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Brennweite

Die Brennweite eines Objektivs ist definiert als der Abstand von einem Blatt Papier, bei dem ein "unendlich weit" entfernter Gegenstand (z.B. die Sonne) scharf abgebildet wird. Wer hat nicht schon mal diese Tatsache genutzt, um ein Loch in Papier zu "brennen"?
Bei KB-Kameras befindet sich hier der Film, bei Digitalkameras der Sensor.

Der Bildkreis ist das kreisförmige Bild, das ein Objektiv maximal imstande ist, ohne deutliche Fehler abzubilden. Er muss mindestens so groß sein wie die Diagonale des Film- bzw. Sensorformat. Bei KB-Kameras sind das 43,3 mm. Am schärfsten ist das Bild in der Mitte. Je nach Güte des Objektivs nimmt die Schärfe zum Rande hin mehr oder weniger stark ab. Da die Bildecken den größten Abstand haben, sind sie bei einem schlechten Objektivs am deutlichsten betroffen.
(→Randschärfe)

Bildwinkel

Je nach Brennweite des Objektivs ändert sich im nebenstehenden Bildchen der Abstand des obere Schnittpunkts von der Filmebene . Der jeweilige Diagonalen-Bildwinkel ist der folgenden Tabelle zu entnehmen.

Für die Frage, wie viele Personen bei einer Gruppenaufnahme mit auf dem Bild sind, ist aber der Horizontal-Bildwinkel entscheidend. Er ist selbstverständlich kleiner als der Diagonal-Bildwinkel.

mm KB	Diagonal	Horizontal (KB)
17	104°	93°
21	92°	81°
28	75°	65°
35	63°	54°
40	57°	48°
50	47°	40°
100	24°	20°
200	12° 30'	10° 30'

Unterschied zwischen Superweitwinkel- und Fischaugen-Objektiven

Auf der Seite "Perspektive" werden die Unterschiede erläutert.

Brennweite "entsprechend xx mm bei KB"

Digitalkameras haben fast ausschließlich kleinere Sensoren als KB-Kameras. Da stellt sich die Frage, wie man die jeweilige Brennweite in KB-Brennweite umrechnen kann. Per Definition gilt, dass der jeweilige Diagonal-Bildwinkel aussagt, welche "umgerechnete" Brennweite das betr. Objektiv hat. Die Werte für die "Standard-Brennweite" habe ich an anderer Stelle bereits gezeigt.

Bei dieser Umrechnung gilt es aber eines zu beachten:
Bei unterschiedlichen Seitenverhältnissen der Sensoren ergeben sich - bei gleichem Diagonalwinkel - unterschiedliche Horizontalwinkel. Bei 16:9 ist er größer, bei 4:3 kleiner als bei KB. Konkret bedeutet das, dass bei umgerechneten 28 mm bei einer 16:9 Kamera z.B. bei einer Gruppenaufnahme mehr Personen auf dem Bild sind als bei einer 4:3 Kamera.
Andererseits erfasst die oben und unten mehr vom Motiv als eine KB-Kamera, was häufig sehr nützlich ist. (→Bildbericht Laos).

Bei Tele ist der 4:3 Sensor durch den kleineren Horizontal-Bildwinkel im "Vorteil". Er hat dann nämlich z.B. bei "100 mm KB" eine stärkere Telewirkung als alle anderen Sensoren.

Reine 16:9 Sensoren lassen bei der Umschaltung auf 4:3 einfach rechts und links etwas weg und reduzieren dadurch den Horizontalwinkel deutlich. Werden 4:3 Kameras auf 16:9 umgeschaltet, wird oben und unten etwas weggelassen, der Horizontalwinkel bleibt aber gleich. Formal ist die umgerechnete Brennweite dann aber geringer.

Übrigens ... zwei zu einem Panoramabild zusammengesetzte 4:3 Bilder mit 35 mm ergeben einen deutlich größeren Horizontalwinkel als eine 16:9 Kamera mit 28 mm.

