Kamerawissen – Fotografie / Film / Video

Egal, ob wir fotografieren oder filmen, ob analog oder digital, ob mit winzigen Automatikwundern oder mit komplizierten Profi-Geräten – die Eigenschaften des Lichtes und die Gesetze der Optik diktieren uns die Bedingungen. Eine grundlegende Vorstellung von den physikalischen und technologischen Zusammenhängen ist für den bewussten Umgang mit "lichtmalenden" Medien ein Muss.
Hinzu kommen Charakteristika des jeweiligen Aufnahmegerätes sowie medienspezifische Besonderheiten, deren Kenntnisse bei der gezielten Umsetzung gestalterischer Intensionen hilfreich sind.

In diesem Abschnitt geht es um die Handhabung von Kameras – egal ob Foto-/Film- oder Videokameras.
Bewegtbild-spezifische Aspekte werden im Kapitel "Video" behandelt.

Was passiert bei Foto-/Film-/Videoaufnahmen und welche Faktoren wirken mit?

Ein Überblick:

Schauen wir uns nun die einzelnen Kamerabestandteile und Funktionen genauer an.

Das Herzstück jeder Kamera ist das

• Objektiv ("lens")
  – ein Linsensystem, das eintreffendes Licht sammelt und auf die Abbildungsebene projiziert.

Der Abbildungsmaßstab wird festgelegt durch die

• Brennweite ("focal length").
  Eine Brennweite von ca. 50mm im Kleinbildformat enspricht unserem Sehen und wird deshalb Normal-Brennweite genannt. Längere Brennweiten funktionieren wie Ausschnittvergrößerungen unseres Gesichtsfeldes (=Tele) und kurze Brennweiten erweitern unsere Sicht durch optische Verkrümmungen (=Weitwinkel). Die verschiedenen Brennweiten werden durch das Zusammenspiel unterschiedlicher Linsenkrümmungen und -abstände erzeugt (auch Fernglas, Mikroskop etc.).
  Je nach Bauart kann ein Objektiv entweder in einem festen Maßstab abbilden (Festbrennweiten-Objektiv) oder durch Variation der Brennweite verschiedene Abbildungsmaßstäbe erzeugen (Zoom-Objektiv). Variable Brennweiten werden durch ein kompliziertes Linsensystem ermöglicht – die größere Flexibilität hat jedoch ihren "Preis": eine größere Anzahl Linsen verringert die Lichtdurchlässigkeit.
  Brennweiten werden üblicherweise in Bezug auf Kleinbildkameras (35mm-Film) angegeben (z. B. Normalbrennweite = 50mm), weil dieses Format so weite Verbreitung gefunden hat, dass seine Werte zum allgemeinen Standard wurden. Bei anderen Formaten muss man ggfs. einen Umrechnungsfaktor verwenden, um eine Vorstellung von der optischen Wirkung zu entwickeln ("Crop-Faktor").
  
  schematische Darstellung des Zusammenhangs von Brennweite und Bildwinkel
  Informationen beim Mouse-Over der Objektiv-Typen
  xxx brennweiten.swf

Ähnlich wie das menschliche Auge kann auch ein Objektiv nicht von nächster Nähe bis in große Entfernung durchgängig scharf abbilden. Die Ausrichtung der Linsenpositionen auf die gewünschte Schärfenebene übernimmt der

• Fokus ("Focus"),
  der mit der Entfernung von der Linse zur scharf darzustellenden Motivebene beschrieben wird.
  Moderne Kameras verfügen über Automatik-Funktionen zum Fokussieren, die ihre Qualität allerdings erst dann unter Beweis stellen können, wenn ihre Optionen verstanden und bewusst eingesetzt werden. So kann eine Mitten-Fokussierung bei zwei nebeneinander stehenden Personen fatale Ergebnisse zeigen (siehe Abbildung) – hier wäre z. B. die Verschiebung des Messfeldes sinnvoll (siehe Mouse-Over).
  
  

  Bildwechsel bei Mouse-Over

  
  
  Da Kameras sehr unterschiedlich arbeiten, kann nur die Auseinandersetzung mit dem konkreten Gerät Aufschluss bringen. Bei Beherrschung der Möglichkeiten ist der Autofokus allerdings ein unverzichtbares Werkzeug – Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit sind manuell nicht zu toppen.
  Dennoch gibt es viele Situationen, in denen ein manuelles Fokussieren unverzichtbar ist. Die Möglichkeit zum unaufwändigen Umschalten zwischen automatischem und manuellem Fokus ist daher ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Kameras.

