Fotographie

ist für mich nicht nur eine Möglichkeit um alle möglichen Situationen oder Aussagen als eine rein visuelle Darstellung, oder Dokumentation festzuhalten.

Fotographie ist für mich ein Medium, das in den verschiedensten Zusammenhängen eingesetzt werden kann.

Die Entstehung eines Bildes, eines Werkes hat sehr viele Faktoren, und dies ist für mich Grund genug, dahingehend weder über ethische oder wissenschaftliche oder gar rechtliche Aspekte zu schreiben.

Seit der Erfindung der Fotographie wurde ein Bild, welches man dauerhaft „sichern“ wollte schon immer bearbeitet, denn die Entstehung eines Bildes, vom Negativmaterial hin zum Positiv, zum Beispiel auf Papier, ist ein Entwicklungsprozess der schon immer vom Menschen auf die verschiedensten Weisen beeinflusst wurde.

Die Entwicklung der Fototechniken, Kameras und Optiken haben die Anwendungsgebiete lediglich verlagert.

Nach Einzug der digitalen Fotographie nebst der digitalen Fotobearbeitung am eigenen Computer in den verschiedensten Anwendungsbereichen geht eine grosse Unsicherheit bei den meisten Fotographen einher. Denn nicht immer werden diese Werkzeuge auch sinnvoll genutzt.

Fotographie ist für mich mehr als Wissenschaft und Technik!

Ich versuche Augenblicke festzuhalten, so wie ich sie sehe, wie sie mich erfassen und bewegen, doch wie alles, hat auch die Fotographie ihre Grenzen und manchmal bleiben eben wesentliche Merkmale und Eindrücke eines Augenblickes nur uns selbst vorbehalten, weil sie für jegliche Techniken unsichtbar bleiben und somit nicht visualisiert werden können, und manchmal versagt ganz einfach der fotographische Prozess einen ganz persönlichen optischen Sinneseindruck wiederzugeben.

Die Meinung, dass die Ausrüstung bzw. die Technik für ein gutes Bild keine Rolle spielt ist für mich auch nicht ganz korrekt, denn es gibt Bereiche, wie z.B. die Astrofotographie, die Hochgeschwindigkeitsfotographie, die Infrarotfotographie, die Röntgenfotographie, die Nachtfotographie, nur um ein paar Beispiele zu nennen, bei denen es auch der entsprechenden Ausrüstung und Technik bedarf.

Doch letztlich ist es doch ganz einfach:

Entweder ein Bild gefällt, oder es gefällt eben nicht!

Um ein Bild, ein Motiv, eine Situation wie man sie wahrnimmt auch visualisieren zu können, bedarf es durchaus eines gewissen Wissens über diese Technik und deren Möglichkeiten. Wer das Handwerk des Fotographen oder Fotolaboranten erlernt hat weiss darum, und eventuell erkennt sich der eine oder andere hier wieder; denn wer hat nicht schon Bilder auf dem Computer oder später den fertigen Bildabzug betrachtet, und sich geärgert und gefragt, wie kann das sein, weil die "Wirklichkeit" doch ganz anders ausgesehen hatte.

In den weit über 100 Jahren seit ihrer Erfindung hat sich die Fotographie mit einer Fülle von Arbeitsgebieten und Techniken zu einer immensen Bedeutung entwickelt.
Ohne viel Notiz davon zu nehmen durchdringt sie unser ganzes Leben, und hat auch unsere Art zu sehen beeinflusst. Sie erweiterte unser Weltbild in vorher nicht geahnter Weise, verschafft Einblicke in Bereiche, die dem Menschen sonst verschlossen wären.
Ich möchte hier einfach versuchen das komplexe Gebiet der Fotographie näher zu bringen. Es beginnt mit der Physik, um besser zu verstehen warum und weshalb wir mit einer Kamera und einer Optik fotographieren können, es streift die Biologie und die Psychologie, welche für das Sehen beim Menschen verantwortlich sind, soll später noch erklären, was man beim Fotographieren beachten sollte, und wie man mit Hilfe eines Computers und Nachbearbeitung mit speziellen Programmen mehr aus seinen Bildern machen kann.

Die wichtigste Quelle für den richtigen Umgang mit einer Kamera ist sicherlich die Bedienungsanleitung. Denn die heutige digitale Technik bietet eine Vielfalt von Einstellmöglichkeiten und Automatiken und nicht zuletzt Motivprogramme, wodurch Sie schon in der Lage sind technisch sehr gute Bilder zu fotografieren. Ist ihre Situation bzw. ihr Motiv nun kein "Standard" Motiv mehr, oder Sie möchten einfach einen gewissen Effekt erzielen, oder vielleicht möchten Sie einfach nur  verstehen warum jenes so oder so erreicht wird, dann sind vielleicht diese Seiten hier eine kleine Hilfestellung, eine Anregung.

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Fotografische Optik

Fotographie ist nicht nur das Verfahren selbst, sondern auch das Ergebnis wird meist so benannt!

Optik ist die Lehre vom Licht und im weiteren Sinne die Lehre von der Abbildung der Dinge und von ihrer Wahrnehmung.

Die Abbildung durch ein fotographisches Objektiv, ebenso wie durch die Lochkamera, stellt eine Zentralprojektion dar. Eine Zentralprojektion oder perspektivische Abblidung entsteht, wenn die Strahlen von den einzelnen Punkten des Gegenstandes durch ein enges Loch auf die Bildfläche gelangen. Es ist derselbe Eindruck, den man beim Sehen mit nur einem Auge erzielt.

1. Physikalische Optik ist die Lehre von der Natur der Lichtquellen und ihrem Verhalten in den verschiedenen optischen Mitteln. Dazu gehören die Erscheinungen der Beugung, Interferenz und Polarisation

2. Geometrische Optik umfasst die Gesetze der Ausbreitung, Brechung und Zurückwerfung (Reflexion) des Lichtes und der Abbildung durch Spiegel und Linsen.

3. Physiologische Optik behandelt die Wahrnehmung der Dinge durch die Augen bis zur Empfindung im Gehirn. Mit diesem Gebiet sollte sich besonders mit der Rücksicht auf die Farbenfotographie auch der Fotograph ein wenig befassen.

Licht und Farbe nennt man sowohl die physikalische Erscheinung als auch die Sinnesempfindung die durch sie beim Menschen hervorgerufen werden.

Die Lichtempfindung entsteht in der Sehsphäre des Gehirns, die auf das Auge treffenden Lichtstrahlen werden durch die Hornhaut und die Kristalllinse gebrochen und erregen in der Netzhaut die lichtempfindlichen Organe (Stäbchen und Zäpfchen).

Farbempfindung ist jedoch von Mensch zu Mensch verschieden!

Jede Licht und Farbempfindung kann auch durch die Erinnerung an früher Geschehenes oder durch veränderte Bedingungen der Umgebung mehr oder weniger stark beeinflusst oder sogar verfälscht werden.

Dadurch entstehen optische Täuschungen und das gilt auch für Farbeindrücke!

Licht im physikalischen Sinn ist eine Energie von derselben Art wie u. a. Elektrizität und Wärme.
Licht ist eine elektromagnetische Welle und als Welle hat Licht einige ganz bestimmte Eigenschaften.

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• Wellenlänge
• Frequenz
• Lichtgeschwindigkeit

Die Wellenlänge und damit auch die Frequenz bestimmen die Farbe des Lichtes.
Der Bereich des für uns sichtbaren Lichtes geht ca. von 380 bis 780 Nanometer (nm).

Die verschiedenen Wellenlängen werden als Farben empfunden:

• 760 - 630 nm als Rot
• 630 - 590 nm als Orange
• 589 - 560 nm als Gelb
• 560 - 480 nm als Grün
• 480 - 450 nm als Blau
• 450 - 430 nm als Indigo
• 430 - 400 nm als Violett

Farben darunter nennen wir Ultraviolett (UV) und die darüber Infrarot (IR).
Unser Auge kann diese beiden Farben nicht mehr sehen, doch Techniken wie Elektronik und Chemie sind in der Lage auch diese Farben für den Menschen sichtbar zu machen.

Jeder Mensch hat nun sein ganz individuelles Farbempfinden und darüber hinaus verbinden wir sogar Gefühle mit bestimmen Farben!
So gibt uns Licht und Farbe eine Möglichkeit unsere Empfindungen auf eine ganz besondere Weise auszudrücken...

Unter dem Wort Farbe fasst man drei verschiedene Begriffe zusammen, deren Verwechslung oft Irrtümer und Missverständnisse hervorruft.

• Spektralfarbe, d.h. farbiges Licht. Das sind entweder Strahlen nur einer Wellenlänge oder eine Mischung von Strahlen verschiedener Wellenlängen, die sich zu einer helleren Mischfarbe ergänzen.

• Körperfarbe oder Pigment, das ist jeder Stoff, der die Eigenschaft hat, von dem darauf fallenden Licht bestimmte Anteile zu verschlucken. Der zurückgeworfene Rest ergibt dann den farbigen Eindruck.

