Glossar Scanner, Digitalkameras, Bildbearbeitung

Grundbegriffe und Fachausdrücke rund ums Thema Scannen, Digitalfotografie und Bildbearbeitung

Fachkamera

andere Bezeichnung für Großformat-Kamera

Farbempfinden

Im Volksmund sagt man, ein Auto habe die Farbe blau oder rot. Physikalisch gesehen hat das Blech einer Auto-Karosse jedoch keine Farbe sondern nur die Eigenschaft gewisse elektromagnetische Wellen zu absorbieren und gewisse zu reflektieren. Auch das Auge kennt keine Farben als solche, sondern beim Auftreffen einer elektromagnetischen Welle mit einer bestimmten Wellenlänge wird ein bestimmter Sinnesreiz ausgelöst, den das Gehirn zu einem subjektiven Farbempfinden interpretiert. Wie subjektiv das Farbempfinden ist wird deutlich bei optischen Täuschungen. Mehr Informationen dazu auf unserer Seite Farbmodelle.

Farbfilter

CCD-Sensoren von Digitalkameras oder CCD-Zeilen von Scannern bestehen aus einer großen Anzahl von Fotodioden, die je nach Helligkeit des einfallenden Lichtes eine Spannung produzieren, die mit Hilfe von A/D-Wandlern in ein digitales Bildsignal umgewandelt werden kann.

Fotodioden sind jedoch farbenblind, d.h. sie reagieren nur auf hell oder dunkel. Um Farbinformation für die drei Kanäle rot, grün und blau zu erhalten, wird vor jede Fotodiode ein kleines Farbfilter geschaltet. Dieses ist entweder fest montiert oder wird über einen Rotor o.ä. über die Diode gefahren. Ein Rotfilter zum Beispiel absorbiert die blauen und grünen Anteile des sichtbaren Lichtes, so dass die entsprechende Photodiode nur den Rotkanal des einfallenden Lichtes misst. Pro Bildpixel benötigt man drei Farbfilter (rot, grün und blau), um die volle Farbinformation des Bildpunktes zu erhalten.

Auf unserer Seite CCD-Sensoren in Scannern und Digitalkameras gibt es ausführliche Informationen über den Aufbau und die Funktionsweise von CCD-Zeilen und CCD-Chips.

Farbkanal

Ein Bildpunkt bzw. ein ganzes Bild setzt sich je nach verwendetem Farbmodell aus einem oder mehreren Farbkanälen zusammen. Bei einem Schwarz/Weiß-Bild gibt es nur einen Farbkanal, der von tiefem Schwarz über dunkelgrau, mittelgrau und hellgrau bis zu hellem Weiß reicht. Farbbilder werden am Bildschirm gemäß dem RGB-Farbmodell dargestellt. Ein Bild setzt sich aus den drei Farbkanälen rot, grün und blau zusammen. Bei Druckern setzt sich ein Bild aus 3+1 Farbkanälen zusammen: Zu den Druckfarben cyan, magenta und gelb kommt noch eine schwarze Farbe hinzu.

Bildbearbeitungsprogramme wie Photoshop^® erlauben die Bearbeitung eines Bildes nicht nur als Ganzes sondern auch die Manipulation der einzelnen Farbkanäle. Dadurch lassen sich auch Farbstiche korrigeren. Bei einem Rotstich wird zum Beispiel der Rotkanal gezielt verändert. Mehr Informationen über Farbkanäle sind auf unserer Seite Farbtiefe zu finden.

Farblängsfehler

Abbildungsfehler bei einer Linse bzw. bei einem Kamera-Objektiv; Erklärung sieh unter dem Begriff ChromatischeAberration.

Farbmanagement

Unter Farbmanagement versteht man das Verwalten bzw. Management von Farben über eine heterogene Gerätekette hinweg. Vor dem Zeitalter des Digital Imaging gab es eine Art mechanischen Farbmanagements derart, dass die einzelnen Maschinen in einer Druckerei perfekt aufeinander abgestimmt waren. Im heutigen Computerzeitalter entsteht ein Bild über einen Scanner oder eine Digitalkamera, wird in einem Bildbearbeitungsprogramm bearbeitet, vielleicht auf einem ganz anderen Computersystem in einem Desktop-Publishing Prozess verwendet und schließlich als Datei an eine Digitaldruckerei gesendet oder auf einem beliebigen Tintenstrahldrucker ausgegeben.

