Distortion (optics)

rdf:langString Verzeichnung

rdf:langString Die Verzeichnung, oft fälschlicherweise auch (optische) Verzerrung genannt, ist ein geometrischer Abbildungsfehler optischer Systeme, der in der Linsengleichung 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, den Symmetriepunkt der Verzeichnung, der auch Verzeichnungszentrum genannt wird. Die Ursache der Verzeichnung liegt an Blenden bzw. begrenzenden Linsendurchmessern, die das Strahlenbündel der Abbildung vor oder hinter der Hauptebene eines optischen Systems mit Öffnungsfehler einengen. Das heißt, dass Teile des zur Konstruktion des Strahlengangs zur Verfügung stehenden Strahlenbündels ausgeblendet werden. Dadurch wird – gegenüber einem optischen System ohne Blende – die Richtung des Hauptstrahls geändert und die Verzeichnung verursacht. 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“). Bei optischen Geräten für den alltäglichen Gebrauch ist die Verzeichnung oft kein merklicher Nachteil und wird daher gegebenenfalls 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 Korrektur gering gehalten werden: * Verwendung von verschieden gekrümmten und unterschiedlich dicken Linsen * Glassorten (Kronglas, Flintglas) mit unterschiedlichem Brechungsindex 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, können entsprechend korrigierte Linsensysteme eingesetzt werden, wie zum Beispiel telezentrische Objektive. Darüber hinaus kann die restliche Verzeichnung messtechnisch bestimmt und bei der Auswertung des Bildes rechnerisch kompensiert werden. Die Verzeichnung eines Objektivs darf nicht mit der perspektivischen Verzerrung verwechselt werden. Die perspektivische Verzerrung kommt daher, dass eine Szene schräg betrachtet wird und dabei Seitenverhältnisse (Winkel) verloren gehen. So wird ein ebenes Quadrat, das man aus einer beliebigen Zentralperspektive schräg betrachtet, zu einem allgemeinen Viereck verzerrt.