• Farbempfindung selbst, die der Mensch durch Vermittlung des Augeneindruckes in der Sehsphäre des Gehirns hat. (Diese unterliegt jedoch vielen Einflüssen und Täuschungen!)

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Lichtquellen

Natürliches Licht und künstliches Licht.

Und in der Vielfalt der Lichtquellen liegt eine Vielfalt der Einstellungen aufgrund des eigenen Empfindens und der Wellenlängen und der daraus resultierenden Farbtemperatur.

Mit der Farbtemperatur wird die Zusammensetzung des Lichtes in seine Anteile an blauen, grünen und roten Strahlen im uns weiss erscheinenden Mischlicht gekennzeichnet.
(Farbtemperatur wird in Kelvingraden z.B. 5000° K in absoluter Temperatur angegeben -
5500° K entspricht in etwa mittlerem Sonnenlicht, und strahlend blauer Himmel am Mittag der von 11.000° K)

An dieser Stelle möchte ich den evt. in Ihrer Kamera vorhandenen Weissabgleich erklären:

Viele Kameras haben die Möglichkeit einen Weissabgleich festzulegen, bzw. einzustellen.
Dieser umfasst meist A  (Automatisch) oder Tageslicht, Kunstlicht, Bewölkung, Schatten, direktes Sonnenlicht bis hin zur detalierteren Einstellung in Kelvingraden selbst. Diese Einstellungen liefern meist jedoch nur Näherungswerte, die tatsächliche Farbtemperatur erfassen sie nicht.
Warum und weshalb sollten wir trotzdem Einstellungen daran vornehmen?
Um eine unnatürliche wirkende Farbgebung auf den Bildern zu vermeiden und ein akzeptables Resultat zu erzielen!
Denn zum Beispiel sollte ein weisses Blatt Papier, in jeder Situation fotographiert auch weiss erscheinen. Sofern Ihre Kamera über solch eine Funktion verfügt, testen Sie diese aus, denn jede Kamera "reagiert" anders. Für Ihre Kamera ist es nur wichtig, dass sie keinen Farbstich aufweist, der eingestellte Wert spielt daher keine Rolle, das Resultat ist wichtig! Denn nach diesem Wert richten sich sämtliche Farbnuancen weiter aus!

Direktes Sonnenlicht ist am hellsten und gibt oft starken Schlagschatten und auch sehr grosse Kontraste.
Die Höhe der Sonne, die Tages und Jahreszeit, Art und Dichte der Bewölkung, die Reinheit der Luft und die Höhe der Umgebung selbst bestimmen die Helligkeit und damit die fotographische Wirksamkeit des Lichtes.

Bei hohem Sonnenstand am Mittag oder im Sommer ist der Weg des Lichtes durch die Lufthülle kürzer,
also das Licht reicher an violetten und blauen Strahlen als am Morgen oder Abend, oder im Winter.
Weisse Wolken am blauen Himmel verstärken oft noch die Lichtintensität durch Reflexion, während dunkle Wolken und Nebel einen erheblichen Anteil des Lichtes einfach verschlucken.
In Höhen über 1000 m ist der Anteil an UV Strahlung wesentlich höher als im Flachland und verschleiert daher oft die Bilder, diese UV Strahlung kann ein UV Sperr Filter jedoch beseitigen.
Künstliches Licht wie Strassenbeleuchtung, Lampen, Leuchten allgemein haben einen vergleichsweise mit dem Tageslicht ärmeren Anteil an blauen und violetten Strahlen, sind jedoch reicher an roten und gelben Strahlen.
Das menschliche Auge erkennt dies jedoch nicht, weil die Vergleichsmöglichkeiten fehlen und sich das Auge sehr schnell an eine Helligkeit und deren Umgebung gewöhnen kann.

Um also relativ farbneutrale Aufnahmen zu gewährleisten ist eine entsprechende Einstellung an der Kamera erforderlich, um die Farben in ihren Anteilen getreu wiedergeben zu können.

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Brechung und Reflexion

Reflexionen ermöglichen es uns Gegenstände und Farben zu erkennen. Jeder Körper reflektiert je nach Farbe mehr oder weniger Licht.

Für jede Zurückwerfung des Lichtes gilt das allgemeine Reflexionsgesetz. Ein Lichtstrahl wird immer so zurückgeworfen, dass der Reflexionswinkel gleich dem Einfallswinkel ist.
Wenn die Oberfläche des reflektierenden Körpers völlig eben ist, so haben wir einen Planspiegel mit gerichteter Reflexion.
Von den Dingen die sich vor dem Spiegel befinden, entsteht ein gleich grosses, jedoch seitenverkehrtes scheinbares Bild in derselben Entfernung hinter dem Spiegel.
Wenn die reflektierende Oberfläche jedoch rau oder uneben ist, dann haben wir diffuse (zerstreute) Reflexion.

Treffen Lichtstrahlen schräg auf ein anders optisches Mittel, dann wird der eindringende Teil aus seiner Richtung abgelenkt, also gebrochen.
Weisses Licht wird bei der Brechung in seine Bestandteile, nämlich in die einzelnen Spektralfarben zerlegt, weil die kurzwelligen Strahlen stärker gebrochen werden als die langwelligen. Dies ist der Grund warum wir auch ohne direkte Lichteinstrahlung Dinge erkennen können, und ein Raum z.B. hell erscheint ohne eigene Lichtquelle.
Dieser Effekt führt jedoch auch dazu, das ein Raum durch eine einzige Lampe nicht hell erscheint, denn je nachdem wo sie steht, wie stark die Lichtquelle ist, wird nur ein gewisser Teil erhellt und es entstehen Schatten.
Wäre die Reflexion optimal, müsste sich das von der Lampe ausgestrahlte Licht im gesamten Raum verteilen und alles gleich hell ausleuchten.

Die Lichtbrechung spielt auch bei der Ablichtung durch Linsen eine Rolle.
Und sie bewirkt das, dass wir sehen und fotographieren können!

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Interferenz

Interferenz bedeutet das gegenseitige Einwirken zweier Wellenbewegungen, die sich je nach ihrem Schwingungszustand entweder verstärken oder gegenseitig auslöschen. Sie verstärken sich, wenn beide Wellen im gleichen Sinne schwingen. Wellenberg zu Wellenberg, und Wellental zu Wellental. Im entgegen gesetzten Schwingungssinn löschen sie sich aus.

Lichtinterferenz entsteht nur dann, wenn beide Wellenzüge von derselben Lichtquelle herrühren und beim Durchgang durch eine sehr dünne aber ungleich starke Schicht geteilt werden. Als Folge finden wir bei einfarbigem Licht abwechselnd dunkle und helle Streifen oder Ringe. Infolgedessen entstehen nebeneinander Farben, wie wir sie an den Newtonschen Ringen beim Vergrössern sehen.

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Polarisation

Zwei Arten des Lichtes sind zu unterscheiden, natürliches Licht, dessen Wellen in alle Richtungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung schwingen und polarisiertes Licht, dessen Wellen nur in einer Ebene schwingen. In diesem Sinn ist unter „natürliches Licht“ nicht etwa Tageslicht im Gegensatz zu Kunstlicht zu verstehen. Für die Fotographie ist in erster Linie polarisiertes Licht wichtig, das durch Reflexionen an glänzenden Stellen entsteht, und zwar ist die Polarisation des reflektierenden Lichtes dann vollkommen, wenn der Einfallswinkel etwa 55 - 58 ° beträgt, je nach Material (metallische Flächen ausgenommen).
Polarisiertes Licht ist vom natürlichen Licht nicht ohne Hilfsmittel zu unterscheiden. Trifft es aber auf eine zweite Polarisationseinrichtung, weil sie das polarisierte Licht erkennen lässt, dann wird es nur hindurch gelassen, wenn seine Schwingungsebene parallel zur Schwingungsebene der zweiten Polarisationseinrichtung steht.
Kreuzen sich beide Schwingungsebenen, wird das Licht ausgelöscht. Diese Tatsache benutzt der Fotograph, um Spiegelungen an Wasserflächen, Fensterscheiben, polierten und lackierten Flächen, wenn das Licht unter dem genannten Polarisationswinkel von 56° auftritt und ebenso reflektiert wird, aber nicht an Metallflächen. Um polarisiertes Licht zu löschen setzt man einen Polarisationsfilter (Polfilter) vor das Objektiv und dreht an der Fassung bis der Reflex gelöscht ist. Völlige Löschung erreicht man nur bei der Einhaltung des erwähnten Winkels.
(Polfilter bestanden früher aus künstlichen gezüchteten sehr kleinen Kristallen von leicht gelblichgrüner Färbung. Seit längerer Zeit stellt man Polfilter aus organischen Verbindungen her. Diese Polfilter sind neutralgrau und damit für Schwarz/Weiss und Farbfotographie zu benutzen).

