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Tutorialbeschreibung

Unterwasserfotografie - Teil 07 - Plangläser und Domegläser

Unterwasserfotografie - Teil 07 - Plangläser und Domegläser

Kameras werden an Land so benutzt, wie man sie kauft. Also ohne zusätzlichen Schutz. Werden sie unter Wasser eingesetzt, muss man sie in ein spezielles Gehäuse stecken und ist dann auch gezwungen, durch eine Gehäusefrontscheibe zu fotografieren. Und da beginnen dann die optischen Probleme. Man muss sich das so vorstellen: Ein teures und mit viel Know-How hergestelltes Objektiv, bei dem die Konstrukteure ihr gesamtes Wissen in den optischen Aufbau gesteckt haben, wird nun quasi hinter einer gewöhnlichen Glasscheibe vergewaltigt. Schon die Vorstellung daran muss jedem Bilder-Gourmet den Magen herumdrehen. Aber genau das ist die Situation, mit der wir es zu tun haben, wenn unter Wasser fotografiert wird.

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Mit welcher Schutzhülle Sie unter Wasser auch fotografieren, das Problem ist immer dasselbe. Die Frontscheibe des UW-Gehäuses ist die Schnittstelle ins nasse Element. Von ihrer Qualität und präzisen Fertigung hängt viel ab.

Denn die Gehäusefrontscheibe wird, wenn sie von Wasser umspült wird, zu einem Teil des Linsensystems und mit dem werden die Bilder gemacht. Erstaunlich ist, dass die wenigsten UW-Fotografen sich dieser Tatsache bewusst sind.

Dem Frontglas wird in den fotografischen Überlegungen meistens wenig Beachtung geschenkt. Es ist halt da und man muss es als gegeben hinnehmen. Was natürlich auch stimmt, aber trotzdem gilt es in Verbindung mit der Brennweite bzw. dem Bildwinkel Dinge zu beachten, deren Auswirkungen durchaus relevant sein können. Und zwar so, dass es Auswirkungen auf die Bildqualität hat.

 
Dieser Teufelsfisch war auf dem steinigen Untergrund kaum auszumachen. Das ist nicht ungefährlich, denn das Gift seiner Rückenstacheln ist sehr schmerzhaft. Die optische Verdichtung der Frontalansicht des Fisches kommt durch ein 50-mm-Makroobjektiv plus Telekonverter und Fotografie durch ein Planglas zustande. Olympus E-330 im UK-Germany-Gehäuse.

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Plangläser an UW-Gehäusen verlängern scheinbar die Brennweite des dahinter platzierten Objektivs. Dadurch verringert sich der Bildwinkel und man kann dann auch kleine Korallenfische formatfüllend ablichten. Nikon D80 mit 105-mm-Sigma-Makroobjektiv im BS-Kinetics-Gehäuse.

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Auge einer Sepia. Das Sehvermögen dieser Tiere entspricht dem des menschlichen Auges, ihre Intelligenz der eines Hundes. Von der scheinbaren Verlängerung sind auch Vollformatsensoren betroffen. Hierdurch schrumpft auch die Schärfentiefe. Canon EOS 5D mit 100-mm-Makroobjektiv im Seacam-Gehäuse.

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Um diesen winzigen und teilweise durchsichtigen Fisch zu finden, benötigt man gute Augen und etwas Erfahrung. Er lebt auf Peitschenkorallen und huscht auf ihnen auf und ab. Die scheinbare Brennweitenverlängerung mit ihrer Bildwinkelreduzierung ist zumindest bei Makroaufnahmen nicht immer störend, weil dadurch große Abbildungsmaßstäbe ermöglicht werden. Nikon D80 mit 105-mm-Sigma-Makroobjektiv im BS-Kinetics-Gehäuse.

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Plangläser

Wer für seine digitale Kompaktkamera ein UW-Gehäuse kauft, ersteht immer eines mit einer planparallelen Frontscheibe. Planparallel heißt, dass die Glasflächen von Innen- und Außenseite an jedem Punkt der Frontscheibe gleich weit voneinander entfernt sind. Das ist wichtig, weil es sonst zu gravierenden Bildfehlern wie Verzerrungen, Unschärfen und Farbveränderungen kommt. Bedeutung hat auch die Zentrierung der Planscheibe und ihre Position zur optischen Achse.

Wenn der Durchmesser des Planglases groß ist, muss das Objektiv nicht unbedingt im Zentrum positioniert sein. Fatal ist aber eine Schrägstellung zur Bildebene, denn in diesem Fall werden die Motive nicht mehr gleichmäßig scharf abgebildet. Es bilden sich darüber hinaus Farblängsfehler, weil sich die Lichtstrahlen nicht mehr in einem Punkt treffen. Dieses ist beispielsweise der Fall, wenn man mit Weichplastikgehäusen fotografiert, wo die Frontscheibe durch den Einfluss des Wasserdrucks flexibel reagiert und ihre Position sowohl lateral als auch auf der optischen Achse längs und schräg verändert.

Das ist mit ein Grund, weshalb die flexiblen Tauchtaschen, von der Taumelbewegung durch die eingeschlossene Luft abgesehen, nur eingeschränkt für die UW-Fotografie geeignet sind. Wer Wert auf gute optische Abbildungsleistungen legt, kommt deshalb an einem Festkörpergehäuse nicht vorbei. Denn nur hier ist gewährleistet, dass die Kamera immer in derselben Position zum Frontglas positioniert ist.

