Der Vorläufer der Kamera, die Camera obscura („Dunkle Kammer“), ist bereits seit dem 11. Jahrhundert bekannt. Letztlich handelt es sich dabei nur um einen dunklen Kasten mit einem kleinen Loch durch das Licht einfallen kann - auf der gegenüberliegenden Wand entsteht ein seitenverkehrtes und auf dem Kopf stehendes Bild.
Mitte des 16. Jahrhunderts wurde das simple Loch durch eine Linse ersetzt welche ein helleres und schärferes Bild ermöglichte. Noch immer handelte es sich aber um ein 'Live-Bild', also keine Aufnahme.
1826 endlich wurde durch Joseph Nicéphore Nièpce die erste richtige Fotografie angefertigt, das genaue Verfahren zu beschreiben würde allerdings den Rahmen dieser kurzen Historie sprengen.
Bis zum 20. Jahrhundert entsprach die Grösse des Negativs dem des fertigen Fotos, wohl jeder kennt die Abbildungen der damaligen riesigen und unförmigen Fotoapparate. Dies änderte sich mit der Einführung der Kleinbildkamera 1924, nun wurde die Fotografie wirklich mobil und mehr und mehr ein Medium für die breite Masse.
1970 dann wurde die erste Kamera konstruiert die nicht mehr ein chemisches Verfahren verwendete sondern statt dessen ein CCD-Element (Charge-coupled Device). 1975 folgte die erste Digitalkamera von Kodak - ein vergleichsweise riesiger Kasten der eine gefühlte Ewigkeit für das speichern und wieder sichtbar machen benötigte.
1986 stellte Canon die erste kommerziell erhältliche Still-Video-Kamera vor, Minolta folgte mit einer wechselbaren Rückwand welche aus der analogen Minolta 9000 eine Digitalkamera machte.
Ab etwa 1990 kann man vom endgüligen Durchbruch der digitalen Fotografie sprechen, zum heutigen Tage hat sie die analoge Fotografie fast völlig verdrängt.
Will man eine ganz grobe Einteilung der üblicherweise verwendeten Fotokameras vornehmen so könnte diese so aussehen:
- Kompaktkameras
- Spiegelreflexkameras
Wo nun liegt der Unterschied?
Kompaktkameras besitzen einen Sucher - oder auch nicht mehr, dazu gleich mehr - durch den der Fotograf das Motiv anvisiert. Dieser Sucher sitzt im Allgemeinen oberhalb und mitunter zusätzlich seitlich versetzt vom Objektiv und hat mit diesem letztlich eigentlich gar nichts zu tun. Das Licht nimmt also zwei Wege:
- Vom Motiv durch den Sucher ins Auge des Fotografen
- Vom Motiv durchs Objektiv und den Verschluss auf den Film bzw. auf den CMOS-Sensor (auf diesen wollen wir uns in der Folge beschränken)
Der Vorteil liegt in der einfachen Bauart, der gravierende Nachteil allerdings darin dass das Sucherfeld mehr oder weniger stark von dem abweicht was letztlich tatsächlich als Bild abgespeichert wird. Ist man z.B. sehr nahe am Motiv so macht sich der räumliche Versatz von Sucheröffnung und Objektivöffnung durch einen Parallaxefehler bemerkbar - es wird ein anderer Bildausschnitt gespeichert als der den der Fotograf im Sucher gesehen hat.
Weiterhin ergibt sich aus einer Änderung der Objektivbrennweite auch eine Änderung des Bildausschnitts, der Sucher zeigt aber weiterhin das gleiche Bild.
Als Abhilfe wurden früher kleine Rahmen ins Sucherbild eingeblendet welche dem Fotografen einen Hinweis auf den tatsächlichen Bildausschnitt geben sollten...allerdings meist mehr schlecht als recht, der Fotograf musste sein Arbeitsgerät schon recht genau kennen.
Desweiteren konnte im Sucher nicht festgestellt werden ob das Objektiv scharf fokussiert hatte oder nicht. Bei modernen Kompaktkameras umgeht man diese Problematik indem der Sensor permanent ein Bild liefert. Statt eines rein optischen Suchers wird ein kleiner Bildschirm verwendet auf dem man praktisch ein Live-Bild sieht. Bei vielen Kompaktkameras wird sogar völlig auf den Sucher verzichtet und das Bild ausschliesslich auf einem Display in der Kamerarückwand dargestellt. Selbiges wird für die Einstellung der Kamera und die Bildrückschau ohnehin benötigt, man spart also an den Herstellungskosten. Allerdings um den Preis dass man bei hellem Sonnenlicht unter Umständen gar nichts sieht...
