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Freitag, 29. Januar 2010, 12:01

Entwicklung eines Fisheye für parallaxenfreie Vollsphäre

Hallo zusammen,

ich und einige Komillitonen haben das große Glück im Rahmen einer Studienarbeit endlich mal ein cooles Projekt abgegriffen zu haben und ein Fischaugenobjektiv entwickeln zu dürfen (was zwar eh nicht gebaut wird, aber naja). Dieses wiederum soll für vollsphärische Aufnahmen benutzt werden. Ein Problem, an dem wir allerdings nicht weiter kommen ist folgendes:

Da, wenn ich das richtig verstanden habe, eine parallaxenfreie Abbildung nur dadurch ermöglicht wird, dass man die Kamera um den Punkt der Position der Eintrittspupille, der häufig wohl auch als Nodalpunkt (was er, glaub ich, eigentlich nicht ist) drehen muss, stellt sich uns die Frage: Drehe ich nun die Kamera, deren Objektiv ein  exaktes Bildfeld von 180° erfasst um diesen Punkt, der im Inneren des Objektivs liegt, wird doch ein sehr kleiner Teil (oben und unten) aus meiner Vollsphäre herausgeschnitten, oder? Quasi dadurch, dass man die Kamera nicht über die Frontlinse, also die einfallenden 180° Strahlen dreht...

Ich hoffe, es ist klar, was ich meine und irgendjemand kann mir meinen Denkfehler beheben oder vielleicht auch bestätigen.

Grüße,

Hartmut

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Freitag, 29. Januar 2010, 12:39

Zuerst mal man muss um den Nodalpuntk drehen, dass ist bei jedem objektiv so. Allerdings ist das bei einem Fisheye etwas kompliziert, da es bei Fishs nicht DEN NP -> siehe Trickkiste "NPP am Fisheye". Zum Verständnis: ihr sollt im Prinzip ein Objektiv wie das Sigma 8mm neu entwickeln? Man soll aber eine komplette Kugel mit 3 Bildern bei 0° Neigung abbilden können? Gruß, WALL*E

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Freitag, 29. Januar 2010, 13:13

Ganz genau, wir machen das Optik-Design für ein Objektiv, welches 180° Circular "sehen soll". Und bei der Aufnahme soll die Kamera lediglich geschwenkt (also gedreht) und nicht geneigt werden. Trotzdem sollen mittels drei oder auch mehrerer Aufnahmen der Vollraum aufgenommen werden.
Wenn ich Dich richtig verstehe, habe ich für verschiedene Bildfelder verschiedene Nodalpunkte. Gehe ich richtig davon aus, dass der Punkt in Richtung Frontlinse "wandert", je weiter ich ins Bildfeld gehe? Aber welchen Punkt sollte man dann wählen als Drehachse? Den Punkt der einfallenden Strahlen (180°) am Rand der Frontlinse (die wahrscheinlich stark gekrümmt sein wird), um wirklich keinen Zylinder am Zenith und Nadir herauszuschneiden? Laut typischen Fischaugen-Designs liegt der "offizielle" Punkt der Eintrittspupille nämlich meistens wenige cm hinter der Frontlinse.

Der Beitrag von »EmEss« (Freitag, 29. Januar 2010, 13:17) wurde vom Autor selbst gelöscht (Mittwoch, 11. April 2012, 17:17).

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Freitag, 29. Januar 2010, 13:19

Hier hat sich jemand ausführlich mit der Theorie beschäftigt:
http://www.janrik.net/PanoPostings/NoPar…rallaxPoint.pdf

Und hier mit der Praxis: http://michel.thoby.free.fr/Locate%20point%20nodal.html

Samyang hat kürzlich ein neu konstruiertes Fisheye auf den Markt gebracht, fragen kostet ja nichts. Vielleicht wird ja doch ein richtiges Objektiv daraus.

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Freitag, 29. Januar 2010, 13:20

Ich denke das hier hilft Dir/Euch schon mal weiter: http://michel.thoby.free.fr/Laserset-up.html
Desweiteren ist auf der Seite aber auch noch sehr viel Grundsätzliches über die Projektion und Ablichtung mit einem Fisheye nachzulesen.
Einfach mal durchstöbern: http://michel.thoby.free.fr/
LG Wilhelm

7

Freitag, 29. Januar 2010, 15:53

Wow, also vielen, vielen Dank für das ganze Feedback...da hab ich ja ne ganze Menge zum Stöbern.

Somit kann ich ja nun die Drehachse auf den Schnittpunkt der Verlängerung der unter 180° bzw 90° einfallenden Strahlen mit der optischen Achse setzen. Dieser ist ja der parallaxenfreie Punkt für das äußerste Bildfeld, außerdem ist die Voraussetzung, dass eben nichts abgeschnitten wird (Eine Möglichkeit wäre hier sicherlich die Konstruktion eines 181° oder 182° Fisheyes). 

Eine Frage noch: Da ja scheinbar keine parallaxenfreie Abbildung bei einem Fisheye (oder an sich bei Objektiven mit großen Bildfeld) möglich ist...bestimmt ihr den Punkt der kleinstmöglichen Parallaxe durch ausprobieren???

Danke jedenfalls für die grandiose Hilfe.

