2. Einige Grundstrukturen

Perspektivische Projektion

Camera obscura
Eine Camera obscura aus dem Jahr 1772.
Quelle: Wikimedia Commons

Kameras sind die beste und gängigste Methode um besondere Momente festzuhalten. Viele Erinnerungen werden durch das bloße Durchstöbern von Bildern wieder geweckt.

Dabei fällt Ihnen wahrscheinlich gar nicht auf, dass Sie beim Fotografieren jedes Mal die dreidimensionale Umgebung in ein zweidimensionales Bild transformieren.

Die Transformation von einem größeren dimensionalen Raum in einen kleineren dimensionalen Raum nennt man Projektion.

In den vergangenen letzten Jahren hat die Entwicklung der Kamera große Fortschritte bis hin zur Digitalkamera gemacht. Erinnern Sie sich noch an die erste Kamera, die Camera obscura? Lassen Sie uns schauen, wie diese funktionierte.

Die Camera obscura (in Deutsch 'Lochkamera') ist eine dunkle Kiste mit einem Loch auf einer Seite. Wenn die Sonne (oder eine andere Lichtquelle) ein Objekt anstrahlt, dann reflektiert jeder sichtbare Punkt des Objektes einen Lichtstrahl. Diese Lichtstrahlen dringen durch das Loch in die Kiste ein und erzeugen auf dem Film an der gegenüberliegenden Seite des Lochs in der Kiste einen einzigartigen Bilpunkt.

Zoom Sign
Lochkamera
Das Prinzip einer Camera obscura (dargestellt durch die Kiste). Lichtstrahlen von einem Objekt dringen durch ein kleines Loch in die Kiste und erzeugen ein Bild.
Quelle: Wikimedia Commons
Frage: Was fällt bei der Projektion auf?


Die in der Kiste erzeugte Projektion kommt von einem Punkt auf der gegenüberliegenden Seite der Kiste, der sogenannten Blende (das Loch). Dieser Punkt bildet den perspektivischen Mittelpunkt. In einer späteren Phase der Fotografie wird zusätzlich eine Linse an diesem Punkt eingesetzt um ein schärferes Bild zu projezieren.

Eine perspektivische Ansicht bedeutet, dass Objekte, die von einem bestimmten Punkt dichter sind, größer auf dem Bild dargestellt werden und Objekte, die weiter entfernt von dem Punkt liegen kleiner dargestellt werden.

Fotografieren aus einem Flugzeug oder aus dem All...

Die Grundlagen der perspektivischen Projektion können auch für die Entwicklung von Luftbildern und in der Fernerkundung genutzt werden. Hier gibt es zwei Möglichkeiten:

  1. Projektion auf der Negativebene, so wie bei der Camera obscura, wo die Linse der Kamera (die als perspektivischer Mittelpunkt dient) sich zwischen der Oberfläche und der Bildebene befindet.
  2. Projektion auf der Positivebene, wo die Bildebene sich zwischen der Linse und der Oberfläche befindet.
Zoom Sign
Perspectivische Projektion
Perspektivische Projektion, wo P den perspektivischen Mittelpunkt bildet in (a) der Negativebene und (b) der Positivebene.
Die dreidimensionalen Punkte eines Objektes im Raum werden mittels perspektivischer Projektion in die zweidimensionle Bildebene transformiert, wobei die Linse (des Sensors) als perspektivischer Mittelpunkt dient.

Das Gegenstück der perspektivischen Projektion ist die orthographische Projektion.