All diese Geräte arbeiten mit verschiedenen Farbräumen bzw. stellen Farben unterschiedlich dar, auch wenn sie im gleichen Farbraum arbeiten. Damit am Ende der Prozesskette nicht ein ganz anderes Bild herauskommt wie es ursprünglich aufgenommen wurde, werden mit Hilfe von Farbmanagementsystemen für die jeweiligen Geräte Farbprofile erstellt, die die Farben gegenüber einem Referenzfarbraum beschreiben. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass beim Übergang von einem Gerät auf ein anderes die ursprünglichen Farben erhalten bleiben.

Ausführliche Informationen zum Thema Farbmanagement haben wir auf zahlreichen einzelnen Farbmanagement-Webseiten zusammengestellt.

Farbmanagement-Modul

Die bei der digitalen Bildverarbeitung zum Einsatz kommenden Eingabegeräte und Ausgabegeräte arbeiten alle jeweils in ihrem eigenen, gerätespezifischem Farbraum, und bei der Bildbearbeitung im Bildbearbeitungsprogramm kommt ein spezieller Arbeitsfarbraum zum Einsatz. Diese zahlreichen Farbräume sind unterschiedlich groß und aufgebaut. Die Umrechnung zwischen solchen Farbräumen erfolgt durch das Farbmanagement-Modul in einem Computer, auf englisch Colour Management Module (CMM abgekürzt). Auf Apple-Rechnern kommt als Farbmanagementmodul Colorsync zum Einsatz, auf Windows PCs ICM (Image Color Matching) und auf Vista-PCs WCS (Windows Color System). Adobe^® Photoshop^® verwendet ein eigenes Farbmodul ACE (Adobe^® Color Engine).

Das Farbmanagement-Modul in einem Computer bietet unterschiedlichen Anwendungen (zum Beispiel Bildbearbeitungsprogrammen, Viewern, Treibern) Service-Routinen zur Umrechnung zwischen Farbräumen an. Die Umrechnung erfolgt auf Basis von ICC-Profilen mit sogenannten Rendering Intents (Umrechnungsvorschrift).

Eine ausführliche Beschreibung von Farbmanagement-Modulen gibts auf unserer Seite Farbmanagement-Modul.

Farbmittel

In der deutschen Sprache wird das Wort Farbe sowohl zur Bezeichnung von Farbmitteln als auch von Farbempfinden verwendet. Die englische Sprache unterscheidet sauber zwischen dem Farbempfinden colour, also der Farbe eines Gegenstandes, und einem Farbmittel paint. Ein Farbmittel verwendet der Maler, der eine gewisse Substanz auf eine Fläche aufträgt, so dass diese Fläche anschließend zum Beispiel in rot erscheint. Bei einem Farbmittel entstehtt die Farbe gemäß dem subtraktiven Farbmodell, d.h. ein rotes Farbmittel bewirkt, dass die blauen und grünen Anteile des Sonnenlichtes absorbiert werden, so dass die Fläche in der reflektierten roten Farbe erscheint. Mehr Informationoen zur Unterscheidung zwischen Farben und Farbmitteln gibt es auf unserer Webseite über Farbmodelle.

Farbmodell

Als Farbmodell bezeichnet man die Menge aller Farben (einen Farbraum), die von einem Eingabegerät (Digitalkamera, Scanner, menschliches Auge) wahrgenommen bzw. erkannt werden oder von einem Ausgabegerät (Bildschirm, Drucker, Plotter) wiedergegeben bzw. dargestellt werden können. Detaillierte Informationen zu diesem Thema gibts auf unserer Webseite über Farbmodelle.

Farbpalette

siehe unter Palette

Farbprofil

In einem Farbprofil ist gespeichert, wie ein bestimmtes Gerät (Digitalkamera, Scanner, Film-Scanner, Bildschirm, Drucker, Druckmaschine) Farben gegenüber einem geräteunabhängigen Farbraum (z.B. CIE-L*a*b*) darstellt. Bei professionellen Geräten gehören solche Farbprofile zum Standard-Lieferumfang. Fortgeschrittene und professionelle Anwender im Digital Imaging Bereich ermitteln mit speziellen Messgeräten Farbprofile für jedes einzelne Gerät in der Digital Imaging Kette, um beim Wechsel von einem Gerät zum anderen keine Bildverluste erleiden zu müssen. Es ist Aufgabe des Farbmanagement-Systems, solche Farbprofile zu verarbeiten und sie ineinander umzurechnen bzw. gegeneinander abzugleichen.

