Sensor vs Film + Objektive

[Takeda]

Vorneweg: nein!

Das ist kein Topic zum streiten was besser ist, sondern ich habe hier ein Frage die sich mir stellt, wenn man die Bauweise eines Sensors mit der Funktionsweise eines Films vergleicht.
Und im Grunde ist das auch eine sehr laienhafte Überlegung und bin froh über Hilfe.

Während bei einem Film das Licht aus einem Objektiv nun einfach auftrifft und eine chemische Reaktion hervorruft ist das bei einem Sensor insofern anders, dass er ja je nach Bauweise "Farb"-Prismen hat, die das Licht in drei Farben aufteilt (Dreichip-Kamera?) oder eben bei Einchip-Kameras einen Infrarot + Alias-Filter (Nyquist-Shannon Abtasttheorem, Tiefpass) und RGB Streifenfilter. Danach wird interpoliert und man gewinnt das Bild daraus.

So, aber nun stelle ich mir die Frage, nehmen wir eine Einchip-Kamera, bzw. den Sensor dergleichen. Ist es hier nicht auch von Belang WIE, also in welchem Winkel der Lichtstrahl auftrifft? Während das beim Film schätzungsweise aufgrund der direkten reaktion recht unwichtig ist, stelle ich mir das bei einem Sensor doch etwas schwieriger vor. Schliesslich kann je nach Einfallswinkel das Licht 2, 3 oder 4 Pixel (absichtlich übertrieben) treffen, obwohl es vllt. nur für einen bestimmt wäre, vor allem verstärkt durch den Alias-Filter, meiner Ansicht nach würde das dann gerade bei Altgläsern dazu führen, dass sie auf dem Sensor eine noch größere chromatische Aberation erzeugen können, als sie eigentlich abbilden. Ich meine ich hätte tatsächlich mal irgendwo was gelesen, dass der Einfallswinkel wirklich von Belang ist, aber das war auch immer nur so ohne weiteren Hintergrund. Leider finde ich aber zu dieser Problematik nichts weiteres, tieferes.

Kennt sich jemand damit aus? und ist das wirklich ein ausschlaggebender Punkt auch bei der Entwicklung neuer Objektive für digitale Sensoren?

Danke schonmal

[Dan Noland]

Das prominenteste Beispiel das mir einfällt ist das Voigländer 15mm III. Die älteren Versionen waren bekannt an Vollformat Magentaecken zu produzieren. Bei der neueren Version ist das weitesgehend im Griff; die wurde auch laut Hersteller noch mal besonders auf Randbereiche ausgelegt. Also ja, gerade Schärfe oder auch Abberationen werden von Filterstacks vor dem / vom Sensor beeinflusst und werden im Bestfall schon bei der Objektivberechnung mit berücksichtigt.

Ansonsten sind besonders Rangefinder bzw. alle Objektive mit kurzem Auflagemaß und kurzer Brennweite problematisch. Hier treffen Randstrahlen unter besonders flachen Winkeln auf. SLR Optik dagegen hat meist ein recht hohes Auflagemaß, wegen des ehem. Spiegelkastens, hier sind die Randstrahlen weniger kritisch.

Die A7R II scheint irgendetwas geändert zu haben am Sensordesign, hier produzieren auch Rangefinder WW kaum noch Randfehler und das natürlich ohne Softwareseitige Korrektur. Ich habe nur ein Bild des älteren 15mm Voigtländer im Kopf, was auf einmal völlig anstandslose Ecken zeigte. Diese ganze Diskussion über Analogobjektive an Digitalkamera sind von der gewählten Kamera/Objektivkombination so abhängig, dass man für jeden Einzelfall schauen muss ob es harmoniert.

[LucisPictor]

Eigentlich bräuchten Sensoren komplett "telezentrische" Objektive. Die Idee hinter dem "Fourthirds"-Standard" war es, genau das zu realisieren.

"Alte" Objektive (also welche, die eigentlich noch für Film konzipiert wurden), machen theoretisch Probleme am Randbereich des Sensors.
Das ist aber auch abhängig von:
- der Bauart des Objektivs (bei Tele-Objektiven ist es weniger kritisch als bei Weitwinkeln)
- dem Auflagemaß (je weiter die Hinterlinse vom Sensor entfernt ist, desto weniger kritisch ist es)
- eventuellen Korrekturmaßnahmen auf dem Sensor (wie bei der Leica M oder den neuen Sonys...)
- usw.

Wer mit einer DSLR fotografiert, so meine eigenen Erfahrungen, muss sich keine ernsthaften Sorgen machen. Natürlich sind speziell entwickelte oder angepasste Objektive vermutlich weniger anfällig für Randprobleme, doch ehrlich gesagt habe ich ich an einer DSLR (egal ob APS oder Kleinbild) noch keine negativen Auswirkungen gespürt - sofern das Objektiv keine "Gurke" war.

Anders sieht es aus bei Systemkameras, und dort vor allem bei den Sony A7 durch den Kleinbild-Sensor. Aber auch bei APS-Sensoren kann es bei den kurzen Auflagemaßen (d.h. es muss auch ein Objektiv mit entsprechend kurzem Auflagemaß genutzt werden!) zu Problemen kommen.

Wenn also ...

-- ein kurzes Auflagemaß bei Kamera UND Objektiv
-- ein großer Bildwinkel = eine kurze Brennweite (größerer BW als ein 28mm-Objektiv am KB zeichnet)
und
-- ein großer Sensor (mind. APS)

zusammen kommen, dann kann es leicht zu Randverfärbungen usw. kommen.

Ist einer dieser Faktoren nicht gegeben, wird es kaum Probleme geben.

Also, keine Probleme sind zu erwarten bei:
+ SLR-Objektiv (=großes Auflagemaß)
+ DSLR-Kamera (=großes Auflagemaß)
+ längere Brennweiten (= kleiner Bildwinkel)
+ kleine Sensoren (z.B. µ4/3)


Filme sind da nicht so empfindlich, da die "Aktivierung" auch bei schräg einfallendem Licht passiert.

Nebenbei gesagt, dieses "Problem" wird aber häufig übertrieben.

[wulli]

Das (bildseitig) telezentrische Objektive an Digitalkaneras benutzt werden wird oft behauptet, ist aber ein Märchen an dem viele festhalten. Bei einem bildseitig telezentrischem Objektiv läge der Sensor im Unendlichen, so daß die Strahlen alle semkrecht auf die Sensorfläche träfen. Eine Veränderung des Abstandes zum Sensor würde keine Änderung des Abbildungsmasstabs haben. Kameraobjektive liefern verschiedene Vergrößerungen bei verschiedenen Abständen zwischen Objektiv und Sensor. Deshalb verändert sich die Größe der Abbildung beim Verschieben des Objekts fast proportional mit dem Abstand des Objektes zum Objektiv. Für Messaufgaben werden in der Industrie oft beidseitig Telezentrische Objektive eingesetzt. Bei ihnem liegt Das Objekt und Der Sensor im Unendlichen. Deshalb ist dann der Abbildungsmasstab konstant. Siehe hierzu: http://www.schneiderkreuznach.com/fi..._Objektive.pdf

Viele gute Fotos wünscht
Rainer