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Fischaugenobjektiv
Aus Fotonexus.
Das Fischauge, auch Froschauge oder engl. fisheye genannt, ist ein spezielles Objektiv. Es hat eine sehr kurze Brennweite im Vergleich zur Größe des Bildformates, und im Gegensatz zu normalen Objektiven ist seine Verzeichnung nicht korrigiert. Es verzeichnet stark tonnenförmig. Es besitzt einen sehr großen Bildwinkel (meist 180° in der Bilddiagonale), der von der kurzen Brennweite und von der tonnenförmigen Verzeichnung kommt. Diese vergrößert den Bildwinkel noch zusätzlich; Bildwinkel von 180° oder mehr sind nur durch Verzeichnung erreichbar.
Fischaugen-Objektive sind meist als Retrofokus<b/>objektive ausgeführt, damit der Spiegel einer Spiegelreflexkamera genug Platz hat. Retrofokusobjektive neigen zu einer tonnenförmigen Verzeichnung, deren Korrektur aufwändig ist. Da sie bei einem Fischauge nicht korrigiert wird, ist dieses deutlich billiger im Vergleich zu Weitwinkelobjektiven ähnlicher Brennweite und Lichtstärke, die nicht verzeichnen, d. h. nur einen kleinen unkorrigierten Verzeichnungsrest besitzen.
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Typen
Es gibt Vollformat-Fischaugen, die das ganze Bildformat belichten, und deren Bildwinkel in horizontaler und vertikaler Richtung entsprechend geringer sind als in diagonaler, und es gibt kreisförmig abbildende (zirkulare) Fischaugen, die nur einen Kreis innerhalb des Formats belichten, und deren Bildwinkel unabhängig von der Orientierung ist. Optisch gibt es zwischen diesen Typen keinen grundsätzlichen Unterschied, bei den zirkularen Fischaugen ist nur der Bildkreis entsprechend kleiner, d. h. sie sind für eine kleinere maximale Bildhöhe korrigiert, und haben bei gleichem Bildwinkel auch eine entsprechend kürzere Brennweite.
Die Vollformat-Fischaugen sind häufiger anzutreffen. Sie haben meist einen Bildwinkel von 180° in diagonaler Richtung. Für das Kleinbildformat haben sie Brennweiten um 16 mm, und für das Mittelformat um 30 mm. Die zirkularen Fischaugen haben meist Bildwinkel von 180° rundum, und Brennweiten um 8 mm (Kleinbild). Den größten Bildwinkel hatte mit 220° das zirkulare Nikon Fisheye für das Kleinbildformat mit 6 mm Brennweite.
Um den Fischaugen-Effekt zu erzielen, sind auch Vorsätze erhältlich, die vorn auf ein normales Objektiv aufgeschraubt werden. Dabei müssen aber erhebliche Einbußen bei der Bildqualität in Kauf genommen werden.
Bildwirkung
Beim Fischauge sind sämtliche geraden Linien, die nicht durch den Bildmittelpunkt laufen, gekrümmt (tonnenförmige Verzeichnung). Dies soll dem Bild entsprechen, welches ein Fisch hat, der von unten durch die Wasseroberfläche schaut; so ist auch der Name des Objektivs entstanden.
Bei Fischaugenobjektiven werden Objekte, die in der Nähe des Bildrandes erscheinen, in der Regel verzerrt wiedergegeben (dies ist aber nicht zwangsläufig, sondern hängt von der Abbildungsfunktion ab, siehe unten). Bei Personen in Randnähe fällt dies oft auf, sie werden in radialer Richtung gestaucht und erscheinen daher mit falschen Proportionen.
Einsetzen kann man das Fischauge für Panoramaaufnahmen von Landschaften oder für Effektbilder. Ein zu häufiger Einsatz nutzt aber den Effekt ab und ermüdet den Betrachter. Besonders für Aufnahmen in Gebäuden ist oft der große Bildwinkel praktisch, so dass man mit einem Bild einen ganzen Raum abbilden kann (siehe Beispielfoto).