Der Aufbau einer Spiegelreflexkamera unterscheidet sich grundlegend vom dem einer Kompaktkamera. Hier schaut der Fotograf direkt durch das Objektiv, er sieht also das was auch der Sensor sieht.
Hierzu ist im Strahlengang des Lichts ein Spiegel angebracht welcher das einfallende Licht im Gehäuse zunächst nach oben reflektiert. Dort trifft es - nach passieren einer Einstellscheibe (Prismenscheine o.ä.) - auf ein Pentaprisma welches das Licht zum Sucher umlenkt und dort seitenrichtig darstellt.
Betätigt der Fotograf nun den Auslöser so schwingt der Spiegel hoch und somit aus den Strahlengang heraus. Das Licht trifft auf den Verschluss welcher sodann für die vom Fotografen oder der Kameraautomatik eingestellten Zeit öffnet und wieder schliesst, danach klappt der Spiegel wieder herunter.
Diese Bauart hat drei grosse Vorteile:
- Der Fotograf sieht exakt den Bildausschnitt der auch gespeichert wird, und zwar völlig unabhängig von der Brennweite. Dadurch ist es möglich solche Kameras mit wechselbaren Objektiven zu versehen und somit stets das für den gewünschten Einsatzzweck optimale Objektiv zu verwenden (die eierlegende Wollmilchsau gibt es nicht, auch wenn uns manche Werbung dies glauben machen will!)
- Der Fotograf hat die volle Kontrolle über den Fokus - ist das Bild im Sucher unscharf so ist es das auch auf dem Sensor.
- Der Fotograf hat unmittelbare visuelle Kontrolle über die Schärfentiefe, ein wichtiges Stilelement wenn man das Niveau von reinen Schnappschüssen hinter sich lassen will.
Der Nachteil dieser Technik dürfte klar sein: Sie ist aufwendiger und teurer.
Einige dieser Begriffe wurden ja bereits verwendet, wer etwas tiefer in die Materie der Fotografie einsteigen will wird nicht umhinkommen sich damit etwas näher zu beschäftigen. Hochwissenschafliche Abhandlung werde ich Ihnen an dieser Stelle ersparen, keine Angst. Wer zu einzelnen Begriffen tieferes Wissen erlangen will findet z.B. bei Wikipedia reichlich Lesestoff, hier soll alles auf ein paar wenige handliche Faustformeln reduziert werden.
Brennweite
In der Fotografie bestimmt die Brennweite eines Objektivs den Bildwinkel und somit den Bildausschnitt. Ein Objektiv mit einer Brennweite von etwa der Diagonalen des Aufnahmeformats wird als Normalobjektiv bezeichnet. Das in der analogen Fotografie weitverbreitete Kleinbildformat hat 24mm × 36mm und somit in der Diagonalen 43mm. Eingebürgert hat sich allerdings hier 50mm als Normalobjektiv, ein schwaches Tele welches in etwa den gleichen Bildausschnitt generiert wie das menschliche Auge.
Grundsätzlich kann man sagen dass eine grosse ('lange') Brennweite weit entferntes nahe heranholt (Teleobjektiv) während eine kleine ('kurze') Brennweite mehr aufs Bild bannt als wie das menschliche Auge selbst erfassen könnte (Weitwinkelobjektiv).
Eine Spielart davon sind Zoomobjektive welche einen definierten Brennweitenbereich abdecken, z.B. von 70mm bis 200mm. Oftmals wird Zoomobjektiv oder 'zoomen' mit einem Teleobjektiv gleichgesetzt - das ist falsch, es gibt auch reine Weitwinkel-Zoomobjektive!
^ Zum Seitenanfang ^
Crop-Faktor
Wie aus obiger Definition ersichtlich spielt nicht nur die Baulänge des Objektivs eine Rolle wenn es darum geht wie gross ein Motiv letztlich dargestellt wird sondern auch die Grösse des Bildsensors - je kleiner der Sensor desto grösser erscheint das Motiv auf dem Bild.
Ein Objektiv projiziert einen Lichtkreis einer bestimmten Grösse in das Kameragehäuse. Grosse Sensoren nutzen diesen Lichtkreis voll aus, es wird also tatsächlich das gesamte Bild gespeichert. Hat der Sensor die Grösse des früheren Kleinbildfilms (wir erinnern uns: 24x36mm) so spricht man von einem Vollformatsensor oder einer Vollformatkamera.
