Alle Jahre wieder: Der Globuseffekt

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holger_merlitz

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Hallo Gemeinde,

die Diskussion des Globuseffekts bei der Fernglasabbildung taucht immer mal wieder in diversen Fernglasforen auf. Leider ist es nicht leicht, umfassende Informationen zu diesem etwas exotischen Thema zu finden. Selbst Fachbuecher der Optik scheinen diesen Effekt systematisch zu ignorieren. Ich habe daher eine Webseite erstellt, auf der ich meine eigene Sichtweise zu diesem Phaenomen zusammenfasse. Ich hoffe, sie kommt der Realitaet nahe, auf jeden Fall gibt es hier ein paar nette Bilder und Animationen:

http://holgermerlitz.de/globe/verzeichnung.html

Viel Spass,
Holger
 
Hallo Holger,

ein lobenswerter Ansatz, der meines Erachtens aber immer noch einige mysteriöse Elemente enthält.

Wenn Du vom "Bildraum" sprichst, meinst Du anscheinend immer die Projektion in die Brennebene einer Optik. Im Unterschied dazu charakterisierst Du den "Winkelraum" als etwas abstraktes, nicht direkt sichtbares, nur durch mathematische Beziehung damit Verknüpftes.

Vermutlich beruht diese Einschätzung darauf, dass ein reales Zwischenbild in der Brennebene auf einer Mattscheibe, einem Film oder CCD Chip direkt sichtbar gemacht werden kann, während zur bildlichen Darstellung des Winkelraums eine geeignete Projektion auf eine Kugelfläche erforderlich ist.

Diese qualitative Differenzierung verwundert mich etwas, zumal es den objektiven Vergleich der verschiedenen Topologien etwas verzerrt. Mathematisch oder optisch gesehen ist der Winkelraum genauso real und sichtbar.

Letztenendes ist ja auch nicht das Bild in einer Brennebene, sondern auf der gewölbten Netzhaut entscheident für unsere visuelle Wahrnehmung. Dabei spielt nicht nur das Okular, sondern auch die bildverarbeitende Funktion unseres Gehirns eine ganz wichtige Rolle.

Hier ist noch ein für mich jedenfalls unverstandenes Mysterium:

(1) Unsere unbewaffneten Augen produzieren ja anscheinend ein winkeltreues Abbild unserer Umwelt: keinerlei spürbarer Globuseffekt beim Schwenken des Kopfes, trotz eines geradezu sagenhaften Bildfeldes von etwa 150°. Sonst müsste man ja dauernd seekrank werden!

(2) Wieso haben wir dann nicht mit einer katastrophalen Verzeichnung rechteckiger Gegenstände in unserer Umgebung zu kämpfen???

Anscheinend ist unser Gehirn in der Lage, derartige rein optische Widersprüche ohne Probleme zu kompensieren.

Allerdings funktioniert das nur ohne Fernglas, also ohne Vergrößerung. Wenn wir das Fernglas um 10° schwenken und das Auge hinter dem Glas einen Schwenk von 100° wahrnimmt, dann überfordert das unseren Computer. Der ist nämlich evolutionstechnisch noch nicht auf eine vergrößernde Sehhilfe programmiert.

Mit freundlichen Grüßen,
Peter



 
Hallo Peter,

ich stimme voellig ueberein, dass es weiterhin noch mysterioese Elemente gibt. Diese Webseite betrachte ich daher nicht als abgeschlossen und endgueltig. Ich habe vor, weitere Ideen und Vorschlaege zu diesem Thema zu sammeln und dort zu integrieren.

Klar ist, dass sowohl Globuseffekt als auch Verzeichnung bei m=1 verschwinden - das ist offensichtlich so, weil unser Auge/Gehirn auf m=1 optimiert ist und eventuell vorhandene Effekte wegrechnet.

Klar ist auch, dass der Winkelraum existiert - auch wenn man ihn am Okular, das auf ein Zwischenbild blickt, nicht direkt wahrnimmt. Ich habe betont, dass dieser Raum 'abstrakt' sei, damit absolut klar ist, dass man die Winkel im Fernglas nicht direkt sieht. Aber er stellt natuerlich nur eine andere Repraesentation ein und desselben Systems dar und ist dem Bildraum daher formal voellig gleichwertig. Ob meine These, der Globuseffekt entstehe durch eine tonnenfoermige Verzeichnung des Winkelraumes, wirklich korrekt ist, muss noch bewiesen werden. Es erscheint vielleicht plausibel, aber an dieser Stelle habe ich bisher nur argumentiert, nicht bewiesen.

Viele Gruesse,
Holger
 
Ich verstehe den Winkelraum nun ohne Probleme. Ein Bild ist ein ebenes Etwas. Dass der Himmel eben sei, kann man nun wirklich nicht behaupten. Hier schauen wir eher in eine Kugel, oder genauer, wir sehen Winkel.

Dasselbe Problem gibt es auch in der Fotografie. Gewöhnliche Weitwinkelobjektive machen gerade Linien immer wieder gerade. Deshalb müssen die Objekte am Bildrand vergrößert werden, es entstehen die bekannten Eierköppe. Ein Fischauge macht so was ähnliches wie eine Winkelabbildung (in Wirklichkeit ist die Abbildung flächentreu) und bildet damit eher so ab, als wenn man umherschaut. Da ist ja der ewig lange Maschendrahtzaun (!) auch in der Ferne kleiner.
 
Hallo Uwe,

zunaechst vielen Dank fuer Dein Lob!

Ich sehe es auch so, der flache Bildraum scheint Artefakte zu erzeugen, die man so nicht sieht, benau wie beim Weitwinkelobjektiv. Ich habe auf derselben Seite (unten im Anhang) mal das Beispiel m=1 gerechnet, also eine Vergroesserung, die dem Auge entspricht.

http://www.holgermerlitz.de/globe/verzeichnung.html

Besonders das Beispiel des Sternhimmels zeigt die Probleme mit der Kruemmung, wodurch offenbar eine kissenfoermige Verzeichnung auftritt. Obwohl die Rechnung bei m=1 passiert, sieht man das mit dem unbewaffneten Auge so nicht. Ich frage mich daher, ob es wirklich sinnvoll ist, sich hier stets auf den flachen Bildraum zu stuetzen, aber auch der Winkelraum wuerde nicht viel realistischer aussehen. Vielleicht lassen sich diese Effekte auch einfach nicht auf einem flachen Bildschirm darstellen.

Viele Gruesse,
Holger
 
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