(Modellbahn-) Fotografie Teil 2 – Bildwinkel, Sensorgröße und Brennweite

Was versteht man denn unter dem Bildwinkel, wo er doch so wichtig für das Foto ist? Nun, zunächst ist der Bildwinkel nichts anderes als der Ausschnitt aus der Natur, der auf dem Foto festgehalten wird. Unser Auge kann einen bestimmten Bereich ohne das Auge oder den Kopf zu bewegen, erfassen. Alles, was außerhalb dieses Bereiches liegt, wird von uns nicht wahrgenommen.  Dasselbe gilt auch für eine Kamera. Auch diese erfasst nur einen begrenzten Bereich. Dieser Bereich hängt von zwei Faktoren ab, der Sensorgröße und der Brennweite des Objektivs. Unter der Sensorgröße kann man sich bestimmt etwas vorstellen. Das ist schlicht die Fläche, die der Sensor einnimmt, also etwas in der Art von 24 mal 36 mm (entspricht der Filmgröße des früher verwendeten Kleinbildfilms)  Auf die unterschiedlichen Sensorgrößen und deren Auswirkungen gehen wir gleich noch genauer ein.

Aber Brennweite? Die Brennweite ist der Abstand, den ein Objektiv vom Sensor haben muss, damit etwas, das sehr weit (unendlich weit) entfernt ist, scharf abgebildet wird. Wer schon mal mit einer Lupe ein Stück Papier entzündet hat, hat dabei automatisch die Brennweite der Lupe (ist prinzipiell auch nichts anderes als ein Objektiv) ermittelt. Denn nur, wenn das Papier im Abstand der Brennweite der Lupe ist, wird das Sonnenlicht stark genug gebündelt, um das Papier zu entzünden. Beim Fotografieren mus dieser Abstand ebenfalls genau passen, damit das Bild scharf wird. Beim Fokussieren (Scharfstellen) wird der Abstand des Objektivs zum Sensor so angepasst, dass das Motiv, das ja nicht immer unendlich weit weg ist, möglichst scharf abgebildet wird. Um ein Motiv, das näher als Unendlich ist, scharf zu stellen, muss das Objektiv weiter weg vom Sensor gebracht werden als bei Unendlich. Und zwar um so weiter weg, um so näher das Motiv ist.

Wie beeinflusst die Brennweite den Bildwinkel? Nachdem wir wissen, das die Brennweite dem Abstand des Objektivs vom Sensor entspricht, ist ja auch klar, das ein Objektiv mit längerer Brennweite weiter weg sein muss, als ein Objektiv mit kürzerer Brennweite. Bedenkt man nun, das ein Objektiv einen bestimmten endlichen Durchmesser hat, ist klar, das, je weiter weg das Objektiv ist, desto enger der Bildwinkel wird. Wenn man aus Daumen und Zeigefinger einen Ring formt und diesen vor ein Auge hält, so ist das, was im inneren dieses Rings zu sehen ist, immer weniger, je weiter wir den Ring (die Hand) vom Auge entfernen…

Die Größe des Sensors spielt dabei natürlich auch eine Rolle. Je größer der Sensor ist, desto mehr wird rechts und links, oben und unten erfasst. Je größer der Sensor desto weiter wird also der Bildwinkel bei einer gegebenen Brennweite.

Das menschliche Auge erfasst einen bestimmten Bildwinkel. Dieser Bildwinkel erscheint uns als natürlich und Normal. Beträgt die Brennweite eines Objektivs in etwa der Diagonalen des Sensors, so spricht man von Normalbrennweite, da dann der Bildwinkel in etwa dem des Auges entspricht. Früher bei Kleinbildfilm waren das etwa 50mm. Wer das genau ausrechnen will, Pythagoras lässt grüßen… In Etwa stimmt das aber mit 50 mm… Alles, was von der Brennweite her darunter liegt, bezeichnet man als Weitwinkel- Objektiv, alles, was darüber liegt als Teleobjektiv. Logisch wäre ja Engwinkelobjektiv, doch der Begriff hat sich nie durchgesetzt.