Plangläser beeinflussen die Brennweite der Optik, die dahinter montiert ist. Und zwar so, dass sich immer eine Verlängerung ergibt. Das liegt am Brechungsindex von Wasser, der sich von dem in Luft (korrekterweise von dem im Vakuum) um den Faktor 1,33 unterscheidet.

Es gibt zwei Definitionen, die aber beide richtig sind.

1. Wenn man das Objektiv als separate Optik zum Frontglas betrachtet, dann verlängert sich die Brennweite der Optik unter Wasser hinter einem Planglas scheinbar um den Faktor 1,33. Aus einem 100-mm-Makroobjektiv wird dann scheinbar eines mit einer Brennweite von 133 mm und auch dem Bildwinkel eines 133-mm-Makroobjektives. Die Betonung liegt bei dieser Definition immer auf dem Wort scheinbar. Aber ob scheinbar oder nicht, man fotografiert in allen Belangen so, als wäre die Brennweite 133 mm lang.

2. Zählt man die planparallele Frontscheibe des UW-Gehäuses zum optischen System, was ja eigentlich korrekt ist, dann hat diese optische Kombination, bestehend aus Objektiv und Frontglas, insgesamt tatsächlich eine reale Brennweite, die um den Faktor 1,33 länger ist als die Brennweite des Objektivs an Land. Also 133 mm mit allen Konsequenzen, die sich aus dieser Brennweitenverlängerung beim Fotografieren ergeben. Also auch mit kleinerem Bildwinkel und entsprechend kleinerer Schärfentiefe bei einem vergrößerten Abbildungsmaßstab.

Welcher Theorie man seine Sympathie schenkt, ist eigentlich egal. Die Resultate und Einschränkungen hinsichtlich des Bildwinkels sind immer dieselben. Und das kann sich fatal auswirken. Nämlich dann, wenn man eine längere Brennweite (Telemakro oder Telemakrozoom) verwenden will und der Bildwinkel durch den Brechungsindex des Wassers immer kleiner wird. Die Problematik, die daraus folgt, ist die, dass man die Objekte aus immer größeren Distanzen anvisieren muss, sofern man sie ganz aufs Bild bringen will und dadurch die Bildqualität drastisch abnimmt, weil das Wasser mit steigender Motiventfernung wie ein Filter wirkt.

Deshalb bringt es auch nicht viel, wenn man mit einer digitalen Kompaktkamera und dem Kamerazoom anfängt, Wracks abzulichten oder sich an UW-Landschaften und Taucheraufnahmen versucht. Weil die meisten Zooms in den Digi-Kompakten auch an Land nur über einen Bildwinkel von 75° (entspricht 28 mm Kleinbild) verfügen, steht einem dann unter Wasser aufgrund der Bildwinkelverkleinerung hinter dem Planglas nur noch eine Brennweite von 37 mm (kleinbildbezogen 28 mm x 1,33) bei einem Bildwinkel von 61° zur Verfügung. Das ist zu wenig, um damit räumlich große Objekte vollformatig bei einer akzeptablen Bildqualität abzulichten. Deshalb sind die Zooms der digitalen Kompaktkameras eher etwas für den Nahbereich.

Auch Spiegelreflexfotografen sind davon betroffen, denn die UW-Gehäuse für diese Kameraklasse werden als Basisprodukt ebenfalls mit Planglasfrontscheiben ausgeliefert. Und dann werden unter Wasser meistens Makroobjektive (50 mm bis 150 mm, selten bis 200 mm) eingesetzt, deren Bildwinkel dann rapide zu schrumpfen beginnt, wenn man damit hinter Planglas unter Wasser geht. Beim Einsatz eines 150-mm-Makroobjektives würde man unter Wasser wie mit einem 200-mm-Makro an Land fotografieren und es stünde einem dann gerade noch ein Bildwinkel von 12° zur Verfügung. Damit suchen Sie mal ein kleines Objektiv, wenn Sie sich im Schwebezustand befinden. Und diese Zahlen gelten nur für Kameras mit Vollformatsensor. Bei kleineren Bildsensoren wird die Bildwinkelverkleinerung noch dramatischer.

Ein Ausweg könnte sein, den Bildwinkel durch kürzere Brennweiten zu vergrößern. Das ist zwar prinzipiell möglich, aber nicht empfehlenswert. Bis 28 mm Brennweite (bezogen auf Kleinbild) bei einem Bildwinkel von 75° kann man noch ohne Reue durch ein Planglas fotografieren. Bereits 24 mm mit Bildwinkel 84° (bezogen auf Kleinbild) sind sehr kritisch. Es gibt deshalb auch so gut wie keine firmenseitigen Kamera-Gehäuse-Kombinationen mit dieser Brennweite. Denn damit wird ein Brennweitenlimit hinter Planglas erreicht, das sich nicht mehr für knackscharfe Aufnahmen bis in die Bildecken eignet.

Die Farbverfälschungen an den Formaträndern könnte man noch großzügig tolerieren, nicht aber die Randunschärfen. Würde man die Brennweite soweit verkürzen, dass sich ein UW-Bildwinkel von mehr als 97° einstellen würde, dann begännen die Bildecken wegen der Totalreflexion an der Planglasscheibe allmählich schwarz zu werden (Vignettierung). Das wäre beim Vollformatsensor eine Objektivbrennweite von 14 mm bei einem Überwasserbildwinkel von 114°, hinter Planglas wären es dann 18 mm bei einem Unterwasserbildwinkel von 100°. Die damit gemachten Bilder hinter Planglas wären, was die Bildqualität anbelangt, eine einzige Katastrophe, auch eine raffinierte Bildbearbeitung und spezielle Objektivkorrekturprogramme könnten hier nicht mehr weiterhelfen, weil die optischen Fehler zu groß wären.

