Nachstellen der Kameraperspektive in PC-Crash

2017, p. 86 (#3)

Zitat

Hugemann, W.: Kameraperspektive in PC-Crash. Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 55 (2017), p. 86 (#3)

Inhaltsangabe

Versuchsaufbau: Die 50-mm-Kamera befindet sich in 12 m Höhe im Ursprung und blickt auf eine 30×24 m große Wand, die bei +50 m steht.

Wie im Beitrag (VKU 03/2017) dargelegt, orientiert sich PC-Crash (bis einschließlich Version 13.1, Ende 2021) an der Bildhöhe: Verändert man die Größe des 3D-Fensters, so bleibt der vertikale Öffnungswinkel des Objektivs (und damit die an der Bildhöhe definierte Brennweite) erhalten. Das heißt:

• Verändert man die Breite des 3D-Fensters, so erweitert sich der Blick nach links und rechts; während der Abbildungsmaßstab erhalten bleibt. Die horizontale Öffnungsweite der Objektiv (HOV = horizontal field of view) nimmt also zu; die nach üblichem Muster umgerechnete Brennweite nimmt ab.
• Verändert man die Höhe des 3D-Fensters, so ändert sich der Abbildungsmaßstab so, dass der vertikale Bildinhalt erhalten bleibt; die horizontale Öffnungsweite wird ebenfalls entsprechend angepasst.

In beiden Fällen bleibt also der vertikale Öffnungswinkel des Objektivs erhalten. Die KB-Brennweite, die man bei den Kamera-Einstellungen in PC-Crash angibt, bezieht sich zwar (wie gewohnt) auf den horizontalen Öffnungswinkel des Objektivs, gilt aber nur für das Seitenverhältnis des Kleinbildformats 3:2. Um die äquivalente Brennweite für das Seitenverhältnis 4:3 umzurechnen, muss als über den vertikalen Öffnungswinkel umgerechnet werden:

1. Zunächst muss die Brennweite des Kleinbildformats (HOV = horizontal field of view) auf die äquivalente »vertikale Brennweite« (VOV = vertical field of view) umgerechnet werden; diese beträgt 2/3 der Kleinbildbrennweite.
2. Im zweiten Schritt wird dasselbe mit der vertikalen Brennweite des 4:3-Formats veranstaltet, was einen Faktor von 3/4 ergibt.

In der Summe beträgt die Brennweite in PC-Crash beim 4:3-Format des Vorschaufensters dann (2*4)/(3*3) = 8/9 der nominellen KB-Brennweite.

Bei Hochkantfotos beträgt die Brennweite in PC-Crash 66,7% der tatsächlichen KB-Brennweite, unabhängig vom Seitenverhältnis.

Hier die PC-Crash-Datei der Version 10.1 mit dem rechts illustrierten Versuchsaufbau als Grundlage für eigenen Experimente: Datei:Versuchsaufbau Brennweite PCC.zip

Ein Beispiel

Querformatfoto

Hochformatfoto

Aus dem oben Gesagten folgt, dass die per Kameraoptimierung in PC-Crash ermittelte Brennweite beim Handy davon abhängt, ob es sich um ein Hoch- oder Querformatfoto handelt. Die beiden Fotos sind aus derselben Position x = 0,2 m, y = -1,72 m, z = 1,6 m (Circawerte) parallel zu den 60x40-Platten aufgenommen. Das ausgewählte Quadrat hat also 1,2 m Kantenlänge und wird auf ein PC-Crash-Zeichnobjekt mit genau diesen Abmessungen abgebildet. Die tatsächliche KB-Brennweite des Handys, ein Mi A2 Lite, beträgt 27,2 mm.

PC-Crash sollte also eine Brennweite von

• Querformat: 8/9 × 27,2 = 24,18 mm
• Hochformat: 27,2 / 1,5 = 18,13 mm

ermitteln, was tatsächlich etwa hinkommt. (Die Fotos wurde nacheinander in exakt dasselbe 3D-Fenster desselben Projekts geladen.)

Anmerkungen

Die auch in der Kurzveröffentlichung verwendete Abkürzung HOV (wie auch VOV) ist m.E. nicht allgemein üblich. FOV (FoV) steht für Field of View (Sichtfeld). hFoV und vFoV sorgen für weniger Verwirrung und werden bereits verwendet. Vdengineering (Diskussion) 13:47, 13. Nov. 2018 (CET)

Beiträge im VuF

• 2016 #5 Nachstellen der Kameraperspektive. (p. 166)