bernd margotte photography

Objektivkodierung Leica M System

Datenübertragung zwischen Objektiv und Kamera

Bei einer Leica M Sucherkamera findet keinerlei Datenübertragung zwischen Objektiv und Kamera statt. Dies war zu Filmzeiten ja auch nicht nötig; man stellte ganz einfach die Entfernung und die Blende am Objektiv und die Zeit an der Kamera ein. Da man bei einer Sucherkamera immer mit Arbeitsblende arbeitet, muss auch die Blende nicht durch die Kamera geöffnet und geschlossen werden, wie das bei einer Spiegelreflexkamera der Fall ist. Man blickt bei einer Sucherkamera durch den Sucher und somit ist es egal, ob das Objektiv abgedunkelt wird oder nicht. Ganz anders bei einer Spiegelreflexkamera. Hier blickt man immer durch das Objektiv und möchte dies natürlich bei voller Blendenöffnung tun, um möglichst viel Licht für die Bildgestaltung zur Verfügung zu haben. Sobald man auslöst wird der Spiegel hochgeklappt, die Blende auf Arbeitsblende geschlossen und der Verschluss geöffnet. Daher muss die Kamera die Blende steuern und es braucht einen Mechanismus zwischen Kamera und Blende der dies bewerkstelligt. Ganz anders ist es bei der Entfernungsmessung. Geht man einmal von einer manuellen Scharfstellung des Objektivs aus (also ohne Autofokus), so wird bei einer Spiegelreflexkamera die Schärfe durch den Blick durchs Objektiv beurteilt und eingestellt. Es braucht also keinerlei Übertragung der Schärfeeinstellung zwischen Kamera und Objektiv. Bei einer Sucherkamera, wenigstens bei der Leica M, wird aber die Schärfe nicht durch das Objektiv sondern durch den Sucher ermittelt. Streng genommen kann man also auch ganz ohne Objektiv die Distanz zu einem Objekt ermitteln und einstellen. Es bedarf also einer mechanischen Übertragung, um die eingestellte Schärfe auf das Objektiv zu übertragen. Nun ist es klar, warum es wichtig ist, dass der Sucher bzw. die Scharfstelleinrichtung, immer gut kalibriert ist.

Blenden und Objektivdaten

Im digitalen Zeitalter werden Kameraeinstellungen im EXIF File gespeichert. Hier findet man alle möglichen Angaben zu Kamera und Objektiv und vor allem zu den Belichtungseinstellungen. Da aber wie erwähnt bei einer Sucherkamera keine Datenübertragung zwischen Objektiv und Kamera stattfindet, weiss die Kamera nicht welches Objektiv benutzt wird und welche Blende eingestellt wurde. Die Entfernungsinformation ist zwar in der Kamera vorhanden, man stellt ja über den Sucher scharf, aber diese Information wird nich elektronisch ausgewertet und im EXIF File abgelegt. Sie ist also nicht für die Bildauswertung verfügbar. Die Entfernung mag nicht allzu wichtig erscheinen, die anderen Daten können aber sehr hilfreich sein. Gewisse objektivspezifische Korrekturen lassen sich nämlich schon von der Kamera direkt nach der Aufnahme auf die Aufnahmedatei anwenden. So kann man z.B. die Vignettierung oder auch die chromatische Abberation (die durch die wellenlängenabhängige Brechung der Lichtstrahlen verursachten Bildfehler) wegrechnen. Noch sehr viel genauere und umfänglichere Korrekturen lassen sich mittels eines Objektiv-Kamera Profils im RAW Konverter vornehmen. Dazu muss dieser aber wissen, welches Objektiv bei welcher Blende verwendet wurde. Die Blende ist deshalb so wichtig, weil Abbildungsfehler blendenabhängig ausfallen. So nehmen die meisten Abbildungsfehler mit zunehmender Blende ab, aber bei sehr hohen Blendenwerten, also kleinen Blendenöffnungen kommt es wieder zu Beugungseffekten an den Blendenlamellen und z.B. die Bildschärfe nimmt wieder ab. Abgesehen von all diesen Möglichkeiten ist es ausserdem hilfreich, wenn man feststellen kann, mit welchem Objektiv man ein bestimmtes Foto gemacht hatte und welche Blende eingestellt wurde. Die Belichtungszeit und die Empfindlichkeit werden direkt an de Kamera eingestellt und werden deshalb auch von der Kamera im EXIF File aufgezeichnet und später im RAW Konverter entsprechend angezeigt.