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Beugung des Lichtes

Beugung im optischen Sinne ist die Abweichung von Lichtstrahlen aus ihrer Richtung, die nicht durch Reflexion oder Ablenkung erfolgt. Sie erklärt sich aus der Wellennatur des Lichtes.
Gehen Lichtquellen durch eine kleine Öffnung, (wie z.B. eine Blende - Leonardo da Vinci hat diesen Effekt entdeckt, mit der Lochkamera (Camera obscure), welchen auch unsere Augen besitzen) - breiten sie sich dahinter nach allen Richtungen aus, sie werden "gebeugt". Diese Beugung äussert sich in der fotographischen Abbildung durch Unschärfe. Anstelle einse Punktes, auf den eingestellt wurde, wird bei Beugung durch eine sehr kleine Blendenöffnung ein Zerstreuungsscheibchen. So entsteht auch in der Lochkamera durch das Lochobjektiv sehr kleinen Durchmessers Beugung. Ein einigermassen scharfes Bild erreicht man nur, wenn der Durchmesser des Lochobjektivs in einem bestimmten Verhältnis zum Kameraauszug (Distanz der Filmebene zur Objektivebene in einer Kamera) steht. Dann ist das entstehende Beugungsscheibchen nicht grösser als das Lochobjektiv, dessen Grösse die Scheibchen ergibt, die das Bild der Lochkamera aufbauen.
An der Blende jedes Objektivs entsteht Beugung. Solange aber die Beugungsscheibchen unter einer bestimmten Grösse bleiben, haben sie praktisch keinen Einfluss auf die Bildschärfe. Erreichen sie aber den Durchmesser, den man für den noch zulässigen Zerstreuungskreis bei der Berechnung der Schärfentiefe annimmt, ist man bei der „kritischen Blende“ angekommen.

Die Blende ist dazu bestimmt, die wirksame Öffnung des Objektives so zu verkleinern, dass eine für die betreffende Aufnahme geeignete Schärfentiefe erreicht wird. Der Fachfotograph wird die Blende nur selten zur Regelung der Lichtmenge gebrauchen, sondern meist zu der Blende, die für die notwendige Schärfentiefe richtig ist, die Belichtungszeit ermitteln.
Beim Abblenden wir die wirksame Öffnung verkleinert, infolgedessen wirken weniger Strahlen auf die lichtempfindliche Schicht ein, und die Belichtungszeit muss entsprechend verlängert werden. Die Blendenziffern sind so abgestuft, dass man beim Abblenden auf die nächstgrössere Ziffer die halbe Fläche der vorangehenden Blende erhält und deshalb die doppelte Belichtungszeit braucht, um die gleiche Lichtmenge zu haben.

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Linsen

Viele in der Fotographie verwendeten Gegenstände bestehen aus Glas, Glas ist ein an der Kristallisation verhindertes Gemisch von Kieselsäure und einem Alkali, sowie Kalk bzw. Bleioxid.
Technisches Glas (Flaschen- und Hohlglas, Fensterglas, Salinglas) unterscheidet sich von optischem Glas! Optisches Glas wird auch als Jenaer Glas bezeichnet und ist von besonderer Güte. Es ist besonders rein und durch genau abgestimmte Rohstoffe in einem sehr aufwendigen Prozess speziell für optische Wirkung hergestellt.
Optisches Glas dient weiss oder farbig zur Herstellung von Linsen und Prismen oder Filtern, auch Brillengläser und anderen optischen Mittel oder Systemen.
Es wird unter den vier Hauptgruppen Leichtkron, Schwerkron, Kurzflint und Schwerflint in mehr als 200 Sorten mit genau bestimmten Eigenschaften der Farbzerstreuung, Brechung und Absorption hergestellt.

Bei den sphärischen Linsen unterscheidet man in sechs Grundformen.

Sammellinsen (auch positive Plus oder Konvexlinsen genannt)

• Bikonvex (1)
• Plankonvex (2)
• Konkavkonvex (3)

Zerstreuungslinsen (auch negative Minus- oder Konkavlinsen genannt)

• Bikonkav (4)
• Plankonkav (5)
• Konvexkonkav (6)

Sammellinsen (1) - Zerstreuungslinsen (2)

Linsen werden im Gefüge eines Objektivs gebraucht um die Abbildungsfehler der einfachen Sammellinse auszugleichen.

Die Menisken (Konkavkonvex und Konvexkonkavlinsen) dienen als Vorsatzlinsen um die Brennweite eines Objektivs zu verlängern bzw. zu verkürzen. Der positive Meniskus verkürzt die Brennweite, der negative verlängert sie.

Die optische Achse einer Linse ist die Gerade, welche die Mittelpunkt der Kugeln verbindet, zu welchen man die Linsenflächen ergänzen kann. Auf dieser Geraden liegen die Hauptpunkte, die Scheitelpunkte und die Brennpunkte der Linse. Ein Lichtstrahl, der in der optischen Achse durch die Linse geht, wird nicht gebrochen. Die Hauptebene sind zwei einander entsprechend, senkrecht zur optischen Achse stehende Ebenen, in denen das Objekt (Motiv) und sein Bild gleich gross sind und die gleiche Lage haben. Bei Bikonvex- und Bikonkavlinsen liegen sie symmetrisch im Innern der Linse, bei Plankonvex- und Plankonkavlinsen liegt die eine im Scheitelpunkt der Kugelfläche, die zweite um ein Drittel der Dicke im Innern der Linse; bei Menisken können beide ausserhalb der Linse liegen. Bei Objektiven mit mehreren Linsen liegen die Hauptebenen für das ganze System zwischen den Linsen bei der Blende, bei Teleobjektiven können sie weit vor das Objektiv rücken. Wo die Hauptebenen die optische Achse schneiden, liegen die Hauptpunkte, von diesen aus rechnen die Brennweiten.

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Die Brennweite einer Linse oder eines Objektivs ist der Abstand vom Brennpunkt zum zugehörigen Hauptpunkt. Sie wird mit f oder f´ bezeichnet und ihre Länge in Millimetern oder Zentimetern angegeben. Die Brennweite ist für jede Linse und jedes Objektiv eine gegebene und gleich bleibende Grösse; sie kann höchstens durch eine Vorsatzlinse verändert werden. Der Brennpunkt einer Sammellinse entsteht da, wo achsenparallele Strahlen nach der Brechung zusammentreffen. (Wir kennen dies im Fall einer Lupe, die auf Papier gegen die Sonne gerichtet, im Brennpunkt das Papier entzündet). Zerstreuungslinsen haben keinen wirklichen, sondern einen scheinbaren Brennpunkt. Achsenparallele Strahlen werden nach der Brechung so zerstreut, als ob sie aus diesem Punkt herkämen. Als Schnittweite bezeichnet man den Abstand vom Scheitelpunkt der Linse zum entsprechenden Brennpunkt.
Bei Plankonvexlinsen stimmt ein Hauptpunkt mit dem Scheitelpunkt der Kugelfläche überein; deshalb ist die von diesem Kugelscheitel gemessene Schnittfläche gleich der Brennweite. Die von der Planfläche aus gemessene Schnittweite ist etwa um zwei Drittel der Linsendicke kürzer als die Brennweite.

Beim Kondensor (ein Kondensor lenkt alles Licht, welches das Objekt durchsetzt in das abbildende Objekt), der gewöhnlich aus Plankonvexlinsen besteht, braucht man aus praktischen Gründen diese kürzere Schnittweite und gibt sie statt der Brennweite an.
Bei Teleobjektiven beträgt die Länge der bildseitigen Schnittweite und damit der Auszug der Kamera nur etwa zwei Drittel der Brennweite.

• Dingweite (Gegenstandsweite) ist die Entfernung vom abgebildeten Ding (Motiv, Gegenstand) zum zugehörigen Hauptpunkt des Objektivs.

• Bildweite ist die Entfernung des Bildes vom bildseitigen Hauptpunkt des Objektivs. Bei scharfer Einstellung ist das der Abstand der Mattscheibe (Einstellscheibe, die als Projektionsfläche der Motivbetrachtung in Kameras benutzt wird) von diesem Hauptpunkt.

• Abbildungsmassstab (V) ist das Verhältnis der Bildgrösse (Negativ bei der Aufnahme, Papierbild bei der Vergrösserung, Schirmbild bei der Projektion) zur Dinggrösse (das ist bei der Reproduktion ein Bild, bei der Projektion das Diapositiv).

Bei den optischen Berechnungen ist immer der lineare Abbildungsmassstab gemeint, weil dieser für die Berechnung der anderen Grössen massgebend ist.

