Fotografie

Abbildung

Bildformate

Es hängt nicht alleine von der Brennweite ab, wie viel von dem, was vor der Linse ist, abgebildet wird. Ein entscheidender Faktor ist die Bildgröße, also die Größe des Negativs.
Bei den analogen und bei den digitalen Kameras gibt es da verschiede Größen:

BezeichnungGröße in mm
Analog
Großformat102 x 127
Mittelformat60 x 45 bis 170
Kleinbild36 x 24
APS16,7 x 30,2
Digital (Beispiele)
1/3,6"4,0 x 3,0
1/1,8"7,2 x 5,3
2/3"8,8 x 6,6

Die Bildgröße im Mittelformat wird zum einen durch die Breite des Films (60 mm) gegeben. Die Länge hängt von der jeweiligen Kamera ab. Je nach Kameramodell kann diese zwischen 45 und 170 mm.
Die hier aufgeführten digitalen Sensorgrößen sind nur Beispiele. Zwischen 1/3,6" und vollem Kleinbildformat gibt es viele verschiedene Größen.
Das Bildformat hat indirekten Einfluss auf die Bildauflösung. Umso größer ein Bildformat ist, desto mehr Information hat darauf Platz und desto feiner kann das Motiv aufgelöst werden. Dies gilt sowohl für analoge als auch digitale Formate.


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Formatwinkel

Der Formatwinkel gibt an, wie viel Objekt auf das Bild passt.
Formatwinkel
Formatwinkel
In diesem Beispiel erkennt man, dass der Pfeil nicht ganz auf das Bild passt. Die blauen Linien gehen von den beiden äußersten Punkten der Bildebene zu den zwei äußersten darstellbaren Punkten des Pfeils und bilden den Formatwinkel.
Im eben genanten Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Bildebene rund ist. In Fotoapparaten ist diese aber immer rechteckig. Meist hat sie ein Seitenverhältnis von 3:4 (digital) oder 2:3 (Film). Daraus ergeben sich drei Formatwinkel: Der diagonale, horizontale und vertikale Formatwinkel, wobei der diagonale der größte und der vertikale der kleinste ist.
Beim menschlichen Blickfeld beträgt der "vertikale Formatwinkel" zwischen 40 und 50°. Wobei hier bei Blickfeld nicht der Bereich gemeint ist, in dem wir unsere Umwelt erkennen, sondern der Bereich, der besonders scharf ist und deswegen vom Gehirn am meisten Beachtung geschenkt bekommt. Dies entspricht im Kleinbildformat einer Brennweite von 50 mm. Bilder welche damit aufgenommen wurden, entsprechen bei normaler Vergrößerung und passendem Betrachtungsabstand in etwa dem, was wir auf einen Blick wahrnehmen können.
Um ein Bild genauso wieder zu geben, wie es in Realität gesehen wurde muss man folgende Überlegung anstellen
Wenn nun also ein Bild mit Normalbrennweite fotografiert wurde, dann sollte es nachher in genau dem Abstand betrachtet werden, in dem es wieder 45° des Blickfeldes einnimmt. Bei einem Bild mit 10 x 15 cm sind das etwa 20 cm.
Die Formel dafür lautet:
Abstand = Breite / 2 sin(Winkel/2)
Wenn also ein Bild, aufgenommen mit einer Brennweite von 200 mm (entspricht einem Bildwinkel von 10° horizontal), sollte es in einem Abstand von 86 cm betrachtet werden, damit es wieder die 10° Bildwinkel einnimmt. Wird es dahingegen in einem Abstand von nur 20 cm betrachtet, entspricht das einer Vergrößerung beim Betrachten um den Faktor 4.

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Abbildungsmaßstab

Mit Hilfe der Abbildungsgleich lässt sich auch der Abbildungsmaßstab errechnen.
Die Abbildungsgleichung
Also das Größenverhältnis zwischen Objekt (G: Gegenstand) und Bild (B): M=B/G=b/g=f/(g-f)
Wobei gilt:

Daraus wird klar, dass der Maßstab von der Brennweite und dem Objektabstand abhängig ist: umso größer die Brennweite und umso kleiner der Objektabstand, desto größer der Maßstab.
Wenn man also ein Objekt 10 cm Durchmesser mit einem 100 mm Makroobjektiv aus 50 cm Entfernung fotografiert, ist das Bild auf dem Negativ: M=1/4; d=10
Das Negativ wird von 36 mm x 24 mm auf ein Papierbild von 15 cm x 10 cm vergrößert, dadurch wird das Objekt auf dem Foto: M=4,2/1; db=10,5 cm
groß.
Also wird das Objekt letztlich mit sogar ein bisschen größer auf dem Foto abgebildet, als es in Wirklichkeit ist.

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Brennweite

Die Brennweite bestimmt wie viel von der Landschaft auf das Bild kommt. Oder anders, wie groß der Winkel zwischen linkem und rechtem (oberem und unterem) Motivrand ist. Bei großen Brennweiten ist der Winkel kleiner, bei kleinen Brennweiten größer.
So betrachtet bewirkt eine Brennweitenänderung nur eine Verkleinerung oder Vergrößerung des Blickwinkels.