Wie kommen nun aber die fehlenden Informationen in die Kamera? Bei modernen Spiegelreflexkameras findet heutzutage allerlei Datenübertragung zwischen Objektiv und Kamera statt, die Objektive verfügen über eigene elektrische Schaltungen die diese Informationen an die Kamera weitergeben. An einer M Kamera kann man aber auch Objektive verwenden, die vor über 50 Jahren gebaut wurden. Deswegen hat man ein Kodierungssystem ersonnen, bei denen die Objektive auf der Bajonettauflage einen 6 Bit Code erhalten, der wiederum von der Kamera über optische Sensoren ausgelesen werden kann. So können praktische sämtliche Objektive nachträglich kodiert werden, ohne dass man eine elektronische Datenübertragung zwischen Objektiv und Kamera bewerkstelligen müsste. Der 6 Bit Code auf dem Objektiv besteht aus 6 schwarzen oder weissen Feldern. Nicht alle jemals gebauten Objektive haben allerdings einen Code erhalten, man kann aber immerhin die Brennweite und die maximale Öffnung aus einem Code ermitteln. So bedeutet z.B. der Code 100001 Summicron 50mm/f2.0 der Generation IV oder V. Man hat also die Information 50mm und maximale Blendenöffnung 2.0, aber der Code bezeichnet genau dieses Objektiv. Ein Summicron 50mm der Generation III hat einen anderen Code, nämlich 010111. Will man irgendein älteres 50mm Objektiv mit Blende 2.0 oder auch ein Fremdobjektiv kodieren, muss man sich der bekannten Codes bedienen, da es zumindest nach meinem Erkenntnisstand keine eindeutig zuweisbaren Codes für Fremdobjektive gibt. Man muss sich also bewusst sein, dass ein älteres oder Fremd-Objektiv nur mit einem Code kodiert werden kann, dass eigentlich einem anderen Objektiv entspricht. Es wird dann auch als ein solches erkannt und deswegen sollte man die Kamera-Internen Korrekturen entsprechend deaktivieren und ein Objektiv-spezifisches Profil im RAW Editor verwenden. In der untenstehenden Tabelle wurden deshalb nicht nur Objektive aufgeführt, für die es einen Code gibt, sondern auch solche, die noch keinen Code erhalten haben. In der viertletzten Kolonne ist ausserdem angegeben, ob das entsprechend Objektiv von Leica kodiert werden kann. Ich nehme an, dass nur genau diese Objektive auch wirklich einen eindeutig zuweisbaren Code erhalten haben. Objektive, die immer schon mit Code ausgeliefert wurden sind mit „kodiert“ gekennzeichnet, wenn der Code nicht bekannt ist.

Diese Liste wurde aus verschiedenen Quellen erzeugt. Ich habe auch die Produktionsdaten mit den von Leica angegebenen Daten abgeglichen, die Daten von match Technical (dazu später mehr) scheinen nicht immer akkurat zu sein. Man kann davon ausgehen, dass Objektive, die zwar verschiedene Produktionsdaten aber die gleiche Produktionsnummer aufweisen, sich optisch nicht gross unterscheiden.

Doch konzentrieren wir uns einmal auf Objektive, für die es einen genau zuweisbaren Code gibt. Unten ist eine Liste von Objektiven aufgeführt, für die mir ein Code bekannt ist. Die Codes habe ich dem Coder Kit von match Technical entnommen, auf welches ich nun genauer eingehen möchte.