Bildweite (a`)
Dingweite (a)
Brennweite ( f / f´)

Abbildungsmassstab  V = y´: y

Die Brennweite bestimmt wie viel von einem Motiv auf das Bild kommt. Sie bestimmt wie gross der Winkel zwischen linkem und rechtem bzw. oberem und unterem Motivrand ist. Bei grossen Brennweiten ist der Winkel kleiner, bei kleinen Brennweiten grösser. Das bedeutet, dass eine Brennweitenveränderung nur den Blickwinkel vergrössert bzw. verkleinert!
Da die Bildgröße konstant bleibt, wirkt sich die Änderung der Brennweite auf den Abbildungsmaßstab aus. Man kann eine Veränderung der von z.B. 50 mm auf 200 mm auf dem Bild auch erreichen, in dem man den entsprechenden Bereich eines Bildes, welches z.B. mit einem 50 mm Objektiv fotographiert wurde, 4-fach vergrößert. Dadurch wird die Auflösung natürlich schlechter. Auf dieselbe Art funktioniert ein digitaler Zoom bei Digitalkameras, viele Modelle besitzen noch einen digitalen Zoom. Dabei handelt es sich um eine Interpolation, die das Bild zwar größer erscheinen lässt, tatsächlich findet jedoch nur eine Ausschnittsvergrößerung mit verringerter Auflösung statt. Digitalzooms haben keinen fotographischen Wert. Der funktional identische Effekt lässt sich mit jeder Bildbearbeitungssoftware nachträglich und mit jedem beliebigen Vergrößerungs- bzw.  „Zoomfaktor“ realisieren.

Eine Veränderung der Brennweite beim Fotographieren, bedeutet, dass man den Motivausschnitt verändert, eine perspektivische Veränderung tritt jedoch nicht auf.
Um die Perspektive zu verändern, muss man den Standort ändern!

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Jede einfache Sammellinse kann als Objektiv gebraucht werden. Sie hat aber folgende Abbildungsfehler!

• Farbenfehler (chromatische Aberration)

  • Farbbrennweitenfehler (Fokusdifferenz, Farblängsfehler)

  • Farbvergrösserungsfehler (Farbquerfehler, chromatische Bildgrössendifferenz)

• Monochromatische Abbildungsfehler (Fehler, die auch bei einfarbigem Licht auftreten)

• Öffnungsfehler (sphärische Aberration)

• Koma

• Astigmatismus

• Bildfeldwölbung

• Verzeichnung (Distorsion), tonnen- bzw. kissenförmig

• Lichtfleck (Spiegelfleck)

Diese Fehler ergeben allein oder durch ihr Zusammenwirken unscharfe Zeichnung, die meist nach dem Bildrand hin immer auffälliger hervortritt. Je kleiner der ausgenutzte Bildwinkel und je kleiner die Blende ist, desto weniger treten sie in Erscheinung, auch wenn sie vorhanden sind. Die Abbildungsfehler haben nichts mit schlechter Qualität des Glases oder mit mangelhafter Herstellung der Linsen zu tun! Auch die aus bestem optischem Glas mit grösster Sorgfalt hergestellte einfache Linse zeigt die genannten Fehler, weil diese in der Natur des Lichts und in den optischen Gesetzen begründet sind. Sie müssen durch die Vereinigung mehrerer Linsen zu einem Objektiv beseitigt werden.

Farbfehler entstehen dadurch, dass der weisse Lichtstrahl von der Linse nicht nur gebrochen, sondern auch in seine farbigen Bestandteile zerstreut wird. Jeder einzelne Teil der Linse wirkt hier nicht anders als ein winziges Prisma. Daher entstehen für die einzelnen Farben verschiedene Brennpunkte. Der Brennpunkt der roten Strahlen ist am weitesten von der Linse entfernt, der Brennpunkt der violetten liegt ihr am nächsten; dazwischen liegen entsprechend den verschiedenen Wellenlängen der Strahlen die Brennpunkte der einzelnen Farben.

Der Unterschied zwischen den Entfernungen der Brennpunkte für die einzelnen Farben ist der Farbbrennweitenfehler (siehe nachstehende Abb.) Er spielt heute nur noch bei einigen Weichzeichnerobjektiven eine Rolle, er kann auch bei der Verwendung einer Vorsatzlinse an einem gut korrigierten Objektiv auftreten und leichte Unschärfe hervorrufen.

Um diesen Fehler zu beseitigen, vereinigt man eine starke Sammellinse aus Kronglas mit einer schwachen Zerstreuungslinse aus Flintglas. Diese Kombination heisst Achromat.
Die beiden Glasarten in ihren unterschiedlichen Stärken heben sich in ihrer Wirkung auf; die schwache Dispersion des Kronglases mit starker Brechung hebt sich durch die starke Dispersion mit schwacher Brechung des Flintglases auf, und zwar so, dass die Zerstreuungslinse die gleich grosse, aber entgegen gesetzte Dispersion hat wie die Sammellinse, ohne dass die Brechkraft ganz aufgehoben wird.
Man vereinigt für fotographische Zwecke Gelb und Blauviolett, damit die fotographisch wirksamsten Strahlen mit dem für das Auge hellsten Mattscheibenbild zusammenfallen. Für besondere Zwecke wie Fernrohre hat man auch andere Achromate. Jedes moderne Objektiv ist aus Achromaten aufgebaut!

Farbvergrösserungsfehler entstehen dadurch, dass die einzelnen Farben, weil sie verschieden lange Brennweiten haben, auch verschieden grosse Bilder ergeben. Bei der einfachen Linse ist das von den roten Strahlen gezeichnete Bild am grössten. Dieser Fehler ist auch bei guten Objektiven, bei denen der Brennweitenfehler beseitigt ist noch vorhanden und durch Abblenden nicht zu beheben. Wenn in einem Achromaten die Brennpunkte zweier Farben vereinigt sind, so haben beide dieselbe Schnittweite s´ (siehe nachstehende Abb.).

Sie haben aber immer noch verschiedene Brennweiten und zwar ist jede die Brennweite der blauen Strahlen länger als die der roten. Weil der Abbildungsmassstab von der Brennweite abhängt, wird hier das Bild der blauen Strahlen grösser als das der roten. Bei vielen Aufnahmen spielt der Fehler keine wesentliche Rolle, nur bei Farbaufnahmen in grösserem Format und bei farbigen Reproduktionen, die im Dreifarbendruck wieder zusammengedruckt werden, ergeben sich Passdifferenzen zwischen den einzelnen Bildern und hässliche, falsche Mischfarben am Bildrand.

Deshalb stellt man bei besonders hohen Ansprüchen an die Bildschärfe Objektive aus drei Glasarten her. Sie heissen Apochromate. Bei diesen sind die Farben Rotorange, Gelb und Blau in einem Brennpunkt so vereinigt, dass auch die Brennweiten gleich sind.

Dadurch sind beide Farbenfehler für drei Farben behoben. Darüber hinaus sind auch alle anderen Abbildungsfehler beseitigt.

Der Öffnungsfehler ergibt eine Unschärfe auch in der Mitte des Bildes. Sie ist um so grösser, je grösser die relative Öffnung der Linse ist, wird also durch Abblenden verringert. Der Fehler beruht auf der Kugelform der Linsenflächen. Dadurch werden – auf Grund des Brechungsgesetzes – die Randstrahlen stärker gebrochen als die achsnahen Strahlen, so dass sie sich schon vor dem Brennpunkt auf der optischen Achse treffen (siehe nachstehende Abb.)

Deshalb entsteht kein scharfes Bild, weil bei einer bestimmten Einstellung entweder nur die Randstrahlen oder nur die achsnahen Strahlen vereinigt werden, niemals aber beide gleichzeitig.
Bei Objektiven behebt man den Öffnungsfehler durch passende Wahl der Radien der Kugelflächen und durch die Anordnung von Zerstreuungslinsen, welche an sich die Aufgabe haben, die Farbenfehler zu beseitigen.

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Koma ist ein Abbildungsfehler, der am Bildrande auftritt und etwa dem Öffnungsfehler in der Mitte ähnelt. (siehe nachstehende Abb.)

Weil die schief auf die Linse treffenden- in sich aber parallelen – Strahlen sehr ungleiche Einfallswinkel haben, werden sie sehr verschieden gebrochen. Deswegen entsteht ein unsymmetrischer Bildpunkt, welcher auf einer Seite heller ist und auf der anderen unscharf ausläuft. In der gesamten Abbildung ergibt Koma eine Unschärfe, welche zum Bildrand hin immer stärker wird. Durch Abblenden wird der Fehler nur etwas vermindert.
Beseitigt wird Koma bei zusammengesetzten Objektiven gemeinsam mit dem Astigmatismus und der Bildfeldwölbung.

Astigmatismus ist ein Abbildungsfehler schief zur optischen Achse einfallender Strahlen. Ein am Rande des Bildfeldes befindlicher Punkt wir nicht als  Punkt an einer Stelle, sondern als strichartige Verzerrung an zwei Orten abgebildet (siehe nachstehende Abb.)

Verändert man dabei den Auszug, so wird der Strich senkrecht verzehrt, das andere Mal waagerecht. Dazwischen gibt es Stellen allgemeiner Unschärfe. Astigmatismus ist durch Abblenden etwas zu mildern, aber nicht ganz zu beseitigen. Stellt man für alle Punkte des Bildfeldes die beiden Orte der astigmatischen Differenz fest, so ergeben sich zwei Bildflächen, auch Bildschalen genannt, die sich im Brennpunkt berühren.

