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Verzeichnung kontra Farbsaum, 8x32 kontra 10x50

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26. Oktober 2004 13:09
Leider stimmt das so nicht, also versuche ich es etwas detaillierter zu erklären.

Verzeichnung hat zunächst (und so, wie dieser Begriff normalerweise benutzt wird) nichts mit Farbsäumen zu tun. Denn ein vollständig farbkorigiertes, also farbsaumfreies Fernglas kann theoretisch sowohl verzeichnungsfrei sein als auch schwache, mittelstarke oder starke Verzeichnung aufweisen. Solange nur die Verzeichnung für alle Wellenlängen dieselbe ist, besteht zwischen Verzeichnung und Farbsäumen keine Beziehung.

Farbsäume haben ihre Ursache im Dispersionsverhalten der optischen Gläser: Diese haben je nach Wellenlänge einen jeweils geringfügig verschiedenen Brechnungsindex. Würde man Objektive und Okulare nur aus jeweils einer einzigen Linse bauen (wie das z.B. um und kurz nach 1608 Lipperhey, Janssen, Galilei oder Kepler zunächst machten), gäbe es sogar sehr starke Farbsäume, während die Verzeichnung durchaus gering bliebe. Durch Kombination unterschiedlicher Glassorten, die sich insbesondere in ihrer Dispersion (Farbaufspaltung, also Verschiedenheit der Brechungsindices für verschiedene Wellenlängen) deutlich unterscheiden, ist es möglich, die Farbsäume stark, eventuell sogar bis zur Unsichtbarkeit zu reduzieren.

Farbsäume sind ein Resultat geringfügig (!) verschiedener Brennweiten für verschiedene Wellenlängen. Solange jedoch die Unterschiede der Brennweiten über das ganze Bildfeld konstant bleiben, folgt daraus nur, daß z.B. das Bild für rotes Licht (= lange Wellenlängen) größer ist als für blaues Licht (= kurze Wellenlängen). Gerade Linien im Außenbereich des Bildfeldes bleiben dann sowohl für rotes wie für blaues Licht gerade (also unverzeichnet), nur daß sie nicht am selben Ort liegen, sondern die rote Linie etwas weiter außen als die blaue.

Erst wenn das Objektiv oder Fernglas verzeichnet UND einen Farbfehler hat UND die Verzeichnung nicht für alle Wellenlängen denselben Verlauf übers Bildfeld hat, kommt es zu einer gewissen Vermischung der Effekte.

Fazit: Verzeichnung und Farbsäume sind zwei voneinander unabhängige Parameter, aber wenn die Verzeichnung wellenlängenabhängig ist, dann treten beide Effekte gemeinsam auf. Daraus folgt: Ein Fernglas, das stark verzeichnet, muß keineswegs Farbsäume produzieren! Und ein Fernglas, das nicht verzeichnet, kann durchaus (aber muß nicht) Farbsäume produzieren. Umgekehrt muß ein Fernglas, das Farbsäume produziert, keineswegs verzeichnen. Und ein Fernglas, das keine Farbsäume produziert, kann durchaus (aber muß nicht) verzeichnen.

In der Praxis weist jedes Fernglas eine gewisse Verzeichnung auf UND produziert auch schwache Farbsäume, aber beide Eigenschaften sind nicht zwangläufig miteinander verknüpft.

Nun zur Zusatzfrage. Kontrast ist die „Dynamik” der Helligkeitswerte, Farbkontrast die „Dynamik” der Farbwerte. Das ist vergleichbar der Lautstärke-Dynamik in der Musik bzw. der Akustik – worauf ich nachfolgend nochmals zurückkommen werde. Ein Cembalo-Werk von Bach ist sozusagen „kontrastarme” Musik, weil das Cembalo keine nennenswerten Lautstärkeunterschiede produzieren kann (geringe Lautstärkedynamik), wohingehen Bruckners 4. Symphonie ein Musterbeispiel „kontrastreichster” Musik ist (riesige Dynamik von ppp bis fff). Zurück zur Optik: Ein Motiv bei Nebel ist kontrastarm (geringe Helligkeitsdynamik), ein Motiv bei halbhoch stehender Sonne und wolkenlosem Himmel ist wegen der großen Helligkeitsdynamik zwischen Licht und Schatten kontrastreich.