Objektive kodieren

Kauft man heutzutage Objektive älteren Datums, so ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass sie noch keinen Code aufweisen. Den Code kann man entweder von Leica durch ihre Serviceabteilung aufbringen lassen oder die Objektive ‚temporär’ selber mit einem Filzstift kodieren. Die professionellere Lösung ist sicherlich die von Leica, da hier die Codes nicht einfach auf das Objektivbajonett gemalte werden. Die Orte, an denen sich später die 6 Farbfelder befinden werden hier nämlich zuerst leicht eingefräst und später entsprechend eingefärbt. Dadurch werden die Farbfelder beim Objektivwechsel nicht beschädigt. Falls man die Codes hingegen einfach mit einem Filzstift auf, werden die Markierungen mit der Zeit durch den Objektivwechsel abgewetzt und man muss nachmalen. Allerdings ist der Service von Leica nicht gerade günstig. Wurden im Jahre 2006 noch unter 100 Euro dafür verlangt, schlägt der Service heutzutage mit ca. 250Euro zu buche. Eindeutig günstiger ist die Selbstkodierung. Hierfür braucht man lediglich eine Schablone und einen wasserfesten Filzstift. Entweder man bastelt sich eine solche Schablone selbst oder man kauft sich eine Schablone von der Firma match Technical. Ich habe mehrere Versuche mit selbstgebastelten Schablonen gemacht und war nur teilweise erfolgreich. Da man die selber gemachten Schablonen aus stärkerem Papier oder einer Folie ausschneidet, ist sie nur sehr ungenau auf dem Objektiv plazierbar. Die Kunststoffschablone von match technical hingegen rastet sehr präzise auf dem Objektiv ein und man kann den Code mit dem beiliegenden dünnen Filzstift sehr genau markieren. Danach können die Markierungen nach dem abnehmen der Schablone mit dem dickeren Ende des Filzstiftes noch verdickt werden, um eine bessere Auslesung zu bewerkstelligen. Ich habe auf Anhieb drei Objektive ohne Probleme codiert und diese wurden auch von der Kamera sofort erkannt. Allerdings halten die Filzstift-Striche nicht ewig, nach ein paar Objektivwechseln muss man nachkodieren. Main 90mm wurde schon nach 3-4 Objektivwechseln nicht mehr erkannt, das 50mm Summicron wird nach einer Weile als 50mm Summilux erkannt, obwohl der Code total verschieden ist. Das ist ein fieser Fehler, da man ihn nicht bei der Aufnahme bemerkt, die M8 zeigt ja nur '50mm' an und nicht, welches Objektiv genau detektiert wurde. Erst beim Auslesen der EXIF Datei z.B. in Lightroom wird die Fehlkodierung erkannt.

Dem Coder Kit liegt auch noch eine Tabelle in Form eines Drehtellers bei, mit Hilfe dessen man die Codes für die verschiedenen Objektive ermitteln kann. Wie man mit Objektiven verfahren soll, die nicht auf der Liste erscheinen, wird nicht beschrieben.

Vergleicht man die Liste von match Technical mit der Umrüstliste von Leica, so fällt auf, dass bei Leica Objektive aufgeführt sind, die in der match Liste fehlen, aber auch umgekehrt! Ausserdem werden bei Leica Objektive unterschieden, die bei match Technical denselben Code erhalten. Mit ist aber unbekannt, ob bei Leica nur die Bestellnummer eine andere ist, der Code aber evtl. derselbe. Aber Leica macht offensichtlich mehr Unterschiede als dies die match Technical Liste tut. So wird bei match die 4 und 5te Generation des Summicron 50mm mit demselben Code versehen, bei Leica wird aber eine andere Bestellnummer für die beiden Objektive angegeben. Auch die Jahresdaten für die Herstellung werden in den Listen verschieden angegeben. So unterscheidet Leica zwischen aktuellen Objektiven und ‚nicht mehr aktuellen’ Objektiven. Ein aktuelles Elmarit 21mm ASPH hat eine andere Nummer als ein nicht mehr aktuelles; evtl. wurde hier die Konstruktion geändert. Wenn man nur eines der beiden Objektive besitzt und ein eigenes erstelltes Profil z.B. im Lightroom 3 erstellt hat, kann einem dies natürlich egal sein, Hauptsache das Objektiv wird dem richtigen Profil zugeordnet.

Auf dem Internet findet man auch andere Listen mit Codes für M Objektive, aber meistens wird nicht angegeben, woher diese Liste stammt oder wie die Codes ermittelt wurden. Es ist natürlich auch fraglich ob all diese kleinen Unterschiede überhaupt eine Rolle spielen und für die tägliche Anwendung relevant sind, aber Verwirrung stiften sie.

Wie wird der Blendenwert übertragen?

