Craskurs Fotoobjektive

Gelegentlich stosse ich auch an die Grenzen der fototechnischen Möglichkeiten, aber im Grunde stören sie mich nicht sehr. Ich kenne sie und streite mit ihnen wie mit alten Freunden.

Franco Fontana

Fotoobjektive werden wesentlich durch zwei Grössen charakterisiert, es sind dies

Weitere wichtige Aspekte von Objektiven sind

Zu einigen Objektiv-Themen bestehen weitere Seiten:

Brennweite:

Die Brennweite ist die wohl die charakteristische Grösse eines Fotoobjektivs.

Die Distanz, welche bei Scharfstellung auf unendlich zwischen der Hauptebene des Objektivs und der Film- respektive Sensorebene der Kamera liegt wird Brennweite genannt. Diese wird bei Fotooptiken zumeist in mm angegeben. Man spricht dann z.B. von einem 50mm-Objektiv.

Die Brennweite legt massgebend den Bildwinkel fest und ist deshalb aus gestalterischer Sicht bedeutend. Dieser Zusammenhange zwischen Brennweite und Bildwinkel wird durch nebenstehende Grafik (hoffentlich) illustriert. Allgemein wird der Bildwinkel über die Bilddiagonale angegeben.

Aus der Grafik ist auch ersichtlich, dass nebst Brennweite auch das Bildformat von Film oder Bildsensor seinen Anteil am Bildwinkel hat. Das Kleinbildformat war/ist während langen Jahren analoger Fotografie das am häufigsten verwendete Filmformat. Der Bezug von Brennweite zu Bildwinkel für dieses Filmformat hat sich bei vielen Fotografen entsprechend tief eingeprägt. Oft wird die Brennweite geradezu synonym mit dem Bildwinkel assoziiert. Untenstehende Tabelle zeigt ein paar Zuordnungen von Bildwinkel zu Brennweite für das Kleinbildformat 24x36mm:

Kategorie Brennweiten Bildwinkel für
Filmformat 24mm x 36mm
Diagonale Breite Höhe
Teleobjektive 400mm
300mm
200mm
135mm
105mm
85mm		 6,19°
8,25°
12,35°
18,21°
23,28°
28,56°		 5,13°
6,87°
10,3°
15,2°
19,5°
23,9°		 3,44°
4,58°
6,87°
10,16°
13,04°
16,07°
Normalobjektiv 50mm 46,8° 39,6° 27,0°
Weitwinkel-
objektive 		35mm
28mm
24mm
20mm
18mm
14mm		 63,4°
75,4°
84,1°
94,5°
100,5°
114,2°		 54,4°
65,5°
73,7°
84,0°
90,0°
104,3°		 37,8°
46,4°
53,1°
61,9°
67,4°
81,2°

Aufgrund dieser weit verbreiteten intuitiven Zuordnung von Brennweite zu Bildwinkel wird bei Digitalkameras mit abweichender Sensorgrösse oftmals eine äquivalente Brennweite anstelle der realen Brennweite angegeben. Dabei handelt es sich um die Übertragung des Bildwinkels auf Kleinbildformatverhältnisse. Da meist nur der Bildwinkel interessiert ist die tatsächliche Brennweite unwesentlich. Weitere Zusammenhänge zu diesem Themenkomplex werden auf der Seite zum Cropfaktor behandelt.

In diesen Seiten werde ist die Zuordnung Brennweite zu Bildwinkel immer in Bezug zum Kleinbildformat angeben, soweit ich dies nicht explizit anderes spezifiziere.

Entsprechend der Bildwinkel werden Objektive in

eingeteilt.

Normalobjektiv

Objektive mit einer Brennweite, welche ungefähr der Bilddiagonale des Films resp. Bildsensors entspricht werden als Normalobjektive bezeichnet. Daraus ergibt sich ein mittlerer Bildwinkel, welcher in etwa unserem Sehen entspricht wenn wir ein Bild so betrachten, das wir es überblicken können. Objektive mit dieser Brennweite werden Normalobjektive genannt. Für das Kleinbildformat sind dies Brennweiten im Bereich von gut 40mm bis knapp 60mm, sehr weit verbreitet ist 50mm Brennweite für Normalobjektive.
Über Normalbrennweiten herrschen unterschiedliche Ansichten. Für die einen ist es die wahre, natürliche und effektfreie Fotografie, für die anderen die Optik, welche stets Zuhause bleibt.

