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Zusammenfassung:
Auf dieser Seite beschreibe ich, die die Wirkungsweise eines Nodalpunktadapters für die Panoramafotografie am Beispiel eines selbst konstruierten und gebauten Nodalpunktadapters.
Ich gebe keine genaue Bauanleitung sondern beschreibe die Konstruktionsprinzipien. Da der beschriebene Nodalpunktadapters nur für einen bestimmten Kameratyp gebaut wurde, macht es keinen Sinn, genaue Abmessungen anzugeben. Durch Nachvollziehen der Konstruktionsprinzipien sollte jeder in der Lage sein, auf einfache Weise einen individuellen Nodalpunktadapter für seine Kamera zu entwerfen und zu bauen.

Einführung

Für ein Panorama aus Einzelbildern, das am PC zusammen gefügt werden soll, müssen mehrere Aufnahmen vom gleichen Standpunkt aus gemacht werden.

Nodalpunkt

Der Nodalpunkt (Knotenpunkt, von engl. 'Node' wie Knoten) ist das optische Zentrum im Inneren der Kamera bzw. des Objektives. Um diesen Punkt kann man eine Kamera drehen, ohne dass sich Vorder- und Hintergrund gegeneinander verschieben.

Siehe auch Beschreibung im Wikipedia.

Nodalpunktadapter

Der Nodalpunktadapter für die Panorama-Fotografie stellt die Verbindung von Stativ und Kamera derart her, dass beim Schwenken und Neigen der Kamera die vertikale und die horizontale Drehachse durch den Nodalpunkt läuft. Bei einer solchen Anordnung treten durch die Änderung der Blickrichtung keine Parallaxenfehler auf.

Freihandaufnahmen

Wenn alle Teile des Motivs in ausreichender Entfernung liegen (z. B. Aussicht vom Berggipfel), reichen Aufnahmen aus der freien Hand.

Die Bewegung des Nodalpunktes bei Freihandaufnahmen (ohne Herumlaufen!) liegt im Bereich weniger Dezimeter.

Panorama Festung Königstein (Sachsen, Elbe)

Diese Technik habe ich bei meinem ersten Panorama angewandt: Festung Königstein. Ein im Vordergrund verlaufendes Geländer wurde dabei im Bild zerrissen. Der Hintergrund ist jedoch in Ordnung.

Stativaufnahmen

Wenn ferne und nahe Motive enthalten sind, sollte mindestens ein Stativ verwendet werden.

Die Bewegung des Nodalpunktes bei Stativaufnahmen (ohne Nodalpunktadapter) liegt im Bereich weniger Zentimeter.

Vertikale Achse

Beim Schwenken um den Horizont sollte die vertikale Achse des Stativs durch das Objektiv der Kamera verlaufen. Das heißt in der Praxis, dass das Stativgewinde möglichst unterhalb des Objektivs angebracht sein sollte und nicht seitlich versetzt. Kameras mit sehr langen (Zoom-) Objektiven haben zudem einen spürbaren Versatz in Längsrichtung.

Panorama Salzhof Bad Salzuflen

Ein Beispiel für eine Serienaufnahme 360° um den Horizont ist der Salzhof in Bad Salzuflen, der noch ohne den unten beschriebenen Adapter aufgenommen wurde.

Dies Panorama enthält nahe liegende Motivteile, weil der Boden als zweite Bildreihe bis nah an den Standort aufgenommen wurde. Beim Zusammenfügen am PC machte sich störend bemerkbar, dass die Kamera für die Hochkantaufnahmen im Kugelkopf gekippt wurde und somit das Objektiv neben der Stativachse lag. Der Abstand beträgt nur wenige Zentimeter, so dass ich beim Fotografieren angenommen hatte, dass wäre nah genug. Das hatte ich jedoch unterschätzt.

Um die Wirkung abzuschätzen machen sie folgenden Test:
Schauen sie aus dem Fenster und suchen sie sich einen festen Punkt in der Ferne (> 20 Meter).
Stellen sie sich so, dass ein anderer nahe liegender Gegenstand (z.B. Fensterrahmen, < 2 Meter) davor liegt. Nun bewegen sie den Kopf nur wenige Zentimeter hin und her.
Sehen sie, wie sich Vorder- und Hintergrund gegeneinander verschieben?