Diese Frage ist eigentlich sehr einfach beantwortet: Der Blendenwert wird überhaupt nicht übertragen! Er wird von der Kamera ganz einfach geschätzt. Die Kamera weist nämlich einen zweiten Sensor auf, der die Belichtungshelligkeit unabhängig vom Sensor misst. Diese Information wird verwendet, um die Helligkeit der Blendenanzeige im Sucher zu steuern. Nun kann man die durch das Objektiv und die mit dem externen Sensor gemessene Helligkeit messen und durch den Helligkeitsunterschied die eingestellt Blende ermitteln. Da aber der externe Sensor einen ganz anderen wirksamen Winkel aufweist wie der Sensor im Kamera Gehäuse, der das durch das Objektiv eintretende Licht welches an einer der Lamellen des Verschlussvorhanges reflektiert wird misst, ist diese Vergleichmessung entsprechend ungenau. Es kommt also auf den Öffnungswinkel des Objektives und die Helligkeitsvariationen der Umgebung an, wie genau die die Messung ist. Es ist wohl schwierig eine genaue Aussage darüber zu machen, ob man der Messung nun auf +/- eine Blende oder mehr oder weniger vertrauen kann. So bleibt die Ermittlung der Blende einer gewissen Ungenauigkeit unterworfen. Aber dennoch hat es schon Untersuchungen in dieser Richtung gegeben.

Auf http://bretteville.com/m8metadata.html fand man früher (die Seite ist leider nicht mehr verfügbar) einen Report über die Genauigkeit dieser Messung. Untenstehend sind die Werte, die ich aus dem Report herausgelesen habe, aufgelistet.

Nach dem Bericht sind die Messungen für Brennweiten zwischen 28 und 50mm genauer als solche mit Objektiven kürzerer oder längerer Brennweiten. Aber auch bei einem 50mm oder 35mm Objektiv muss man mit Abweichungen im Rahmen von +/- einer Blende rechnen. Ich habe die Werte einmal genauer unter die Lupe genommen und interessanterweise bekommt man sehr ähnliche Wahrscheinlichkeiten für alle Brennweiten, wenn man einen gewissen Spielraum annimmt. Das heisst im Klartext, dass die Leica Messung in 70-80% der Fälle zwischen 0 und 1 Blende zu viel anzeigt. Das könnte man mit einem besseren Algorithmus sicherlich noch so optimieren, dass die gleichen Ergebnisse zwischen -0.5 und +0.5 liegen.

Bei einer Varianz von +/- 1 Blende kommt man auf ca. 90% (-0.5 … +1.5). Man hat dann aber immer noch 10% der Aufnahmen, bei denen ein über eine Blende falscher Wert angezeigt wird. Man kann also nicht gerade von einer hohen Genauigkeit reden. Allerdings lässt sich auch feststellen, wann die Belichtung mit grosser Ungenauigkeit ermittelt wird. Das ist im Gegenlicht der Fall, wenn ein Filter verwendet wird (z.B. ein IR Filter für Infrarotaufnahmen) und wenn die Sonne direkt auf den externen Sensor scheint aber nicht ins Objektiv (Sonnenblende). Photoshop Lightroom ermittelt die Blende unabhängig von der Leica Software, hier könnte der Test also durchaus anders ausfallen. Allerdings ist nicht mit einem grossen Genauigkeitssprung zu rechnen. Die Genauigkeit wird übrigens bei Codierten Objektiven rein dadurch erhöht, dass die Kamera nun weiss was die grösste und kleinste Blende eines bestimmten Objektivs ist. Ermittelt die SW zum Beispiel bei einem 35mm Summicron Blende 1.4, dann wird dieser Wert automatisch auf 2.0 korrigiert, da das Summicron eine maximale Blende von 2.0 aufweist und 1.4 nicht möglich ist.

Um die Genauigkeit des Lightroom Algorithmus ein wenig zu analysieren, habe ich selbst eine Untersuchungs-Reihe von 940 Aufnahmen gemacht, die alle bei leichter Bewölkung aufgenommen wurden. Das lässt schon erahnen, dass hier die Genauigkeit höher sein sollte als bei Sonne, weil die oben erwähnten Effekte wie Gegenlicht oder Sonneneinstrahlung auf den externen Sensor weniger stark ausfallen. Aber es sollte ja vor allem der Unterschied zwischen Leica SW und Lightroom ermittelt werden. Die von der Leica abgeschätzten Blendenwerte werden im EXIF File als approxFNumber eingetragen, Lightroom trägt direkt einen Aperture Value ins EXIF ein, wenn man die bearbeiteten Bilder exportiert. Ich habe die beiden Werte mit dem exiftool ausgelesen und verglichen. Fazit: Lighroom geht zwar anders vor und man erhält andere Abweichungen, besser sind sie aber trotzdem nicht (s. Grafiken unten).