Unter Bildfeldwölbung versteht man die Tatsache, dass die Schärfe des eingestellten Bildes nicht in einer Ebene, sondern in einer gewölbten Fläche liegt. Auch wenn die beim Astigmatismus erwähnten Bildschalen zu einer anastigmatischen Fläche vereinigt werden, kann diese noch gewölbt sein. Der Fehler hängt also mit dem Astigmatismus zusammen und wird auch mit ihm und der Koma zusammen beseitigt. Da man ebene Mattscheiben und Filme bzw. Sensoren benutzen muss, bleibt nur übrig, die anastigmatische Fläche zu ebnen, sonst lässt sich auf der Mattscheibe nur entweder die Mitte oder der Rand des Bildes scharf einstellen.

Um den Astigmatismus, die Koma und Bildfeldwölbung zugleich mit dem Öffnungs- und dem Farbenfehler zu beheben, muss die Zerstreuungslinse eine kleiner Brechungszahl haben als die Sammellinse, aber das Glas der Kleineren Brechungszahl die grössere Dispersion. Gläser solcher Art heissen Anastigmate.

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Verzeichnung besteht darin, dass gerade Linien am Rande des Bildes gekrümmt wiedergegeben werden, wenn die Blende einseitig zur Linse angebracht ist. Steht die Blende vor der Linse, so werden die Ecken des Bildes nach innen gezogen, also ein Rechteck tonnenförmig verzeichnet. Steht die Blende hinter der Linse, so werden die Ecken nach aussen gezogen, also das Rechteck kissenförmig verzeichnet.

Um die Fehler zu beseitigen, muss die Blende zwischen zwei symmetrischen Linsen oder Linsengruppen angebracht werden.

Lichtflecke, auch Spiegelflecke genannt, haben ihre Ursache in der Reflexion von Lichtstrahlen an den Glas-Luft-Flächen der Linse oder des unvergüteten Objektives. Je mehr solcher Flächen ein Objektiv hat, desto öfter wiederholt sich diese Spiegelung. Besonders stark bemerkbar macht sich es, wenn Lichtquellen direkt ins Objektiv strahlen. Bei Nachtaufnahmen z.B. erscheint öfter ein unscharfes Spiegelbild einer Lichtquelle an einer anderen dunklen Stelle des Bildes. Um diese Erscheinung auszuschalten, werden heute die gegen Luft stehenden Glasflächen der Objektive, meist auch der Vorsatzlinsen und Filter, mit  Antireflexbelag vergütet, der durch Interferenz und Reflexion fast völlig verhindert. Dieser Belag wird im Vakuum auf die Glasflächen aufgedampft, seine Dicke liegt bei etwa 1/4 der Wellenlänge. So behandelte Objektive werden meist auf der Fassung mit einem roten T (=Transparentschicht), einem R (=Reflexschutz) oder mit einem roten Dreieck gekennzeichnet.

Vergütete Objektive sind nicht nur frei von Spiegelflecken und geben brillantere Bilder, sondern sie sind auch etwas lichtstärker als nicht vergütete gleicher Bauart. Der Unterschied in der Lichtstärke kann bis zu 30% ausmachen.

Alte, unvergütete Objektive erhalten infolge der Einwirkung von Chemikalien in feuchter Luft einen farbigen schimmernden Belag, der ähnlich wie eine Vergütung aussieht; er hat auch ähnliche Wirkung, sofern er nicht trübe und fleckig ist und dadurch die Kontraste vermindert, kann man ihn ohne Schaden auf der Glasfläche lassen.

Ausser den hier genannten Abbildungsfehlern treten bei manchen Aufnahmen Fehler hervor, die in der Anordnung der Linsen in ihrer Fassung oder aber in einer unzweckmässigen Anwendung des ganzen Objektives begründet sind.

• Lichtabfall zum Bildrand
• Vignettieren
• Perspektivische Übertreibung

Objektive dienen also dazu, in der Kamera das Bild des aufzunehmenden Gegenstandes optisch zu entwerfen. Es besteht aus mehreren Linsen verschiedener Glasart, um die Abbildungsfehler der einfachen Linse auszugleichen. Die Linsen sind in einem Metallrohr, der Fassung, fest vereinigt. Sie müssen aber genau zentriert sein, d. h. seine gemeinsame optische Achse haben, auf der die Krümmungsmittelpunkte aller Linsen liegen. Durch herunterfallen oder unsachgemässer Handhabung, auseinanderschraubens des Objektives etc. leidet die Zentrierung! Als Folge hat man nur noch unscharfe Bilder!
Die Blende befindet sich zwischen den Linsen zum Verkleinern der Lichtöffnung.
Der Begriff lange oder kurze Brennweite gilt nur im Verhältnis zum Negativformat! Als Normalwert gilt, dass die Brennweite gleich der Diagonale des Bildformates ist!

Objektive mit besonders guter Korrektur unterscheiden sich von anderen guten Objektiven nicht durch besondere Konstruktion. Ihre wertvollen Eigenschaften beruhen einmal auf der streng durchgeführten optischen Rechnung zur Beseitigung aller restlichen Abbildungsfehler bei Verwendung von optischen Sondergläsern, zum anderen auf sorgfältigste Herstellung mit sehr engen Toleranzen.

Zur Farbaufnahme ist jede Kamera mit einem gut korrigierten und vor allem vergüteten Objektiv geeignet. Abbildungsfehler ergeben Farbverfälschungen, die sich besonders in den Schattenpartien auswirken. Bei der Farbaufnahme verteilen sich die Anteile der Grundfarben entsprechend auf die einzelnen Schichten des Filmmaterials. Ähnlich arbeitet ein Sensor in einer digitalen Kamera, die einzelnen Pixel sind jeweils nur in der Lage  eine der drei Grundfarben aufzunehmen, entsprechend dem Lichtanteil der auf sie fällt und dem jeweils vorgebauten Filter.

Die Farbenwiedergabe eines Farbfotos hängt, wenn man von Belichtungsfehler und anderen Behandlungsfehlern absieht, in erster Linie vom verwendeten Licht ab. Wenn man um die Mittagszeit Farbaufnahmen machen muss, kann man den Blaustich durch einen UV-Sperrfilter oder einen Skylight-Filter dämpfen. Vielfach schiebt man den auftretenden Farbstich auf die Kamera oder den Film, weil das Auge die verschiedenen Farbtemperaturen des Tageslichtes nur in extremen Fällen beachtet, sich aber sonst mangels Vergleichsmöglichkeiten in seinem Farbempfinden darauf einstellt! Ein Sensor, bzw. ein Film jedoch registriert die Farben sehr wohl ganz objektiv und gibt daher auch die Farbstiche wieder, die sich aus der Zusammensetzung des Lichtes ergeben. Vor allem in den Schatten macht sich oft ein gewisser Farbstich bemerkbar, denn beleuchtete farbige Flächen (z.B. vom Sonnenlicht) reflektieren Licht in die Schatten.

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Das Gelingen einer Aufnahme hängt mit von den richtigen Einstellungen ab. Darunter versteht man, den Aufnahmegegenstand mit dem notwendigen Teil der Umgebung in das Bildformat zu bringen und die Schärfe so zu regeln, dass die vorgefasste Bildidee verwirklicht wird. Die Einstellung der Schärfe richtet sich nach der Entfernung (Dingweite) des Hauptmotivs. Will man mehrere versieden weit entfernte Dinge gleichzeitig scharf ablichten, so muss man auf einen Punkt scharf einstellen, der näher zur Kamera liegt als die Mitte dieses scharf abzubildenden Raumes. Dann muss man genügend abblenden, um die notwendige Schärfentiefe zu erreichen. Die günstigste Einstellenentfernung berechnte man mit folgender Formel:

E (=Einstellpunkt) = 2 x n (=nächster Punkt) x w (=weitester Punkt) : n + w

Wenn man alles zwischen einem nahe gelegenen Punkt und Unendlich Befindliche scharf abbilden will, so muss man auf die doppelte Entfernung des Nahpunktes einstellen und entsprechend abblenden. Wenn ein Objektiv auf Unendlich scharf eingestellt ist, reicht die Schärfe nach vorn bis zu einem Punkt, dessen Entfernung von der Brennweite und von der eingestellten Blende abhängt. Er heisst Nahpunkt für Unendlich und wird berechnet nach der Formel:

               
D = f 2 (=Brennweite) : ɚ (=zulässige Unschärfe) x k (=Blendenzahl)
So liegt z. B. der errechnete Nahpunkt für Unendlich für 50 mm Brennweite und Blende 1:4 und einer unzulässigen Unschärfe von 1/30mm bei 18,75 m.