Der Lichtbedarf und die auftreffende Lichtmenge werden gesteuert durch ein Zusammenspiel folgender Parameter:

• Empfindlichkeit ("Sensitivity")
  In der analogen Fotografie gibt es unterschiedlich empfindliche Filmmaterialen (chemische Eigenschaften der Filmbeschichtung). Die jeweilige Filmempfindlichkeit muss bei der Wahl von Zeit und Blende sowie bei der Filmentwicklung berücksichtigt werden.
  Bei digitalen Kameras kann die Sensor-Empfindlichkeit elektronisch variiert werden.
  In beiden Systemen wird die Empfindlichkeit in ISO bzw. ASA angegeben, z.B ISO 200 für Tageslichtaufnahmen.
  Eine höhere Empfindlichkeit kann suboptimale Lichtverhältnisse abpuffern, führt aber zu Einbußen in der Bildqualität (analog: Körnigkeit, digital: Bildrauschen).

• Belichtungszeit ("Shutter Speed")
  Die richtige Auswahl der Belichtungszeit muss einerseits den Lichtverhältnissen angemessen erfolgen – sie hat aber auch einen erheblichen gestalterischen Einfluss. Bewusst eingesetzte leichte Überbelichtungen oder Bewegungsunschärfen sind ebenso reizvoll wir superscharfe Darstellungen schneller Bewegungen (z. B. mit 1/500 Sekunde) oder Langzeitbelichtungen (z. B. mit 5 Sekunden).

• Blende ("Aperture")
  Die Größe der Blendenöffnung wird nicht in absoluten Werten angegeben, da sie nur in Relation zur Brennweite einen aussagefähigen Wert ergibt. Deshalb gibt es sogenannte Blendenzahlen, die durch die Differenz aus Brennweite und Öffnung gebildet werden.
  An heutigen Objektiven ist die Blendenskala so eingeteilt, dass sich die Lichtmenge von einem Wert zum nächstgrößeren halbiert, bzw. zum nächstkleineren verdoppelt. Daraus ergibt sich eine genormte Blendenreihe: 1.4; 2; 2.8; 4; 5.6; 8; 11; 16 (zuweilen wird diese Reihe durch Zwischenblenden ergänzt).
  Blendenzahl = Brennweite durch Blendenöffnung
  –> je kleiner die Zahl, umso größer die Blendenöffnung
  Empfehlungen:
  kleine Zahlen (große Öffnung) –> für Aufnahmen mit geringer Schärfentiefe (z. B. Porträts)
  große Zahlen (kleine Öffnung) –> für durchgängig scharfe Aufnahmen (z. B. Landschaft)

Eine der wichtigsten Eigenschaften eines Objektivs ist die Lichtmenge, die es bis zur lichtempfindlichen Aufnahmefläche (Film oder Chip) "durchlässt". Dabei spielen die Größe der Blendenöffnung und die Brennweite ebenso eine Rolle wie die Anzahl der zu durchdringenden Hindernisse (Linsen). Prinzipiell haben also Objektive mit festen Brennweiten aufgrund der einfachen Bauweise (wenige Linsen) bessere Licht-Eigenschaften als Zoom-Objektive, die ein kompliziertes System aus vielen Linsen bilden. Auch sieht man Kompaktkameras mit winzigen Objektivöffnungen an, dass sie schlechtere Lichteigenschaften haben müssen, als die großen "Augen" der Profi-Objektive.
Der kleinste Blendenwert oder die Anfangsblende gibt Aufschluss über die

• Lichtstärke
  des Objektivs. Die Lichtstärke ist der Kehrwert der Anfangsblende und wird meist zusammen mit der Brennweite sichtbar am Objektiv angezeigt, z. B.
  -  85mm 1:1.8 (Festbrennweite 85mm, größte Blende 1.8)
  oder
  -  28-70mm 1:3.5-4.5 (Zoom-Objektiv, größte Blende 3.5 bei 28mm und 4.5 bei 70mm).
  Die Beispiele zeigen typische Werte: bei vielen Zoom-Objektiven beginnt die Blendenreihe erst bei 3.5 oder 4, lichtstarke Festbrennweiten hingegen starten bei 1.4 oder 1.8.
  Neben den Möglichkeiten bei schwierigen Lichtverhältnissen eröffnen lichtstarke Objektive vor allem einen größeren gestalterischen Spielraum durch die Flexibilität der

