Optical Imaging and Photography

Das Lehrbuch von Ulrich Teubner und Hans-Josef Brückner, beide Professoren am Institut für Laser und Optik der Hochschule Emden/Leer, schließt eine Lücke im Fachbuch­sektor: Es behandelt physikalische und optische Grundlagen, erläutert die gängigen Sensortechnologien, Kameratechnik und Objektive sowie Methoden zur Charakterisierung bildgebender Systeme. Die Darstellungen folgen einer physikalischen Sichtweise mit grundlegenden theoretischen Einführungen. Zahlenbeispiele oder praktische Anwendungen finden sich dagegen kaum. Dieses Lehrbuch richtet sich sowohl an Studierende als auch an Fachleute, die auf den Gebieten der Laseroptik, der optischen Messtechnik, der digitalen Foto­grafie oder anderer vergleichbarer Disziplinen arbeiten.

Das erste Kapitel bietet eine Einführung in optische Bildgebung und Fotografie und erläutert unter anderem radiometrische und photo­metrische Grundlagen sowie die Charakterisierung von Bildern, z. B. im Hinblick auf Auflösungsvermögen und Schärfe. Schließlich folgt ein Abschnitt über optische Gläser. Die beiden folgenden Kapitel behandeln grundlegende Konzepte für Fotografie und Digitalkameras und der geometrischen Optik. Das mit über 140 Seiten sehr umfangreiche Kapitel 4 befasst sich mit verschiedenen bildgebenden Sensortechniken und erläutert zunächst die klassischen Film­emulsionen für Schwarzweiß- und Farbfotografie. Es folgen Abschnitte über elektro-optische Sensoren bzw. Photodioden­arrays sowie über Grundlagen der Bildverarbeitung und -verbesserung, wobei es weniger um grundlegende digitale Methoden als vielmehr um sensorbezogene Bildverarbeitung geht, wie radiometrische Korrekturen, Rohdatenformate oder Demosaikierung von Farbsensoren mit Bayer-Maske.

Das folgende Kapitel enthält eine sehr theoretische Einführung in die Wellenoptik, die vor allem dazu dient, das Gerüst für die im späteren Verlauf geführte Diskussion von Modulationstransfer- und Punktverwaschungsfunktion, aber auch frequenzraumbasierte Bildmanipulationen zu legen. Das rund 80-seitige sechste Kapitel beschäftigt sich mit den Anforderungen und dem Design fotografischer Objektive, besonders auch im Hinblick auf hochauflösende Bildsensoren, Kapitel 7 mit der Bestimmung von Kenngrößen zur Beurteilung der Qualität eines Abbildungssystems. Im kurzen Ausblick diskutieren die Autoren zukünftige Entwicklungsmöglichkeiten von Bildsensoren und nennen speziell auch Möglichkeiten zur 3D-Erfassung mit einer oder mehreren Kameras bzw. Bildern. Ein Hinweis auf photogrammetrische Verfahren wäre an diese Stelle wünschenswert gewesen.

Ein 31-seitiger Anhang fasst einige mathematische und technische Aspekte und Beispiele zusammen, die in den vorherigen Kapiteln nützlich sind. Nur eineinhalb Seiten Literaturangaben erscheinen angesichts der vielfältigen Thematik viel zu wenig. Stattdessen schließt ein sehr detailliertes Stichwortverzeichnis das Werk, das in sehr guter Druck- und Papierqualität im Vierfarbendruck erscheint. Die 500 zumeist farbigen Abbildungen unterstützen Lesbarkeit und Verständnis.

Das Buch bereichert ohne Frage das wissenschaftliche Gebiet der digi­talen Bilderfassung. Die Sicht zweier Physiker gibt ihm eine fundierte physikalische Tiefe. Weil das Thema aber auch in anderen Fachrichtungen sehr relevant ist, erscheint es ratsam, auch die dort verfügbaren Werke, etwa aus der Photogrammetrie oder der digitalen Bild- und Sensorverarbeitung, zu studieren. Als primäres Anwendungsgebiet sehen die Autoren die digitale Fotografie. Zahllose andere Aufgabenstellungen in der Medizin, der industriellen Messtechnik oder auf anderen Gebieten vermisst man ein wenig.

Prof. Dr.-Ing. Thomas Luhmann, Oldenburg

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