Die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten und gerundeten Werte für Planglasfotografie beziehen sich auf das Vollformat und Objektive mit zentral perspektivischer Abbildung, also keine Fisheye-Linsen. ÜW = über Wasser; UW = unter Wasser:

ÜW -Brennweiten UW -Brennweiten  Bildwinkel an Land Bildwinkel unter Wasser
200 mm  266 mm 12°
180 mm 239 mm 14° 11°
150 mm 200 mm 16° 12°
135 mm 180 mm 18°  14°
100 mm 133 mm 24°  18°
70 mm  93 mm  34°  26°
50 mm  67 mm 47°  33°
35 mm  47 mm 62°  49°
28 mm  37 mm  75°  65°
24 mm  32 mm  84°  71°
20 mm  27 mm  94° 76°
18 mm  24 mm  100° 84°
15 mm  20 mm  111° 94°
12 mm  16 mm 122° 97°
10 mm  13 mm  130° 97°


Es ist deutlich zu sehen, dass die Planglasfotografie den Bildwinkel beschneidet und kaum Raum für nutzbar weitwinkelige Motive zulässt, weil sich bereits ab einer Überwasser-Brennweite von 24 mm (unter Wasser 32 mm = 71°) nicht mehr tolerierbare Bildfehler an den Rändern und in den Bildecken einstellen. Sinnvoll zu fotografieren sind mit Brennweite 24 mm nur Freiwasseraufnahmen von Fischen, denn Wasser selbst zeigt in den Ecken keine Unschärfen an.

Und die Tabelle macht auch deutlich, dass es unter Wasser wegen der Totalreflexion an der Planglasscheibe keinen größeren Bildwinkel geben kann als 97°. Um mit Bildwinkeln jenseits von 97° im nassen Element mit Erfolg und akzeptablen Ergebnissen fotografieren zu können, benötigt man eine andere optische Lösung als das planparallele Frontglas. Abnehmbare Gehäusevorsätze mit Planglas nennt man Planports oder Flatports.

 
Mit digitalen Kompaktkameras wird vorzugsweise durch Plangläser fotografiert. Das abgebildete UW-Gehäuse für das Olympus-Modell C 5050 gestattet das Wechseln des Frontports, um Weitwinkelvorsätze anzubringen. Auch, wenn diese Kompakte nur 5 Megapixel besitzt und seit langem nicht mehr gebaut wird, ist sie es doch wert, dass man sich im Internet um ein Gebrauchtmodell bemüht. Die Abbildungsleistungen sind mehr als zufriedenstellend und das UW-Gehäuse ist sehr ausbaufähig.

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Krokodilfische lauern unbeweglich am Boden liegend auf Beute. Sie werden über einen Meter groß und sind harmlos. Niemand weiß aber so genau, ob ihre Rückenstacheln nicht ein Gift enthalten. Fuji Finepix S2 Pro mit 105-mm-Sigma-Makroobjektiv. Weil hier neben dem Planglas noch ein Crop-Fakror mit 1,5 zur Geltung kommt, wirkt das Bild wie ausgeschnitten. Eine größere Abbildung des Fisches ohne Farb- und Schärfeverlust wäre deshalb allerdings auch nicht möglich.

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Silberorfe in einem Waldweiher. Heimische Gewässer bieten interessante Motive jenseits der bunten Unterwasserwelt tropischer Meere. Die UW-Fotografie ist hier aber ungleich schwieriger und zeitaufwendiger, weil die Sichtweiten meistens sehr bescheiden sind. Minolta Dynax 7D mit 50-mm-Makroobjektiv im BS-Kinetic-Gehäuse.

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Um solche Bilder machen zu können, muss man ein Superweitwinkelobjektiv hinter einer Domescheibe verwenden. Der Metallstab, den die Taucherin in der Hand hält, ist dazu da, im Riff Abstand von den filigranen Korallen zu halten. Manche brechen schon bei der geringsten Berührung ab. Es ist allerdings nicht so, wie immer behauptet wird, dass sie Jahre brauchen, um nachzuwachsen. Es geht nachweislich viel schneller. EOS 5D mit 14-mm-Superweitwinkel im Seacam-Gehäuse.

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Domegläser

Schon in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts gab es verschiedene Ansätze, große Bildwinkel unter Wasser verwenden zu können. Der Ingenieur und Unterwasserfotograf Alexandre Ivanoff entwickelte ein afokales Linsensystem, das gleichzeitig als Vorsatz und eigenständiger Port mit zwei Linsen fungierte. Das Frontglas, außen plan und innen konkav, wurde mit einer plankonvexen Linse kombiniert. Der Ivanoff-Vorsatz ist im Grunde genommen eine Linsenkombination, deren Außenseite mit Wasser Kontakt hat und die gewährleistet, dass der Bildwinkel des Objektivs unter Wasser gleich groß ist wie an Land.