Kleinere Sensoren nutzen nur einen kleineren mittleren Teil des Lichtkreises, der Rest strahlt rechts und links vorbei. Es findet also praktisch eine Ausschnittsvergrösserung dieses mittleren Bereichs statt. In der EBV (=Elektronische Bildverarbeitung), also der Nachbearbeitung von digitalem Bildmaterial am Computer, spricht man vom cropping oder vom croppen wenn ein Bild rundherum beschnitten wird. Da hier nichts anderes bereits bei der Aufnahme passiert hat sich der Name Crop-Kamera eingebürgert.
Canon verwendet die Bezeichnung APS-C für seine Sensoren mit dem Sensorformat 22.5×15.0mm und somit dem Formatfaktor 1.6 gegenüber dem Vollformat. Dies bedeutet in der Praxis dass sich die Brennweite virtuell um eben diesen Faktor verlängert - ein 50mm-Objektiv ist an einer Vollformatkamera ein Normalobjektiv, an einer Crop-Kamera verhält es sich aber wie ein Objektiv 50mm x 1.6 = 80mm und somit wie ein Teleobjektiv!
Im ersten Überschwang mag man sich nun freuen dass man also mit Crop-Kameras weit entfernte Motive viel leichter heranholen kann, aus einem leichten Tele 200mm wird ja de facto ein Tele mit satten 320mm. Dummerweise gilt gleiches auch für den Weitwinkelbereich, wenn man zum wiederholten Male daran gescheitert ist einen Innenraum formatfüllend abzubilden weil der Crop-Faktor aus dem Weitwinkel ein Normalobjektiv gemacht hat dann kommt durchaus schon mal der Wunsch nach einer Vollformatkamera auf...
^ Zum Seitenanfang ^
Blende (F)
Das Thema Blende dürfte am ehesten dazu geeignet sein Verwirrung zu stiften: Was bedeuten die Werte? Welchen Einfluss hat die Blende? Was ist das überhaupt...?
Anders als die Camera obscura haben moderne Objektive nicht mehr einfach nur ein Loch sondern zudem eine verstellbare Blende welche aus sich kreisförmig schliessenden Lamellen besteht. Auf diese Weise kann man den Lichteinfall beeinflussen - je grösser das verbleibende Loch desto mehr Licht kann eintreten und umgekehrt, man bekommt also die Möglichkeit auf die Helligkeit der Umgebung bzw. des Motivs zu reagieren um Fehlbelichtungen zu vermeiden.
Dies ist aber nicht alles, vielmehr ist die Blende ein wichtiges Gestaltungs-Hilfsmittel weil auch die Bildschärfe beeinflusst wird, und zwar speziell die Schärfentiefe.
Schiesst man ein Foto so ist dieses nicht vom Vordergrund bis zum Horizont scharf sondern nur in einem begrenzten Bereich. Dies kann man sich zunutze machen indem man Bildbereiche ganz bewusst heraushebt während der Rest unscharf bleibt. Als Beispiel seien Portraits genannt, wenn die Person vor einem unscharfen Hintergrund steht zieht sie automatisch den Fokus auf sich. Ein Bücherregal im Hintergrund bei dem man förmlich jeden Buchtitel lesen kann lenkt dagegen vom eigentlichen Motiv ab und macht das Bild unruhig. Also versucht man hier im Allgemeinen mit einer geringen Schärfentiefe zu arbeiten.
Anders sieht es z.B. in der Makrofotografie aus. Lichtet man ein Insekt ab so möchte man im Allgemeinen dass es vom Kopf bis zum Hinterleib scharf dargestellt wird und nicht nur die Körpermitte. Also versucht man hier eine möglichst grosse Schärfentiefe zu erlangen.
Wie aber nimmt die Blende Einfluss darauf? Als Grundregel kann man sich merken "Kleine Blende = grosse Tiefenschärfe, grosse Blende = geringe Tiefenschärfe". Bei Blende 2.8 wird man also eine sehr geringe Schärfentiefe haben, bei Blende 22 dagegen aber eine sehr grosse.
Hier kommt es aber nun oft zur oben genannten Verwirrung: 22 ist doch grösser als 2.8, also ist doch die Blende grösser? Falsch! Die Blendenzahl hat keine Dimension (wie z.B. mm oder cm) sondern stellt lediglich eine Relation dar. Konkret: Das Verhältnis von Brennweite zu Eintrittspupille (= das durch die Frontlinse betrachtete virtuelle Bild der Blende im Objektiv).
