Schneider Optik Kreuznach
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Der nachstehende Beitrag über die Optik-Software Gaussoptik erschien in ähnlicher Form in der Fachzeitschrift MFM (Magazin für Fotografie und Medientechnik — Heft 5/98).

Bei Schneider-Kreuznach können Sie das Gaussoptik-Programm als Freeware bestellen.

Abbildungsdaten per Computer berechnen

Spezialisierte und experimentierfreudige Fotografen werden mit Aufgabenstellungen konfrontiert, die sie besser und leichter lösen können, wenn sich die Abbildungsdaten vorher kalkulieren lassen. Die Software GAUSSOPTIK eignet sich hervorragend für Planungszwecke wie auch für das spielerische Kennenlernen der Materie, für anschauliches Probieren und Experimentieren auf dem Bildschirm.

Mit dem Computerprogramm GAUSSOPTIK lassen sich alle für die Praxis wichtigen Abbildungs-Berechnungen durchführen. Eingaben und Resultate sind leicht zuzuordnen, weil sie in Grafiken erscheinen, die als Hardcopy ausgedruckt werden können. Darüber hinaus lassen sich die Ergebnisse in Tabellenform drucken und speichern. Grafisch und in Zahlen dargestellt wird, wie mehr als vierzig gespeicherte Aufnahmeformate vom 1/2"-CCD bis 30x40 cm in die Bildkreise der Objektive hineinpassen, welche Shift-Möglichkeiten bestehen und wie sich der vom Objektiv ausgeleuchtete Bildkreis bei Nah- und Lupen-Aufnahmen vergrößert. Mit Bildwinkel-Berechnungen befasst sich GAUSSOPTIK allerdings nicht.

Das Programm läuft auf PCs mit Prozessor 386 aufwärts und den Betriebssystemen Windows 3.x, 95 und NT oder neuer. Auch Macintosh-Besitzer können GAUSSOPTIK nutzen, wenn sie einen Windows-Emulator wie SoftWindows installiert haben. GAUSSOPTIK spricht Deutsch, was vor allem wichtig ist für die aufrufbaren Erläuterungen und Begriffserklärungen, die einen kurzgefassten Grundkurs in geometrischer Optik darstellen. Freundlicherweise ignoriert GAUSSOPTIK Verstöße gegen die nicht gerade fototechnischer Logik folgenden Vorzeichenregeln der geometrischen Optik und stellt sie richtig. Auch ist es gleichgültig, ob die Eingaben mit Dezimalkomma oder Dezimalpunkt erfolgen.

In GAUSSOPTIK sind die Daten der meisten Objektive von Schneider Kreuznach (für Aufnahme, Vergrößerung, Reproduktion und Video) gespeichert. Objektive mit veränderlicher Brennweite sind nicht vertreten. Überhaupt entziehen sich Zoom- oder Vario-Konstruktionen, Objektive mit spezieller Abbildungs-Charakteristik (Fisheye etc.) und mit Scharfeinstellsystemen, die nicht ausschließlich auf Auszugsverlängerung basieren (wie Innenfokussierung, Floating-Focusing, Frontgruppenverschiebung, Makroschaltung u.ä.) den üblichen Abbildungsberechnungen und damit auch GAUSSOPTIK.

Das Programm arbeitet nur beim überschlägigen Rechnen ohne Objektivauswahl. Bei allen anderen Funktionen will GAUSSOPTIK genau rechnen und braucht dafür Daten des benutzten Objektivs. Manchmal genügt es auch, ein ähnliches Objektiv aus der Schneider-Liste auszuwählen. Wegen ihrer annähernd symmetrischen optischen Konstruktion eignen sich Vergrößerungsobjektive (mit Ausnahme der WA-Typen) besonders gut als "neutrale" Referenzobjektive für allgemeine Studien. Zwar ermöglicht es die Software, eigene Objektivlisten zu erstellen, doch setzt dies voraus, dass man über die nötigen Objektivdaten verfügt.

GAUSSOPTIK in der Praxis

Am Beispiel einer Lupenfoto-Aufnahme (Makro-Aufnahme), die ein 8 mm großes Objekt 52 mm hoch im Format 6x7 cm abbilden soll, lassen sich alle wesentlichen Funktionen von GAUSSOPTIK vorführen.

Zunächst sollen die Abbildungsdaten überschlägig berechnet werden, um die erforderliche Objektivbrennweite abzuschätzen. Bei y wird die halbe Objektgröße (4 mm), bei y' die halbe Abbildungsgröße (26 mm) und bei a' ein praktikabler "Auszug" von 200 mm eingegeben. Die Grafik (Bild unten) nennt daraufhin den Abbildungsmaßstab 6,5:1 und schlägt eine Brennweite von f'=26,67 mm vor.
  