Farbraum

Der Farbraum gibt die Menge aller mit einem bestimmten Farbsystem darstellbaren Farben an; es handelt sich immer um eine Untermenge sämtlicher theoretisch erzeugbaren Farbtöne. Bekannte Farbräume sind Adobe^® RGB, sRGB oder CMYK.

Mehr zum Thema Farben, Farbmodelle und Farbmischung gibt es auf unserer Seite Licht, Farben und Farbmodelle.

Farbrauschen

siehe unter Bildrauschen

Farbseparation

Unter der Farbseparation versteht man in einem Bildbearbeitungsprogramm den Prozess, Farben vom RGB-Farbmodell (rot, grün und blau), wie es beim Scannen und für die Darstellung des Bildes am Bildschirm verwendet wird, in das CMYK-Farbmodell (Cyan, magenta, yellow, key) für den Druck umzuwandeln. Da der CMYK-Farbraum einen etwas anderen Bereich als der RGB-Farbraum hat können nicht alle Farbtöne 1:1 umgewandelt werden.

Farbstich

Ein Bild hat einen Farbstich, falls ein oder mehrere Farbtöne zu stark ausgeprägt sind. Ist in einem Bild der Blaukanal zu stark ausgeprägt, so hat das Bild einen Blaustich. Sind dagegen die blauen Tonwerte zu wenig oder zu schwach, so dominieren die roten und grünen Farben; das Bild bekommt also einen Gelbstich. Farbstiche kann man leicht mit Tonwertkurven (Histogramme) bzw. einfachen Farbreglern kompensieren.

Einen Farbstich erhält man, wenn man bei einer Digitalkamera eine falsche Lichtsituation einstellt, zum Beispiel wenn man bei einer Landschaftsaufnahme auf Leuchtstoffröhren-Licht schaltet, oder wenn der automatische Weißabgleich versagt. Beim Scannen von Fotos oder Dias aus den 70er/80er Jahren erhält man typischerweise einen Rotstich.

Farbtemperatur

Als Farbtemperatur bezeichnet man diejenige Temperatur, die ein Schwarzer Körper haben müsste, damit dessen Licht denselben Farbeindruck erweckt wie die tatsächlich vorhandene Beleuchtung. Eine bestimmte Lichtsituation (zum Beispiel Mittagssonne, Abendsonne, Kerzenlicht, Kunstlicht) charakterisiert man also mit Hilfe eines einzigen Zahlenwertes, der Farbtemperatur. Jede Lichtsituation hat ein bestimmtes Farbspektrum: Ein Kerzenlicht in einem dunklen Raum ist eher rötlich im Vergleich zum Mittagssonnenlicht, und das Licht unter einer dicken Wolkendecke ist eher bläulich im Vergleich zum Sonnenlicht bei wolkenlosem Himmel.

Der Schwarze Körper ist ein idealer, nicht real existierender Gegenstand mit ganz bestimmten Strahlungseigenschaften, die sich mathematisch leicht beschreiben lassen. Sein Strahlungsspektrum ist von Temperatur zu Temperatur unterschiedlich. Jeder natürlichen oder künstlichen Lichtsituation kann ungefähr eine solche Temperatur zugeordnet werden, mit der sich sodann eine Lichtsituation mathematisch beschreiben lässt.

Für die Praxis ist nur zu wissen, dass eine bestimmte Lichtsituation einzig mit dem Wert der Farbtemperatur beschrieben wird. Je nach Lichtverhältnis muss also eine bestimmte Farbtemperatur eingestellt werden, um eine korrekte Wiedergabe von Farben zu erzielen. In der Digitalfotografie bezeichnet man diesen Vorgang als Weißabgleich. Eine ausführliche Beschreibung und Herleitung gibt es auf unserer Seite Farbtemperatur.

Farbtiefe

Die Farbtiefe gibt die Anzahl von Bits pro Bildpunkt an, die zur Speicherung von Bildinformationen zur Verfügung stehen. Ab einer Farbtiefe von 24 Bit spricht man von True-Colors, da insgesamt 224 (ca. 16 Millionen) verschiedene Farbtöne zur Verfügung stehen.