(50x50x30) : (4x1) = 75 000 : 4 mm = 18,75 m

Strenggenommen gibt es zu jeder Bildweite nur eine bestimmte Dingweite! Alles, was sich davor oder dahinter befindet, müsste unscharf abgebildet werden. Wenn aber der Zerstreuungskreis auf dem Bild kleiner als 0,1 mm ist, erscheint er dem Auge als „scharfer“ Punkt. Je kleiner die benutzte Blende und je kürzer die Brennweite sind, desto kleiner werden die Zerstreuungskreise, und desto grösser wird damit die Schärfentiefe. Diese Tiefe reicht von der Einstellebene, d. h. von der Dingweite auf die scharf eingestellt wurde, um einen gewissen Betrag nach vorn und etwas weiter nach hinten.

• Je kürzer die Brennweite, desto grösser die Schärfentiefe
• Je enger die Blende, desto grösser die Schärfentiefe
• Je länger die Dingweite, desto grösser die Schärfentiefe
• Je grösser der Unschärfekreis sein darf, desto grösser die Schärfentiefe.

Die Konstruktion eines Objektivs hat auf die Schärfentiefe keinen Einfluss. Hat man verschiedene Objektivarten mit derselben Brennweite und blendet sie gleich weit ab, haben sie auch dieselbe Schärfentiefe. Nur Weichzeichner-Objektive zeigen eine etwas günstigere Tiefendarstellung. Weil sie in der eingestellten Ebene keine vollkommene Schärfe haben, fällt der Übergang von scharf zu unscharf weniger auf.

Aus der Forme für die Naheinstellung auf Unendlich lässt sich die Tiefe der Schärfe nach vorn = Tv und die Tiefe nach hinten = Th mit guter Annäherung folgendermassen berechnen:

Tv = D x  E : D + E
Th = D x  E : D - E

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Wie bringe ich die gewünschte Schärfe auf das abzubildende Bild? Kameras mit Mattscheibe projizieren ein Bild auf diese. Das Auge betrachtet diese Abbildung, und man drehte früher am Objektiv so lange bis das Bild im Sucher scharf abgebildet war. Masseinheiten auf den Objektiven waren und sind dazu eine Hilfestellung, denn auch heute noch arbeiten viele Fotographen lieber manuell, das heisst sie stellen die Schärfe manuell durch den Objektivring am Objektiv ein, auch wenn es wohl kaum mehr eine neue Kamera auf dem Markt welche keinen Autofokus besitzt.
Bei Kompaktkameras ist dies nicht möglich, da das Auge nur durch den Sucher und nicht „quasi“ durch das Objektiv blickt. (Fehlender Spiegel der das Bild durch den Sucher auf die Mattscheibe projiziert). Mir sind zwei Arten der Fokusierung bekannt, einmal Ultraschall- und  Infrarotmessung durch die Kamera. In beiden Fällen schickt die Kamera ein Signal (Schall oder eben Infrarotlicht) und misst dann zurückgeworfene Reflexion vom anvisierten Objekt. Bei Ultraschall misst die Kamera die Zeit, wie lange es dauert bis die refektierte Welle am Sensor der Kamera auftritt, und bei Infrarot wird der Winkel gemessen in welchem das Licht zurückgeworfen wird. Dies macht die Kamera automatisch und hat den Vorteil, das auch es auch im Dunklen und oder bei kontrastarmen Motiven funktioniert. Jedoch wird die Reflexion bei grossen Entfernungen schlechter und dauert dementsprechend länger. Diese Sensoren der Kamera sollten deshalb nicht mit den Händen bei Fotographieren verdeckt werden!
Man spricht hierbei von aktivem Autofokus.
Eine Fokussierung über Kontrastmessung hingegen funktioniert etwas anders, es bedarf genügend Licht und oder ausreichend Kontrast, denn eine passive Messung funktioniert wie beim Auge, die Bildweite des Objektes wird variiert, bis der Kontrast maximal ist. Ein Chip welcher in der Mitte des Sichtfeldes sitzt errechnet über einen Prozessor die Schärfe (Kontrast) des Objektes. Dabei sind immer mehrere Messungen nötig, bis das Schärfemaximum erreicht ist. Senkrechte Strukturen werden leichter fokussiert als waagerechte, und üblich war ein einzelner AF Sensor in der Mitte des Sichtfeldes, so das auch nur die Mitte des Bildes scharf zustellen war. Mehrere, gleichmässig im Sichtfeld angeordnete AF-Sensoren erhöhen nun die Wirkung dieser passiven Messung, und eine Kombination mit AF-Hilfslicht  unterstützt zusätzlich bei schlechtem Licht oder Dunkelheit. Der Nachteil solcher Messungen ist, das eine elektronische Kamera Zeit für die Errechnung und das einstellen des Objektives braucht und  bei Bewegung immer wieder neu fokussieren muss, ehe der Auslöser „freigegeben“ wird. Neuere Wechselobjektive haben mittlerweile selbst einen eingebauten Fokus und unterstützen somit für eine schnellere Fokussierung. Hochwertige Objektive bieten jedoch zusätzlich die Option den Auto-Fokus abzuschalten, und lassen, ebenso wie eine gute Kamera, die Einstellung per Hand und Auge zu!

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Lichtstärke gibt an, welche Helligkeit das mit dem Objektiv entworfene Bild bei Benutzung der grössten Blendenöffnung hat. Das Mass für die Lichtstärke ist die relative Öffnung. Diese ist wichtig für die Festsetzung der Belichtungszeit. Die relative Öffnung (oder Lichtstärke) ist eine Verhältniszahl, die angibt, wie oft der Durchmesser der wirksamen Öffnung in der Brennweite enthalten ist. Die grösste relative Öffnung ist auf dem Objektivrand verzeichnet. Durch Abblenden wird sie verkleinert. Blenden sind so abgestuft, dass jede nächstfolgende Blendenzahl der halben wirksamen Öffnung entspricht, somit die doppelte Belichtungszeit gegenüber der vorangegangenen Blende erfordert. Durch eine positive Vorsatzlinse wird die Brennweite kürzer und die Lichtstärke grösser (aber Abbildungsfehler bei offener Blende!) Durch eine negative Vorsatzlinse wird die Brennweite verlängert und damit die Lichtstärke geringer.

Aus gegebenen wirksamen Öffnungen, bedingt durch die Konstruktion eines Objektives, und Brennweiten ermittelt man die relative Öffnung folgendermassen: Hat z.B. ein Objektiv 180 mm Brennweite und 40 mm Durchmesser der wirksamen Öffnung, so erhält man den Bruch 40 mm:180  mm ; durch Kürzen mit dem Zähler 4 ergibt sich 1:4,5 und somit hat das Objektiv die Lichtstärke 1:4,5.

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Bildwinkel verschiedener Objektive

• Teleobjektive        15 – 25 °
• Portraitobjektive    30 – 40 °
• Normalobjektive    60 – 70 °
• Weitwinkel           80 – 135 °
• Fisheyes               bis 180 °

Durch Abblenden wir der brauchbare Bildwinkel etwas grösser, weil nun ein teil des gesamten Bildwinkels, der bisher ausserhalb des brauchbaren Bildwinkels lag, scharf abgebildet wird!

Bei Kleinbildkameras für das meistgebrauchte Format 24x36 mm sind bei den üblichen Objektiven folgende ausgenutzten Bildwinkel gegeben

• f= 21 mm             rd. 92°
• f= 28 mm             rd. 76°
• f= 35 mm             rd. 62°
• f= 50 mm             rd. 47°
• f= 90 mm             rd. 25°
• f= 135 mm           rd. 18°
• f= 200 mm            rd. 12°

Bei digitalen Spiegelreflexkameras mit kleinerem Sensor, als eine Kleinbildkamera ergeben sich für gleiche genutzte Bildwinkel scheinbar andere Brennweiten für die Objektive;
Häufig wird dies fälschlicherweise als Brennweitenverlängerung bezeichnet, doch die Brennweite des Objektivs ändert sich natürlich nicht!
Durch den kleineren Sensor ergibt sich lediglich ein veränderter Bildwinkel, welcher sich im Weitwinkelbereich negativ auswirkt, während er sich im Telebereich positiv auswirkt, und somit der kleinere Bildwinkel eine vergrösserte Darstellung des Objektes (Motiv) bewirkt. Der sogenannte Formatfaktor (CropFaktor) bezeichnet den veränderten Bildwinkel, wenn man "Normalbrennweiten" für Kleinbildkameras (24x36mm) auf Digitalkameras mit kleinerem Sensor (23,7x15,7mm) verwendet.

Dies ergibt einen "Vergrösserungs" - Faktor von 1,6 von Kleinbild (24x36mm) zu Digital Kompakt Kameras (23,7x15,7mm) bei gleichem Objektiv.

Grün (=Kleinblidkamera / äusserer Bildauschnitt) - Rot (=digital Sensorkamera / innerer Bildausschnitt)

Bei digitalen Spiegelreflexkameras mit Wechselobjektiven wird zumeist ein Umrechnungsfaktor angegeben – der Formatfaktor, mit dem die Brennweite eines Objektivs multipliziert werden muss, um die Brennweite zu errechnen, die auf Kleinbild den gleichen Bildwinkel aufnimmt. Auf Spiegelreflexkameras mit Vollformatsensor trifft das nicht zu.

