Craskurs Fotoobjektive

Objektive formen die Lichtstrahlen zu jenem Bild, welches wir mittels Kamera aufnehmen. Durch die Wahl des Objektivs nutzt der Fotograf spezifische Eigenschaften des jeweiligen Objektivs zur Gestaltung seines Bildes.

Objektive sind für den Fotograf somit nicht nur eine Notwendigkeit um an sein Bild zu gelangen, sondern wollen auch soweit verstanden werden, dass sie sich in seinem Sinne verhalten. Weitgehend gelingt dies auch, doch ergeben sich immer wieder Situationen, in welchen sie sich gegenüber der Erwartung abweichend verhalten und nicht selten liegt dies an der Erwartung und nicht an der Technik.

Jede hinreichend fortgeschrittene Technologie ist von Magie nicht mehr zu unterscheiden.

Arthur C. Clarke

Sinn dieses Artikels ist es daher, die grundlegenden Grössen von Objektiven kurz und einigermassen richtig zu definieren, nicht mehr und nicht weniger. Dieser Artikel gestaltet nicht und macht auch keine Empfehlung, dies sei einem anderen Artikel überlassen.

Von Ebenen und Weiten ...

Ein Fotoobjektiv bildet einen Gegenstand ab, indem es von diesem auf dem Bildsensor respektive auf dem Film ein Bild projiziert. Allerdings wird nicht alles scharf abgebildet, ausschliesslich Objekte welche auf einer Ebene in einer bestimmten Distanz liegen werden scharf abgebildet. Somit können wir zwei Ebenen benennen: Die Gegenstandsebene und die Bildebene.

Ebenen und Weiten der fotografischen Abbildung.

Die Gegenstandsebene wird nicht immer gleich bezeichnet, manchmal wird sie auch Objektebene oder Motivebene genannt, bekannt ist auch der Begriff Schärfeebene. Gemeint ist eigentlich immer das gleiche. Für die Erklärungen auf dieser Seite scheint es mir sinnvoll, für diese Ebene den Begriff Gegenstandsebene zu gebrauchen.

Gegenstände, welche in der Gegenstandsebene liegen, werden also auf der Bildebene scharf abgebildet.
Zwischen Gegenstandsebene und Bildebene liegt jedoch noch unser Objektiv, hier kommt eine weitere Ebene ins Spiel, die Hauptebene des Objektivs. Um uns diese Hauptebene vorstellen zu können denken wir uns unser Objektiv erst einmal radikal vereinfacht: Gesetzt der Fall, das Objektiv würde nur aus einer einzelnen Linse bestehen, welche zudem noch sehr dünn wäre, so wäre diese Linse in der Hauptebene. Jetzt können wir uns unser Objektiv wieder vorstellen wie es tatsächlich gebaut ist, die Hauptebene bleibt aber an ihrem Platz wo sie mit der einen Linse war, auch wenn beim tatsächlichen Objektiv an genau dieser Stelle weder eine Linse noch die Blende zu liegen kommt. Die Hauptebene ist also eine Art Ersatzkonstruktion um das Verhalten eines Objektives einfach beschreiben zu können.

Insgesamt haben wir jetzt drei Ebenen benannt:

Mit der Hauptebene kommen zwei Distanzen ins Spiel:

Eine kleine Ergänzung muss ich der Vollständigkeit halber hier noch machen. Ein Objektiv hat normalerweise zwei Hauptebenen, eine vordere und eine hintere. Die Gegenstandsweite ist dann die Distanz von der Gegenstandsebene zur vorderen Hauptebene des Objektivs und die Bildweite beginnt dann ab der hinteren Hauptebene des Objektivs bis zur Bildebene. Ich erlaube mir, hier ein wenig an der Optik zu freveln und nur den einfachen Begriff der Hauptebene zu verwenden, wir verlieren mit dieser Ungenauigkeit nichts grundlegendes.

Somit haben wir zusammen was wir brauchen um den Rest der Objektivterminologie zu verstehen.

Brennweite

Die Brennweite ist die Bildweite wenn das
Objektiv auf unendlich fokussiert ist.

Beginnen wir gleich mit dem wichtigsten, was dem Autofan die Motorenstärke ist dem Fotografen die Brennweite. Mit obigem Wissen um die Ebenen lässt sich die Brennweite sehr einfach erklären:

Die Brennweite ist die Bildweite wenn das Objektiv
auf unendlich fokussiert (scharfgestellt) ist.