Am Beispiel des 50mm Objektivs: Blende 2.8 bedeutet dass die Brennweite 2.8-mal so gross ist wie die Eintrittspupille, selbige hat hier also 50mm/2.8 = 20mm Durchmesser. Bei Blende 22 dagegen hätte sie 50mm/22 = 2.3mm, wäre also weitaus kleiner.
Welche Bedeutung hat nun also der Blendenwert der bei Objektivbezeichnungen mit angegeben wird (z.B. 50mm/F2.8)? Er bezeichnet die maximal mögliche Eintrittspupille = Offenblende, dieser sind ja alleine von den äusseren Abmessungen des Objektivs Grenzen gesetzt (im Gegensatz dazu könnte man grundsätzlich beliebig klein abblenden, die Angabe dieses Werts macht also keinen Sinn).
Bei Zoomobjektiven werden meist zwei Werte angegeben, der für die kürzeste Brennweite und der für die längste Brennweite - wir erinnern uns dass der Blendenwert von der Brennweite abhängt.
Auch hier ein Beispiel: Ein Objektiv 35-70mm hat eine Blende welche maximal 10mm gross sein kann. Für 35mm Brennweite ergibt sich somit 35mm / 10mm = 3.5 als Blendenwert. Bei 70mm gilt aber 70mm/10mm = 7. Die korrekte Bezeichnung eines solchen Objektivs würde also lauten "35-70mm/F3.5-7". Falls Sie sich jetzt wundern dass Sie noch nie von so einem Objektiv gehört haben so verweise ich nochmals auf die Definition der Eintrittspupille: Diese ist das durch die Frontlinse betrachtete virtuelle Bild der Blende im Objektiv. Klingt verwirrend? Man muss sich vor Augen führen dass Zoomobjektive mit verschiebbaren Linsengruppen arbeiten. Dies hat zur Folge dass die Blende bei verschiedenen Brennweiten auch einen unterschiedlichen Abstand zur Frontlinse hat und somit die effektive Blendenöffnung variiert. Geläufiger wäre also z.B. 35-70mm/F3.5-4.8, die tatsächlichen Werte entspringen den konstruktiven Eigenschaften des jeweiligen Objektivs und können daher nicht verallgemeinert werden. Es gibt übrigens auch Zoomobjektive die über den gesamten Brennweitenbereich einen konstanten Blendenwert haben, als Beispiel sei dass recht bekannte Tamron 17-50mm/F2.8 genannt. Hier ändert sich beim Verstellen der Brennweite die Eintrittspupille in gleichem Masse.
Um eine möglichst grosse Offenblende zu erhalten muss natürlich auch der Durchmesser der Linsen entsprechend gross sein, und dies erklärt warum ein Objektiv xxmm/F1.4 üblicherweise erheblich teurer (und meist auch grösser und schwerer) ist als ein Objektiv xxmm/F3.5 - es werden grössere Linsen benötigt deren Herstellung natürlich teurer ist. Belohnt wird diese Investition aber dadurch dass solche Objektive einerseits lichtstärker sind (sie lassen voll geöffnet mehr Licht ins Gehäuse so dass man nicht so früh die Belichtungszeit verlängern muss -> geringere Verwacklungsgefahr) und man zudem viel mehr Gestaltungsfreiraum in Hinblick auf die Schärfentiefe erhält. Allerdings gibt es auch hier wieder ein "Aber": Die Blendenzahl berücksichtigt nicht wieviel Licht vom Glas der Linsen geschluckt wird. Festbrennweiten haben vergleichsweise wenig Linsen, der Lichtverlust kann hier vernachlässigt werden. Zoomobjektive haben aber Linsengruppen von 9 oder mehr Linsen, hier findet durchaus eine Lichtschwächung statt. Somit kann eine Festbrennweite F3.5 ohne weiteres lichtstärker sein als ein Zoomobjektiv F2.8...
^ Zum Seitenanfang ^
Belichtungszeit
Nun, dieses Thema kann nun wenigstens vergleichsweise kurz abgehandelt werden da es ziemlich einleuchtend ist: Die Belichtungszeit ist die Öffnungszeit des Verschlusses und dient ebenfalls der Regulierung des Lichteinfalls. Je kürzer die Zeit desto weniger Licht fällt auf den Sensor und umgekehrt. Nach lesen des vorherigen Absatzes dürfte auch klar sein dass weder Blende noch Belichtungszeit isoliert betrachtet werden können, vielmehr stehen beide in enger Beziehung zueinander um korrekt belichtete Bilder zu erhalten. In Kurzform: Je grösser der Blende (und somit der Lichteinfall) desto kürzer muss die Belichtungszeit sein.