Man kann also die Bildwirkung von Objektiven einer bestimmten Brennweite nur in Abhängigkeit von der Sensorgröße betrachten. Deswegen hat es sich eingebürgert, die Brennweite als “Kleinbild- Äquivalent” anzugeben. Ein Objektiv mit 50mm Kleinbild Äquivalent hat also meist nicht wirklich 50 mm Brennweite sondern eine Brennweite, die in etwa denselben Bildwinkel eines 50mm Objektivs an Kleinbild entspricht. Dadurch kann man die Bildwirkung zwischen verschiedenen Kameras leichter vergleichen…

Die Objektive von Smartphone- Kameras haben aber eine sehr kurze Brennweite, um nicht unnötig dick zu werden. Diese liegt meist so um oder unter 28mm “Kleinbild- Äquivalent”, als schon ein kräftiges Weitwinkel… Für Portraits werden aber in aller Regel Tele- Brennweiten so zwischen 70 und 150 mm verwendet. Dieser Brennweitenbereich hat wieder einen Bezug zum menschlichen Auge. Auch wenn der Bildwinkel, den das Auge erfassen kann, ungefähr 50mm KB- Äquivalent entspricht, so ist der Bildwinkel, den wir bewusst wahrnehmen, doch etwas enger. Das was ganz am Rand des Wahrnehmungsbereiches ist, bekommen wir meist nur unterbewusst mit.  Dieser bewusste Bildwinkel entspricht etwa einer Brennweite von 80-90 mm, was somit die “ideale” Portrait- Brennweite ist. Aber auch unsere Modellbahn- Fotos wirken mit Objektiven in diesem Bereich besonders “natürlich”.

Daran erkennt man schon, das ein Smartphone nicht gerade ideal ist, um schöne Modellbahn- Fotos zu machen. Aber die Smartphones haben noch einen Nachteil, nämlich die sehr kleinen Sensoren. Generell ist die Bildqualität um so besser, je größer der Sensor ist. Das war schon früher beim analogen Film der Fall, Dort gab es neben Kleinbild auch noch Pocket, mit deutlich kleineren Negativen und deutlich schlechterer Bildqualität. Es gab aber auch Mittelformat, was deutlich größere Negative als Kleinbild erzeugt und eine deutlich bessere Bildqualität lieferte. Bei den digitalen Sensoren gibt es eine Unzahl an Größen. Die gleiche Größe wie früher Kleinbild gibt es auch als Digital- Sensorgröße. Kameras mit solchen Sensoren werden als “Vollformat” oder auch FX Kameras bezeichnet. Diese Kameras sind immer groß, schwer und sehr teuer. Sie werden meist nur im professionellen Umfeld eingesetzt, oder von sehr großen Foto- Enthusiasten. Für so eine Kamera kann man u.U. auch schon einen neuen Kleinwagen bekommen… Es gibt auch noch (viel) größere Sensoren. Dies werden meist aber nur für ganz spezielle Zwecke verwendet. FX Kameras sind immer auch Systemkameras. Das bedeutet, man kann diverses Zubehör an die Kamera bauen, so auch unterschiedliche Objektive. Dagegen kann man in der Klasse der Kompakt- Kameras das Objektiv in aller Regel nicht wechseln.

Für ambitionierte Hobby- Fotografen aber auch für viele Profis, die nicht immer das ganz teure Werkzeug benötigen, gibt es viele Systemkameras mit von der Fläche her etwa halb so großen Sensoren. Diese werden oft als APS-C (nach einem nur kurzlebigen analogen Filmformat entsprechender Größe) oder DX bezeichnet.  Die Sensorgröße liegt etwa bei 23 x 15 mm .Auch hierbei handelt es sich meist um Systemkameras. Die meisten Hersteller haben sowohl FX als auch DX Kameras im Programm. Und fast immer haben beide Kamera- Klassen  eines Herstellers denselben Objektiv- Anschluss. man kann also FX Objektive problemlos an einer DX Kamera verwenden. Allerdings sind FX Objektive in der Regel (erheblich) teurer als DX Objektive. Speziell im Weitwinkel- Bereich bekommt man für DX deutlich günstigere Objektive. Im Tele Bereich ist der Kostenunterschied nicht so groß, weswegen hier meist ein Objektiv für FX und DX verwendet wird. Es gibt aber auch spezielle DX Tele- Objektive… FX und DX Kameras werden z.B. von Canon, Nikon, Sony und Pentax hergestellt. Es gibt aber auch noch andere Hersteller, die Kameras mit diesen Sensor- Größen herstellen.