Ausführliche Informationen zum Thema Farbtiefe gibt es auf unserer Webseite über die Farbtiefe bei Filmscannern und Bilddateien.

Farbwahrnehmung

Unter dem Begriff Farbwahrnehmung versteht man beim Menschen einen physiologischen und psychologischen Vorgang, bei dem Farbinformationen empfangen und verarbeitet werden. Dabei beschreibt die Physiologie den physikalen und biochemischen Vorgang beim Eintreffen von Farbreizen im menschlichen Auge; die Psychologie beschreibt die Verarbeitung der Farbsignale im menschlichen Gehirn. Ausführliche Informationen zu diesem Thema gibt es auf unserer Seite über Farbwahrnehmung.

FARE Staub- und Kratzerkorrektur

Das FARE Staub- und Kratzerkorrekturverfahren ist eine Eigenentwicklung der Firma Canon. FARE funktioniert genauso wie das ICE-Verfahren, das sich zum Quasi-Standard erhoben hat. Mittels einer zusätzlichen Infrarot-Lichtquelle wird das zu scannende Material auf Vertiefungen (Kratzer) und Erhöhungen (Staubpartikel) abgetastet. Die so lokalisierten fehlerhaften Bildstellen werden anschließend softwaremäßig korrigiert. FARE kann meiner Erfahrung nach in seiner Wirkung und Zuverlässigkeit mit ICE nicht mithalten. Mehr Informationen zu Korrekturverfahren gibt es auf unserer Webseite Korrekturverfahren.

Faveon-Sensor

Bei Faveon-Sensoren liegen pro Pixel drei Farbschichten übereinander. Bei anderen CCD-Chips liegen die einzelnen Farbschichten nebeneinander und ein farbiges Pixel ergibt sich erst durch aufwändige Interpolationsberechnungen. Ein Faveon-Chip mit 3 Megapixeln entspricht auflösungsmäßig einem normalen Chip mit 9 Megapixel. Mehr Informationen zu diesem Thema sind auf unserer Seite CCD-Sensoren zu finden.

Feeder

siehe unter Slide Feeder

Feinscan

Sowohl bei Flachbettscannern als auch bei Filmscannern macht man in der Regel einen Vorscan ehe man den Feinscan durchführt. Beim Vorscan wird mit einer sehr geringen Auflösung gescannt, so dass man möglichst schnell ein Vorschaubild am Bildschirm hat. Auf dieses Vorschaubild wendet man dann die gewünschten Einstellungen an: Man setzt den genauen Scan-Bereich, führt Drehungen und Spiegelungen durch, bestimmt die entgültige Auflösung, nimmt farbliche Veränderungen durch oder schaltet Korrekturverfahren wie ICE oder GEM dazu.

Nach Setzen aller gewünschten Einstellungen führt man den Feinscan durch, der wegen der viel höheren Auflösung und der zahlreichen Korrekturfilter um ein Vielfaches länger dauert als der Vorscan. Wurde das Scan-Programm aus einem Bildbearbeitungsprogramm heraus gestartet, erhält man nach dem Feinscan eine geöffnete Bilddatei zur Weiterverarbeitung und Speicherung. Beim Stand-Alone Betrieb der Scansoftware wird das gescannte Bild automatisch im gewünschten Format (TIF, JPG, RAW etc.) auf der Festplatte gespeichert. Scanner mit Stapelmodus nummerieren die gescannten Bilder automatisch durch, zum Beispiel Bild001.jpg, Bild002.jpg, Bild003.jpg u.s.w.

Festbrennweiten-Objektiv

Objektive unterteilt man in Festbrennweiten- und Zoom-Objektive. Bei einem Festbrennweitenobjektiv ist die Brennweite nicht variabel; man benötigt also für jede Brennweite, mit der man fotografiert, ein eigenes Objektiv. Objektive mit fester Brennweite haben gegenüber Zoom-Objektiven den Vorteil, dass sie sehr lichtstark sind und eine sehr gute Bildqualität liefern.

Filmrollenadapter

Nikon-Filmscanner können standardmäßig nur Filmstreifen bis zu einer Länge von 6 Bildern verarbeiten. Für Filmrollen bis zu einer Länge von 40 Bildern gibt es einen optionalen Filmrollenadapter, der jedoch nur für das große Nikon-Modell einsetzbar ist. Mit solch einem Filmrollenadapter können bis zu 40 Bilder im Stapel-Modus gescannt werden. Reflecta-Filmscanner haben einen Filmrolleneinzug bereits im Scanner integriert, können also ohne Aufpreis Filmrollen bis zu einer Länge von 40 Bildern im Batch-Modus verarbeiten.