Wenn man einem Fernglas „hohen Kontrast” attestiert, so ist das strenggenommen sprachlich falsch. Man müßte besser von „guter Kontrastübertragung” sprechen. Denn der (Helligkeits-)Kontrast ist zunächst eine dem Motiv und nicht dem Fernglas zukommende Eigenschaft. Das Fernglas „hat” oder „macht” keinen Kontrast, es soll nur dafür sorgen, daß der Kontrast des Motivs beim Blick durchs Fernglas so gut wie möglich erhalten bleibt. Aufgrund des durch Reflexionen an Glasoberflächen und Tubusteilen erzeugten Streulichts, das sich dem Bild überlagert, ist der Kontrast des durchs Fernglas hindurch sichtbaren Bildes immer ein bißchen geringer als im Motiv selbst.* Ziel guter Fernglaskonstruktion ist daher neben hoher Schärfe usw. immer auch eine möglichst gute Streulichtunterdrückung, was durch hochwertige Vergütung, durch Schwärzen von Linsenrändern und mechanischen Teilen (Tubusinnenseite, Fassungen der Linsen und Prismen, Gestänge und Gewinde der Fokussiereinrichtung usw.) sowie durch interne Blenden knapp außerhalb des Soll-Strahlengangs erreicht wird. Auch der Anwender kann dazu beitragen, die Kontrastübertragung nicht durch weiteres Streulicht zu schmälern, indem er immer Schutzdeckel aufsetzt, wenn das Fernglas nicht benutzt wird, damit die Linsen nicht verstauben, und wenn er Fingerabdrücke auf dem Linsen vermeidet. Streulicht überlagert sich wie ein schwacher Nebelschleier dem ganzen Bild, fällt in der hellen Partien kaum auf, aber „vermatscht” die dunkleren Strukturen. Jetzt komme ich wieder zur Musik bzw. Akustik: Das Streulicht in der Optik entspricht in seiner Störwirkung dem (z.B. Tonband-)Rauschen in der Musik, das ja auch nicht oder kaum die lauten Passagen (= helle Bildpartien), jedoch sehr stark die leisen Stellen (= dunkle Bildpartien) störend überlagert.

[Anm.: * Diese Tatsache, daß ein Fernglas immer nur einen geringeren Kontrast zeigen kann als das Motiv ohne Fernglas, scheint nicht allen Fernglastestern bewußt zu sein. So konnte ich bei einem sehr bekannten amerikanischen Fernglastester im Internet lesen, daß ein bestimmtes von ihm damals im Vergleich mit anderen Ferngläsern getestetes (und ihm offenbar aus irgendwelchen Gründen weniger sympathisches) Modell einen „unnatürlich hohen” Kontrast zeigen würde! Das ist blanker Unsinn, denn ein Fernglas kann den Kontrast nicht gegenüber dem erhöhen, den das bloße Auge sieht. Selbst ein mit dem Original identischer Kontrast ist schon allein aufgrund der unvermeiglichen Beugungseffekte und der immer von Null verschiedenen Reflexion an den Glas-Luft-Flächen sogar theoretisch und erst recht praktisch nie erreichbar.]

Ein Fernglas „mit gutem Kontrast” ist also ein solches, das dank guter Streulichtunterdrückung den Originalkontrast der Motivs nur unwesentlich schwächt. Den Kontrast gegenüber dem Original verstärken kann jedoch kein rein optisch arbeitendes Fernglas (es wäre nur über elektronische Bildwandlung wie bei einem Nachtsichtgerät, elektronischer Kontastverstärkung und nachfolgender optischer Wiedergabe über eine Bildröhre oder ein anderes Display möglich).

