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Das Konzept der Blendenzahl
Die Blendenzahl (F-Number) bzw. das Öffnungsverhältnis gibt an, wie weit die Blende geöffnet ist. Diese Öffnung wird im Verhältnis zur Brennweite des Objektivs angegeben. Im Folgenden betrachte ich ihre Wirkung und wie man sie richtig wählt.
In der Fotografie gibt es einige Schlüsselbegriffe, deren Verständnis uns hilft, eine gute Kamera zu erkennen und zu kaufen und sie unter verschiedenen Bedingungen so einzustellen, dass das fertige Foto gelingt.
Was bedeuten f/2.8, f2.0 und ähnliche Angaben im Datenblatt einer Kamera?
Begriffe wie F-Stop oder F-Number, Blendenzahl, Blendenwert, Öffnungsverhältnis, f-Ratio und relative Öffnung bedeuten alle dasselbe: wie weit die Blendenöffnung der Kamera geöffnet ist. Vielleicht überrascht Sie die Vielzahl gleichbedeutender Begriffe. Keine Sorge – die folgenden Erklärungen machen die Bedeutung all dieser Begriffe klar.
Definition von Blendenstufe, Blendenzahl bzw. Öffnungsverhältnis
Ich beginne mit der Blende. Die Blende ist wie die Pupille unseres Auges. Die Pupille ist der schwarze Teil in der Mitte des Auges. Bei viel Licht ziehen die umgebenden Muskeln sie eng und klein zusammen. Bei wenig Licht wird die Pupille größer. Je größer die Pupille, desto mehr Licht lässt sie herein.
Eine Kamerablende sieht ungefähr so aus wie in der folgenden Abbildung. Sie enthält mehrere Lamellen, die die durchtretende Lichtmenge vergrößern oder verringern:
Auch bei einer Kamera können wir also ein Foto dunkler oder heller machen, indem wir die Blende schließen oder öffnen.
Das Belichtungsdreieck erklären wir später in diesem Artikel kurz. Für den Moment genügt es zu wissen, dass sich auch die Belichtungszeit verlängern oder verkürzen lässt. Die Kombination aus der Dauer des Lichteinfalls und der Größe der Blendenöffnung bestimmt, wie hell oder dunkel das Bild wird. Anders gesagt fasst eine Größe namens Lichtwert (EV) diese beiden Faktoren, Belichtungszeit und Blende, in einer einzigen Zahl zusammen.
In der Fotografie ist es sinnvoller, die Blendenöffnung im Verhältnis zur Brennweite des Objektivs anzugeben – daher der Begriff relative Öffnung, wobei „relativ“, bedeutet, dass der Durchmesser im Verhältnis zur Brennweite angegeben wird.
Einfach gesagt ist der Brennpunkt eines Objektivs der Punkt, an dem die Strahlen zusammenlaufen. Eine Lupe bündelt zum Beispiel Sonnenlicht in ihrem Brennpunkt, und genau an dieser Stelle können Sie Papier entzünden! Die präzise Definition des Brennpunkts lautet:
Der Brennpunkt einer Linse oder eines nicht ebenen Spiegels ist der Punkt, in dem die Strahlen von Objekten in (physikalisch) unendlicher Entfernung zusammenlaufen.
Hat ein Objektiv zum Beispiel eine Brennweite von 100 mm und die Blende einen maximalen Durchmesser von 25 mm, sprechen wir von einem Objektiv mit f/4.
Daher gilt:
Die Blendenzahl ist also die Brennweite geteilt durch den Blendendurchmesser: 100 ÷ 25 = 4, also f/4.
Das Öffnungsverhältnis bzw. die relative Öffnung beginnt bei f/1.4. Mit jeder Stufe (einer Blende) wird die Blendenzahl mit etwa 1,4 (der Quadratwurzel aus 2) multipliziert und die Blendenfläche halbiert. Auf f/1.4 folgt zum Beispiel f/2. Die Blendenfläche bei f/2 ist etwa halb so groß wie bei f/1.4, sodass auch das Licht, das den Sensor erreicht, halbiert wird.
Multiplizieren Sie die Blendenzahl mit der Quadratwurzel aus 2 (etwa 1,4), erhalten Sie den nächsten Wert, f/2.8. Auf dieselbe Weise ergeben sich f/4, f/5.6 und f/8.