Was nutzt die Objektiv-Datenerfassung

Weiss die Kamera, welches Objektiv verwendet wird, können verschiedene optische Effekte bzw. leichte optische Mängel des Objektivs ausgeglichen werden. Folgende optischen Korrekturen können angebracht werden:

• Vignettierung: Abdunklung des Bildes zu den Rändern, vor allem bei Weitwinkelobjektiven augenscheinlich
• Chromatische Abberation: Verschiede Farben werden unterschiedlich stark gebrochen und es ergeben sich so unterschiedlich grosse Abbildungen für die drei Grundfarben RGB.
• Verzeichnung: Sowohl tonnen- wie auch kissenförmige Verzeichnungen können geometrisch korrigiert werden.

In der M8 wird vor allem die Vignettierung direkt korrigiert, wenn man an der Kamera die Objektiv-Detektion einschaltet. Die anderen Effekte können mit einem Profil z.B. in Lightroom korrigiert werden. Ein solches Profil ist relativ aufwendig zu erstelle, in dem man viele Fotos mit verschiedenen Ausschnitten und Blendenwerten erstellt und mit der Software LensProfiler von Adobe daraus ein Profil erstellt. Ich habe ein solches Profil für drei Objektive gerechnet, den Effekt kann man in der untenstehenden Abbildung erkennen, in dem man mit dem Mauszeiger zwischen den verschiedenen Ansichten hin und her schaltet. Es wird jeweils eine Aufnahme

• ohne Objektiverkennung in der M8
• mit Objektiverkennung in der M8
• und mit Objektiverkennung in der M8 und zusätzlichem Lightroom Profil angezeigt.

Sehr schön ist die Korrektur der Vignettierung zu sehen. Schon Kameraintern wird die Vignettierung relativ gut herausgerechnet, es bleibt aber eine Restabschattung. Erst das Lightroom Profil gibt der Korrektur den letzten Schliff. Hierbei muss beachtet werden, dass die M8 kein Vollformatsensor besitzt sondern „nur“ einen ASP-H Sensor, also einem Sensor mit Crop Faktor 1.3. Die kritischen Bildecken werden also gar nicht abgebildet. Bei einer Vollformatkamera sind dementsprechend grössere Korrekturen zu erwarten. Wenn man sich die Messdaten von Leica bezüglich der Verzeichnung ansieht, ist bei den beiden Summicron Objektiven 35mm ASPH und 50mm V, die ich getestet habe, keine grosse Verbesserung zu erwaten, da beide Objektive bei einem ASP-H Bildsensor diesbezüglich exzellente Abbildungseigenschaften zeigen. Nur bei der Vignettierung kann noch nachgebessert werden.
Die abgebildeten Diagramme sind für einen Vollbildsensor bzw. 35mm Film gerechnet bzw. gemessen. Die halbe Diagonale eines Vollformatsensors misst 21.6mm, eines ASP-H Sensors aber nur 16.6mm und bei einem ASP-C Sensor (Crop Faktor 1.6) gar nur 13.5mm. Die Grafiken sind für den M8 Sensor bei max. 16.6mm abzulesen.

Wie die Grafiken unten zeigen, bewirkt das Profil tatsächlich keine grosse, aber immerhin eine sichtbare Änderung bezüglich der Verzeichnung, besonders beim 90mm und beim 35mm Objektiv.

Für die Vignettierung ergibt sich nach den untenstehenden Leica Grafiken für das 50mm Objektiv bei Blende 2/2.8/5.6 eine Vignettierung von 50%/80%/85%. Bei Blende 2.0 ist die Vignettierung also eine volle Blendenstufe (bei einem Vollformatsensor wären es zwei Blendenstufen!).

Beim 35mm Summicron ergibt sich nach den Leica Angaben eine Vignettierung bei Blende 2/2.8/5.6 von 50%/70%/70%, also ziemlich ähnlich wie beim 50mm Objektiv.

Für das 90mm Tele Elmarit liegen mir keine Messdaten vor.

Es bleibt noch die Frage zu klären, ob sich ein Profil evtl. negativ auf die Abbildungsqualität auswirken kann, da ja jede Menge Pixel verrechnet werden und es theoretisch zu einem Schärfeverlust kommen könnte. Ich habe eine solche Verschlechterung nicht feststellen können. Aber urteilen Sie selbst anhand des untenstehenden Beispieles.

Links zum Thema

Sucherkameras und die M8

M8 Galerien

London: Thames Path 1
London: Thames Path 2
Südengland
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Hong Kong: Tsim Sha Tsui
Hong Kong: Tsim Sha Tsui to Mong Kong

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