Abbildungsfunktionen
Die Abbildung eines seitlichen Objektes in einem Winkel w zur optischen Achse führt zu einer Bildlage im Abstand r von der Bildmitte. Die Abhängigkeit zwischen r und w wird durch die Abbildungsfunktion ausgedrückt. f ist die Brennweite des Objektivs.
Normales (Nicht-Fischauge-)Objektiv:
- gnomonisch (verzeichnungsfrei): Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): r = f * tan(w)
, wirkt wie die Lochkamera. Gerade Linien bleiben gerade. w muss kleiner als 90° bleiben. Der Bildwinkel wird meist symmetisch zur optischen Achse gemessen und ist daher Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): 2*w . Er muss also kleiner als 180° bleiben. Große Bildwinkel erfordern bei Retrofokus<b/>objektiven einen extremen Aufwand und führen zu sehr hohen Preisen für ein solches Objektiv.
Fischaugen können verschiedene Abbildungsfunktionen haben. Es folgen einige Spezialfälle:
- linear geteilt (äquidistant): Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): r = f * (\pi / 180) * w
(w in °(Grad)), oder Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): r = f * w (w in rad). Solche Objektive ermöglichen Winkelmessungen auf dem Bild in radialer Richtung (z. B. für Sternkarten). Das zirkulare Fischauge Canon FD 1:5,6 / 7,5mm bildet so ab. PanoTools bzw. Hugin (Software) geht davon aus.
- orthografisch: Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): r = f * sin(w)
, wirkt wie eine Kugel, die aus großer Entfernung, verglichen mit ihrem Durchmesser, betrachtet wird, und auf die die Umgebung projiziert wurde, mit dem Kugelmittelpunkt als Projektionszentrum. Der Bildwinkel ist auf 180° begrenzt. Es gibt keine Foto-Objektive, die so abbilden.
- flächentreu (equisolid angle = raumwinkelgleich): Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): r = 2 * f * sin(w / 2)
, wirkt wie das Spiegelbild der Umgebung auf einer Kugel, die aus großer Entfernung betrachtet wird; beste Raumwirkung (unverfälschte Entfernung), geeignet zum Flächenvergleich (z. B. für Bewölkungsgradbestimmung). Die Fläche, die das Abbild eines Objekts auf dem Bild einnimmt, ist proportional zum Raumwinkel, in dem es von der Kameraposition aus gesehen erscheint. Dieser Typ hat sich durchgesetzt, die meisten Fischaugen bilden (annähernd) flächentreu ab. Die Fotografen müssen sich damit abfinden - denn die Objekte am Bildrand werden verzerrt.
- winkeltreu (stereografisch): Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): r =2 * f * tan(w / 2)
. Dies wäre ideal für die meisten fotografischen Zwecke, denn Objekte am Bildrand werden nicht verzerrt. Personen z. B. werden mit den richtigen Proportionen wiedergegeben. Gegenüber der flächentreuen Abbildung erscheinen Objekte am Bildrand jedoch größer, d. h. ihr Abstand von der Kamera wird unterschätzt. Für diesen Abbildungstyp wurde bisher keine Optik entwickelt, die Abbildung ist aber softwaremäßig leicht zu realisieren.
Weitere Anwendung
In der Ökophysiologie werden mit Fischaugenobjektiven hemisphärische Fotos in Pflanzenvegetationen gemacht. Aus der Analyse dieser Bilder können relevante Strukturparameter von z. B. Baumkronen abgeleitet werden wie Blattflächenindex, Blattwinkelverteilung und Lichtverfügbarkeit.
Weblinks
- Tonnenförmige Verzerrung mit Öffnungswinkel von 180°
- PanoTools zum Entzerren von FishEye-Bildern Freie Software
- Fischaugen-Menü - engl.
- Manfred Fuchs Rundumsichten, sogenannte Bubble Panoramen
- The Fish List, Alle Fischaugen der Welt -engl.
- Bebilderte Geschichte der Nikon Fisheye Objektive - deutsch
Siehe auch
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