Technische Grundlagen der Fotografie

Der wichtigste Teil der Fotografie ist das Erkennen der Motive, trotzdem ist ein Grundverständnis der technischen Grundlagen der Fotografie sehr hilfreich.

Die Brennweite eines Objektivs beschreibt den Abstand zwischen Linse und Sensor, bei dem ein unendlich entferntes Motiv (parallele Lichtstrahlen) scharf abgebildet wird (im Brennpunkt). In der Physik hat die Brennweite das Kürzel „f“.

Verschiedene Brennweiten haben verschiedene Bildwirkungen. So teilt man die Objektive in verschiedene Gruppen auf: Weitwinkel (kleiner 50mm), Normalbrennweiten (50mm), Telebrennweiten (über 50mm).

Leider haben Digitalkameras unterschiedliche Sensorgrößen die sich auf den abgebildeten Bildausschnitt auswirken.

Ein Motiv das durch das Objektiv auf die Sensorfläche projiziert wird, ist bei einer bestimmten Brennweite immer gleich gross. Ein Kleinbildsensor (oft auch Vollformat genannt) benutzt einen größerern Teil des projezierten Bildes als ein APS-S-Sensor. Dadurch wirken die Bilder beim APS-C Sensor größer. Bei den kleineren Sensoren der Kompaktkameras verstärkt sich dieser Effekt.

Oder andersherum, damit an einem APS-C Sensor der Bildausschnitt z.B. 50mm Kleinbild entspricht, benötige ich bei APS-C ein 35mm Objektiv.

Die Blende ist eine Möglichkeit zu steuern, wie viel Licht auf den Bildsensor fällt. Metalllamellen innerhalb des Objektivs ermöglichen eine im Durchmesser verstellbare Öffnung durch die mehr oder weniger Licht zum Sensor gelangt.

Die Blendenöffnung wird durch Zahlen beschrieben die das Verhältnis von Objektivlänge (Brennweite) zur Öffnung angegeben. Dies hat zur Folge das z.B Blende 8 unabhängig von der Brennweite die gleiche Lichtmenge zum Sensor durchlässt. Die Werte sind genormt. Die Blendenreihe ist 1,4/2/2,8/4/5,6/8/11/16/22/32, wobei 1,4 die größte Blendenöffnung ist. Von Blendenstufe zu Blendenstufe verdoppelt/halbiert sich die Lichtmenge.

Die eingestellte Blende beeinflusst unmittelbar die Schärfentiefe.

Die andere Möglichkeit die Lichtmenge zu steuern ist die Belichtungszeit, das ist die Zeit die Licht auf den Sensor fällt. Moderne Kameras erlauben Einstellungen von 30s bis 1/4000s. Die einstellbaren Belichtungszeiten halbieren oder verdoppeln sich. Eine typische Reihe 1/15 1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 usw.

Auch hier verdoppelt/halbiert sich die Lichtmenge von einer Belichtungszeitstufe zur nächsten.

Eine zu lange Belichtungszeit führt zu Verwackelungsunschärfe, als Faustregel gilt das die minimale Belichtungszeit ca. der Brennweite entsprechen sollte. Also für ein 50mm Objektiv 1/60s für 300mm min 1/250s.

Außerdem beeinflusst die Belichtungszeit ob bewegte Objekte scharf oder verwischt abgebildet werden.

Somit hat man mit Blende und Belichtungszeit mehrere Optionen die gleiche Lichtmenge auf den Sensor zu geben. (wie in der Tabelle exemplarisch gezeigt) Die Bildwirkung, und damit die Bildaussage, unterscheidet sich durch die unterschiedlichen Eigenschaften bei Bewegungsunschärfe und Schärfentiefe jedoch.

Eine weitere Möglichkeit die Bildhelligkeit zu beeinflussen ist eine Anpassung der ISO-Empfindlichkeit. Zu analogen Zeiten wurde die ISO mit dem eingelgetem Film festgelegt. Heute kann die ISO einzeln pro Bild anpassen.

Wird die ISO angehoben wird das Bildsignal technisch verstärkt. Die ISO-Reihe 100 200 400 800 1600 3200 usw.

Jede Stufe zum nächten ISO- Wert verdoppelt bzw halbiert sich die Helligkeit.