Weitwinkelobjektive

Objektive mit kürzerer Brennweite als Normalobjektive und somit grösserem Bildwinkel werden allgemein als Weitwinkelobjektive bezeichnet.
Immer wieder wird die Perspektive erwähnt, wenn man von Weitwinkelobjektiven spricht. Perspektive entsteht jedoch nicht wegen dem Objektiv, sondern aufgrund ihres Standorts beim Fotografieren.

Bild: Michael Albat

Die kurze Brennweite hilft nur, bei gegebener Motivgrösse sehr nahe ans Motiv heran treten zu können. Dadurch entstehen im Bild extreme Distanzverhältnisse zwischen Vordergrund und Hintergrund. Objekte im Vordergrund werden somit in Relation zu Objekten im Hintergrund ungleich grösser dargestellt, sie scheinen wesentlich weiter auseinander zu liegen als dies tatsächlich der Fall ist.

Da unser Auge (oder korrekter: unser Gehirn) gewohnt ist, etwas um so kleiner zu sehen, je weiter es von uns entfernt ist, gaukelt es uns beim Betrachten einer solchen Aufnahme das Vorhandensein von sehr grosser Raumtiefe, also auch von grosser Entfernung zwischen vorne und hinten angeordneten Objekten vor. Gleichzeitig erhält auch das einzelne dreidimensionale Objekt mehr Volumen, es wirkt plastischer.

Teleobjektive

Objektive mit längerer Brennweite als die Bilddiagonale und somit kleinerem Bildwinkel als Normalobjektive werden allgemein als Teleobjektive oder bei sehr grossen Brennweiten als Fernobjektive bezeichnet.

Teleobjektive zeichnen entfernte Objekte grösser auf als sie unser Auge sieht, was uns oft die Illusion vermittelt, die im Bildhintergrund liegenden Objekte seien übergross dargestellt. Die Grössenunterschiede zwischen vorne und hinten schmelzen förmlich dahin, die Raumtiefe schwindet, die Entfernungen werden "kleiner". Es scheint, als würden Raum und Objekt in der Tiefe verdichtet.

Mit zunehmender Brennweite werden Teleobjektive schnell mal gross, schwer und teuer, insbesondere wenn die Brennweite gleichzeitig mit grosser Lichtstärke gewünscht wird.

Zoomobjektive

Nebst Objektiven mit fester Brennweite gibt es Zoomobjektive mit variabler Brennweite. Zoomobjektive mit "vernünftigem" Brennweitenbereich sind heute in ansprechender Qualität zu haben und recht verbreitet.
Die weitergehende Diskussion zum Thema Zoomobjektive im Verglich zu Objektiven fester Brennweite wird an anderer Stelle in diesen Seiten angestellt.

Lichtstärke

Lichtstärke ist nach der Brennweite die zweite charakteristische Grösse einer Fotooptik. Grob gesagt, kann man sich unter dem Begriff Lichtstärke die Grösse der Öffnung (Eintrittspupille) vorstellen, durch welche Licht auf den Film/Bildsensor fällt - sie ist somit ein Mass für die Lichtmenge, welche das Objektiv durchlässt. Die Grösse der Eintrittspupille wird meist mit der Brennweite in Beziehung gesetzt, die Angabe der Lichtstärke erfolgt dann als relative Öffnung. Die relative Öffnung ist also das Verhältnis vom Durchmesser D der Eintrittspupille (das helle Durchgangsloch für das Licht, welches sie sehen, wenn sie bei maximal geöffneter Blende von vorne gerade in die Optik schauen) zur Brennweite. Diese relative Öffnung ist eine entscheidende Grösse zur Bestimmung der Belichtungszeit, normalerweise wird Lichtstärke synonym mit relativer Öffnung gebraucht. Ergänzend sei hier hinzugefügt, dass die relative Öffnung für die Entfernungseinstellung unendlich des Objektivs angegeben wird.

1:2,8 ist in nebenstehendem Beispiel die relative Lichtstärke. Der effektive Durchmesser der Eintrittsöffnung ergibt sich zu 80mm/2.8 = 29mm.

Bei Fotoobjektiven kann die Lichtstärke durch eine Blende im Objektiv in mehreren Stufen reduziert werden, man spricht in diesem Fall von Abblenden. Die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Lichtstärken werden Blendenwerte genannt und bilden eine standardisierte Reihe, bei welcher jeder Blendenwert gegenüber dem vorangehenden Wert die einfallende Lichtmenge genau halbiert:

Lichtstärke 1:1.0 1:1.4 1:2.0 1:2.8 1:4.0 1:5.6 1:8 1:11 1:16 1:22
Lichtmenge im
Vergleich zu
Blende 1:2.8 		8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 1/16 /32 1/64

Logischerweise kann ein Objektiv keinen Lichtstärke grösser als seine Anfangslichtstärke haben. Aber auch die kleinste Blende ist praktisch begrenzt, für das Kleinbildformat beträgt diese normalerweise 1:16 oder 1:22. Auf dem Blendenring oder im Display wird aus Platzgründen normalerweise nur der Nenner angegeben - die führt zur eigenartigen Konstellation, dass dann eine grosse Zahl einer kleinen Blende entspricht: Blende 16 ist eine kleine Blende, Blende 2,8 eine grosse.

