Eines vorweg: Die Brennweite ist die Brennweite ist die Brennweite. (Wer hier an Gertrude Stein denkt, liegt nicht verkehrt.) Die Brennweite bzw. der Brennweitenbereich eines Objektivs ändert sich nicht, wenn man es an Kameras mit unterschiedlich großen Aufnahmeformaten einsetzt. Aber die Wirkung der Brennweite ändert sich.
In diesem Zusammenhang rächt es sich, dass sich neben der Lichtstärke die Brennweite als Kenngröße eines Objektivs durchgesetzt hat. Denn die Brennweite sagt nichts darüber aus, wie ein Motiv auf den Sensor (oder Film) abgebildet wird.
Ein 2 m hohes Objekt in 10 m Entfernung wird von einem Objektiv mit 50 mm Brennweite immer 10 mm hoch abgebildet. Erfolgt die Abbildung auf einem 16 mm hohen APS-C-Sensor, sind 10 mm viel. Erfolgt die Abbildung auf einem 24 mm hohen Vollformatsensor, wirkt das Objekt schon kleiner und es kommt mehr Umfeld ins Bild. Und auf einem 36 mm hohen Mittelformatsensor wirkt das Objekt noch kleiner und es kommt noch mehr Umfeld ins Bild. (Bei den genannten Sensorhöhen gehen wir natürlich von einer Querformataufnahme aus.)
Aus Brennweite und Sensorgröße (bzw. Filmgröße) ergibt sich der Bildwinkel. Der Bildwinkel sagt sehr deutlich aus, welcher Teil der Umwelt erfasst und auf das Aufnahmemedium projiziert wird. Er ist damit einerseits wesentlich aussagekräftiger als die Brennweite, aber nicht unveränderlich wie jene. Ändert man Brennweite und Aufnahmeformat um den gleichen Faktor, bleibt der Bildwinkel gleich.
Ein Winkel von beispielsweise 10° erfasst nur einen kleinen Teil der Umwelt und gehört zu einem Fernoder Teleobjektiv, ein Winkel von 84° erfasst einen großen Teil der Umwelt und gehört zu einem Weitwinkelobjektiv - egal, ob das Bild auf einen APS-Coder einen Mittelformatsensor projiziert wird.
Daraus folgt, dass verschiedene Aufnahmeformate unterschiedliche Brennweiten benötigen, um einen bestimmten Bildwinkel abzudecken. Beispielsweise erzielt man denselben gemäßigten Weitwinkeleffekt (Bildwinkel 63°) bei einer Vollformatkamera mit 35 mm Brennweite, bei einer APS-C-Kamera mit rund 24 mm, bei einer 4/3-Kamera mit rund 18 mm und an einer Kompaktkamera mit 1/2,5“-Sensor sind es rund 5,2 mm. Das heißt: Je kleiner der Sensor wird, desto kürzer muss die Brennweite werden, wenn der Bildwinkel und damit der abgebildete Ausschnitt aus der Umwelt gleich bleiben soll.
Das ist natürlich keine Erfindung der digitalen Fotografie, sondern galt schon in der Film-Ära. Aber damals spielte sich der größte Teil der Fotografie mit SLR- und Kompaktkameras auf der Kleinbildebene ab und es gab praktisch keine Objektivüberschneidungen zwischen Kleinbild- und Mittelformatsystemen. Es war also nicht nötig, sich über die unterschiedliche Wirkung einer Brennweite bei verschiedenen Formaten Gedanken zu machen.
Seit der digitalen Revolution sieht die Sache etwas anders aus. Erstens gibt es eine Vielzahl von Sensorformaten - von den ganz winzigen bei den Kompaktkameras über 4/3 bis APS-C, die alle kleiner sind als das Voll-/Kleinbildformat. Also sind bei den allermeisten Kameras kürzere Brennweiten nötig, um die aus der Kleinbildfotografie bekannten Effekte zu erzielen. Außerdem können viele Objektive, die für Kleinbild gerechnet wurden, an APS-C-Kameras angesetzt werden. Sie behalten dabei natürlich ihre Brennweite bei - bringen aber eine andere Wirkung. Ob man nun an einer Kamera mit kleinem Sensor ein Objektiv nutzt, das speziell für dieses kleinere Format entwickelt und gerechnet wurde, oder ob man ein ursprünglich für Kleinbild gerechnetes Objektiv an eine APS-C- oder 4/3-Kamera ansetzt - die angegebene echte und unveränderliche Brenn weite bringt nicht den Effekt, den viele Fotografen nach jahrelangem Einsatz von Kleinbildkameras erwarten.