Nachteil dieser eigentlich genialen Konzeption ist der limitierte Objektivbildwinkel, der möglichst 75° (28 mm Brennweite beim Vollformat) nicht überschreiten soll, weil es sonst zu nicht korrigierbaren Bildfehlern und Verzerrung kommen wird. Ursache ist unter anderem die unterschiedliche Dicke des Frontglases (plankonkav) insbesondere am Bildrand, bedingt durch die innere negative Wölbung zur planen Außenseite. Bis zu einer Weitwinkelbrennweite von 28 mm (Vollformat) sind Objektive mit dem Ivanoff-Vorsatz für die UW-Fotografie mit sehr guten Ergebnissen nutzbar. Das reicht aber nicht aus, wenn man z. B. ein Wrack fotografieren möchte. Aus diesem Grund spielt der Ivanoff-Vorsatz in der heutigen UW-Fotografie keine Rolle mehr. Zumal seine Herstellung das Preisgefüge kostengünstiger UW-Gehäuse sprengen würde.

Jacques Ives Cousteau, Kommandant und Meeresforscher, hat bei seinen UW-Kameragehäusen eine etwas andere Variante eingesetzt. Die verwendeten Frontgläser waren außen gewölbt und innen konkav, aber mit unterschiedlicher Scheibendicke. Vom Cousteau-Glas sind leider keine Daten vorhanden. Wir wissen deshalb auch nicht, ob diese Konstruktion für extreme Weitwinkelobjektive, Weitwinkelzooms oder Fisheye-Bildwinkel nutzbar gewesen sein könnte. Ebenso wie der Ivanoff-Vorsatz war auch das Cousteau-Glas eine Eintagsfliege ohne große Verbreitung, die nur von den wenigen Insidern in jener Zeit (50er und 60er Jahre) verwendet wurde.

Domegläser, wie man sie heutzutage verwendet, sind gewölbte Gehäusefrontscheiben, deren Wölbung exakt auf den Bildwinkel des dahinter platzierten Objektivs abgestimmt werden muss. Das Domeglas hat über den gesamten Wirkungsbereich überall dieselbe Glasstärke und wirkt, weil seine Wölbung nach außen geht, wie eine negative Linse. Das hat zur Folge, dass alle Objekte, die vom Bildwinkel erfasst werden, dem Gehäusefrontglas optisch näher rücken. Manchmal so nah, dass man hinter dem Domeglas nicht mehr auf unendlich stellen kann, denn unendlich liegt nicht mehr im realen Unendlich, sondern im optischen Unendlich. Und das befindet sich bei gewölbten Frontscheiben nur unweit des Domeglases. Man muss deshalb unter Wasser beim Scharfstellen das Objektiv hinter dem Domeglas auf nah stellen.

Der Autofokus funktioniert allerdings uneingeschränkt, egal, mit welcher Wölbung das Frontglas ausgestattet worden ist. Das eigentliche Problem liegt in der Naheinstellung der Objektive, insbesondere dann, wenn es sich um Weitwinkelzooms handelt. Wer unter Wasser mit großen Bildwinkeln fotografieren will, ist deshalb gehalten, ein Weitwinkelobjektiv oder ein Weitwinkelzoom mit möglichst kurzer Naheinstellungsgrenze zu kaufen. Das Limit liegt bei 30 cm Naheinstellung. Und selbst damit kann es bei manchen Domegläsern schon zu ersten Scharfeinstellungsproblemen kommen. Abhängig ist das vom Domeglasradius bzw. vom Frontglasdurchmesser.

In der Praxis werden Domegläser erst ab einem diagonalen Bildwinkel von 80° bis 84° (entspricht 24 bis 26 mm beim Vollformat) eingesetzt. Anwendbar sind Domegläser aber bei allen für die UW-Fotografie geeigneten Brennweiten. Also auch bei schwach ausgeprägten Glaswölbungen für Makroobjektiven. Verhindert wird damit der Einfluss des Brechungsindexes auf die Brennweite. Denn hinter Domegläsern bleibt nicht nur die Brennweite erhalten, sondern auch deren Bildwinkel, wie er an Land eingesetzt werden kann. Und das ist der große Vorteil dieses optischen Systems, zumal die Stärke der Wölbung und der Glasdurchmesser für die Randschärfen verantwortlich sind. Weitwinkelobjektive und Weitwinkelzooms benötigen je nach Bildwinkel schwach bis stark gewölbte Domegläser. Fisheyeobjektive müssen hinter einer Glashalbkugel positioniert werden. Nur dann kann man den 180°-Bildwinkel auch unter Wasser nutzen.

Domegläser gibt es entweder in einer Ausführung als gehärtetes optisches Mineralglas oder in Acryl, einem transparenten Kunststoff mit einer relativ weichen Oberfläche. Dementsprechend schnell zerkratzt dieses Frontglas. Schon das heftige Abreiben mit einem Handtuch hinterlässt unzählige winzige Kratzerchen auf der Außenhaut. Diese Oberflächenbeschädigungen machen eine UW-Aufnahme zwar nicht gerade besser, schaden aber zumindest visuell nicht. Allerdings nur insoweit, wie sich die Kratzer nicht auf der Innenglasseite befinden. Wenn das der Fall ist, machen sich Sonnenstrahlen bei Gegenlichtaufnahmen mitunter in bunten Reflexen bemerkbar.

Deshalb sollte man einen Acrylglasdome auf der Innenseite nur mit Alkohol und einem weichen, fusselfreien Tuch ausreiben. Kratzer auf der Außenseite, auch wenn sie etwas tiefer sind, haben hingegen wenig Einfluss auf die Bildqualität, weil sich die Vertiefungen mit Wasser füllen und die Oberflächenbeschädigungen deshalb wenig Einfluss nehmen können. Der Brechungsindex von Acryl beträgt etwa 1,44 und ist damit von dem von Wasser mit 1,33 nicht weit entfernt.

