen wie zu eng bemessenen Filtern, Filterhaltern, Gegenlichtblenden, Vorsatzkonvertern usw.

Externe künstliche Vignettierung, manchmal auch als mechanische Vignettierung bezeichnet, ist in der Regel kein Problem ... jedenfalls nicht aus Sicht des Objektives bzw. dessen Konstrukteurs. Entferne einfach den zu engen Vorsatz oder ersetze ihn durch einen passenden, Problem erledigt. Durch Abblendung läßt sich diese Form der Vignettierung nicht nennenswert beeinflussen ... oder allenfalls in dem (in der Praxis seltenen) Spezialfall, daß die Obstruktion so gerade in den Strahlengang der offenen Blende, nicht aber in den geringfügig engeren einer kleineren Blende hineinragt. In der Regel ist es so, daß diese Form der Vignettierung bei großen Blenden früher, also näher zur Bildmitte, einsetzt und dafür einen sanften Verlauf hat, und bei kleinen Blenden später einsetzt, dafür einen steileren Verlauf hat.

Künstliche Vignettierung -- also die interne Variante (welche fast immer gemeint ist, wenn von künstlicher Vignettierung die Rede ist) -- wird durch den begrenzten Durchmesser der Objektivfassung verursacht, und manchmal auch durch den zu kleinen Durchmesser der Objektivanschlußöffnung. Sie ließe sich theoretisch durch hinreichend große Linsendurchmesser vermeiden, speziell im Bereich der Front- und der Hinterlinse (die inneren Linsen sind gewöhnlich nicht das Problem). Doch das würde die Abmessungen, die Größe und das Gewicht und vor allem den Preis des Objektives ganz erheblich in die Höhe treiben -- bei Weitwinkelobjektiven und bei hochlichtstarken Objektiven gut und gerne um einen Faktor zwei oder drei. Kaum ein Mensch wäre bereit, so große, schwere und teure Objektive zu kaufen, nur um ein wenig Vignettierung bei voller Öffnung zu vermeiden. Erstens stört die Vignettierung in der Praxis sooo sehr nun auch wieder nicht, und zweitens läßt sie sich nahezu vollständig durch Abblendung um ein oder zwei Stufen aus der Welt schaffen. Im übrigen sind die Frontlinsen vieler Weitwinkelobjektive in Relation zu Brennweite und Öffnungsverhältnis ungewöhnlich groß ... eben um die künstliche Vignettierung im Rahmen zu halten. Doch um sie vollständig zu eliminieren, müßten die Frontlinsen noch größer sein.

Auch bei katadioptrischen Teleobjektiven, also Spiegel-Linsen-Objektiven, ist künstliche Vignettierung ein Thema. Vorgaben bezüglich Größe, Gewicht und Preis diktieren den Hauptspiegeldurchmesser (und damit den Durchmesser des gesamten Objektives). Bei gegebenem Hauptspiegeldurchmesser kann sich der Konstrukteur nun für einen größeren oder kleineren Sekundärspiegel entscheiden. Ein kleinerer ergibt eine größere Eintrittspupille und somit ein helleres Bild -- doch leider kommt der Löwenanteil des gewonnenen Lichtes wegen des kleinen Spiegeldurchmessers nur der Bildmitte zugute. Das Bild wird also insgesamt heller, aber auch ungleichmäßiger. Ein größerer Sekundärspiegel hingegen bewirkt ein gleichmäßiger ausgeleuchtetes, dafür insgesamt dunkleres Bild. Also ist auch hier, wie fast überall im Objektivbau, ein gelungener Kompromiß zwischen einander widerstreitender Anforderungen erforderlich.

Natürliche Vignettierung beruht auf den Gesetzen der Geometrie und der Physik. Sie folgt im Normalfall dem sogenannten Cosinus-hoch-vier-Gesetz und läßt sich durch Abblenden nicht im geringsten reduzieren. Immerhin können durch geschickte konstrktive Maßnahmen einige dieser "Cosinüsse" entschärft werden. Zu diesen Maßnahmen gehören die Retrofokus- und die telezentrische Konstruktion. So hat ein Retrofokus-Weitwinkel eine geringere natürliche Vignettierung als ein konventionell aufgebautes Weitwinkel gleichen Bildwinkels. Weil Abblenden gegen die natürliche Vignettierung nichts ausrichtet, muß man ggf. Centerfilter einsetzen. Sie reduzieren die Helligkeit der Bildmitte auf das Niveau der Bildecken und gewährleisten so die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung, auf Kosten der Gesamthelligkeit. Leider sind optisch hochwertige Centerfilter mit perfekt gleichmäßigem Helligkeitsverlauf schwierig herzustellen und daher sehr teuer, und sie müssen exakt auf den Verlauf der zu korrigierenden Vignettierung abgestimmt sein. In der Regel braucht daher jedes Objektiv sein eigenes Centerfilter.

Mit den vier Cosinüssen hat es folgende Bewandnis. Es gibt drei Effekte, die die natürliche Vignettierung verursachen. Diese sind erstens die scheinbare Verkleinerung der effektiven Eintrittspupille bei schrägem Lichteinfall, zweitens derselbe Effekt für die Austrittspupille, und drittens die für die Randstrahlen größere Distanz zwischen Austrittspupille und Bildebene. Bei jedem hängt der Grad der Vignettierung vom Cosinus des Winkels zwischen dem betrachteten Lichtstrahl und der optischen Achse ab. Einer der Effekte zählt doppelt (der dritte, weil die Lichtintensität mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt), deshalb insgesamt vier Cosinüsse. Und die vier Cosinüsse multiplizieren sich, deshalb "hoch vier".