Andere Hersteller wie Olympus, Panasonic, Kodak, Fuji usw. verwenden für ihre Systemkameras noch kleinere Sensoren im sogenannten “Micro-Four-Thirds” Standard. Hier ist nicht die Fläche halbiert im Vergleich zu Kleinbild, sondern die Diagonale. Die Sensoren sind etwa 13 x 17 mm groß. Das ermöglicht noch kompaktere Kameras und Objektive. Billiger als APS-C werden sie deswegen aber nicht…

Darunter tummeln sich unzählige Sensorgrößen in unzähligen Kompaktkameras. Mein Smartphone hat z.b. einen (für ein Smartphone) recht großen Sensor von 8×6 mm Größe und  48 Megapixel… Meine Systemkamera hat einen DX Sensor (23 x 15 mm, also fast das dreifache an Kantenlänge) und “nur” 24 Megapixel. Trotzdem sind die Fotos aus meiner Nikon D7100 deutlich besser als die Fotos, die ich mit meinem Redmi Note 10 Smartphone mache. Dafür ist der Größenunterschied beim Sensor aber auch die Qualitätsunterschiede der Objektive einfach viel zu heftig…

Woher kommt nun aber der Vorteil der größeren Sensoren? Nun, theoretisch können 48 MP doppelt so viele Informationen aufnehmen wie 24 MP.  Praktisch sind die einzelnen Pixel bei meinem Smartphone einfach viel zu klein, um genug Licht einzusammeln. Man kann sich das etwa wie einen Eimer vorstellen, der draußen im Regen steht. Je größer der Eimer ist, desto mehr Wasser sammelt er ein. Genau so ist das auch bei den Sensoren, nur das diese eben Licht einsammeln. Wenn man nun 48 Millionen “Eimer” auf einer Fläche von 8×6 mm hat, so sammelt ein einzelner “Licht- Eimer” deutlich weniger Licht ein, als ob ich 24 Millionen “Licht- Eimer” auf einer Fläche von 23 x 15 mm stehen habe… Ein Sensor- Pixel wandelt das einfallende Licht in einen elektrischen Impuls um. Je mehr Licht eingesammelt wird, desto kräftiger ist der elektrische Impuls. Je kräftiger der Impuls, desto leichter, sauberer und genauer kann er weiter verarbeitet werden. Deswegen sind größere Sensoren und eigentlich auch weniger Megapixel besser als kleinere Sensoren und mehr Megapixel. Hat man aber zu wenig Megapixel, dann sind zwar die elektrischen Signale sehr kräftig, es fehlen aber die Detail- Informationen, also die Bildschärfe… Deswegen muss man stets einen optimalen Kompromiss zwischen Pixelgröße und Pixel- Anzahl finden… Da die meisten Leute nur auf die Megapixel schauen und meinen, je mehr, desto besser, entwickeln die Hersteller ständig Sensoren mit noch mehr Megapixeln. Mein Smartphone errechnet aber aus je 4 Sensor- Pixeln einen Bildpunkt. Deswegen sind die Bilder für ein Smartphone von recht guter Qualität, auch oder gerade weil die fertigen Fotos dann “nur” noch 12 Megapixel haben, trotz 48 Megapixel Sensor…

Wie viele Megapixel braucht man denn nun wirklich? Das hängt von verschiedenen Faktoren ab. Der wichtigste Faktor ist, aus welcher Entfernung man das fertige Bild in welcher Größe betrachtet. Hängt ein Foto an der Wand, welches auf sagen wir mal einen Quadratmeter vergrößert wurde, dann braucht man dafür etwa 3 Megapixel, sofern man das Bild aus einer Entfernung anschaut, aus der man es noch im Ganzen ansehen kann. Erst wenn man näher an das Foto heran geht, macht sich eine bessere Auflösung in Form von mehr sichtbaren Details bezahlt. Für das Internet reichen diese 3 Megapixel auch fast immer mehr als aus. In sozialen Medien benötigt man noch weniger Auflösung… Schaut man sich die Fotos auf einem 4K UHD Fernseher an, so kann man bis zu 8 Megapixel Auflösen. Mehr schafft der Fernseher dann ohnehin nicht. Am anspruchsvollsten sind hochauflösende Drucke (z.B. Hochglanz- Kunst Fotobücher) oder großformatige Ausbelichtungen für Museen und Galerien… Mit etwa 12 -24 Megapixeln ist man auf jeden Fall auf der ganz sicheren Seite. Zumindest wenn diese Megapixel aus einem halbwegs großen Sensor stammen…

Das Portrait der jungen Dame ganz zu Beginn ist übrigens vor über 20 Jahren mit einer 3 Megapixel APS-C Kamera fotografiert worden…

Zurück – Weiter

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.