Multiformat-Sensor

Manche Kameras wie z.B. die LX3 und TZ7, halten den Diagonalwinkel bei allen Vorgaben konstant. Bei der Vorgabe "16:9" ist dadurch der Horizontalwinkel größer als bei 4:3. Rechts und links ist dann mehr auf dem Bild (sh. das folgende Beispielbild).
Solche Sensoren verzichten allerdings bei jeder Einstellung auf etliche Sensorzellen am Bildrand (rot). Aus einem 12MP-Sensor wird ein 10MP-Sensor.
Bei manchen Kameras ist es übrigens möglich, zunächst den ganzen Sensor zu nutzen und sich erst hinterher für ein Format zu entscheiden.

Hier der Vergleich 4:3 mit 16:9 am Beispiel eines Fotos aus der Cao-Dai Kirche in Long Hoa (Vietnam) mit gleicher (umgerechneter) Brennweite.

Was ist "normierte Brennweite"?

Die Brennweite kleiner Digitalkameras auf die entspr. Brennweite von KB-Kameras umzurechnen ist international üblich. Unter "f=6,2 mm" kann sich nämlich niemand etwas vorstellen, unter "entspricht 28 mm bei KB" aber sehr wohl. Das hindert die Zeitschrift "test" aber nicht daran, eine eigene Definition einzuführen: Die "normierte" (auf die jeweilige Standardbrennweite bezogene) Brennweite eines Zoomobjektivs bei Weitwinkel- und Tele-Einstellung. So ergibt sich z.B. für 35 mm ein Wert von 0,7. Sehr gewöhnungsbedürftig!

Wie wird der Zoomfaktor berechnet?

International üblich ist es, den Zoomfaktor aus dem Verhältnis der beiden tatsächlichen Brennweiten zu ermitteln. (Das Verhältnis der umgerechneten Brennweiten ergibt natürlich das gleiche Ergebnis!).
Der Zoomfaktor gibt an, wie viel größer ein weit entfernter Gegenstand bei Tele gegenüber WW dargestellt wird.
Siehe auch → Digital-Tele

Hinweis für Theoretiker:
Der Zoomfaktor gilt streng genommen nur bei unendlich! Bei Nahaufnahmen ist er etwas geringer, weil dann die Brennweiten durch die bei Zoomobjektiven üblichen Innenfokussierung reduziert werden.

Die Zeitschrift "test" gibt einen speziellen Zoomfaktor an. Er ist - besonders bei großen Zoombereichen - deutlich kleiner als der "normgerechte" Zoomfaktor. Ursache dafür ist die fragwürdige Bestimmung der o.g. normierten Brennweiten.

Blende

Die Lichtmenge, die für den Film bzw. Sensor für eine optimale Belichtung notwendig ist, wird durch die Blende (und die Belichtungszeit) geregelt.

Von Blendenstufe zu Blendenstufe wird die Lichtmenge jeweils halbiert.
Übliche Stufen sind:

1,4	-	2,0	-	2,8	-	4	-	5,6	-	8	-	11	-	16	-	22
	(1,7)		(2,4)		(3,4)		(4,8)		(6,79		(9,5)		(13)		(19)

Berechnet wird dieser Wert, indem man die Brennweite (sh. oben) durch die jeweils wirksame Linsenöffnung teilt.
Das bedeutet, dass eine Digitalkamera mit einer "Standard-Brennweite" von z.B. 7 mm bei einer max. Blendenöffnung von z.B. 2,8 einen sehr viel kleineren Linsendurchmesser hat als z.B. eine KB-Kamera mit der max. Blende 2,8.
Das ist übrigens das "Geheimnis", warum die Superzoom-Kameras rel. lichtstarke (und leichte!) Objektive haben können.

Aber um Missverständnisse zu vermeiden ... Wenn bei einer bestimmten Helligkeit (z.B. bei 1/500 Sek. und 800 ISO) Blende 2,8 notwendig ist, dann gilt das für jede Kamera; gleichgültig wie groß der tatsächliche Linsendurchmesser (abhängig von der jeweiligen Standard-Brennweite) auch ist!
Und wenn eine Kamera nur max. Blende 4 bietet, dann muss ich - wenn ich 1/500 Sek. benötige - auf 1600 ISO umschalten!

Bei jeder Kamera - ob Superzoom oder Plattenkamera - gilt:

Blende 2,8 ist Blende 2,8 bei jeder Kamera
1/500 Sek. ist 1/500 Sek. bei jeder Kamera
800 ISO ist 800 ISO bei jeder Kamera

Zumindest sollte das so sein!
Bei den ISO-Werten wird aber manchmal gemogelt! →Hinweis