Ich habe mich in letzter Zeit etwas mit optischen Projektionsmechanismen beschäftigt, um diese in einer einfachen 3D-Grafikengine verwenden zu können. Eine sehr elementare Sache verstehe ich aber absolut nicht, vielleicht hat jemand von euch eine gute Idee dazu. In unheimlich vielen Quellen wird das menschliche Auge mit einer Kamera verglichen, die mittels Zentralprojektion, erzeugt durch das obligatorische Loch, die Lichtstrahlen auf eine Ebene treffen lässt. Das scheint einleuchtend, denn auf dem Display meiner Digitalkamera sehe ich ja ein Bild, das von den Proportionen genauso aussieht, als wenn ich mir das Objekt mit bloßem Auge anschaue. Die folgende Grafik zeigt eine Zentralprojektion der Punkte B und B1 auf eine Ebene Gerade f(x), der Brennpunkt ist der Ursprung. (Der Übersichtlichkeit halber liegt die Gerade über der x-Achse, bei einer Lochkamera wäre sie natürlich darunter.)
Jetzt ist natürlich der Abstand zwischen B und B1 noch der selbe, aber die entsprechenden Punkte C, D auf der Geraden sind auf einmal viel weiter von einander entfernt! Es kommt also beim Drehen der Lochkamera zu erheblichen Verzeichnungen an den Bildrändern. Das habe ich auch bei der 3D-Engine feststellen müssen. Je weiter sich ein Objekt bei gleich bleibendem Radius zum Brennpunkt an den Bildschirmrand verschiebt, desto mehr wird es gestreckt. Dass dieser Effekt beim Menschlichen Auge nicht auftritt, kann ich mir gerade noch damit erklären, dass die Retina ja keine Ebene, sondern annähernd eine Halbkugel ist und mit dem obigen Prinzip daher nicht viel gemeinsam hat. Die Frage ist aber, wie diese störende Verzeichnung bei herkömmlichen Kameras unterbunden wird. Könnt ihr mir da weiterhelfen?
Der Unterschied von Loch (in Lochkamera) zu Linse (in normaler Kamera oder Auge) ist vor allem a) die geringe Lichtmenge und b) dass das Bild über den kompletten Bereich scharf ist. Dein Beispiel der Verzeichnung tritt bei Loch wie Linse auf.
Deinen Effekt sieht als „stürzende Linien“ wenn man Wolkenkratzer fotografieren will und dazu die Kamera gen Himmel schwenkt. Abhilfe schaffen Shift-Objektive, die man quasi gegen den Mittelpunkt des Sensors verschieben kann.
Wie Du schon selber schreibst, tritt Dein Effekt durch die runde Netzhaut nicht auf
würde er im Auge auftreten, würde das Auge ihn unbemerkt rausrechnen.
In unheimlich vielen Quellen wird das menschliche Auge mit einer Kamera
verglichen, die mittels Zentralprojektion, erzeugt durch das
obligatorische Loch, die Lichtstrahlen auf eine Ebene treffen lässt.
dann ist das in „unheimlich vielen Quellen“ (1) physikalisch falsch dargestellt (oder Du hast etwas gründlich missverstanden). Die Projektion wird beim Auge und der normalen Kamera durch eine Linse bewerkstelligt. Deine Aussage „erzeugt durch das obligatorische Loch“ trifft nur auf die Lochkamera zu. Sowohl die Hersteller von Kameras als auch die Natur (abgesehen von den Augen einiger primitiver Lebewesen, die tatsächlich nach dem Lochkamera-Prinzip funktionieren) bevorzugen die „Linsenlösung“, weil diese sowohl eine helle als auch eine scharfe Abbildung ermöglicht. Bei der „Lochlösung“ sind dagegen beide Eigenschaften komplementär zueinander, d. h. die Abbildung ist nur entweder scharf oder hell, aber nicht beides gleichzeitig (je kleiner das Loch, desto schärfer, aber leider auch lichtschwächer wird das Bild).
(1) Kannst Du eine dieser Quellen verlinken?
der Brennpunkt ist der Ursprung.
Lochkamera = keine Linse = keine Brechung von Lichtstrahlen = kein Brennpunkt. Bei der Lochkamera werden Objektscheibchen auf Bildpunkte abgebildet, oder Objektpunkte auf Bildscheibchen, oder auch (kleinere) Objektscheibchen auf (kleinere) Bildscheibchen, je nach Interpretation.
Strahlenoptisch werden bei der (korrekt fokussierten) Linsenkamera Objektpunkte auf Bildpunkte abgebildet, also auf Punkte des fotografischen Materials (Film-/Sensor) bzw. beim (korrektsichtigen) menschlichen Auge auf Punkte auf der Netzhaut.