Im Vergleich zu f/2 hat f/8 eine 16-mal kleinere Fläche und einen 4-mal kleineren Durchmesser. Soll die Helligkeit des fertigen Bildes gleich bleiben, müssen Sie die Belichtungszeit (die zuvor erwähnte Belichtung) also 16-mal verlängern.
Je weiter die Blende geschlossen ist, desto stärker gebündelt sind die Strahlen, die durch das Objektiv fallen. Anders gesagt: Je weiter die Blende geschlossen ist, desto schmaler das Strahlenbündel, und Punkte, die nicht exakt im Fokus liegen, bilden auf dem Sensor einen kleineren Kreis. Dadurch erscheint ein größerer Bereich vor und hinter dem Motiv scharf.
In der realen Welt gilt: Liegt ein Punkt in einem bestimmten Abstand zur Kamera, entsteht sein Bild genau auf der Sensoroberfläche und erscheint dort als Punkt. Liegt er nicht in diesem Abstand, wird er als großer Kreis abgebildet. Einfach gesagt werden die Kanten unscharfer Objekte völlig verschwommen.
Angenommen, Sie öffnen die Blende, zum Beispiel auf F5.6 wie im folgenden Bild. Dann laufen einige Strahlen vor dem Brennpunkt zusammen, andere dahinter. Scharf sind dann nur die Objekte, deren reflektierte Lichtstrahlen auf der Sensoroberfläche zusammenlaufen.
Fotografieren Sie dagegen mit F22, wird der Unschärfekreis naher und ferner Objekte so klein, dass der größte Teil der Szene scharf erscheint. Liegt der Sensor zudem im Brennpunkt, wirkt alles scharf.
Manchmal möchte ein Fotograf das Motiv vom Hintergrund trennen; dann ist eine weit geöffnete Blende erwünscht. Möchte er dagegen schöne Landschaften durchgehend scharf fotografieren, braucht er eine ausgezeichnete Kamera, die selbst bei einer so kleinen Blende wie F22 ein gutes, rauscharmes Foto liefert.
Wenn Sie die Blende ganz öffnen, löst sich das Motiv vom Hintergrund. Das Ergebnis sind interessante Bilder. Ob Sie diesen Modus nutzen, hängt von der Situation und dem Motiv ab. Bei diesen Fotos ist nur ein Teil der Szene vor der Kamera scharf. Sehen Sie sich Beispiele für den Bokeh-Effekt in den beiden folgenden Bildern an:
Lichtstärke eines Objektivs und ihr Zusammenhang mit der Blendenzahl
Je größer die Öffnung eines Objektivs oder der optischen Baugruppe einer Kamera, desto schneller und leichter sammelt es Licht, und wir sagen, das Objektiv ist lichtstärker. Umgekehrt gilt: Objektive mit kleiner Öffnung und großer Schärfentiefe sind lichtschwächer.
Um mit kleiner Blende zu fotografieren, muss die Kamera hochwertig sein, und Sensor und Bildprozessor müssen in kurzer Zeit ein gutes Foto erzeugen können. Gewöhnliche Kameras schaffen das nicht. Schließen Sie bei ihnen die Blende (erhöhen also das Öffnungsverhältnis), erreicht nur wenig Licht den Sensor. Das fertige Foto ist dann dunkel oder verrauscht, oder Sie müssen zum Ausgleich länger belichten – was die Gefahr von Verwacklung erhöht und relativ viel Rauschen im Bild hinterlässt.
Was ist ein lichtstarkes Objektiv und was macht es besonders?
„Lichtstarkes Objektiv“ (Fast Lens) bezeichnet Objektive mit großer relativer Öffnung, also einem niedrigen Öffnungsverhältnis wie 1.4 oder 2.0. Diese Objektive haben ihre eigenen speziellen Anwendungen.
Bei hochwertigen Objektiven und professionellen Kinokameras wird meist eine weitere Größe verwendet: der T-Stop.
Der T-Stop ist der F-Stop unter zusätzlicher Berücksichtigung der Lichttransmission des Objektivs.