Eine gewisse Ausnahme hinsichtlich der Kontrastverstärkung ist möglich, wenn der Kontrast der Originals z.B. durch diffuses polarisiertes Licht (kann durch Lichtreflexion unter bestimmten Einfallswinkeln an in der Luft schwebenden Nebeltröpfchen zustande kommen) herabgesetzt ist und ein dem Fernglas vor- oder nachgeschaltetes Polarisationsfilter dieses polarisierte Licht sperrt oder abschwächt. Ein Polfilter könnte auch die durch Spiegelungen auf dem Wasser hervorgerufene Blendung reduzieren und so zu einem kontrastreicheren (jedoch nur ca. halb so hellen) Bild führen. Aber dann ist in beiden Fällen die Kontrastverstärkung nicht durchs Fernglas, sondern durchs Polfilter bewirkt worden.

Eine weiter Ausnahme ist möglich, wenn der Kontrastverlust durch Streulicht eines engeren Farbbereichs, z.B. nur durch blaues Streulicht in Fernsichten (wegen der stärkeren Streuung von kurzwelligem Licht an den in der Luft schwebenden Partikeln), zustandegekommen ist. Dann kann z.B. ein Gelbfilter, das den streulichtbelasteten Blaubereich abschwächt, zu klarerer Sicht, also zu erhöhtem Bildkontrast führen. Manche Fernglashersteller bevorzugen daher Vergütungen, die im Gelb oder Gelbgrün ihr Transmissionsmaximum haben und im UV-nahen Blau schon ein wenig „abschneiden”, so daß sich ein leichter, wie ein schwaches Gelbfilter wirkender Gelbstich ergibt. Wenn die daraus resultierende leichte Farbverfälschung nicht stört, kann das (z.B. bei Marine- oder Jagdgläsern) ein Vorteil sein. Ornithologen aber legen großen Wert auf Farbneutralität, weshalb ein solches Fernglas für diese Zielgruppe ungeeignet wäre. Wie so oft, kommt es eben sehr auf die Anwendung an.

Nun noch zum Vergleich Ihrer drei Ferngläser 10x50, 10x56 und 8x32. Die beiden lichtstarken Gläser 10x50 und 10x56 können ihren Vorteil nur ausspielen, wenn die Augenpupille groß genug ist, in unserem Falle größer als die Austrittspupille des 8x32-Glases. Letztere ist 32 mm : 8 = 4 mm. Die Austrittspupillen der beiden lichtstarken Gläser sind 5 mm bzw. 5,6 mm. Wenn bei normaler Tageshelligkeit die Augenpupille nur 2 bis 3 mm groß ist, erzeugen alle drei Ferngläser ein gleich helles Bild (wenn man von den geringfügigen Transmissionsunterschieden mal absieht). Wenn es dunkler wird und die Augenpupille größer als 4 mm wird, leiten die beiden lichtstarken Gläser dem Auge mehr Licht zu, so daß es besser sieht und Farben besser unterscheiden kann (die fürs Farbensehen verantwortlichen „Zapfen” brauchen viel Licht!). Das erklärt, warum an einen trüben Novenbertag oder erst recht in der Dämmerung die beiden lichtstarken Gläser im Vorteil sind.

Anders bei extremer Helligkeit. Da ist die Augenpupille nicht größer als etwa 1,8 bis 2 mm, und deshalb können die lichstärkeren Gläser dem Auge auch nicht mehr Licht zuführen als das 8x32-Glas. Zum Vergleich: Ob Sie Ihre Limo mit einem Strohhalm aus einem kleinen Becher oder aus einem riesigen Tankwagen saugen, Sie werden in beiden Fällen pro Minute die gleiche Flüssigkeitsmenge ansaugen, weil in beiden Fällen der Querschnitt der Strohhalms der limitierende Faktor war – so wie der Querschnitt der Augenpupille bei der Betrachtung mit Ihren drei unterschiedlich lichtstarken Ferngläsern. Warum sehen Sie nun aber mit dem Trinovid 8x32 bei extremer Helligkeit nicht genauso gut wie mit den lichtstarken Gläsern, sondern besser?