Was diesen Part anbelangt, ist der Acrylglasdome besser für die UW-Fotografie geeignet als Mineralglas. Das ist aber optisch der einzige Vorteil, denn Mineralglas kann man vergüten und dann holt echtes Glas wieder auf, zumal man es auch entspiegeln kann. Die weitgehend kratzfreie Oberfläche wiegt zudem alle Nachteile wie schwierig herzustellen, hohes Gewicht und teuer unter dem Strich wieder auf.

Die Robustheit ist mit der entscheidende Grund, weshalb Kamerafirmen wie Olympus, die UW-Gehäuse für D-SLRs herstellen, die zugehörigen Domegläser grundsätzlich aus Mineralglas herstellen. Und auch die meisten Fremdhersteller von UW-Gehäusen setzen auf dieses Material. Der Preisunterschied kann aber enorm sein. Mineraldomegläser kosten nicht selten mehr als das Doppelte von gewölbten Acrylfrontglasscheiben. Und die Preise explodieren mit der Zunahme des Durchmessers bzw. mit dem Ansteigen des Domeradius.

Und es gibt noch einen Vorteil von Mineralglas zu Acryl. Es ist die unelastische bzw. unflexible Materialoberfläche. Domegläser aus Acryl verändern nämlich ihre kugelähnliche Form mit zunehmendem Wasserdruck, je tiefer man abtaucht. Wenn das Domeglas nicht mindestens 5-7 mm stark ist, gibt es in der Tiefe nach und verformt sich am höchsten Punkt der Kuppel. Aus der Halbkugel bzw. Kugelkalotte wird quasi eine abgeflachte Kugelform. Das äußert sich mechanisch zwar nicht immer so dramatisch, wie es hier beschrieben ist und man sieht es auf Bildern auch nicht explizit, aber die Einwirkung ist da.

Leichte Verformungen bringen das Acrylglas aber nicht zum Bersten. Acryl hält was aus, auch, wenn die Kamera mit der Domescheibe auf den Boden fällt. Der Kunststoff hat dann einige tiefe Macken, ist aber nicht kaputt. Mineralgläser können eventuell splittern, wenn sie auf einen spitzen oder kantigen Gegenstand fallen.

Domegläser, aus welchem Material sie auch gefertigt sind, müssen immer ein homogenes und gleichmäßiges Äußeres haben. Lufteinschlüsse bewirken partielle Unschärfen, lenken das Licht ab, verändern das spektrale Verhalten der Lichtstrahlen. Deshalb sind Domegläser, wie man sie oft an nautischen Instrumenten findet, nicht immer für optische Zwecke geeignet.

 
Ohrenqualle an der Wasseroberfläche. Diese Quallen nesseln nicht und kommen oftmals in großen Ansammlungen vor. Sie werden von Schildkröten und Korallenfischen dezimiert. In Mikronesien gibt es einen Süßwassersee, in dem sie sich assimiliert haben und zu Tausenden dort leben. Olympus E-330 mit 8-mm-Fisheye im Original-Olympus-Gehäuse.

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Domegläser ermöglichen es, den Überwasserbildwinkel auch unter Wasser zu nutzen. Dadurch sind Taucheraufnahmen von enormer Brillanz möglich, weil man dadurch die Motivdistanz verkürzen kann. Olympus E-410 mit 7-14-mm-Zoom im Original-Olympus-Gehäuse.

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Nah dran und trotzdem viel auf dem Bild. Dazu benötigt man ein Superweitwinkel oder ein Fisheye hinter einem Domeglas. Fächerkorallen können so groß werden, dass sich ein Mensch dahinter verstecken kann. Olympus E-330 mit 8-mm-Fisheye im UK-Germany-Gehäuse.

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Merke

1. Kratzer auf Acrylgläsern lassen sich mit Zahnpasta oder Autopoliermittel wieder entfernen. Man muss aber Geduld haben und sollte die Zahnpasta mit Wasser vermischen. Dann mit der Hand kreisförmig reiben.

2. Das abnehmbare Gehäuseteil mit dem Domeglas nennt man Domeport.

3. Kratzer auf Mineralgläsern kann man selbst nicht entfernen. Man muss den Port an den Hersteller einschicken, wo er eventuell nachgeschliffen und poliert werden kann. Bei tiefen Scharten ist ein Austausch unvermeidlich.

4. Domegläser sollten beim Transport mit einer Neoprenhülle geschützt werden. Man kann diese auch selbst anfertigen.

5. Je größer der Bildwinkel eines zentralperspektivisch abbildenden Objektivs, desto problematischer das Abbildungsverhalten. Domeradius, Glasdurchmesser und die Position der Kamera zur inneren Scheibenoberfläche müssen sehr exakt bestimmt werden, sonst kommt es zu Randunschärfen.

6. Mit sogenannten Megadomegläsern (Durchmesser 240 mm oder mehr) kann man auch mal etwas schlampiger positionieren. Das große und nicht notwendigerweise halbkugelförmige Glas gleicht manchen Kalibrierfehler wieder aus. Hinter ihnen ist sogar die Verwendung von Fisheye-Objektiven möglich, jedoch mit einem etwas eingeschränkten Bildwinkel. Anstatt 180° diagonal stehen einem nur noch ca. 170° zur Verfügung.

7. Wenn man hinter dem Domeglas das Weitwinkelobjektiv oder das Weitwinkelzoom nicht scharfstellen kann, muss eine 2 bis 4 Dioptrienlinse aufgebracht werden. Dadurch verkürzt sich die Naheinstellgrenze und Unendlich rückt vor dem Domeglas wieder in die Schärfe.