Ein im Vergleich zu Kleinbild kleinerer Sensor erfasst einen kleineren Bildausschnitt und die Brennweite scheint sich verlängert zu haben. Diese scheinbare Brennweitenverlängerung ist auch als „Crop“ bekannt.
Wie groß der Crop-Faktor ausfällt, hängt von der Sensorgröße ab. Zur Bestimmung des Crop-Faktors wird die Länge der Diagonalen des KB-Formats durch die Länge der Diagonalen des kleineren Formats dividiert. Er liegt bei APS-C-Kameras bei 1,5x bis 1,6x, bei den seltenen APS-H-Kameras bei 1,3x und bei 4/3-Kameras bei 2x. Mit 50 mm Brennweite erzielt man also an einer Kleinbildkamera die bekannte „neutrale“ Wiedergabe des Motivs (50 mm Standardobjektiv), an einer APS-C-Kamera eine leichte und an einer 4/3-Kamera eine deutlichere Telewirkung. An Kompaktkameras mit ihren winzigen Sensoren ist der Teleeffekt bei 50 mm Brennweite dann sehr stark ausgeprägt.
Umgekehrt benötigt man ein Objektiv mit etwa 33 mm Brennweite an einer APS-C-Kamera bzw. mit 25 mm Brennweite an einer 4/3-Kamera, um den Effekt zu erzielen, den ein 50-mm-Standardobjektiv an einer Vollformat- oder Kleinbildkamera bietet. Das heißt: Man muss auch bei Objektiven, die speziell für den Einsatz an Kameras mit kleinem Sensor entwickelt wurden, den Crop-Faktor einrechnen, um sie mit Kleinbild-/Vollformatobjektiven vergleichen zu können.
Um all dem Rechnung zu tragen, wird in der Regel zusätzlich zur echten Brennweite die entsprechende Kleinbildbrennweite mit angegeben. Das erleichtert die Einordnung des Objektivs.
Kompakt- und All-in-One-Kameras sind mit fest eingebauten Objektiven ausgestattet, meistens handelt es sich um Zooms, auf denen die echten, sehr kurzen Brennweiten angegeben sind und Rätsel aufgeben, welche Wirkung man damit erzielen kann. Für die Kameras des 4/3- bzw. Micro 4/3-Systems stehen nur systemeigene Objektive zur Verfügung, die auf den kleinen Sensor abgestimmt sind. Ihre Brennweite muss mit 2 multipliziert werden, um die passende KB-Brennweite zu ermitteln. Für die Leica M8/M8.2 gibt es nur die auf Vollformat abgestimmten Objektive mit M-Bajonett, natürlich von Leica selbst, aber auch von Voigtländer (aus dem Bessa R-System) und Zeiss (aus dem Zeiss Ikon Kamera-System). Diese Kameras haben mit ihrem 18x27 mm großen Sensor einen Crop-Faktor von 1,33x.
Bildkreis und Sensor
Etwas konfuser wird es bei den D-SLR-Kameras mit Vollformat- und APS-C-Sensoren und ihren Objektivsystemen. Wie schon angesprochen gibt es hier zwei Gruppen von Wechselobjektiven. Die einen sind für den Einsatz an Vollformat-/Kleinbildkameras gerechnet und können zusätzlich an Kameras mit kleinen Sensoren eingesetzt werden. Die anderen wurden speziell für die Verwendung an Kameras mit kleinen Sensoren entwickelt und können nicht oder nur mit Einschränkungen an Kameras mit Vollformatsensoren genutzt werden.
Das hängt nicht mit der Brennweite zusammen, sondern mit dem so genannten Bildkreis. Der Bildkreis ist die Fläche, in die das Objektiv ein Bild mit ausreichend hoher Abbildungsqualität und gleichmäßiger Helligkeit projiziert.
Im Idealfall sind Abbildungsqualität und Helligkeit im ganzen Bildkreis gleichmäßig. In der Praxis ist aber meistens ein Abfall zum Bildrand hin zu beobachten, besonders bei ganz oder weit offener Blende. Um den Bildkreis herum liegt noch eine Zone, in der die Abbildungsqualität und die Helligkeit sehr schnell nachlassen.
Der Durchmesser des Bildkreises ist nur etwas größer als die Diagonale des Formates, für die das Objektiv gerechnet ist, um das Objektiv klein und leicht zu halten. Ein Objektiv für eine Vollformat-/KB-Kamera muss einen Bildkreis von rund 45 mm Durchmesser mit einem gleichmäßig hellen und scharfen Bild auszeichnen. Bei Objektiven für APS-C-Kameras bzw. 4/3-Kameras liegen die Werte bei rund 31 mm bzw. rund 23 mm.