Das gleiche wie in diesem Test passiert beim Drehen der Kamera auf dem Stativ, wenn das Objektiv neben der Drehachse liegt. Die Folge davon ist, dass die überlappenden Teile benachbarter Aufnahmen nicht gleich sind und somit nicht zur Deckung gebracht werden können. Wählt man beim Zusammenfügen am PC Passpunkte aus nah und weit entfernten Motivteilen aus, ergeben sich verschiedene Werte für die räumliche Orientierung des Bildes. Das Programm, das von einem zentralen Standpunkt ausgeht, versucht die vermeintlichen Ungenauigkeiten zu mitteln.

Horizontale Achse

Will man nicht nur den Horizont abbilden, sondern dem Betrachter auch erlauben nach oben und unten zu sehen (Kugelpanorama), dann muss man (wenn man kein Fischaugenobjektiv besitzt) mehrere Reihen von Bildern über- und untereinander aufnehmen. Dazu muss man die Kamera zusätzlich neigen. Bei Verwendung eines normalen Stativs liegt die horizontale Drehachse der Neigung unterhalb der Kamera (z.B. im Kugelkopf). Die Kamera wandert also beim Neigen mit ihrem Nodalpunkt vor und zurück.

Ein Beispiel für ein Kugelpanorama ist die Aufnahme am Marstall in Lemgo. Horizontal wird die Rundumsicht von 360° abgedeckt. Neben der mittleren Bildreihe wurde unten noch eine Reihe vom Fußboden bis kurz vor das Stativ angefügt. Oben wurde eine Reihe von Bildern angefügt, die die Baumwipfel und die oberen Balken der Brücke erfassen. Für den ersten Test des unten beschriebenen Nodalpunktadapters wurden ganz bewusst auch sehr nah liegende Motivteile einbezogen wie das Brückengeländer.

Panorama Marstall Lemgo

Da die Oberfläche einer Kugel hier in ein Rechteck abgebildet wird, ergeben sich Verzerrungen. Geraden werden als Kurven dargestellt. Ein solches Panorama sollte möglichst mit einem Programm interaktiv betrachtet werden. Klicken sie dazu ins Bild.

Adapter
Nodalpunktadapter

Um das Problem zu lösen, habe ich mir auf sehr einfache Art einen Rahmen gebaut, der es erlaubt meine Kamera auf einem Stativ horizontal zu drehen und vertikal zu kippen, ohne den Aufnahmestandpunkt zu verändern.
Die vertikale Achse zum Drehen um den Horizont ist auf diesen Bildern in grün dargestellt.
Die Horizontale Achse zum Neigen der Kamera ist rot abgebildet.
Der Schnittpunkt der Achsen liegt im Nodalpunkt im Inneren des Kameraobjektives.
Dieser Punkt liegt im inneren des Objektives in der optischen Achse.

Nodalpunktadapter

In Breite und Höhe der Kamera kann der Nodalpunkt schnell fixiert werden indem die Mitte der Objektivöffnung festgelegt wird. Wie tief im Inneren der Punkt liegt, kann jedoch nur geschätzt werden. Eventuell geben die technischen Unterlagen der Kamera Auskunft. Da meine Kamera über kein Zoom-Objektiv verfügt, ist das Objektiv verhältnismäßig klein und eine Schätzung somit ausreichend genau.