8. Die Schärfentiefe ist hinter einem Domeglas größer als hinter Planglas. Hierbei gilt es zu beachten, dass kleine Domegläser die Schärfe näher an das Glas rücken lassen als große Domegläser, die Schärfentiefe bei großen Domegläsern aber insgesamt höher ist.

9. Domeports sollten eine Sonnenblende respektive einen Stoßschutz besitzen. Man stößt immer mal wieder an Korallen und mit zunehmendem Bildwinkel steigt auch die Gefahr von Reflexionen, wenn das Sonnenlicht über eine der Bildecken direkt ins Bild dringt.

10. Keine Sonnenblende darf am Domeport angebracht sein, wenn man ein Zirkular-Fisheye (rundzeichnende Bilder) verwendet.

 
Becherschwamm in Indonesien. Es soll Exemplare geben, die über 200 Jahre alt sind. Sie gehören somit zu den ältesten Tieren der Welt. Diese Perspektive zeigt deutlich, wie das Licht der Blitzgeräte vom Wasser verschluckt wird. Nur der Schwamm wird aufgehellt. Der Hintergrund versinkt im Grün-Blau. Fuji Finepix S2Pro mit 10,5-mm-Nikon-Fisheye im Seacam-Gehäuse.

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Seacam-Gehäuse mit Domeport. Wölbung und Durchmesser des Glases müssen auf den Bildwinkel der Optik zugeschnitten sein. Der Abstand von der Objektivfrontlinse zum Dome-Innenradius muss ein bestimmtes Maß einhalten, sonst kommt es zu sichtbaren Bildfehlern.

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Schuppenkarpfen im Visier! Domeports sind mitunter mächtige Vorbauten. Man verwendet gern große Domegläser, weil sich damit eine Vielzahl von Weitwinkelbrennweiten einsetzen lassen. Wenn das Domeglas wie hier aus Acryl besteht, muss man etwas aufpassen, dass man nicht an harte Gegenstände stößt. Fotografiert wurde die Szene mit einer Fuji Finepix S2Pro mit 10,5-mm-Nikon-Fisheye im Seacam-Gehäuse.

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Domegläser sind unter Wasser so unverzichtbar wie die dahinter verwendeten weitwinkeligen Objektive. Das Bild der fotografierenden Taucherin wurde mit einem UW-Filter ohne Kunstlicht mit einer Canon EOS 5D und 15-mm-Sigma-Fisheye in RAW mit Blendenautomatik belichtet.

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Kommentare
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Portrait von photon38
  • 09.02.2013 - 15:47

super Artikel, danke!

Portrait von grayowl
  • 17.11.2010 - 21:07

Danke Herbert für diese ausführliche und schnelle Aufklärung. Eine Frage bleibt aber für mich noch offen: Werde ich eine Reduktion der hässlichen Farbsäume in den Ecken erleben, wenn ich den Objektivtubus bei meinem Gehäuse so kürzen lasse, dass der Abstand zwischen der Frontlinse und dem Planglas von 14 mm auf ca. 6 mm reduziert wird? Es gibt Leute, die sowas für Ikelite-Gehäuse anbieten. Die Farbsäume stören mich wesentlich mehr als die unscharfen Ecken. Bei meiner Art der uw-Fotografie ("Fischportraits") bemühe ich mich sowieso um einen soften Hintergrund. Bei meiner Canon S90 bei 28 mm Brennweite (KB) sind die Farbsäume so stark, dass ich sie mit einer Software-Korrektur nicht restlos wegbringe. Hilft die Verringerung der Distanz zwischen Objektiv und Planglas gegen diese Abbildungsfehler?
Gruß! Ota

Portrait von herbert_frei
  • 18.11.2010 - 13:02

Bei einer drastischen Distanz-Reduzierung der Objektiv-Frontlinse zum Portglas tritt zwar eine Verringerung der Farbsäume ein, ganz eliminieren geht aber nicht. Die einzige korrekte Lösung ist das Anbríngen eines Domeglases, dessen Wölbung exakt auf den Bildwinkel und die Position des Kameraobjektives ausgerichtet ist.
Eine nicht unerhebliche Rolle spielt in diesem Konzert auch das Objektiv selbst. Manche Linsen erweisen sich unter Wasser hinter Planglas weitgehend unproblematisch, andere sind kaum zu gebrauchen. Abhängig ist das allerdings auch vom Bildwinkel. Die wenigsten Probleme machen echte Makroobjektive an D-SLR's. Sie werden ausschließlich hinter Planglas verwendet, auch von den Profis. In einer solchen Anschaffung sehe ich die einzige Lösung zur vollständigen Behebung deiner Probleme.
Herbert

Portrait von herbert_frei
  • 13.11.2010 - 12:29

Ich hab da noch was vergessen. Das Vorschalten einer Nahlinse bringt bei Planglas keine Verbesserung der Eckenschärfe und der Farbveränderungen. Nahlinsen können aber bei Domegläsern die Eckenschärfe verbessern. Allerdings nur, wenn das Domeglas nicht korrekt berechnet und platziert wurde. Bei Weitwinkelzooms kann man so eine Verbesserung erzielen. Wenn aber alles stimmt, benötigt man keine Nahlinse. Dann wäre sie sogar störend und würde die Bildergebnisse verschechtern. .
Herbert Frei

Portrait von grayowl
  • 12.11.2010 - 13:37

Alle Tutorials in dieser Serie sind eine einmalige Informationsquelle! 1000x Dank, Herbert!