Sie sind enttäuscht, hatten gar etwas anderes erwartet? Irgendwas mit Bildwinkel oder so? Sicher, den Bildwinkel gibt es auch, allerdings ist der Bildwinkel eine andere Grösse. Oft wird Brennweite als Bildwinkel verstanden, aus diesem Missverständnis folgen all dies Diskussionen mit Begriffen wie äquivalenter Brennweite und Cropfaktor und solchen Sachen, Unsicherheiten, welche wir uns sparen könnten, würde wir die beiden Grössen sauber auseinanderhalten. Die Brennweite ist und bleibt die Bildweite bei Unendlichstellung des Objektivs und dies unabhängig von Film- und Sensorformat.

Bildwinkel

Bildwinkel in Abhängigkeit von Bildweite
und Bilddiagonale.

Doch gehen wir gleich weiter zum aus gestalterischer Sicht bedeutenden Bildwinkel. Allgemein wird der Bildwinkel über die Diagonale des Bildes angegeben. Abhängig ist der Bildwinkel von zwei Grössen:

Der Zusammenhange zwischen den Grössen Bildwinkel, Bildweite und Bilddiagonale wird durch nebenstehende Grafik (hoffentlich) ersichtlich.

Eventuell ist es ihnen gar nicht aufgefallen, deshalb möchte ich dies explizit erwähnen: Der Bildwinkel ist abhängig von der Bildweite, nicht von der Brennweite. In der allgemeinen Fotografie sind diese beiden Grössen allerdings fast gleich gross und die Abweichungen beim Bildwinkel werden kaum bemerkt, dies gilt jedoch nicht für den Bereich der Makrofotografie. Wird ein Bildwinkel abhängig von der Brennweite angegeben, also in der Form Bildwinkel bei 45mm Brennweite, so handelt es sich dabei um den Bildwinkel bei Scharfstellung des Objektivs auf unendlich, in diesem Fall stimmen aber Bildweite und Brennweite auch überein.

Äquivalente Brennweite, Cropfaktor und Vollformat ...

Brennweite Bildwinkel für
Mittelformat
56mm x 56mm
Bildwinkel für
Kleinbild
24mm x 36mm
Bildwinkel für
APS-C
16mm x 24mm
400mm
300mm
200mm
135mm
105mm
85mm
50mm
35mm
28mm
24mm
20mm
18mm
14mm
11,3°
15,0°
22,4°
32,7°
41,3°
50,0°
76,8°
97,1°
109,5°
117,6°
-
-
-
6,2°
8,2°
12,3°
18,2°
23,3°
28,6°
46,8°
63,4°
75,4°
84,1°
94,5°
100,5°
114,2°
4,1°
5,5°
8,2°
12,2°
15,6°
19,3°
32,2°
44,8°
54,5°
62,0°
71,6°
77.4°
91,7°

Tabelle: Bildwinkel in Abhängigkeit der Brennweite bei
unterschiedlichen Bildformaten. 56mm ist die Kanten-
länge des Bildes bei Aufnahmen auf Rollfilm.

Die Brennweite und der Bildwinkel stehen also in enger Beziehung. Während langen Jahren der Fotografie auf Film war das Kleinbildformat das am häufigsten verwendete Filmformat und der Bezug von Brennweite zu Bildwinkel bei diesem Bildformat hat sich bei vielen Fotografen entsprechend tief eingeprägt. Seit der Digitalfotografie haben die meisten Kameras jedoch vom Kleinbildformat abweichende Bildformate und die gewohnte Zuordnung von Bildwinkel zu Brennweite hat ihre Gültigkeit verloren. In dieser Situation wird getan was naheliegend scheint: Die tatsächliche Brennweite wird ignoriert und statt dessen eine äquivalente Brennweite angegeben, welche beim Kleinbildformat zu gleichem Bildwinkel führen würde. Gehandelt wurde aus einer Notsituation und entsprechend ist die daraus folgende Angabe auch ein wenig vermurkst: Die angegebene äquivalente Brennweite hat das Objektiv nicht und sie beschreibt auch keine Weite, sondern will indirekt den Bildwinkel beschreiben. Zurück bleibt ein schlechtes Gewissen, bemüht um Wiedergutmachung rührt man in dieser trüben Suppe weiter, bemüht jetzt auch noch einen Cropfaktor und erhebt das Kleinbildformat per Definition gleich zum Vollformat. Aus dem Nichts werden Begriffe geboren und die Verwirrung, welche man erst vermeiden wollte wurde grösser. Weil dem leider so ist gibt es hier auch eine eigene Seite zum Thema: Der Cropfaktor.

Lichtstärke und Blendenzahl

1:2,8 ist die relative Lichtstärke,
2,8 ist die Blendenzahl.

Die Lichtstärke ist nach der Brennweite die zweite charakteristische Grösse einer Fotooptik. Grob gesagt ist die Lichtstärke ein Mass für die Lichtmenge, welche das Objektiv durchlässt.