Miha

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8

Freitag, 29. Januar 2010, 16:10

Eine Frage noch: Da ja scheinbar keine parallaxenfreie Abbildung bei einem Fisheye (oder an sich bei Objektiven mit großen Bildfeld) möglich ist...bestimmt ihr den Punkt der kleinstmöglichen Parallaxe durch ausprobieren???

 

Genau, wie denn sonst. Man baut ja nicht irreversibel (Betonung auf irre) das teure Ding auseinander um dann auf der (jeder Panograph hat sowas) hauseigenen optischen Bank im Wohnzimmer die Linsen auszumessen und den NPP als Funktion der Schrittweite in Azimut analytisch zu bestimmen

 

Probieren geht ueber Studieren und dauert in etwa 5min.

 

"Der Neid der Menschen zeigt an, wie unglücklich sie sich fühlen, und ihre beständige Aufmerksamkeit auf fremdes Tun und Lassen, wie sehr sie sich langweilen." - Arthur Schopenhauer

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9

Freitag, 29. Januar 2010, 17:28

Ich denke das hier hilft Dir/Euch schon mal weiter: http://michel.thoby.free.fr/Laserset-up.html
Desweiteren ist auf der Seite aber auch noch sehr viel Grundsätzliches über die Projektion und Ablichtung mit einem Fisheye nachzulesen.
Einfach mal durchstöbern: http://michel.thoby.free.fr/


Ist nur blöd, wenn der Schreiber dieser Artikel auch die falsche Bezeichnung verwendet.

Ein Objektiv hat normalerweise 2 Nodalpunkte.
Für die Panoramafotografie wird das Objektiv aber um die Eintrittspupille gedreht (englisch NPP oder No Parallax Point).

Link: Nodalpunkt

Link: Eintrittspupille


Das Sigma 8mm 3,5 hat einen Bildwinkel von 184 Grad und somit nicht das beschriebene Problem eines "Lochs" oben und unten.
Es gibt aber weitere Tricks, dies zu verhindern. Ich schwenke bei den Fotos immer abwechseln 10 Grad nach oben und dann 10 Grad nach unten.

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10

Samstag, 30. Januar 2010, 12:59

OK, soweit so gut. Jetzt weiß ich zwar, dass die Position der Eintrittspupille, also mein parallaxenfreier Punkt mit steigendem Einfallswinkel in Richtung Frontlinse wandert, habe jedoch immernoch das Problem, dass ich beim Konstruieren des Systems noch nicht sagen kann, um welchen Punkt des Objektivs später gedreht werden soll...gibt es also eine Möglichkeit schon beim Linsendesign herauszufinden, welcher der Punkt der kleinsten Parallaxe ist? Ich hoffe, es ist klar, was ich versuche, zu fragen. Ich möchte schon jetzt wissen, wo in meinem Objektiv der Punkt liegen wird, ohne dass ich es später erst durch testen herausfinde.

D_i_r_k

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11

Samstag, 30. Januar 2010, 18:40

Jetzt wird es etwas technisch:

Die Eintrittspupille ist eine fiktive oder reelle Öffnung, welche die in ein optisches System einfallenden Strahlenbündel begrenzt.

Sie wird konstruiert, indem die Aperturblende des Systems durch die brechenden oder reflektierenden Flächen (von Linsen oder Spiegeln), die sich in Abbildungsrichtung (Lichteinfallsrichtung) vor der Blende befinden, in den Objektraum abgebildet wird. Somit ist die Eintrittspupille das objektseitige Bild der Aperturblende. Befindet sich vor der Aperturblende keine abbildende Fläche mehr, so sind Eintrittspupille und Aperturblende identisch.

Also im Prinzip dort wo die Blendenlamellen sind, ist auch die Eintrittspupille.

Link: Aperturblende

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Dienstag, 2. Februar 2010, 01:17

Danke für Erklärung der Eintrittspupille. Soweit ist mir das auch bewusst. Was ich jedoch meine, ist etwas anderes. Ich kann mir natürlich bei der Kontruktion die Position der EP ausgeben lassen, in gewissem Maße auch beeinflussen. Das Problem, welches ich habe, ist jedoch, dass die Position der EP für die Randstrahlen eine andere ist als für axiale Objekte. Die Position der EP für axiale Objekte liegt meist ein ganzes Stück im Objektiv drinnen. Das ist jedoch nicht der Punkt der kleinstmöglichen Parallaxe (zumindest nicht für außeraxiale Objekte). Deshalb muss ich ja einen Kompromiss bei der Drehachse eingehen. Dreh ich um den Schnittpunkt der Verlängerung der unter 90° einfallenden Strahlen mit der optischen Achse habe ich den parallaxenfreien Drehpunkt für die Objekte am Bildrand, drehe ich um den Punkt, den mir das Optik-Design Programm als EP Position ausgibt, werde ich lediglich die axialen Objekte parallaxenfrei haben. Blöd zu beschreiben das alles...ausprobieren wäre wahrscheinlich das einfachste. Aber wenn man das nun schon beim Konsturieren wissen muss...verdammt.

Der Beitrag von »EmEss« (Dienstag, 2. Februar 2010, 07:34) wurde vom Autor selbst gelöscht (Mittwoch, 11. April 2012, 17:16).