Zitat aus diesem Tutorial: "... Der Abstand von der Objektivfrontlinse zum Dome-Innenradius muss ein bestimmtes Maß einhalten...".
Meine dazu passende Frage #1:
Wie ist es bei den Planglasgehäusen für die Kompaktkameras? Die Distanz Planglas/Frontlinse ist vermutlich auch sehr wichtig, oder?

Wenn die Phasengrenze Wasser/Glas für die Abbildungsfehler in den Ecken (Farbsäume, Unschärfe) verantwortlich ist, würde ich meinen, dass eine zu große Distanz zwischen der Frontlinse und dem Planglas die Abbildungsfehler verstärkt (weil die ab dem Planglas divergierenden Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen um so weiter auseinander auf die Frontlinse treffen um so größer die Distanz ist). Stimmt das?

Falls es so ist, warum bauen auch namhafte Hersteller ihre Gehäuse so, dass zwischen der Frontlinse und dem Planglas 14 mm Luft ist, wenn 2 mm reichen würden? [Ikelite-Gehäuse für Canon PowerShot S90]

Frage #2:
Lässt sich die in den Bildecken schlechte Bildqualität [hinter Planglas bei Brennweite ≤28 mm (KB)] durch eine WW-Vorsatzlinse, zB Inon UWL-100, verbessern?
Oder hilft erst eine WW-Vorsatzlinse mit Domeglas?
Oder hilft da gar nichts außer Umstieg auf eine andere Kamera, für die es ein Gehäuse mit Domeport gibt?

Ota

Portrait von herbert_frei
  • 13.11.2010 - 12:23

Tatsächlich ist es so, dass man alle Objektive vom Fisheye bis zum 60 mm Makro hinter einem Domeglas einsetzen sollte. Ja nach Brennweite und Bildwinkel mehr oder weniger gewölbt. Aus wirtschaftlichen Gründen wird das aber nicht gemacht. Der Kompromiss beginnt bei einem Bildwinkel von 75°, manchmal geht er sogar bis 84°. Erst bei noch größeren Bildwinkeln kommt man ohne Domeglas nicht mehr aus, weil der Bildwinkelverlust und die Randunschärfen so gravierend sind, dass man es nicht mehr tolerieren kann. Wie locker es die Firmen nehmen, kann man am Olympus-Gehäuse für die PEN EPL-1 (Compact System Camera) sehen. Der Kamerahersteller packt sogar das 9-18 mm (18-36 mm kleinbildäquivalent) mit seinem größten Bildwinkel vom 100° hinter eine planarallele Frontscheibe. Ich habe damit fotografiert. Die Randunschärfen waren zu sehen, wenn auch nicht besonders störend, weil der kleine Four-Thirds-Bildsensor (halbe Diagonale wie Vollformat) vieles egalisiert. Störender war die Einschränkung des Bildwinkels auf nur noch 84° bei der Fotografie von Korallenlandschften und Tauchern.
Bei digitalen Kompaktkameras, die in UW-Gehäusen verwendet werden, sind deren Pltzierungen nicht immer nach otischen Regeln vorgenommen worden. Optisch gesehen sollte das Frontglas des UW-Gehäuses so dünn wie möglich sein und der Abstand der Vorderlinse zur Planscheibe so klein wie möglich. Das ist aber manchmal sehr schwer umzusetzen, wenn sich das fest eingebaute Kamerazoom in der Länge verändert. Und dann kommt der Wasserdruck hinzu, In 40 m Tiefe haben wir es mit einem Druck von 5 bar zu tun. Ganz dünn darf die Gehäusescheibe deshalb auch nicht sein. Wie wir es auch drehen und wenden, wir leben in der UW-Fotografie mit Kompromissen. Im Augenblick jedenfalls noch. Die Szene warter auf eine wasserdichte Digitalkamera mit echten UW-Objektiven, wie wir sie bei der Nikonos RS (wasserdichte SLR) in den 90er Jahren schon mal hatten.
Herbert Frei www.underwaterpics.de

Portrait von Storki
  • 31.01.2013 - 18:10

Hallo Herr Frei,

wirklich ein sehr schönes Tutorial. Echt super, und es hat mir viel nützliche Information gebracht!

Eine Sache habe ich nicht ganz verstanden.
Ich verstehe die Aussage des Tutorials so, dass die scheinbare Brennweitenverlängerung um Faktor 1,33 nur bei planparallelen Frontgläsern auftritt. Im Abschnitt zu Domegläsern steht dann weiter unten: " ....wirkt, ... , wie eine negative Linse. Das hat zur Folge, dass alle Objekte, die vom Bildwinkel erfasst werden, dem Gehäusefrontglas optisch näher rücken."
Aber ist ein "optisch näherrücken" nicht auch eine Art der Brennweitenverlängerung?

Tritt nun die scheinbare Brennweitenverlängerung planparalleler Gläser bei Domeports auf oder nicht?
Oder praktisch gefragt: wirkt ein 24mm Weitwinkel (= scheinbare 32mm hinter Planglas) hinter einem Domeglas immer noch wie ein 24mm? (vorausgesetzt das Glas ist optimal abgestimmt)

Und was passiert bei einer nicht so optimalen Abstimmung des Glases zum Objektiv? Sie nannten als Beispiel die Olympus PEN mit 9-18mm Objektiv. Für dieses wird von der Firma ZEN UNDERWATER ein Domeport für die Gehäuse angeboten, welcher laut Aussage des Herstellers auch für 14-42mm Objektiv geeignet sein soll.
Beide Objektive haben unterschiedliche Linsen. Auch wenn bei größeren Brennweiten dieser Punkt wegen des kleineren Blickwinkels nicht so entscheidend sein dürfte, im Weitwinkelbereich sollten Verzerrungen auftreten. Aufgrund der Linsenwölbung wahrscheinlich umso stärker, je unterschiedlicher der Abstand zwischen Linsenglas und Domeglas von der Mitte zum Randbereich hin ist.