Da kann ich keine sichere Antwort geben, aber einige Vermutungen anstellen: Das kleinere Objektiv des 8x32 ist optisch leichter gut zu korrigieren als die Objektive mit den sehr viel größeren Öffnungen (zum Vergleich: ein 50 Jahre altes vierlinsiges Xenar oder Tessar 2,8/50 mm einer Kleinbildkamera liefert fast immer ein brillanteres Bild als ein sechs- bis achtlinsiges modernes 1,4/50 mm und erst recht als ein zwölf- bis 16linsiges modernes Zoom). So kann es sein, daß beim nunmehr auf gleiche Pupillengröße von z.B. 2 mm eingeschränktem Strahlengang die bessere Korrektion des Objektivs mit nur 32 mm Durchmesser zum Tragen kommt.

Weiterhin haben die lichtstarken Ferngläser den Nachteil, daß aufgrund ihrer riesigen Öffnung viel mehr Licht ins Fernglas gelangt, das somit auch mehr Streulicht produzieren kann und nun bei der auf 2 mm reduzierten Pupille stärker in Erscheinung tritt als bei großer Pupille (Sie erinnern sich: das Streulicht wird um so störender je dunkler das Motiv ist, so wie das Rauschen eines alten Tonbandes um so störender wird, je leiser die Musik gerade ist).

Schließlich gibt es noch einen weiteren Schwachpunkt bei den großen Gläsern, der unter gewissen Bedingungen eine ihrer Stärken ist: Aufgrund der großen Austrittspupille muß das Auge, solange dessen Pupille kleiner ist, nicht mit so großer Sorgfalt korrekt zentriert sein. Wenn die Augenpupille etwas exzentrisch innerhalb des Austrittspupille liegt, entsteht immer noch kein „Blackout” oder „Kidneybeaning”. Das ist von Vorteil, wenn das Fernglas z.B. auf einem schwankenden Schiff oder vom fahrenden Auto (aber bitte nicht vom Fahrzeuglenker!) benutzt wird. Bei einem Fernglas mit kleinerer Austrittspupille verschiebt sich die Augenpupille bei solchen Schwank- und Schüttelbewegungen des Fernglases schnell aus der Austrittspupille hinaus, und dann sieht der Betrachter vorübergehend nichts. Aber wenn Sie mit dem Fernglas auf festem Boden stehen und nicht schwanken, wird dieser Vorteil der lichtstarken Gläser zum Nachteil. Denn nun ist der Betrachter nicht zur exakten Zentrierung gezwungen und merkt es beim Beobachten gar nicht, daß seine Augenpupille nicht im Zentrum der Austrittspupille sitzt. Leider sind aber im Randbereich der Austrittspupille die optischen Abbildungsfehler größer als im Zentrum, und da die Objektive mit den ganz großen Durchmessern auch noch schwieriger gut zu korrigieren sind, sieht der Betrachter dann eben ein nicht ganz so scharfes, nicht ganz so kontrastreiches und nicht ganz so farbsaumfreies Bild wie bei präziser Zentrierung der Augenpupillen.

Wie man sieht, ist es also nicht verkehrt, mehr als ein Fernglas zu besitzen, sondern für verschiedene Anwendungen jeweils ein dafür optimales einsetzen zu können: z.B. ein 8x32 für tagsüber (auch mit dem nicht zu unterschätzenden Vorteil seines viel geringeren Gewichts) und ein 10x50 für die Dämmerung oder gar ein 8x56 für die Nacht. Wenn dann noch ein 8x20 als „Immer-dabei-Fernglas” die Ausrüstung abrundet, wäre das optimal. (Ich verkaufe keine Ferngläser und stehe auch mit keinem Händler oder Hersteller in irgendwelchen verwandschaftlichen oder Geschäftsbeziehungen; diese Empfehlungen sind also nicht vom Interesse an hohem Umsatz geleitet!)