Mit der Veränderung der ISO-Empfindlichkeit hat man eine weitere Möglichkeit die Helligkeit des Bildes zu beeinflussen. Hierbei ist zu beachten das die Bildqualität mit steigender ISO-Empfindlichkeit, das heißt mit immer größerer Verstärkung, abnimmt. Aus diesem Grund vermeide ich zu hohe ISO-Werte. Bei den ISO Werten ist der Fortschritt bei der Kameraentwicklung in den letzen Jahre am sichtbarsten. Während die A700 von 2007 ab ISO 800 sichtbar verrauschte Bilder produziert hat, kann die A3000 mit ähnlich guten Ergebnissen bis ISO 3200 verwendet werden.

In der Tabelle sind exemplarisch Kombinationen aufgeführt die die gleiche Helligkeit besitzen.

Der Belichtungsmesser in der Kamera auf Grau mit 18% Reflexion geeicht. dies entspricht einer durchschnittlichen Helligkeitsverteilung. Aus der Helligkeitsverteilung im Motiv wird immer ein integraler Mittelwert gebildet der diesem Grauwert entspricht.

Bei Motiven mit ausgewogener Helligkeitsverteilung funktioniert das sehr gut. Probleme gibt es, wenn große Bildanteile sehr dunkel oder sehr hell sind. Die Kamera kann nicht unterscheiden, ob das Motiv oder nur das Umgebungslicht sehr dunkel oder sehr hell ist. So kann es sein ein schwarzes Klavier zu grau erscheint.

Für diese Fälle ist die richtige Wahl der Messmethoden der erste Schritt. Manchmal muss man trotzdem mit der Belichtungskorektur die Belichtung von Hand korrigieren um ein gutes Ergebniss zu bekommen.

Die meisten Kameras bieten mehrere Möglichkeiten der Belichtungsmessung an, jede hat Ihre Stärken und Schwächen.

Die Integralmessung ist bei vielen Kameras das Standardbelichtungsmessverfahren. Hierbei wird das Gesamtbild mit in die Messung einbezogen, der mittlere Bereich wird jedoch stärker gewichtet. Einige Kameras gewichten den Hintergrund oben und unten zusätzlich differenziert. Die mittelbetonte Integralmessung ist für viele Motivsituationen geeignet.

Bei der Selektivmessung werden ca. 10% des Bildes zur Belichtungsmessung nutzt, wird bei der Spotmessung meist ein Bereich von weniger als 5%.genutzt, dadurch kann mit der Spotmessung eine sehr genaue Belichtungsmessung eines kleinen Bildelements vorgenommen werden.

Bei der mittenbetonten Messung wird in der Regel ein Bereich im Zentrum des Bildfeldes zur Berechnung der Helligkeit heran ­gezogen, der meist etwa 75 % des gesamten Bildausschnitts einnimmt. Zwar werden auch Randbereiche mit in die Berechnung aufgenommen, aber die Priorität liegt im Zentrum.

Vielen Fotografierenden sind die Zusammenhänge der Belichtungsmessung nicht bekannt. Mit den vorher genannten Methoden kam es bei schwierigen Motivsituationen häufig zu falsch belichteten Fotos. Darum wurde das Messsystem weiter verfeinert. Hierbei wirde der Bildbereich in kleinere Sektoren aufgeteilt, um dem Messsystem weitere Informationen über die Helligkeitsverteilung in den einzelnen Bildbereichen zu liefern. Zudem wurden diese Belichtungsmesssysteme mit Helligkeitsmustern von typischen kritischen Lichtsituationen (z. B. Person im Gegenlicht) ausgestattet. Die Kameraelektronik vergleicht nun gespeicherte Helligkeitsmuster mit dem tatsächlich gemessenen Muster und greift bei Übereinstimmung korrigierend in die Belichtungssteuerung ein. Meist ist diese Messtechnik mit den aktiven Autofokus-Messfeldern verknüpft, wodurch der Kameraelektronik weitere Hinweise über Motiv und Bildaufbau zur Verfügung stehen.

Eine einfache Methode, mögliche fehlerhafte Berechnungen der Kamera zu korrigieren, ist die Belichtungskorrektur. Die meisten Kameras bieten einen Bereich von +3/-3 Blendstufen an. Ist ein Bild über- oder unterbelichtet kann man hier schnell eingreifen.

Der Weißabgleich stellt sicher dass weiße Objekte auf Fotos auch weiß erscheinen. Der Weißabgleich gibt der Kamera vor, welche Farbe Sie als weiß bzw. streng genommen als 18%iges, neutrales Grau sehen soll. Die Kamera passt an die Farbtemperatur an das Licht am Aufnahmeort an. In speziellen Aufnahmesituationen muss der Weissabgleich manuell erfolgen. Und der Weißabgleich ist, wenn man in RAW fotografiert, die einzige Einstellung die in der Bearbeitung verlustfrei geändert werden kann.