Technikmythen erklärt: Tiefenschärfe und Bildausschnitte

Technikmythen erklärt: Tiefenschärfe und Bildausschnitte

In dieser Artikel-Serie möchte ich ein bisschen mehr Licht ins Dunkel um Sensorgrößen, Abbildungsmaßstäbe und Bildausschnitte bringen. Und den Zerstreuungskreis.

Teil 2: Abbildungsmaßstab, Brennweite und Bildausschnitt. (hier geht's zu Teil 1)

Im ersten Teil der Serie habe ich erklärt, dass kleinere Sensoren für weniger Tiefenschärfe sorgen. Klingt komisch, ist aber so. Warum fällt es mit einer Canon 5D mk3 trotzdem leichter, ein Objekt schön freizustellen, als mit einer Panasonic GH4?

Zunächstmal eine kleine Begriffsklärung, weil die beiden Begriffe häufig etwas unklar erscheinen: Was bedeuten Abbildungsmaßstab und Bildausschnitt?
Der Abbildungsmaßstab sagt uns, wie groß das Bild eines Objekts hinter der Optik, sprich auf dem Sensor im Verhältnis zum Originalobjekt ist.  Damit legt er für eine gegebene Brennweite auch fest, welchen Abstand das Objekt von der Optik haben muss (streng genommen muss auch der Abstand von Optik zum Sensor berücksichtigt werden, der ist aber immer gleich).
Der Bildausschnitt gibt uns das Verhältnis des Bildes des Objekts zum Sensor oder der Leinwand an und ist damit eine Kombination aus Abbildungsmaßstab und Sensorgröße.

Unterschied im Abbildungsmaßstab: bei kleinerer Brennweite f (Bild 2) ist auch das Verhältnis von Bildgröße zu Objektgröße bei gleicher Entfernung des Objekts kleiner. Möchte man den gleichen Abbildungsmaßstab erreichen, muss man bei kleinerer Brennweite das Objekt näher an die Optik heranführen. Adaptiert von [1].


Oder anders formuliert: Der Abbildungsmaßstab hängt nur vom Objektiv (größere Brennweite, größerer Abbildungsmaßstab) und dem Abstand des Objekts ab, der Sensor ist dafür egal. Wird die Sensorgröße berücksichtigt, spricht man vom gewählten Bildausschnitt.

Letzterer ist somit auch die für den Filmemacher relevante Größe und mit obiger Beobachtung sieht man recht schnell:

Möchte man bei einem kleineren Sensor den gleichen Bildausschnitt für ein gegebenes Objekt erziehlen, muss auch das Bild des Objektes ebenfalls kleiner werden, damit es denselben Platz auf dem Sensor ausfüllt. Sprich: Man muss einen kleineren Abbildungsmaßstab wählen.

Diesen erreicht man, indem man

a) eine kleinere Brennweite wählt (siehe Bild oben) oder

b) das Objekt weiter von der Kamera entfernt (siehe Bild unten).

 Unterschied im Abbildungsmaßstab: bei gleicher Brennweite wird das Objekt, das weiter von der Kamera entfernt ist kleiner abgebildet. Möchte man bei größerem Abstand das Objekt im selben Abbildungsmaßstab abbilden, muss man ebenfalls die Brennweite vergrößern. Adaptiert aus [1].

Unterschied im Abbildungsmaßstab: bei gleicher Brennweite wird das Objekt, das weiter von der Kamera entfernt ist kleiner abgebildet. Möchte man bei größerem Abstand das Objekt im selben Abbildungsmaßstab abbilden, muss man ebenfalls die Brennweite vergrößern. Adaptiert aus [1].

Nachdem Option b) zwar denselben Abbildungsmaßstab für das gewünschte Objekt mit  sich bringt, nicht jedoch für alle anderen, bleibt nur die Möglichkeit die Brennweite zu verändern.  Damit lässt sich der Abbildungsmaßstab für alle Objekte um den gleichen Faktor reduzieren.
Wählt man diesen Faktor entsprechend dem Verhältnis der beiden Sensordiagonalen, dem sog. Crop-Faktor, erhält man den gleichen Bildausschnitt bei unterschiedlichem Sensor. Allerdings bringt auch das einen gewissen Preis mit sich:
Vergleicht man z.B. einen Vollformatsensor mit einem APS-C Sensor (Crop-Faktor 1,6) muss man zum Reproduzieren des Bildausschnitts eines 80mm Objektivs am Vollformat-Sensor zu einem 50mm Objektiv am APS-C greifen.
Das erschwert es natürlich einerseits, echte Weitwinkel-Objektive für Crop-Kameras zu finden, andererseits geht der Crop-Faktor zusätzlich zur Brennweite über die Beziehung von Brennweite zu Objektivöffnung eben auch noch in die Blendenzahl mit ein.
Um also bei einer 80mm 3.2er Blende am Vollformat in etwa dieselbe Tiefenschärfe zu erreichen, benötigt man eine 50mm 2.0er Blende am APS-C Sensor. Geht man dabei am Vollformat auf eine Blende von 1.2 zurück, ist es für die meisten Brennweiten bereits beinahe unmöglich, ein geeignetes APS-C Äquivalent zu finden. Diese doppelte Abhängigkeit der Objektivparameter für den gleichen Bildausschnitt überkompensiert dabei deutlich den Effekt des kleineren Sensors, einen kleineren Tiefenschärfebereich zu erzeugen.

Kurz gesagt gilt also doch: Mit größerem Sensor lässt sich ein Objekt bei gleichem Bildausschnitt besser freistellen (weil man größere Brennweiten und kleinere Blendenzahlen verwenden kann).

Bildquelle: [1] Michael Schreiter - Image:Lens3.png aus englischer Wikipedia, GFDL, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23783860

Mehr zum Thema:
https://www.youtube.com/watch?time_continue=606&v=lte9pa3RtUk
https://de.wikipedia.org/wiki/Sch%C3%A4rfentiefe
https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtst%C3%A4rke_(Fotografie)
https://de.wikipedia.org/wiki/Formatfaktor#Crop-Faktor
 

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