Mit den verschiedenen Lichtstärken sind ein paar Eigenschaften verknüpft:

  • Bei offener resp. grosser Blende fällt viel Licht auf den Film. Dadurch muss kürzer belichtet werden als bei geschlossener Blende.
    Ist die Öffnung klein, so gelangt wenig Licht zum Film und die notwendige Belichtungsdauer fällt grösser aus.
  • Die Tiefenausdehnung des als scharf erscheinende Motivbereichs ist abhängig von der eingestellten Blende. Sie wird grösser bei geschlossen Blenden - man spricht dann von grosser Schärfentiefe. Eine offene Blende hingegen bewirkt, dass nur ein schmales Band vor und hinter der exakten Schärfeebene scharf abgebildet wird.
  • Aufgrund der geringen Schärfentiefe und des hellen Bildes auf der Mattscheibe lässt sich mit lichtstarken Objektiven sehr gut manuell fokussieren.
  • Da viele optische Fehler durch Abblenden verringert werden können, ist die optische Qualität bei maximaler Öffnung (meist) geringer als abgeblendet. Durch zu starkes Abblenden wird die Qualität jedoch durch Streuung an der Blende verringert. Es ergibt sich somit ein Bereich von meist etwa 3 Blenden, in welchem die optische Qualität des Objektivs maximal ist. Für lichtstarke Objektive liegt dieser Bereich bei bedeutend grösseren Blenden als für Objektive durchschnittlicher Lichtstärke.
  • Objektive mit kleiner maximaler Öffnung sind bezüglich optischer Fehler einfacher zu korrigieren als sehr lichtstarke Versionen gleicher Brennweite. Dass dies nicht zwangsläufig zu besserer optischer Qualität der lichtschwächeren Baureihen führt liegt am Markt, welcher günstige Objektive verlangt. Aus Preisgründen wird bei diesen Objektiven optisch ein Kompromiss eingegangen, bei maximaler Öffnung müssen Qualitätseinbussen in Kauf genommen werden. Wird allerdings ein sehr lichtstarkes Pendant gleicher Brennweite gekauft, so wird erwartet, dass die maximale Öffnung fotografisch auch (zumindest einigermassen) brauchbar ist. Der Aufwand für die Optik steigt aufgrund grösserer Öffnung, schwieriger zu korrigierender Fehler und der besseren angestrebten Korrektur. Als Gegenleistung wird der Käufer dies finanziell auch deutlich mehr honorieren.

Eine kurze polemische Übersicht zur Lichtstärke von Objektiven: Lichtstärke ist in Relation zur Brennweite zu sehen. Die lichtstärksten Optiken finden sich im näheren Umfeld der Normalbrennweite. Was Lichtstärke wirklich bedeutet lässt sich immer auch "sinnlich" erfahren über Preis und Gewicht.

Lichtstärke Kommentar
1:1,0
1:1,2		 Lichtstark jenseits jeder Vernunft.
Festbrennweiten von 50mm bis 85mm.
Bei maximal offener Blende wird anhand der Abbildungsqualität klar, welche Kompromisse für diese Lichtstärke eingegangen werden. Die Schärfentiefe liegt im Bereich der Filmplanlage.
Auch wenn man’s kaum glauben kann, ein guter Fotograf kann mit diesen Optiken fotografieren, Anfänger lernen damit die eigenen Grenzen kennen.
1:1,4 Ultralichtstark.
Festbrennweiten von 24 bis 85mm,
viele Standardobjektive mit 50mm.
1:1,8
1:2,0		 Sehr lichtstarke Optiken im Bereich von 20mm bis 135mm,
unbezahlbare Exoten bis 300mm.
1:2,8 Sehr lichtstarke Zooms (zum Teil sehr teuer),
Standardlichtstärke vieler Festbrennweiten.
1:3,5
1:4,0		 Nicht aufregend.
Lichtstärke extremer Weitwinkelobjektive oder langer Festbrennweiten, normale Zoomobjektive.
1:5,6 Nicht gerade das was man noch unter Lichtstärke versteht.
Zoomobjektive mit langer Brennweite (z.B. bis 400mm),
billige Zoomobjektive moderater Brennweite.
1:8,0 Spiegellinsenobjektive mit 500 oder 600mm Brennweite.

