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Spiegelbild fotographieren
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evajaeger
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Anmeldungsdatum: 07.11.2006
Beiträge: 12

BeitragVerfasst am: 01 Jul 2007 - 15:08:53    Titel:

Hi,
wir können gar nicht glauben, dass das so einfach sein soll...
und was ist mit der Tatsache, dass man ein virtuelles Bild nicht abbilden kann? Was fotographiere ich denn da?
Vielen Dank auf jeden Fall!
HoLa
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Anmeldungsdatum: 14.02.2007
Beiträge: 761

BeitragVerfasst am: 01 Jul 2007 - 22:31:16    Titel:

Auge, Film, CCD, Multiplyer.. Die Art des Sensors und der Bildverarbeitung ist für die "Bildenstehung" irrelevant. Irgendwelche Optik die irgendwas irgendwie auf einen Detektor abbildet. Wenn dieser eine ausreichende Empfindlichkeit im relevanten Wellenlängenbereich hat gibts ein Bild.
as_string
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Anmeldungsdatum: 05.08.2006
Beiträge: 2774
Wohnort: Heidelberg

BeitragVerfasst am: 01 Jul 2007 - 23:35:59    Titel:

Hallo!

Ich will auch nochmal probieren, etwas Licht ins Dunkle zu bringen:
Wenn wir ein Bild unserer Umwelt sehen wollen, dann interessiert uns ja besonders, aus welcher Richtung das Licht einer bestimmten Farbe kommt. Unter einem bestimmten Raumwinkel kommt gerade grünes Licht eines Blattes einer Pflanze, von oben kommt hauptsächlich blaues Licht, die Farbe des Himmels, usw. Ich will also letztendlich wissen, welchen Impuls (also Richtung und Farbe) die Photonen haben, die auf meine fast jeweils punktförmigen Augen fallen. Wie kann ich das aber machen?
Wenn ich einfach eine Leinwand hinhalten würde, könnte ich keine Strukturen sehen, sondern eher eine ziemlich gleichmäßige Farbverteilung. Es würde also auch nichts bringen, einen Fotofilm oder ein CCD einfach so ins Freie zu halten. Man könnte keine Strukturen erkennen. Es wäre eine Mischung aus dem Blau des Himmels, dem Grün der Pflanzen, dem hellen Weiß der Sonne etc. Auf jeden Fall hätte ich keine Strukturen. Das liegt daran, weil ich mit einer solchen Leinwand, CCD, etc. nicht die Richtung auflösen kann, aus der die Photonen geflogen kamen, sondern ich erkenne nur den Ort, an dem sie gelandet sind.

Man kann aber mit einer passenden Anordnung erreichen, dass die Photonen je nach Richtung, aus der sie gekommen sind, auf einem anderen Ort z. B. eines Films oder einer CCD landen. Einfachstes Bsp. ist da vielleicht eine Lochkamera. Wenn ich einen dunklen Kasten habe und auf einer Fläche in der Mitte ein kleines Loch mache, dann registriere ich nur die Photonen, die genau an der Stelle des Lochs auf die vordere Fläche aufgetroffen sind. Im Kasten fliegt jedes Photon, das am Ort des Lochs angekommen ist, in die selbe Richtung weiter, aus der es auch gekommen ist. Welche, die von schräg oben kamen, fliegen nach schräg unten weiter und treffen die hintere Wand an einem tieferen Punkt. Welche die von unten kamen, werden nach oben weiter fliegen und die Wand oben treffen. Wir haben damit also einen Detektor gebaut, der es schafft, die Richtung der ankommenden Photonen zu bestimmen, indem es die Richtungsinformation in eine Ortsinformation umwandelt. Die Ortsinformation ist für uns jetzt aber sehr einfach zu bestimmen, weil wir unser CCD entsprechend aufbauen können. Wir müssen nur feststellen, an welchem Ort mehr oder weniger Licht und in welcher Farbe angekommen ist.

Unser Auge ist eine stark weiter-"entwickelte" Lochkamera. Bei der Lochkamera war der große Nachteil, dass man bei einem kleinen Loch ein sehr dunkles Bild bekommt, weil dann wenig Photonen eingefangen werden können, bei einem eher großen Loch das Bild schnell unscharf wird, weil auch Photonen mit etwas unterschiedlicher Richtung auf ein und der selben Stelle landen können. Mit Linsen kann man dieses Problem stark verbessern, weil man so eine viel größere Öffnung machen kann und trotzdem die Photonen ziemlich scharf je nach ihrer Richtung auf eine andere Stelle leiten kann. Aber das Prinzip bleibt das gleiche: Aus einem Bild im k-Raum (Impulsraum, virtuelles Bild) wird ein Bild im Ortsraum (reelles Bild) und das können wir viel einfach auflösen, entweder mit den vielen Zäpfchen und Stäbchen in der Retina oder den einzelnen CCD-Elementen eines CCD-Chips einer Digicam oder die vielen lichtempfindlichen Silber-irgendwas Moleküle eines Fotofilms. Alle liefern nur eine Ortsinformation und keine Richtungsinformation. Man braucht immer eine Optik (Objektiv), um aus dem virtuellen Bild im k-Raum ein reelles Bild zu machen. Die Kamera genau so, wie das Auge auch.

Das Gehirn kommt dann erst viel später an die Reihe. Zuerst muss irgendwie detektiert werden, aus welcher Richtung das Licht kam, sonst kann das Gehirn auch nichts machen. Wenn man keine Optik vor der Retina hätte, dann wäre sie einigermaßen gleichmäßig beleuchtet. Was soll das Gehirn mit einer fast gleichmäßig hellen Fläche noch "interpretieren"? Das Gehirn kann erst etwas damit anfangen, wenn es weiß, aus welcher Richtung die Photonen kamen. Und dafür ist eben die gesamte Anordnung des Auges im Stande, wie auch eine Kamera. Dabei ist es dann aber egal, ob die Photonen vorher noch an einem Spiegel gespiegelt wurden oder nicht. Wenn sie aus einer bestimmten Richtung kommen, treffen sie auf eine bestimmte Stelle der Retina oder einer bestimmten Stelle auf dem CCD-Chip, fertig.

Gruß
Marco
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 03 Jul 2007 - 12:37:42    Titel:

Hab ich irgendwie das Grundproblem nicht verstanden? Wenn man ein Bild sieht, dann deshalb, weil Licht ins Auge auf die Retina fällt. Und wenn es das kann, dann kann es auch durch eine Fotolinse auf einen Filmstreifen fallen.
Wenn man ein Spielgelbild "sehen" kann, dann kann man es also auch "fotografieren".
(mal so ganz naiv gesprochen)
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