Und somit schließ sich meine letzte Frage an: Wie gut passen Domeglas und Zoomobjektiv zusammen?
Beim zoomen verändert sich i. d. R. die Länge des Objektivs über den Brennweitenbereich und somit auch die Distanz zwischen Linsenglas und Domeglas. In den extremsten Punkten dürfte wieder ein ähnlicher Effekt wie bei planen Frontgläsern auftreten, mit Unschärfe und Verzerrungen. Es müsste doch also eine "optimale" Brennweite für jedes Domeglas geben, nämlich jene, wo die Wölbung von Domeglas und Linse identisch ist. Sehe ich das richtig?

Christian

Portrait von FotoFronz
  • 18.07.2010 - 19:31

Vielen Dank Herbert für deinen sehr ausführlichen Bericht. Der hat mir wirklich sehr viel Licht in das noch etwas schattige Eck der Fotografie gebracht.
Eine Frage hätte ich noch. Was für ein Gehäuße würdest du empfehlen für die sogenannte Halb-Halb Fotografie (gibt es dafür einen Fachausdruck..?) also sprich Halb Ober- halb Unterwasser. Ich arbeite mit Nikon D3s bzw. D700, und 12-24 mm Weitwinkelzoom von Nikon.
Ich arbeite in der Tourismusfotografie und ich möchte diese spezielle Perspektive schon seit längerem fotografieren.
Gibt es eine kostengünstige (Gehäuse-)Alternative für diese Aufnahmen? Ich kenne da nur die EWA-Marine Weichplastikgehäuse. Aber die haben halt nur Planglasscheiben. Oder reicht das für diesen Zweck?
Für eine kurze Info wäre ich dir sehr dankbar. Lg FotoFronz

Portrait von herbert_frei
  • 27.07.2010 - 11:09

Um Halb-Halb-Bilder (engl. split-level-pictures) zu gestalten, benötgst du ein sehr großes Domeglas und ein Superweitwinkel oder Fisheye-Objektiv. Die großen Domegläser sind sehr teuer und fangen preislich bei 700 bis 800 Euro an.
Die beste Gehäusekombination stammt von www.seacam.com , es ist aber auch die teuerste, wenn man eine Vollformatkamera einbaut. Günstiger wird das UW-Gehäuse bei einer APS-C Kamera, die ich persönlich bei www.bskinetics.com einbauen lassen würde. Mit einer APS-C Kamera hättest du den Vorteil, dass auch die Schärfentiefe bei gleicher Blende größer wird. Das ist ein wichtiger Punkt, denn die Unterwasserwelt soll wie auch der Überwasseranteil ín die Schärfe fallen.
Grundsätzlich sollte die Blende so klein wie möglich gehalten werden (ISO-Zahl höher einstellen, damit die Schärfenausdehnung ansteigt. Die Wasserlinie sollte weitgehend horizontal verlaufen, der Unterwasseranteil prinzipiell scharf und korrekt belichtet. Eventuell muss man den Unterwasseranteil anblitzen. AF deshalb so legen, dass die UW-Welt in die Schärfe gezogen wird. Klares Wasser ist eine Grundbedingung.
Im Prinzip sollte man dieses Thema als eigenständiges Tutorial bearbeiten. Mal sehen, ob es gewünscht wird.

Viele Grüße Herbert (www.underwaterpics.de)

Portrait von tomcat13
  • 06.08.2009 - 14:20

Super Info! Und die Bilder mal wieder erste Sahne (Sind die eigentlich alle von Dir selbst?)

Gruß
Tomcat13

Portrait von herbert_frei
  • 06.08.2009 - 23:41

Hallo Tomcat,

die Bilder habe ich alle selbst gemacht. Von dieser Qualität habe ich Hunderte, vielleicht sogar Tausende. Ich mache das ja auch schon seit 1974. Früher Dias, heute digital.

Viele Grüße

Herbert

Alternative Portrait
-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)
  • 24.07.2009 - 14:44

sehr gute Hinweise und hilfreich

Portrait von pest07
  • 10.03.2009 - 19:10

Guter Artikel. Schöne Fotos.

Portrait von julitsch
  • 27.02.2009 - 09:14

Wow, bin echt begeistert :-)

Alternative Portrait
-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)
  • 08.01.2009 - 16:29

Wieder gigantische Fotos!

Portrait von Vikki
  • 26.12.2008 - 23:49

cooL ^^ das sieht richtig gut naus und die doku ist echt interessant :)

Portrait von OlliP
  • 26.12.2008 - 19:33

Es sind immer wieder scheinbar nebensächliche Dinge, auf die man das Augenmerk richten sollte - dieser Tutorial zeigt das wieder sehr anschaulich - gute Arbeit!

Portrait von luminator
  • 25.12.2008 - 13:12

Danke, super Dokumentation, hab viel Neues erfahren!!

Portrait von sallal
  • 24.12.2008 - 23:18

sehr interessant , koennte ich auch mal ausprobieren!

Portrait von Fotomanege
  • 23.12.2008 - 13:34

super, doch wo ist die pdf zum download?????

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