10-fach Zoom - an der Scrolleiste oder im Eingabefeld die Brennweite ändern und das Bild beobachten.

 Brennweite: Formatwinkel:

Da die Bildgröße aber 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 mit einem 50 mm Objektiv fotografiert wurde, 4-fach vergrößert. Dadurch wird die Auflösung natürlich schlechter.
Genauso funktioniert digitaler Zoom bei Digitalkameras. Dabei wird ein kleinerer Bereich in der Mitte des Sensors auf volle Bildgröße vergrößert. Hier kann man sich dann direkt vorstellen, wie dadurch die Auflösung abnimmt.
Eine Veränderung der Brennweite beim Fotografieren, bedeutet also, dass man den Motivausschnitt verändert, eine perspektivische Veränderung tritt nicht auf. Um die Perspektive zu verändern, muss man den Standort ändern.

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Dreidimensionale Abbildung

Alle Punkte des dreidimensionalen Motivs werden beim Fotografieren auf eine Ebene projiziert. Dabei werden Punkte, welche hinter Teilen des Motivs liegen verdeckt.

Dreidimensionale Abbildung
Dreidimensionale Abbildung

Außerdem werden Objekte, die näher am Objektiv sind, größer abgebildet wie die, die weiter weg sind.
Das Größenverhältnis zweier verschieden weit entfernter Objekte kann man folgendermaßen berechnen:

Die Abbildungsgleichung für zwei Objekte
Die Abbildungsgleichung für zwei Objekte

Wobei gilt:

Für das Objekt G1 gilt: und
Für das Objekt G2 gilt: und
Für das Verhältnis gilt, wenn G1=G2:
.

Umso näher man mit der Kamera an eine Gruppe von Objekten kommt, desto stärker wirken sich Abstandsunterschiede in der Abbildungsgröße dieser aus.

Daraus kann man nun erkenne: umso größer g, desto weniger stark wirkt sich t aus, also desto weniger unterscheiden sich B1 und B2. Da die Brennweite ja konstant ist, hat diese keinen Einfluss auf das Größenverhältnis von B1 und B2.
Diese perspektivische Verzerrung tritt natürlich nicht nur bei zwei einzelnen Objekten auf, sondern auch bei Objekten, bei denen sich Teile weiter weg vom Objektiv befinden als andere.

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Entfernung

Wie stark verzerrt das Objekt wirkt, hängt nach obiger Formel nur von Abstand zwischen Objektiv und Objekt ab. Brennweite und Standpunkt
Brennweite und Standpunkt
Die nebenstehenden vier Bilder zeigen ein und denselben Würfel, aufgenommen mit unterschiedlichen Brennweiten und Entfernungen. Dabei fällt auf, dass nur der Würfel, welcher aus kurzer Distanz fotografiert wurde, verzerrt aussieht. Die anderen drei sehen alle gleich aus, obwohl sie mit zwei verschiedenen Brennweiten fotografiert wurden.

Bild Entf. BW (KB) Vergrößerung
1 20 cm 28 mm 1
2 80 cm 110 mm 1
3 80 cm 28 mm 1
4 80 cm 28 mm ca. 4

Bild 4 ist durch Vergrößerung von Bild 3 entstanden. Man kann deutlich erkennen, nur die Änderung des Abstandes zum Objekt hat Auswirkung auf die Perspektive. Die Brennweite hat keinen Einfluss.

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Blickwinkel

Der Blickwinkel wirkt sich wie der Motivabstand direkt auf die perspektivische Darstellung des Objektes aus. Dies zeigen auch die folgenden Fotos eines Würfels.

Frontal
Frontal

Wird der Würfel mittig von vorne fotografiert, sieht man auf dem Foto nur eine Seite. Wie tief er ist, kann auf dem Bild nicht erkannt werden.
Wählt man eine tiefe Kameraposition ungefähr auf der Höhe der unteren Kante, dann muss man die Kamera nach oben neigen, um die Würfel noch ganz auf das Bild zu bekommen. Dadurch entsteht eine perspektivische Verzerrung. Es sieht so aus, als würde der Würfel nach hinten kippen. Man spricht auch von stürzenden Linien.

Von unten
Von unten

Verändert man den Standpunkt nach oben, so dass die Kamera über dem Würfel ist, dann sieht das Foto so aus:

Mittig von oben
Mittig von oben

Aus diesem Blickwinkel kann man zusätzlich die Oberseite des Würfels erkennen. Alle anderen Seiten bleiben verdeckt.
Erst wenn man den Würfel leicht schräg von oben fotografiert, werden alle Ausmaße sichtbar und man bekommt auch auf dem zweidimensionalen Bild eine Vorstellung von dem dreidimensionalen Würfel.

Von schräg oben
Von schräg oben

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Fotografie auf www.puchner.org | Kontakt | letzte Änderung: 2006-01-11 | | nach oben