Filmscanner

Unter einem Film-Scanner versteht man einen speziellen Scanner, der alleine zum Scannen von Filmmaterial gebaut und designed ist. Filmmaterial unterscheidet sich von herkömmlichem Scanmaterial (Papier, Foto, Buch) dadurch, dass es sich um sogenannte Durchsichtsvorlagen handelt, d.h. Licht muss durch den Film hindurchleuchten. Der CCD-Sensor in einem Filmscanner misst also nicht die von der Vorlage reflektierte Lichtmenge sondern die durchgelassene Lichtmenge.

Filmscanner unterscheiden sich von Flachbettscannern durch eine Reihe von Merkmalen: Die Auflösung ist sehr hoch, da von einem Film sehr starke Vergrößerungen gemacht werden. Der Dichteumfang ist sehr hoch, da Filmmaterial einen deutlich größeren Dichteumfang aufweist als reflektierende Vorlagen. Filmscanner arbeiten in der Regel ohne Glasplatten, da sich Gläser jeglicher Art negativ auf die Scanqualität auswirken. Da Filmmaterial oft verschmutzt oder verkratzt ist, arrbeiten die meisten höherwertigen Filmscanner mit effektiven hardwarebasierten Staub- und Kratzerkorrekturverfahren.

Filmstreifeneinzug

Viele Filmscanner zeichnen sich dadurch aus, dass sie für Kleinbild-Filme einen automatischen Filmstreifeneinzug besitzen. Ein automatischer Filmstreifen-Einzug zieht einen Negativstreifen oder Positivstreifen nach dem manuellen Einführen automatisch ein und findet von selbst die einzelnen Bildabschnitte auf dem Film. Film-Scanner, die einen automatischen Filmstreifeneinzug besitzen, erlauben in der Regel auch das Scannen des ganzen Streifens im Batch-Modus, d.h. nach dem Einführen des Filmstreifens wird ein Bild nach dem anderen gescannt, und der Transportmotor transportiert den Filmstreifen nach jedem Scan um ein Bild vorwärts. Der Filmstreifen wird auf Gummirollen transportiert.

Ein Filmscanner mit einem automatischen Filmstreifeneinzug spart eine Menge Zeit beim Scannen, wenn ein Streifen ganz von alleine Bild für Bild gescannt wird. Bei vielen Filmscannern ist die Länge eines Positiv- oder Negativstreifens auf 6 Bilder beschränkt. Reflecta-Scanner erlauben Filmstreifen bis zu einer Länge von 40 Bildern, also ganze Kleinbild-Filmrollen. Einzelbilder können mit einem Filmstreifeneinzug nie verarbeitet werden; die Minimallänge eines einzuführenden Filmstreifens beträgt je nach Modell 2-3 Bilder pro Streifen.

Filmstreifenhalter

Filmstreifen werden bei einem Film-Scanner auf drei verschiedene Möglichkeiten gescannt: Enweder wird ein Filmstreifen über einen automatischen Filmstreifeneinzug eingezogen oder ein Bild eines Filmstreifens wird manuell an einer bestimmten Stelle im Scanner positioniert. Die dritte Möglichkeit ist die Verwendung eines sogenannten Filmstreifenhalters. Es handelt sich um einen Plastik-Rahmen, der zur Aufnahme von Positivstreifen oder Negativstreifen konzipiert ist. Dieser Rahmen wird als Ganzes in den Scanner eingeschoben und entweder manuell oder voll automatisch positioniert und bewegt.

Für Filmstreifenhalter gibt es unterschiedliche Konstruktionen. Wichtig ist, dass die Auflagestege dünn genug sind, so dass nicht durch die Auflagefläche ein Teil des Bildes abgeschnitten wird. Wichtig ist auch, dass der Filmstreifen sicher und bequem eingelegt werden kann. Gute Filmstreifen-Halter fixieren einen Filmstreifen derart, dass auch der Umgang mit stark gewölbten, gewellten oder gerollten Streifen kein Problem ist. In der Regel können in einen Filmstreifenhalter Streifen der Länge 1-6 Bilder eingelegt werden. Auch für den Mittelformatbereich gibt es Filmstreifenhalter, die 120/220er Rollfilmstreifen aufnehmen können.