Nodalpunktadapter

Der Adapter wurde aus Aluminium-Band (3 x 30 mm) aus dem Baumarkt gebogen. Den Präzisions-Preis der Feinmechaniker-Innung werde ich damit nicht gewinnen, da z.B. einige rechte Winkel nicht gut gelungen sind. Darauf kommt es aber nicht an! Wichtig ist, dass die beschriebenen Drehachsen rechtwinklig zueinander stehen.
Die Seite, die die Auflagefläche für den Kameraboden bildet, sollte rechtwinklig zur horizontalen Neigungs-Achse liegen. Dadurch wird die Drehung (Yaw) des Bildes minimiert. Den Restwert rechnet die Software während der Interpolation heraus. Für die Erfassung oder Erkennung der Passpunkte (vor der Interpolation) ist es jedoch nützlich, wenn der Wert möglichst klein ist.
Nodalpunktadapter Um den Adapter um die vertikale Achse zu drehen, muss die Klemmung auf dem Stativteller kurz gelockert und nach dem Drehen wieder fest gezogen werden. Dazu wurde die Bohrung im äußeren Rahmen einfach unter die Auflagefläche geklemmt. Ein Lockern des Kugelkopfes während der Aufnahmeserie muss vermieden werden, denn dadurch ändert sich die Position der Kamera!
Für die Verbindung von äußerem und innerem Rahmen ist die Bohrung im äußeren Rahmen mittig angebracht, damit sich die horizontale Neigungsachse auch räumlich (nicht nur in der Draufsicht von vorn) mit der vertikalen Drehachse schneidet. Die Bohrung im inneren Rahmen und die Bohrung für das Stativgewinde der Kamera sind jedoch nach hinten versetzt um den Nodalpunkt in die horizontale Neigungsachse zu bekommen. Aufgrund der kompakten Bauweise der Kamera war die Breite der Aluminiumstreifen hier noch ausreichend. Die Kamera ragt nach hinten etwas aus dem Rahmen heraus. Bei Kameras mit längeren Objektiv-Tuben (Zoom!) müssten wahrscheinlich zusätzliche Teile angebracht werden.

Nodalpunktadapter

Der innere Rahmen kann nach unten so weit geneigt werden, bis Teile des Stativs im Bild sichtbar werden.
Nach oben kann bis in den Zenit geneigt werden, es ist bei Serien aber meist ausreichend, wenn der obere Bildrand den Zenit berührt. Nodalpunktadapter
Die Form eines geschlossen Rahmens für den inneren Teil wurde wegen der besseren Stabilität gewählt. Theoretisch hätte es gereicht, die Auflagefläche mit den beiden Achspunkten zu verbinden, oder sogar nur einen seitlichen Achspunkt mit entsprechend stabiler Führung zu verwenden. Da ich aber weder die Kenntnisse noch die Werkzeuge habe, um so etwas zu konstruieren, habe ich einen geschlossenen Rahmen gewählt, den ich an beiden Seiten auf eine M4-Schraube als Achse aufgespießt habe.

Nodalpunktadapter

Die Bewegung des Nodalpunktes bei Stativaufnahmen mit Nodalpunktadapter liegt im Bereich weniger Millimeter.

Der hier beschriebene Nodalpunktadapter ist maßgeschneidert für meine Kamera Sony DSC-P32. Er kann nur für Aufnahmen im Hochformat verwendet werden.

Die Bohrungen wurden so angebracht, dass bei den gegebenen Abständen von Kameraboden zu Objektivachse bzw. Stativgewinde zu Objektivachse bei allen Bewegungen der Nodalpunkt stets am gleichen Raumpunkt ist.

Es gibt Adapter zu kaufen, die über Schlitz-Klemm-Techniken die Anpassung an verschieden Kamera-Modelle erlauben. Nicht immer ist dabei auch ein Neigen der Kamera möglich.

Hier zusammenfassend die Vor- und Nachteile der beschriebenen Konstruktion gegenüber solchen kommerziellen Nodalpunktadaptern.

Vorteile Nachteile
  • einfach zu bauen
  • kostengünstig
  • Genauigkeit im Millimeterbereich
  • leicht
  • horizontale und vertikale Drehung möglich
  • erlaubt somit mehrere Bildreihen  (Multi-Row) für Kugelpanoramas mit normalen Kameras ohne Fischaugenobjektiv
  • Nur für einen Kameratyp zu benutzen
  • Nur für Hochformat
  • Keine Ablesung der Winkel möglich

Über Anregungen und Verbesserungsideen würde ich mich freuen. Meine Kontaktadresse finden sie auf der Eingangsseite.

Kamera: OLYMPUS E-100 RS