Massgebend für die Lichtstärke sind zwei Grössen:

Um die Lichtstärke zu erhalten wird der Durchmesser der Eintrittspupille ins Verhältnis zur Brennweite gesetzt:

Die Lichtstärke wird daher auch relative Öffnung genannt. Die relative Öffnung wird üblicherweise als Verhältnis angegeben, zum Beispiel als 1/2,8 (sprich: 1 zu 2,8). Verbreitet ist auch die Angabe der sogenannten Blendenzahl, anstelle der relativen Öffnung 1/2,8 spricht man dann von Blende 2,8. Dies führt zu der eigenartigen Konstellation, dass eine grosse Zahl einer kleinen Blende entspricht: Blende 16 ist eine kleine Blende, Blende 2,8 eine grosse.

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 Blendenzahlen bilden eine standardisierte Reihe, bei welcher mit jedem Schritt die einfallende Lichtmenge gegenüber dem vorangehenden Blendenwert halbiert wird. Die Blendenreihe ist die folgende:

1,0 - 1,4 - 2,0 - 2,8 - 4,0 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 - 32

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.

Die Blendenzahl wird also abgeleitet aus Pupillendurchmesser und Brennweite wie wir dies oben erwähnt haben, wenn wir von einem 2,8er-Zoom oder einer 1,4er-Festbrennweite sprechen. Diese Angabe ist eine rein geometrische Grösse. Mit der durchgelassenen Lichtmenge hat dieser Wert zwar etwas zu tun, aber er sagt noch nicht alles aus, dieser Wert würde an sich auch Gültigkeit behalten wenn die einzelnen Linsen des Objektivs aus grünem Flaschenglas gefertigt wären. Weil diese Zahl sich auf die Brennweite basiert, wird sie oft auch F-Stop genannt (F für Focus).

Für die tatsächliche Lichtstärke gibt es entsprechend noch einen zweiten Werte: den T-Stop. T-Stop steht für Transmission-Stop, hierbei geht es tatsächlich um die durchgelassene Lichtmenge. Was die einzelnen Linsen an Licht fressen wird berücksichtigt und auch eine allfällige Randabdunklung zählt mit. Derart wird aus einem Objektiv mit Offenblende 1,4 schnell mal ein solches mit T-Stop 1,7, und das ist noch nicht einmal schlecht.

Was Lichtstärke wirklich bedeutet lässt
sich immer auch sinnlich erfahren über
Preis und Gewicht.

Mit den verschiedenen Lichtstärken sind ein paar Eigenschaften verknüpft:

Lichtstärke ist immer auch in Relation zur Brennweite zu sehen. Eine kurze polemische Übersicht zur Lichtstärke von Objektiven, die Tabelle bezieht sich auf Objektive für das Kleinbildformat (36mm x 24mm):

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 im Nahbereich liegt zwischen geringst und kaum vorhanden. Ein guter Fotograf kann mit diesen Optiken fotografieren, Anfänger lernen 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 auch 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, eher zu meiden.

Abbildungsmassstab

Eine Aufnahme mit Abbildungsmassstab ~1:2.

Eine weitere Grösse des Objektivs ist im wahrsten Sinne des Wortes massgebend: Der maximal mögliche Abbildungsmassstab. Den Abbildungsmassstab bemerken sie immer dann, wenn sie näher an ein Motiv herangehen möchten, das Objektiv auf diese kurze Distanz aber nicht mehr scharf stellen können. Der eigentliche Sinn des näher herangehens liegt jedoch nicht in der Nähe, sondern darin, das Motiv formatfüllend abzubilden. Genau diese Möglichkeit wird durch den Abbildunsgmassstab spezifiziert. Der maximal mögliche Abbildungsmassstab sagt aus, wie gross ein Motiv auf dem Bildsensor respektive Film abgebildet werden kann. Die Angabe des Abbildungsmassstabs erfolgt dabei als Verhältnis von Bildgrösse zu realer Grösse des Motivs. Der Begriff Bild bezieht sich dabei immer auf das vom Objektiv entworfene Bild auf dem Bildsensor oder Film.

Abbildungsmassstäbe werden auf zwei Arten angegeben:

Reale Abbildungsmassstäbe sind zumeist kleiner als 1, dies bedeutet, dass das Bild auf dem Sensor verkleinert abgebildet wird. Übliche maximale Abbildungsmassstäbe für Objektive normaler Bauart liegen heute bei 1:7 bis etwa 1:4. Grössere Abbildungsmassstäbe werden mit Makroobjektiven erreicht, üblicherweise weisen diese einen maximalen Abbildungsmassstab von 1:1 auf. Mehr zu diesem Thema finden sie auf der Seite zur Makrofotografie.