Ein Objektiv kann also immer nur einen begrenzten Bereich aus der Umwelt erfassen und abbilden. Wenn man es an einer grösseren Kamera als vorgesehen anbringt und auf Unendlich scharf stellt, zeichnet sich auf der Mattscheibe ein kreisförmiges Bild ab, das zum Rande hin unschärfer und lichtschwächer wird. Diesen Bildkreis nennt man das gesamte Bildfeld. Der Winkel über dem Durchmesser dieses Bildkreises, dessen Scheitelpunkt im Hauptpunkt des Objektives liegt, ist der gesamte Bildwinkel. Innerhalb des gesamten Bildwinkels befindet sich ein etwas kleinerer Bereich der scharfen Abbildung; das ist der brauchbare Bildwinkel. Seine Grösse wird für jedes gute Objektiv in den Katalogen der Herstellerfirmen angegeben und hängt davon ab, welche Anforderungen man an die Güte der Abbildung stellen muss. Diese wird durch die zulässige Unschärfe ausgedrückt und beträgt allgemein bei Portrait und Grossbild-Objektiven 0,1 mm, bei Kleinbildobjektiven 0,015 mm, bei Vermessungsobjektiven 0,005mm. Beim Abblenden wird der brauchbare Bildwinkel etwas grösser, weil nur ein Teil des gesamten Bildes, der bisher ausserhalb des brauchbaren Bildwinkels lag, scharf abgebildet wird.

Wenn ein Objektiv für ein bestimmtes Negativformat bzw. Sensorformat benutzt wird, erhält man über die Diagonale gemessen den ausgenutzten Bildwinkel. Er muss kleiner als der brauchbare Bildwinkel sein, sonst werden die Bildecken nicht scharf ausgezeichnet. Dabei muss man auch noch das Verschieben des Objektives nach oben oder unten berücksichtigen, denn damit kann man leicht aus dem brauchbaren Bildwinkel herauskommen.

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Letztlich braucht es noch einen Verschluss, der dazu dient, den Lichtstrahlen für eine bestimmte, meist sehr kurze Zeit, den Weg zur lichtempfindlichen Schicht freizugeben; nach der Art, wie sich die Teile des Verschlusses bei der Belichtung bewegen, unterscheidet man in Zentralverschlüsse und Schlitzverschlüsse.

Bei den Zentralverschlüssen wird ein System von drei oder fünf Lamellen gleichzeitig von der Mitte aus geöffnet und wieder zur Mitte hin geschlossen. Elektronisch gesteuerte Verschlüsse arbeiten exakter als mechanische. Die Länge der Belichtungszeit wird mit dem Einstellen einem elektronischen System aus Kondensatoren und Widerständen eingegeben. Ist der Kondensator aufgeladen, wird ein Magnet betätigt, der das Schliessen des Verschlusses in Gang bringt.

Der Schlitzverschluss läuft mit zwei einander folgenden Vorhängen aus Gummituch oder Metalllamellen, die gelenkartig ineinander greifen. Beim Spannen gleiten die beiden Vorhänge lichtdicht verschlossen wieder zurück. Die Ablaufgeschwindigkeit der beiden Vorhänge bei der Belichtung liegt für die Kleinbildkamera bei etwa 1/50 bis 1/125 Sek. über die Bildbreite von 36 mm. Die Belichtungszeiten ergeben sich aus den Abständen der beiden Vorhänge.

Die Wirkung der Belichtung auf die Schicht ist beim Schlitzverschluss etwas anders als beim Zentralverschluss. Beim Schlitzverschluss gibt der Schlitz die einzelnen Teile der Schicht nacheinander zur Belichtung frei. Dabei wird jeder Streifen der Schicht, der sich gerade hinter dem Schlitz befindet, mit der vollen Öffnung, die das Objektiv freigibt belichtet, so dass die eingestellte Lichtstärke voll ausgenutzt wird. Beim Zentralverschluss werden durch das Öffnen und Schliessen der Lamellen gleichzeitig alle Teile des Bildes gewissermassen erst mit kleiner dann immer grösser werdender Blende belichtet. Dabei wird die Lichtstärke des Objektivs schlechter ausgenutzt.

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Vorsatzlinsen sind sammelnde oder zerstreuende Menisken, die man vor das Objektiv setzt, sie dienen dazu die Brennweite zu verändern; so wie ein Konverter, welcher jedoch hinter das Objektiv, also zwischen Kamera und eigentlichem Objektiv eingesetzt wird.

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Lichtfilter oder Farbfilter sitzen auf dem Objektiv und verschlucken je nach ihrer Dichte mehr oder weniger Strahlen der Gegenfarbe (Komplementärfarbe). Die durchgelassenen Strahlen ergeben die Eigenfarbe des Filters. Filter verursachen immer einen Lichtverlust!

• Gelbfilter, verschlucken je nach Dichte der Färbung mehr oder weniger ultraviolette, violette und blaue Strahlen. Deshalb können die gelben, grünen und roten Strahlen auf die sensibilisierte Schicht besser einwirken. Sie geben Tonwertrichtige Aufnahmen, weil das Auge z.B. den blauen Himmel oder Dunst der Ferne weniger stark wahrnimmt als die fotographische Schicht.

• Orangefilter, sie verschlucken noch mehr Blau als Gelbfilter; man verwendet sie bei Fernaufnahmen, um den Dunst zu verschlucken, sowie zur Übersteigerung der Kontraste bei Effektaufnahmen.

• Rotfilter verschlucken Violett, Blau und Grün und dienen für Fernaufnahmen und künstliche Nachteffektaufnahmen.

• Hellgrünfilter (Gelbgrünfilter) verschlucken ausser Blau etwas Rot und sollen Rotempfindlichkeit etwas drücken; überstarke Rotwirkung kann z.B. durch die Beleuchtung hervorgerufen sein.

• Blaufilter heben die Farbempfindlichkeit sensibilisierter Schichten wieder auf und werden hauptsächlich in der Mikrofotographie angewendet.

• Graufilter verschlucken von allen Farben des Spektrums denselben Anteil, z.B. 25% oder 50%, und dienen zur allgemeinen Lichtschwächung, zu Kopierzwecken oder als abgestufter Graukeil in der Sensitometrie. Als Aufnahmefilter kann man nur optisch geschliffene Rauchglasfilter verwenden, wenn nicht mehr genügend abgeblendet werden kann.

• Ultraviolettfilter (UV-Filter), unter dieser Bezeichnung findet man zwei verschiedene Filter:

  • UV-Sperrfilter, bei ihnen handelt es sich um fast farblose Gelbfilter, welche nur die ultravioletten Strahlen verschlucken und die Belichtungszeit nicht verlängern. Bei Aufnahmen im Gebirge oder am Meer, besonders aber bei Farbaufnahmen wird durch diese Filter die Wiedergabe der Fernsicht verbessert.

• UV-Durchlassfilter sind fast schwarze, in der Durchsicht violette Filter aus gefärbten Quarzglas, welche die Ultraviolettstrahlung durchlassen und das sichtbare Licht weitest gehend verschlucken. Ebenso Ultrarotfilter (UR-Filter), sie lassen nur ultrarote (infrarote) Strahlen durch. Sie werden in Verbindung mit Infrarotfotographie benutzt.

• Polarisationsfilter dienen zur Beseitigung von Spiegelungen, die durch polarisiertes Licht entstanden sind. Dabei ist aber zu beachten, dass Metallflächen das reflektierende Licht nicht polarisieren. Also kann diese Spiegelung auch nicht durch einen Polfilter beseitigt werden.

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Die Neuerungen und deren Probleme in der Fotographie

Digitale Kameras haben seit den 90iger Jahren einen immensen Aufschwung und man findet sie in nahezu jedem Haushalt. Von den kleineren Kompaktkameras bis hin zu den grösseren Spiegelreflex-Digital Kameras welche nun schon seit einigen Jahren auf dem Markt sind.

Der grösste Unterschied zu den analogen Kameras besteht darin, dass der  Aufnahmeträger des  Bildes nun kein Filmmaterial mehr ist, sondern die Daten auf einem Sensor abgelichtet und digital gespeichert werden.
Der heutige Stand der elektronischen Sensoren umfasst Bildsensoren wie CCD- und CMOS-Sensoren, mit individuellen Auflösungen welche in Pixel angegeben werden. Das Format des Sensors ist bei den meisten digitalen Kameras etwas kleiner als bei den „alten“ analogen Filmkameras, mit Ausnahmen der neueren Vollbildformat Sensoren in diversen Digital Kameras.
Die meisten Spiegelreflex Kameras verwenden einen Sensor im Format 23,7 x 15,7 mm. (Zur Erinnerung eine analoge Kleinbildkamera hat das Format 24x 36 mm).
Für das zu speichernde Bild wird nur ein Teil der aktiven Bildsensorfläche und somit des optischen Bildfeldes des Objektivs genutzt, wodurch weniger Bildpunkte zur Verfügung stehen als eigentlich vorhanden.