Für "mehr Lichtstärke" gibt's drei mögliche Gründe:

  • Available-Light-Fotografie: Available-Light Fotografen freuen sich über Lichtstärke als Erweiterung ihrer Möglichkeiten und gestalten den Aufnahmenkompromiss um die sich ergebende geringe Schärfentiefe. Trotzdem: Wenn's mal richtig dunkel wird hilft auch keine Lichtstärke mehr, dann ist Stativzeit. Fotografieren mit offenen Blenden spielt noch in der Dämmerung.
  • Fotografie mit selektive Schärfe: Das Wichtige zeigen, Unwichtiges durch Unschärfe andeuten und den Rest im Hintergrund verschwinden lassen, so würde ich selektive Schärfe kurz umreissen. Klar, dass es Lichtstärke braucht um bei normalen Distanzen (nicht Makrofotografie) geringe Tiefenschärfe zu erzielen. Zusammen mit hoher Lichtstärke spielt hier auch das Verhalten im Unschärfebereich (Bokeh) eine bedeutende Rolle.
  • Weitere Gründe: Unter Umständen spricht nichts speziell für die lichtstarke Brennweite aber alles gegen die lichtschwache. Es sind dann die allgemeinen Qualitätskriterien, welche den Käufer sich für das lichtstarke Objektiv entscheiden lassen. Unter "weitere Gründe" fällt auch der simple Wunsch, eine solche Optik zu besitzen - man gönnt sich sonst ja nichts.

Ist ein Entscheid pro Lichtstärke gefallen, so sind nur noch Festbrennweiten interessant. Je nachdem, bei welchen Öffnungen man persönlich von Lichtstärke spricht, können aus Zoomsicht durchaus bereits normale Festbrennweiten als lichtstark gelten. Halten sie beim Kauf lichtstarker Objektive die Kosten unter Kontrolle. Es kann genügen, nur eine besonders lichtstarke Festbrennweite in der Glassammlung zu haben.

Nahgrenze

Nebst Brennweite und Lichtstärke sollte auch die Nahgrenze nicht vernachlässigt werden. Sie besagt, auf welche minimale Distanz ein Objektiv scharf stellen kann.

Die Nahgrenze wird somit zu einer wesentlichen Grösse einer Optik, sie setzt uns im wahrsten Sinne des Wortes eine fotografische Grenze: Bis hierher und nicht weiter, oder du kriegst das Motiv nicht mehr scharf.

Maximaler Abbildungsmassstab

Zusammen mit der Brennweite ergibt sich aus der Nahgrenze ein für die Optik spezifischer maximale Abbildungsmassstab. Er sagt aus, wie gross ein Motiv auf dem Bildsensor resp. Film abgebildet werden kann.

Die Angabe des Abbildungsmassstabs β erfolgt als das Verhältnis von Bildgrösse B (auf dem Bildsensor resp. Film) zur realer Grösse G des Motivs.

Abbildungsmassstab β = B/G

Reale maximale Abbildungsmassstäbe für gute Optiken normaler Bauart liegen heute bei 1/10 bis etwa 1/4. Zoomobjektive hatten lange Zeit grössere Nahgrenzen als die entsprechenden Festbrennweiten. Gerade bei diesen Optiken konnten allerdings zum Teil spektakuläre Erfolge erzielt werden - heute gibt es viele Zoomobjektive mit einem "Makrobereich", welche sehr nahe fokussieren können. Ganz ohne Federn zu lassen geht dies allerdings nicht, selbst die Optikhersteller sprechen dann nicht mehr von hoher Abbildungsleistung im Nahbereich, zumeist sind die Bildzentren scharf, die Ecken aber schon deutlich unscharf.

Es gibt Objektive, welche spezifisch für Aufnahmen im Nahbereich mit allen Konsequenzen optimiert sind, diese werden Makroobjektive genannt.

  • Makroobjektive erlauben Abbildungsmassstäbe bis 1:1 oder zumindest 1:2 ohne Zubehör.
  • Die Abbildungsleistung ist für grosse Abbildungsmassstäbe optimiert.
  • Höchste Abbildungsleistung wird meist bei Blende 11 und 16 erreicht.
  • Makroobjektive lassen sich stark abblenden, zumeist bis Blende 32.
  • Gegenüber normalen Festbrennweiten gleicher Brennweite sind Makroobjektive gross, schwer, teuer und lichtschwach.
  • Trotz Autofokus sollten sie sich gut manuell fokussieren lassen.

Mehr dazu erfahren sie im Artikel zur Makrofotografie.