Aber halt, ganz so einfach ist dann doch auch wieder nicht denn auch die Belichtungszeit bietet uns Möglichkeiten zur Bildgestaltung. Man stelle sich einen Rennwagen vor der mit sehr kurzer Belichtungszeit aufgenommen wird. In dieser Zeit bewegt er sich nur ein ganz kleines Stück weiter so dass sowohl der Rennwagen als auch der Hintergrund statisch erscheinen. Nun macht man das gleiche Bild mit einer längeren Belichtungszeit (wobei man die Kamera 'mitziehen' muss, der Rennwagen muss also in der Bildmitte bleiben): Plötzlich erscheint der Hintergrund verwischt und das ganze Bild enorm dynamisch, verursacht dadurch dass sich der Wagen während der Belichtung ein gutes Stück gegenüber dem Hintergrund weiterbewegt hat.
Der Umkehrschluss gilt hier aber selbstverständlich auch: Will man schnell bewegte Objekte ohne Mitzieher scharf ablichten so muss man die Belichtungszeit so kurz wie möglich halten da sie andererseits verwischt erscheinen.
^ Zum Seitenanfang ^
Empfindlichkeit und Rauschen
Zur Zeiten der analogen Fotografie fanden bei der Belichtung chemische Prozesse statt deren zeitlicher Ablauf von der Zusammensetzung des Filmmaterials abhing. Im Grundsatz handelte es sich immer um lichtempfindliche Plättchen (üblicherweise Silberhalogenkristalle) die in eine Trägersubstanz eingebettet waren. Je grösser diese Plättchen waren umso lichtempfindlicher waren sie auch. Allerdings traten sie optisch auch umso stärker in Erscheinung, die Bilder wirkten grobkörniger.
Als Mass für die Lichtempfindlichkeit hatte sich "ISO" eingebürgert welches in die digitale Fotografie übernommen wurde (die ehemals ebenfalls übliche DIN-Kennzeichnung ist dagegen entfallen). Die genaue Definition erspare ich Ihnen, als Faustformel kann man sich aber merken dass man bei Verdoppelung der Lichtempfindlichkeit bei gleichen Lichtverhältnissen die Belichtungszeit halbieren bzw. um eine Blendenstufe weiter abblenden kann.
An dieser Stelle folgt jedoch sofort das grosse "Aaaaber...". So wie bei der analogen Fotografie eine Erhöhung der Lichtempfindlichkeit durch Vergrösserung der Plättchen zu grobkörnigeren Bildern führte so führt sie bei der digitalen Fotografie zu einer Erhöhung des Rauschens.
Die genauen Ursachen zu erklären erspare ich Ihnen an dieser Stelle, der Interessierte wird im Web reichlich Material dazu finden. Wichtig ist nur die Feststellung dass auch einer sinnvollen Erhöhung der Empfindlichkeit Grenzen gesetzt sind, es macht mitunter keinen Sinn bei ISO1600 zu fotografieren wenn das Ergebnis dann stark verrauscht ist. Andererseits kann aber genau diese hohe Empfindlichkeit dafür sorgen dass man ein Motiv überhaupt abgelichtet bekommt, hier gilt es einfach für und wider abzuwägen. Grundsätzlich kann man aber sicher festhalten dass man Werte grösser/gleich 400ISO möglichst vermeiden sollte da sich das Rauschen hier meist durchaus schon bemerkbar macht.
An dieser Stelle folgt nun der Bogen zurück zum Anfang dieser kurzen Abhandlung, nämlich zur Einteilung der Kameras und deren Sensorgrösse. Ähnlich wie die Silberhalogenkristalle sind die Pixel eines Sensor umso empfindlicher je grösser sie sind. Geht es also um das Thema Lichtempfindlichkeit und Rauschen so lautet die Rangfolge klar Vollformatkamera lichtstärker als Crop-Kamera lichtstärker als Kompaktkamera, letztere hat i.A. den kleinsten Sensor. Bei gleicher Auflösung (z.B. 12MP) müssen die Pixel hier also weitaus kleiner sein und enger zusammenrücken um Platz zu finden als bei einer Crop- oder Vollformatkamera, auch dies sollte bei einer Kaufentscheidung ggf. mit in Betracht gezogen werden.