Gewöhnliche Objektive lassen zwischen 60 und 90 Prozent des Lichts durch. Nehmen wir 60 Prozent. Angenommen, ein Objektiv hat die Blendenzahl f/2.0 und eine Lichttransmission von 60 Prozent. Um den T-Stop zu erhalten, teilen Sie die Blendenzahl durch die Quadratwurzel der Transmission: 2,0 geteilt durch die Quadratwurzel aus 0,6 (etwa 0,77). In diesem Beispiel beträgt der T-Stop also etwa T2.6.
Manche professionellen Kameras sind in T-Stops skaliert und kalibriert.
Wie erwähnt, sind diese Zahlen bei professionellen Objektiven auf dem Objektivtubus angegeben. Durch Drehen der Ringe wählen Sie das gewünschte Öffnungsverhältnis. Das folgende Bild zeigt ein Beispiel für verschiedene Blendenstufen und die Skala an einem Objektiv:
Bei einfachen und kompakten Kameras geschieht das meiste per Software. Die Kamera kann auch ein Drehrad ähnlich einem Lautstärkeregler haben, das die Blende öffnet und schließt.
Hier ein Beispiel für die Einstellung per Software:
Modus Aperture Priority (Blendenpriorität)
Manche semiprofessionellen Kameras haben außerdem einen Aufnahmemodus mit Blendenpriorität, gekennzeichnet mit A oder AV. In diesem Modus wählt die Kamera die Verschlusszeit selbstständig, überlässt uns aber die Wahl der Blende.
Wie weit die Blende geöffnet sein sollte, hängt von der Umgebungshelligkeit, der Belichtungszeit und der Lichtempfindlichkeit (ISO) ab. Deshalb sollten Sie das sogenannte Belichtungsdreieck nutzen.
Verschlusszeit und Empfindlichkeit erkläre ich später ausführlicher; sehen Sie sich vorerst die Bilder und kurzen Erläuterungen an, um zu verstehen, wie die drei Faktoren des Belichtungsdreiecks das fertige Foto beeinflussen.
Bewegt sich das Motiv schnell oder wackelt die Kamera stark, ist eine kurze Verschlusszeit erwünscht. Die Belichtung erfolgt in kurzer Zeit, sodass im Bild weder Verwacklung noch Bewegungsunschärfe entsteht:
Die ISO-Empfindlichkeit bestimmt, wie stark die Kamera die Signale verstärkt, die durch das im Sensor absorbierte Licht entstehen. Ein hoher ISO-Wert bedeutet, dass die Kamera das schwache Sensorsignal stärker verstärkt. Das Rauschen wird zusammen mit dem Signal verstärkt, und weil wenig Licht gesammelt wurde, wird der Rauschanteil im Bild deutlicher sichtbar. Tatsächlich ist nicht das gesamte Signal echt: Der Sensor ist eine Art Fotodiode bzw. lichtempfindliches Material, und seine inhärenten Fehler beeinflussen ebenfalls das Signal jedes Pixels. Ein hoher ISO-Wert ist nicht gut, doch bei wenig Licht bleibt Ihnen keine andere Wahl.
Die Faustregel „Sunny 16“
An einem sonnigen Tag ist das Umgebungslicht relativ stark. Stellen Sie an einem solchen Tag die ISO der Kamera auf 200 und die Verschlusszeit auf 1/200 Sekunde. Mit einer Blende von f/16 erhalten Sie dann ein Foto guter Qualität.
Quelle: Intotek
Die Blendenzahl ist nicht nur ein Begriff aus der Fotografie. Auch bei Industriekameras passiert alles Licht, das den Sensor erreicht, das Objektiv. Ist das Objektiv ungeeignet, liefert selbst eine Kamera mit sehr hoher Auflösung kein gutes Bild. Achten Sie bei der Wahl eines Objektivs daher auf Blendenzahl und Brennweite.
In einem Objektiv steuert die sogenannte Irisblende, wie viel Licht durchgelassen wird. Bei manchen Objektiven ist die Iris automatisch, bei anderen stellen Sie sie von Hand ein. Antworten auf Fragen zu Objektiven, Bildwinkel und Schärfentiefe finden Sie auf der Seite Häufig gestellte Fragen . Ausführlichere Informationen bietet der Wikipedia-Artikel zur Blendenzahl.