Das Rechteck eines Vollformatsensors passt also genau in den Bildkreis eines Vollformat-/KB-Objektivs, und die Rechtecke kleiner Sensoren - von APS-C über 4/3 bis zu den winzigen Chips der Kompaktkameras – passen genau in die Bildkreise der dafür entwickelten und gerechneten Objektive.
Kombiniert man einen Vollformatsensor und ein Objektiv mit kleinem Bildkreis, so ist mit schlechter Abbilddungsqualität am Bildrand und mit Vignettierung bis hin zum „Abschneiden“ der Bildecken zu rechnen.
Umgekehrt nutzen kleine Sensoren nur den zentralen Teil des Bildkreises, den ein Vollformat-/Kleinbildobjektiv liefert. Dadurch wird zum einen ein geringerer Bildwinkel erfasst, was zur scheinbaren (scheinbaren!) Brennweitenverlängerung führt.
Zum anderen kommen in der Kombination kleiner Sensor plus Objektiv mit großem Bildkreis die äußeren Zonen des Bildkreises, in denen es zu einem Abfall der Abbildungsleistung und der Helligkeit kommen kann, gar nicht erst aufs Bild. Deshalb machen viele „alte“ Objektive, die noch mit einer KB-SLR-Kamera angeschafft wurden, an Kameras mit kleinem Sensor eine gute oder zumindest recht gute Figur - auch wenn Sensoren anspruchsvollere
Partner für das Objektiv sind, als Filme.
Tipp: Viele Kameras sind mit einem so genannten Digitalzoom ausgestattet, um extra lange Brennweiten zu ermöglichen. Messen Sie dem Digitalzoom bei der Kamera keine Bedeutung bei. Wichtig ist ein gutes optisches Zoom. Wenn dessen längste Brennweite einmal nicht ausreicht, können Sie bei der Bildbearbeitung immer noch einen engeren Bildausschnitt wählen und ggf. Schärfe und Kontrast mit den entsprechenden Werkzeugen der Software optimieren.
Anspruchsvolle Sensoren?
Bei Film sind Silbersalzkristalle in ein lichtdurchlässiges Material eingebettet. Die Belichtung erfolgt, wenn Licht - Photonen - auf einen Silbersalzkristall fällt. Dabei ist es egal, ob der Kristall direkt von oben oder schräg von der Seite getroffen wird. Letzteres ist gut möglich, da die Kristalle in der Schicht „schweben“ und von allen Seiten zugänglich sind.
Anders beim Sensor. Die Pixel sind in Zeilen und Spalten angeordnet, die in der Regel senkrecht und waagrecht verlaufen, in Ausnahmefällen (Fujifilm Super CCD) auch diagonal.
Die eigentlichen lichtempfindlichen Flächen liegen nicht direkt an der Oberfläche, sondern ein wenig vertieft und sind umgeben von „Trennstegen“, die etwa Leiterbahnen zum Auslesen der Daten enthalten. Optimalen Zugang zur lichtempfindlichen Fläche haben senkrecht einfallende Lichtstrahlen, während schräg einfallende an einem der Stege „hängen bleiben“ und vielleicht sogar einem falschen Pixel zugewiesen werden können. Zwar soll je eine Mikrolinse vor jedem Pixel für eine optimale Lichtausbeute sorgen, aber auch diese Linsen arbeiten am besten mit senkrecht bzw. annähernd senkrecht einfallenden Lichtstrahlen.
Um die Probleme zu vermeiden, haben die Kamera-und Objektivhersteller Objektive entwickelt,
die speziell für den Einsatz an Digitalkameras mit Vollformat und/oder APS-C-Kameras gerechnet sind. Hier sollen spezielle Konstruktionen dafür sorgen, dass Lichtstrahlen auch am Rand des Sensors möglichst senkrecht auftreffen. (Die Objektive für die kleinen Sensoren, die einen kleinen Bildkreis auszeichnen, erkennt man an entsprechenden Kürzeln im Namen.)
Bei der Entstehung des 4/3-Systems, das von Anfang an für die Digitalfotografie entwickelt wurde, wurden die Objektive von vornherein für einen (nahezu) telezentrischen Strahlengang optimiert, das heißt, dass alle Lichtstrahlen (nahezu) parallel zur optischen Achse verlaufen und senkrecht auf den Sensor treffen.
Bei Digitalkompakt- und All-in-One-Kameras sind die Objektive fester Bestandteil der Kamera und von daher auf den Einsatz mit winzigen Sensoren abgestimmt.
Liebe Grüße
Sylke