Strenggenommen ist es eigentlich kein "Cosinus-hoch-vier-Gesetz", sondern eher ein "Cosinus-mal-Cosinus-hoch-drei-Gesetz". Denn einer der Cosinüsse bezieht sich auf den gegenstandsseitigen Bildwinkel, die übrigen drei auf den bildseitigen. Bei konventionell aufgebauten Objektiven sind gegenstandsseitiger und bildseitiger Bildwinkel gleich, deshalb Cosinus hoch vier. Aber bei Retrofokus- und auch bei bildseitig telezentrischen Objektiven ist der bildseitige Bildwinkel kleiner als der gegenstandsseitige, was den Vignettierungseffekt von drei der vier Cosinüsse drastisch reduziert. Bei vielen Objektiven läßt sich außerdem beobachten, wie beim Blick auf die Blendenöffnung diese sich scheinbar umso mehr dem Betrachter zuneigt und vergrößert, je schräger man durch die Frontlinse schaut. Dieser durch die Retrofokus-Linsengruppe verursachte Effekt gleicht den ersten Cosinus aus und reduziert somit die natürliche Vignettierung noch einmal.

Für Digitalkameras mit Sensoren nach heutiger Technologie ist es, anders als bei Film, nicht egal, unter welchem Winkel das Licht auf die Photoelemente trifft. Der Lichtstrahl wird effektiv umso dunkler, je schräger er auftrifft -- und zwar wiederum proportional zum Cosinus des Einfallswinkels, in erster Näherung. Das heißt, Digitalkameras haben sozusagen einen Cosinus mehr, der ihnen eine natürliche Vignettierung*) beschert (bei konventionell aufgebauten Objektiven also insgesamt Cosinus hoch fünf). Deshalb kann ein und dasselbe Objektiv an einer Digitalkamera stärker vignettieren als an einer analogen Kamera. Und Abblenden hilft dagegen, wie bei natürlicher Vignettierung üblich, leider nicht.

Die im fertigen Bild sichtbare Vignettierung ist stets die Summe aller Vignettierungen. Die natürliche Vignettierung bewirkt eine von der Blendenöffnung unabhängige Grundvignettierung, auf die sich noch die künstliche, von der Blendenöffnung abhängige hinzuaddiert. Bei hochwertigen Wechselobjektiven für Spiegelreflex- und Meßsucherkameras ist die natürliche Vignettierung in der Regel sehr gering und die künstliche stark variabel, je nach Bildwinkel und Blendenöffnung.

-- Olaf

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*) Man könnte sich auf den Standpunkt stellen, weil die Sensor-Vignettierung bei schrägem Lichteinfall durch die zu engen und zu tiefen Täler verursacht ist, in denen die einzelnen Photoelelemente sitzen, sei sie als künstlich zu werten. Doch das gilt allenfalls für die mikoskopische Betrachtung des einzelnen Photoelementes. Bei "ganzheitlicher", makroskopischer Betrachtung des ganzen Sensors als ein großer Bildwandler jedoch nimmt diese Vignettierung den Charakter einer natürlichen an.

Was soll man dazu noch sagen: Sachlich, umfassend und verständlich geschrieben: Ich hatte es ja bei den letzten (verschwundenen) Positings schon verstanden, aber so zusammengefasst gehört diese Erklärung eigentlich auf die Wikipedia-Seite!

Nochmals vielen Dank an Olaf!

Gruß
Ralf

Sehr schöner Beitrag, Olaf - der wäre wirklich archivierungswürdig. Geht ja auch mal, ohne dass jemand runtergeputzt wird, hoffentlich sehen wir noch mehr davon!

ZITAt (Dennis @ 2007-03-06, 17:08) ...Geht ja auch mal, ohne dass jemand runtergeputzt wird, hoffentlich sehen wir noch mehr davon![/quote]

Puuuh! Als ich sah, dass ein weiteres Posting da ist, hatte ich schon Angst, das es wieder losgeht!
Umso mehr freue ich mich, dass es ein friedlich gesonnenes Positing ist.

In der Hoffnung, dass es auch weiterhin so nett hier im Forum abläuft
Gruß
Ralf

PS.: Welch ein Zufall, dass gerade die unfriedlichen Postings durch den Crash verschwunden sind. Waren da vielleicht höhere Kräfte am Werk?

Guter, sachlicher, korrekter und sehr ausführlicher Beitrag von Olaf!

Inhaltlich reduziere ich dieselben Fakten in diversen Foren seit vielen Jahren allerdings auf das Allernotwendigste, um Forenten nicht durch zu lange Beiträge abzuschrecken. Meine erste Bekanntschaft mit der Unterscheidung von natürlicher und künstlicher Vignettierung machte ich vor Jahrzehnten durch einen Text von Leitz/Leica (ich glaube, damals in einer Leitz-Hauszeitschrift). Eine schöne und sehr anschauliche Erklärung der natürlichen Vignettierung an Hand eindrucksvoller Modellbilder brachte Carl Zeiss zusammen mit dem Erscheinen des 90°-Biogons für das Mittelformat in einer Werksmitteilung, ebenfalls sehr, sehr lange her...