Firewire

Der Name Firewire stammt aus der Apple-Welt. Es handelt sich um eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle, die in der amerikanischen Norm IEEE 1394 definiert ist. Sie wird daher auch oft als IEEE 1394 Schnittstelle bezeichnet. Eine andere Bezeichnung für Firewire ist iLink.

Mittels Firewire-Kabeln können Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 MByte/s über eine Länge von maximal 4,5 m schnell übertragen werden. Bis zu 64 Geräte können an einer Firewire-Schnittstelle hintereinander hängen. Eine Firewire-Schnittstelle ist hotplug-fähig, d.h. Geräte können während des Rechnerbetriebes angeschlossen und entfernt werden.

Mehr Informationen zu Schnittstellen, Übertragungsraten und Kabellängen gibt es auf unserer Seite Schnittstellen.

Firmware

In jedem Scanner und in jeder Digitalkamera läuft die sogenannten Firmware als Steuerprogramm genauso wie auf einem PC zum Beispiel Windows läuft. Es handelt sich quasi um das Betriebssystem des jeweiligen Gerätes. Die Firmware ist also eine Betriebssystem-Software, die fest in der Digitalkamera bzw. im Filmscanner gespeichert ist.

Für die meisten Geräte gibt es hin und wieder Firmware-Updates mit denen Fehler im bestehenden Funktionsumfang verbessert werden oder durch die ganz neue Funktionen hinzu kommen. Bei Filmscannern führt ein Firmware-Update oftmals zu einer Steigerung der Bildqualität, da die Firmware auch wichtige Bildverarbeitungsalgorithmen enthält.

Flachbettscanner

Zunächst sei erwähnt, dass ein Flachbettscanner nichts mit einem Brett zu tun hat; vielfach wird irrtümlich der Begriff Flachbrettscanner verwendet. Flachbettscanner wurden ursprünglich für reflektierende Auflichtvorlagen geschaffen, d.h. Papier, das auf eine Glasplatte gelegt wird, wird von unten mit einer Lichtquelle beleuchtet und das reflektierte Licht wird mit einer CCD-Sensor-Zeile gemessen. Die Anzahl der Fotodioden auf der CCD-Zeile ergibt die optische Auflösung des Scanners. Der Transportmotor, der die Zeile Schritt für Schritt in Längsrichtung bewegt, hat oftmals eine feinere Schrittweite als die optische Auflösung.

Für Flachbettscanner gibt es integrierte oder optionale Durchlichteinheiten, die Durchlichtvorlagen (Film) von oben durchleuchten, um auch Filme scannen zu können. Qualtätsmindernd wirken dabei die Glasplatte sowie die Aufspreizung des Lichtsignals auf die breitere Sensorzeile. Ein Filmscanner ist genau zur Vermeidung solcher Effekte optimiert.

Ein Beispiel für einen Scanner mit integrierter Durchlichteinheit ist der Canon CanoScan 9900F.

Fokusierung

Unter der Fokusierung versteht man die Scharfstellung in einer Kamera oder in einem Filmscanner. Scharf gestellt wird immer auf eine Bildebene in einer bestimmten Entfernung. Bei einer Digitalkamera liegt die Bildebene auf dem Hauptmotiv, zum Beispiel auf einer Person, bei einem Filmscanner auf der Filmebene des Positivs/Negativs. Bei einer Kamera kann die Fokusierung fehlschlagen bzw. falsch erfolgen, wenn sich das Hauptmotiv zu wenig vom Hintergrund abhebt bzw. wenn das Aufokus-Messfeld nicht auf das Hauptmotiv gerichtet wird. Bei einem Filmscanner kann die Fokusierung dann Probleme bereiten, wenn das eingelegte Bild nicht plan sondern stark gewölbt ist.

Bei einer Digitalkamera gibt es in der Regel zwei Arten der Fokusierung: manuell und automatisch. Bei der manuellen Fokusierung bestimmt der Fotograf selbst diejenige Ebene im Abstand vom Objektiv, auf die scharf gestellt werden soll. Bei der automatischen Fokusierung ermittelt das Autofokus-System von selbst den Abstand des Hauptmotives von der Kamera und stellt entsprechend scharf. Die Hauptschwierigkeit beim Autofokus ist die automatische Bestimmung des Hauptmotives; schließlich kann eine Kamera nicht wissen, ob die Person im Vordergrund oder die Blumen im Hintergrund scharf gestellt werden sollen. Manche Autofokussysteme scheitern bei schwachen Kontrasten oder Dunkelheit; dann hilft nur manuelle Fokusierung weiter.