Nach dem Anklicken von "Objektiv wählen" und "Vergrößerungsobjektive" werden drei Objektive im Bereich von +/-10 mm um die Sollbrennweite angeboten. Das Componon (CPN) 4,0/28 mm steht zur Verfügung und wird ausgewählt. Um sicherzustellen, dass dieses Halbformat-Vergrößerungsobjektiv bei Lupenaufnahmen tatsächlich das 6x7-Format ausleuchten kann, rufen wir die Bildkreiskontrolle auf. Neben dem Abbildungsmaßstab und anderen Daten erscheint in diesem Fenster eine Grafik mit dem genutzten Format im ausgeleuchteten Bildkreis (ähnlich wie in der letzten Abbildung). Außerdem werden der Auszug mit 173,3 mm und der Belichtungsfaktor mit 50,6x (-5,66 EV) angegeben.

Wen es interessiert, der kann mit der Bildkreiskontrolle ausprobieren, ab welchem Abbildungsmaßstab das für Formate bis 18x24 mm vorgesehene Objektiv ein Aufnahmeformat 6x7 cm ausleuchten kann. Das ist ab Vergrößerungen ß' >2,3fach (Maßstab größer als 2,3:1) der Fall.

Verfolgen wir unsere Aufgabenstellung weiter und rufen "Abbildungsdaten berechnen" auf. Mit einem Mausklick in ß' und Drücken von Return werden alle Daten ohne Neueingabe übernommen. Die Abbildungsgrafik zeigt alle relevanten Werte, wobei die freien Abstände zum Objekt (s=21 mm) und zum Film (s'=212 mm) von besonderem praktischen Interesse sein dürften.

Nach dem Aufrufen von "Schärfentiefe berechnen" erscheint eine Beugungsmeldung mit ausführlicher Erklärung. Tatsächlich wird nämlich beim Abbildungsmaßstab 6,5:1 bereits mit offener Blende 4 die Beugungsgrenze leicht überschritten — der Beugungs-Streukreis ist mit 0,078 mm etwas größer als der zulässige Streukreis u'=0,067 mm.

Da für die Aufnahmen mindestens 1/2 mm objektseitige Schärfentiefe gefordert wird, muss trotz Beugung abgeblendet werden, was durch Anklicken des Aufwärtspfeils neben "k" in der Grafik geschieht (Bild unten). Bei Erreichen eines Schärfentiefebereichs von 0,53 mm steht die Blende auf 16 und GAUSSOPTIK informiert unterhalb von "ke" (der effektiven Blende 113,8) darüber, dass der Beugungs-Streukreis jetzt 0,176 mm, also das 2,6fache des zulässigen Streukreis-Durchmessers beträgt. GAUSSOPTIK bietet also die Möglichkeit, per Mausklick auf den Blendenregler einen günstigen Kompromiss zwischen Allgemeinschärfe und Schärfentiefe für die jeweilige Aufgabenstellung zu finden.
 

Die Abbildungsgrafik zeigt übrigens auch, dass den nur 0,53 mm objektseitiger Schärfentiefe immerhin 22,39 mm auf der Bildseite gegenüberstehen. Das belegt die Erfahrung, daß bei Lupenaufnahmen mit höheren Vergrößerungen Dinge wie Filmplanlage etc. absolut unkritisch sind.

Wer sich mit GAUSSOPTIK auskennt, benötigt für komplette Durchrechnungen der beschriebenen Art einschließlich einiger Notizen gerade mal drei Minuten. Das geht erheblich schneller als das Herumprobieren mit Kameras und Objektiven und ist zudem genauer und flexibler.

Shift und Bildkreis

Die schon erwähnte Bildkreiskontrolle liefert alle Daten für die Verschiebung aus der optischen Achse, wie sie beispielsweise für das Entzerren stürzender Linien angewandt wird. Unser ScreenShot zeigt die Situation mit Aufnahmeformat 9x12 cm, Abbildungsmaßstab 1:1000 (ß' -0,001) und Super-Angulon 5,6/72 mm XL. Dieses Objektiv leuchtet bei Unendlich-Einstellung und Blende 22 einen Bildkreis von 226 mm aus. Das Aufnahmeformat 83,5x114 mm (9x12) beansprucht davon nur einen Teil, so dass Verschiebungen aus der optischen Achse in der Horizontalen bis 48 mm oder in der Vertikalen bis 56 mm möglich sind.
 

Fragt man die Bildkreiskontrolle, welche Verstellungen die Optik des Schneider PC-Super-Angulon 2,8/28 mm an einer Kleinbild-Spiegelreflexkamera erlaubt, erhält man die Antwort, dass das Objektiv dank 62 mm Bildkreisdurchmesser horizontal bis 10,6 mm oder vertikal bis 13,2 mm aus der optischen Achse verschoben werden dürfte. Mechanisch vorgesehen sind 11 mm maximale Verschiebung. Übrigens könnte das PC-Super-Angulon 28 mm laut Bildkreiskontrolle ohne weiteres das Format 4x4 cm ausleuchten und hätte noch 4 mm Verschiebe-Reserve.

Josef Scheibel
 

© J+R Scheibel


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