In einem digitalen Fotoapparat führt die Elektronik und die entsprechend hauseigene Firmware eine Reihe bildverändernder Verarbeitungen vor, während und nach der Aufnahme durch; diese werden unter dem Begriff der Bildverarbeitung zusammengefasst. Diese ist zu unterscheiden von der Bildbearbeitung, die an der fertig gestellten Aufnahme durchgeführt wird.

So rechnet die Firmware oft den Bildausschnitt auf die nominelle Bildauflösung hoch, wobei die fehlenden Bildpunkte (Pixel) aus den benachbarten Bildpunkten ermittelt werden müssen. Dieser Vorgang ist ein rein rechnerischer Vorgang welchen die Software der Kamera steuert und nicht etwa die Optik! Dieser Vorgang benötigt auch Zeit und geht oft einher mit einem Verlust an Auflösung der wiederum eine Minderung der Bildqualität zur Folge haben kann.
Schlussfolgernd  hat die Qualität des Sensors mit der Kamerasoftware einen erheblichen Anteil an der Homogenität und Qualität eines Bildes. Eine digitale Kamera beeinflusst auch Bildreinheit und bzw. den Grad an Bildfehlern, welche sich in Bildrauschen und anderen Fehlern zeigen.
Kameras mit mehr als 3 Mega Pixeln Auflösung haben unweigerlich CCD Fehler (Sensorfehler), denn einzelne Zellen (Pixel) arbeiten unter Umständen überhaupt nicht, andere wiederum mit unterschiedlicher Empfindlichkeit. Je dichter ein Sensor mit Pixeln gebaut ist, desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit das solche Fehler auftreten und nicht kameraintern wieder ausgeglichen werden können. (Bei einem 6 Mega  Pixel Sensor sitzt alle 8 μm ein Pixel).
Besonderns bei Nachtaufnahmen oder in Bereichen von dunklem Blau lassen sich solche Fehler auf den Bildern darstellen. Und Sensoren sind nicht so einfach zu wechseln, wie ein Film, und eine interne Software ebenso wenig.

Der Sensor einer Kamera hat ein individuelles Muster, welches man bei mindestens zwei vorliegenden Bildern extrahieren kann, man könnte so einen „digitalen Fingerabdruck“  einer jeden digitalen Kamera erstellen.

Es benötigt also immer eine interne Software um mit digitalen Kameras ein Bild auf einem Sensor abzulichten und zu speichern.
Zur Verbesserung der subjektiven Bilddarstellung führt eine interne Software diverse Optimierungen durch wie z.B.

• Scharfzeichnung
• Kontrasteinstellung
• Farbsättigung
• Bildqualität hinsichtlich der Komprimierung (Grösse der abgespeicherten Bildinformationen)

Solche Einstellungen lassen sich im Kameramenü oder den Systemeinstellungen zum Teil individuell verändern und auf den notwendigen oder persönlichen „Geschmack“ optimieren.
Darüber hinaus verfügen viele Kameras noch über sehr viel mehr Einstellmöglichkeiten, die am besten in der Bedienungsanleitung der einzelnen Geräte nachzulesen sind.
Diverse „Mängel“ lassen sich jedoch nicht durch Einstellungen beheben, sie sind wie die Abbildungsfehler der Linsen derzeit einfach unumgänglich.
Und hier zeigt es sich deutlich, bei analogen Filmkameras, war das Kameragehäuse lediglich der Filmträger, bei den digitalen Kameras ist es nun so, das der verbaute Sensor und die dazugehörige Firmen-Software, ja nicht so einfach getauscht werden wie ein Film, und daher spielt meines Erachtens die Technik, sprich die Kameraqualität inklusive der dazugehörigen Software schon eine entscheidende Rolle für die Qualität der Aufnahmen.
Bildrauschen z.B. tritt auf, ohne dass Licht auf den Sensor fällt. Grund für dieses Rauschen (vergleichbar mit der Körnigkeit eines Filmes) ist der Dunkelstrom der einzelnen Elemente des Sensors (Pixel), andererseits auch durch das Auslesen der Daten. Denn ein Sensor wandelt das einfallende Licht in Ladung um, was nun mit den Ladungen geschieht hängt vom Sensortyp ab; alle Sensortypen haben aber gemeinsam, das die Ladung verschoben werden muss, um sie dann Pixelweise auszulesen und zu digitalisieren.
Die Art und Weise wie dies vor sich geht, ist von Hersteller zu Hersteller teilweise verschieden.

So unterscheidet man das Dunkelrauschen und das Ausleserauschen bei digitalen Bildern. Sind einzelne Pixel defekt spricht man durch deren Effekt auf Bildern von Hotpixeln. Zusätzlich zu diesem Rauschen gibt es auch Anteile des Bildrauschens, welche von der aufgenommenen Lichtmenge abhängen, Verschiedene Aufnahmebedingen führen daher zu einem mehr oder weniger wahrnehmbaren Rauschen, was sich auf dem Ergebnis Bild als störend auswirken kann. Wie erwähnt zeichnet sich dieses Problem vornehmlich in dunklen oder blauen Bildbereichen ab. Verstärkt wird dieses Rauschen wenn nachträglich betreffende Bereiche gezielt aufgehellt oder stark vergrössert werden.
So ist das Bildrauschen auch abhängig von der Qualität einer Digitalkamera!
Wie die meisten Abbildungsfehler kann auch Bildrauschen auf verschiedene Weisen reduziert werden, wobei dahingehend meisst Einbussen anderer Qualitätsmerkmale in Kauf genommen werden.

• Kameraseitiges Unterdrücken des Bildrauschens, die interne Software wendet spezielle Techniken an um diesen Effekt zu minimieren.

• Verwendung von Sensoren geringerer Dichte (wie sie meist in digitalen Spiegelreflexkameras verbaut sind)

• Die Ablichtung eines Motivs möglichst hell, so werden gefährdete, dunkle Stellen vermieden.

• Nachträgliche Bildbearbeitung mit diversen Bildbearbeitungsprogrammen die speziell für das Entrauschen Möglichkeiten bieten, und man so ein Bild nachträglich noch optimieren kann.

• Kühlung des Sensors, bzw. des Speichermediums, jedoch wird diese Technik bisher nur für Kameras in der Astrofotographie und für wissenschaftliche Zwecke eingesetzt.

Wie bei vielen, ist es auch bei mir sehr begehrt die geknipsten Bilder schnellst möglich durch die digitalte Technik umgehend am heimischen Computer anzusehen und eventuell bei Bedarf zubearbeiten!

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Individuelle Bildbearbeitung hat wie erwähnt schon immer stattgefunden, denn jeder Entwicklungsprozess bringt eine Veränderung. Und wie wir gelesen haben, haben gerade die digitalen Bilder aus den digitalen Kameras durch ihre interne Software einen gewissen „Veränderungsprozess“ hinter sich, ehe sie auf den Computer oder das Papier kommen.
Durch verschiedenste Programmsoftware kann man nun selbst mit seinen Bildern arbeiten!
Einfache Veränderungen bis hin zur professionellen Bearbeitung, nichts mehr ist unmöglich.
Jedoch hat es auch hier Grenzen. Denn je besser die Vorlage, desto besser natürlich das Ergebnis. Mit nachträglicher Bearbeitung durch Hilfsprogramme können Bilder verändert und verbessert werden.

• Helligkeit und Kontrast kann reguliert werden
• Schärfe und Unschärfe
• Ausschnitte und Vergrösserungen können erarbeitet werden
• Farben können korrigiert werden
• Tonwerte können korrigiert werden
• Bis hin zur absoluten Manipulation bez. Montage von Bildmaterial

es ist fast alles möglich. Darüber hinaus kann man Programmsoftware diverse Daten mit in seinen Bildern abspeichern und auslesen , so genannte Meta-Daten wie z.B. die EXIF Daten welche die Kameraeinstellungen wiedergeben, IPTC Daten  (persönliche Daten über Fotograph, Ort etc.) und diverse andere Dateiinformation, welche man an die einzelnen Bildern anhängen und natürlich wieder auslesen kann.

Weiterführende Links zu diversen Software Programmen vorrangig für Macintosh Plattformen : hier

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Diese Seiten befinden sich im Aufbau, und werden immer wieder überarbeitet!

Ein kleiner Fotokurs,in Kamerahandhabung, den diversen Einstellmöglichkeiten und damit verbundenen Motivmenüs, Tipps für Bildgestaltung und Nachbearbeitung mit Bildbearbeitungssoftware am Computer folgen.

Hier gehts zum Fotokurs auf Schwedisch: > Foto - Kurs

Hier finden Sie Informationen über digitale Fotografie, Ausrüstung und digitale Fotobearbeitungssoftware: > Links

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