Tonnenförmige Verzeichnung

Geschrieben von: WS Spalluto GmbH.

Die Verzeichnung oder optische Verzerrung ist ein geometrischer Abbildungsfehler optischer Systeme, der zu einer lokalen Veränderung des Abbildungsmaßstabes führt. Die Maßstabsänderung beruht auf einer Änderung der Vergrößerung mit zunehmendem Abstand des Bildpunktes von der optischen Achse. Die Verzeichnung ist daher rotationssymmetrisch um einen Punkt, der auch Verzeichnungszentrum genannt wird.

kissenförrmigohnetonnenförmig

Nimmt die Vergrößerung zu den Rändern des Bildfelds zu, dann wird ein Quadrat kissenförmig verzeichnet. Im umgekehrten Fall spricht man von tonnenförmiger Verzeichnung. Es können auch Verzeichnungen höherer Ordnung auftreten, und die Überlagerung verschiedener Ordnungen kann zu einer wellenförmigen Abbildung gerader Linien führen („wellenförmige Verzeichnung“).

Aufnahme durch ein Fischaugenobjektiv mit starker tonnenförmiger VerzeichnungBei optischen Geräten für den alltäglichen Gebrauch ist die Verzeichnung kein merklicher Nachteil und wird daher in Kauf genommen. So haben Brillen für Kurzsichtige zum Rand hin eine stark tonnenförmige Verzeichnung. Bei Geräten mit mehreren Linsen, etwa bei Fernrohren, kann die Verzeichnung durch optische Kompensation gering gehalten werden:

  • Verwendung von verschieden gekrümmten und unterschiedlich dicken Linsen
  • Glassorten (Kronglas, Flintglas) mit unterschiedlicher Brechzahl für die einzelnen Linsen.

Diese verzeichnungsfreien Optiken nennt man orthoskopische Linsensysteme. Bei visuell genutzten Optiken wird jedoch nicht selten eine kissenförmige Verzeichnung absichtlich implementiert, um den störenden Globuseffekt zu eliminieren.

Werden fotografische Abbildungen für präzise Messungen verwendet, so sind möglichst korrigierte Linsensysteme erforderlich. Darüber hinaus wird die restliche Verzeichnung messtechnisch bestimmt und bei der Auswertung des Bildes rechnerisch korrigiert.

Die Verzeichnung eines Objektivs darf nicht mit der perspektivischen Verzerrung verwechselt werden, die daher kommt, dass man das Bild nicht in dem gleichen Blickwinkel betrachtet, in dem das Motiv von der Kameraposition aus zu sehen war.

Korrektur von Verzeichnungen

Verzeichnung eines 20-mm-ObjektivsSpeziell für die Bildmessung in der Photogrammetrie sind Methoden entwickelt worden, um die Verzeichnung eines Objektivs zu modellieren und zu berechnen.

Durch Umkehrung dieser Modelle kann man die tatsächliche Verzerrung eines Bildes korrigieren und ein entzerrtes Bild berechnen. Bei einer tonnenförmigen Verzeichnung wird das entzerrte Bild größer und bei einer kissenförmigen Verzeichnung kleiner, wenn der Abbildungsmaßstab in der Bildmitte unverändert bleibt. Manche Software erhält bei der tonnenförmigen Entzerrung das ursprüngliche Seitenverhältnis und schneidet brauchbare Bildinformation am Rand ab, obwohl ein größeres, unverzerrtes und rechteckiges Bild möglich wäre.

Das rechts stehende Bild zeigt die Verzeichnung eines 20-mm-Objektivs bei Fokussierung auf einen Meter Entfernung. Die Zahlen an den Isolinien geben den Betrag der Korrektur in Mikrometern an. Die Länge der Pfeile entspricht der fünfzehnfachen Länge der Korrektur. Die Koordinaten u und v sind die Bildkoordinaten bezogen auf die Bildmitte.

Quelle: externer Weblinkhttp://de.wikipedia.org/wiki/Tonnenförmige_Verzeichnung