Fotodiode

Eine Fotodiode ist ein Halbleiterelement, das Licht in eine Spannung bzw. in elektrischen Strom umwandelt. Je mehr Licht auf die Fotodiode fällt desto mehr Spannung wird erzeugt. Fotodioden sind der Grundbaustein für CCD-Zeilen oder CCD-Chips in Filmscannern bzw. Digitalkameras.

Auf unserer Seite CCD-Sensoren in Scannern und Digitalkameras gibt es ausführliche Informationen über den Aufbau und die Funktionsweise von CCD-Zeilen und CCD-Chips.

Fotoelektrischer Effekt

Unter dem Fotoeleketrischen Effekt versteht man die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Treffen Lichtteilchen auf eine Fotodiode so sind diese in der Lage Elektronen aus einer Halbleiterschicht herauszuschlagen. Diese herausgeschlagenen Elektronen können über einen an die Fotodiode angeschlossenen Stromkreis als Energiequelle benutzt werden. Detaillierte Informationen zu diesem Thema sind auf unserer Seite über CCD-Sensoren zu finden.

Fotometrie

Fotometrie ist eine eigenständige Wissenschaft, die im physikalischen Bereich der Optik anzusiedeln ist. Sie behandelt wie die Strahlenphysik elektromagnetische Strahlung, jedoch nur im Bereich sichtbaren Lichts, also im Wellenlängenbereich von ungefähr 380 nm bis 780 nm. Die Fotometrie behandelt jedoch nicht nur die elektromagnetische Strahlung des sichtbaren Lichts sondern sie setzt diese zudem in Beziehung zum subjektiven Sinneseindruck des menschlichen Auges.

Ausführliche Informationen zu diesem Thema sind auf unserer Seite über Fotometrie zu finden.

Foton

Licht wird in der Physik entweder als elektromagnetische Welle oder als Teilchenstrahl beschrieben. Für beide Theorien gibt es eine Berechtigung, keine Darstellungsform kann die andere widerlegen. Wird Licht als Teilchenstrom beschrieben, so wird ein winziges Lichtteilchen nach Max Planck als Foton bezeichnet. Ein Foton hat die Energie E = h • f. Detaillierte Informationen zu diesem Thema sind auf unserer Seite über CCD-Sensoren zu finden.

Fotorezeptor

Auf der Netzhaut des menschlichen Auges befinden sich ca. 130 Millionen lichtempfindlicher Sinneszellen, die als Fotorezeptoren bezeichnet werden. 95% der Fotorezeptoren im menschlichen Auge sind helligkeitsempfindliche Stäbchen, die restlichen 5% sind farbempfindliche Zapfen. Die Fotorezeptoren wandeln einfallendes Licht über einen komplizierten biochemischen Prozess in ein elektrisches Spannungssignal um, das über den Sehnerv ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet wird.

Weitere Informationen dazu gibt es auf unserer Webseite über Farbwahrnehmung.

Fovea

Der Ort des schärfsten Sehens auf der Netzhaut des menschlichen Auges wird als Fovea (auch Sehgrube oder Makula) bezeichnet. Es ist diejenige Stelle der Netzhaut, auf der ein Lichtstrahl auftrifft, der senkrecht durch die Pupille des Auges stößt. An dieser Stelle, der auch als Gelber Fleck bezeichnet wird, befinden sich die meisten farbempfindlichen Zapfen, so dass man an dieser Stelle am schärfsten sehen kann. Aus diesem Grunde sieht man bei Tageslicht einen Gegenstand genau dann am schärfsten, wenn man ihn genau auf die optische Achse nimmt.

In der Fovea befinden sich dagegen äußerst wenige Stäbchen. Da Zapfen nur tagsüber im Einsatz sind, Stäbchen jedoch bei Nacht, ist die Fovea bei Nacht nicht mehr der Ort des schärfsten Sehens, im Gegenteil, bei Nacht erkennt man manche Gegenstände besser bzw. überhaupt, wenn man sie nicht direkt ins Visier nimmt. Weitere Informationen über den Aufbau des menschlichen Auges gibt es auf unserer Seite über Farbwahrnehmung.