Hoffentlich war's nicht zu langatmig, sondern informativ genug, um das Interesse am Lesen bis zum Schluß aufrecht zu erhalten (in meinem Buch wird dazu noch mehr zu lesen sein).

Walter E. Schön

Thema Autor Klicks Datum/Zeit

Randschärfe und Vergrößerung

Rainer Braun 2620 21. Oktober 2004 16:07

Re: Randschärfe und Vergrößerung

Walter E. Schön 1284 21. Oktober 2004 16:35

Re: Randschärfe und Vergrößerung

Gutzeit 1385 21. Oktober 2004 19:17

Widerspruch, Euer Ehren!

Walter E. Schön 1540 21. Oktober 2004 22:30

Re: Widerspruch, Euer Ehren!

Gutzeit 1324 22. Oktober 2004 10:22

Präzisierung der Voraussetzungen

Walter E. Schön 1143 22. Oktober 2004 11:31

Re: Präzisierung der Voraussetzungen

Momo 1167 22. Oktober 2004 12:04

Kulisseneffekt ? Globuseffekt

Walter E. Schön 1402 22. Oktober 2004 12:51

Re: Kulisseneffekt ? Globuseffekt

Wolfgang Henseler 1358 24. Oktober 2004 08:38

Kleines Gesichtsfeld des Nikon 8x42 HG(-L)

Walter E. Schön 1500 24. Oktober 2004 10:37

Ergänzung eines unvollständigen Satzes

Walter E. Schön 1121 24. Oktober 2004 20:27

Re: Kulisseneffekt ? Globuseffekt

Rainer Braun 1408 24. Oktober 2004 12:30

Re: Kulisseneffekt ? Globuseffekt

A. Mackenbrock 1105 25. Oktober 2004 10:46

Re: Kulisseneffekt ? Globuseffekt

Wolfgang Henseler 1220 25. Oktober 2004 10:59

Re: Kulisseneffekt ? Globuseffekt

Franz-Josef Severin 1259 24. Oktober 2004 15:28

Über das Wesen kissenförmiger Verzeichnung

Walter E. Schön 1612 25. Oktober 2004 16:03

Re: Über das Wesen kissenförmiger Verzeichnung

Rainer Braun 1134 26. Oktober 2004 09:01

Verzeichnung kontra Farbsaum, 8x32 kontra 10x50

Walter E. Schön 1680 26. Oktober 2004 13:09

Re: Verzeichnung kontra Farbsaum, 8x32 kontra 10x50

Rainer Braun 1133 26. Oktober 2004 13:45

Re: Verzeichnung kontra Farbsaum, 8x32 kontra 10x50

A. Mackenbrock 1282 26. Oktober 2004 15:03

Re: Verzeichnung kontra Farbsaum, 8x32 kontra 10x50

Walter E. Schön 1355 26. Oktober 2004 22:58

Re: Verzeichnung kontra Farbsaum, 8x32 kontra 10x50

Erich Weidenfeld 1223 27. Oktober 2004 11:14

Re: Verzeichnung kontra Farbsaum, 8x32 kontra 10x50

Walter E. Schön 1104 27. Oktober 2004 18:09

Kontrast

Stephen Green 1423 28. Oktober 2004 12:02

Re: Kontrast

Gunnar 1248 28. Oktober 2004 16:05

Re: Kontrast

Stephen Green 1215 29. Oktober 2004 09:36

Re: Kontrast

Wolfgang Henseler 1323 29. Oktober 2004 10:23



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