• Schärfentiefe ("depth of field").
  Die Größe des Bereichs, der scharf abgebildet werden kann, fällt in Abhängigkeit von der Lichtstärke sowie weiteren Parametern (Brennweite, Distanz zum Objekt) sehr unterschiedlich aus.
  Ein großer Schärfeumfang wird erreicht durch stark gebündelte Strahlen, also eine kleine Blendenöffnung. Die geringe Lichtmenge, die durch eine solche fast geschlossene Blende eindringen kann, muss mit entsprechend langen Belichtungszeiten kompensiert werden. Diese erhöhen wiederum die Gefahr von Bewegungs- oder Verwacklungsunschärfen – es empfehlen sich unbewegte Motive und der Einsatz eines Stativs.
  Geringe Schärfentiefe hingegen entsteht duch Streuung des Lichtes bei großer Blendenöffnung und wird durch große Brennweiten und geringen Motivabstand begünstigt.
  (zu den gestalterischen Aspekten siehe auch "Selektive Schärfe" weiter unten)
  
  Mit dem folgenden Versuch soll der Zusammenhang von Blendenöffnung und Schärfentiefe verdeutlicht werden. Die Belichtungszeiten wurden der Blendenöffnung angepasst; alle anderen Parameter blieben unverändert (Brennweite: 130, Empfindlichkeit: ISO400, Distanz: 1m)
  Informationen bei Klick auf die Blendenwerte und Mouse-Over der Bilder

xxx tiefenschaerfe.swf

Das fotografische/filmische Abbild in der Kamera ist die Grundlage für verschiedene Vergößerungsformen, z. B. Papierabzug, Ansicht am Computerbildschirm. Es ist leicht einsehbar, dass die Qualität dieser vergrößerten Ansichten erheblich von der

• Größe der abbildenden Fläche
  abhängt. Im analogen wie im digitalen Bereich geht die Größenzunahme der Aufnahmefläche – also des Films oder des Sensors – mit deutlichem Qualitätszuwachs einher; die zugehörigen Objektive und Kameras werden entsprechend wuchtiger und kostenintensiver.
  Für den am meisten verbreiteten Film-Typ mit 35mm Filmbreite gibt es seit seiner Entwicklung um 1900 ein breites Spektrum Kameras in jeder erdenklichen Ausführung – von einfachsten Fix-Fokus-Winzlingen bis zu leistungsfähigen Spiegelreflexkameras. Dabei wird auf einer Fläche ab 24x18mm (sog. Halbformat) bis 36x24mm (sog. Kleinbildformat) abgebildet. Die Kleinbildfotografie setzte sich auf Grund eines unschlagbaren Mobilitäts-Qualitäts-Verhältnisses durch. Dennoch weisen die im professionellen Sektor verwendeten Mittel- und Großformate deutlich höhere Qualität auf.
  Ebenso die Tendenz im digitalen Sektor: für die gebräuchlichen Sensordiagonalen zwischen ca. 5mm bis ca. 50mm gibt es jede erdenkliche Kamera-Variation. Dabei geben die Sensorgrößen zuverlässiger Auskunft über die zu erwartende Qualität als die oft vorgeschobenen Megapixel-Zahlen: die winzige Sensorfläche einer Hosentaschenkamera kann, auch wenn man auf diese Fläche 12 Megapixel quetscht, nicht so gut abbilden wie ein DSLR-Sensor mit gleicher Pixelanzahl, aber dreifacher Fläche.
  Der direkte Vergleich der Negativ- und Sensorgrößen ist übrigens nicht sinnvoll – zu groß sind die Unterschiede der chemischen oder elektronischen Bildcharakteristika.
  Und: die Aufnahmefläche von Bewegtbild-Geräten, egal ob Film oder Sensor, ist meist erheblich kleiner, weil die Qualitätsansprüche auf Grund der Flüchtigkeit geringer sind.
  
  Größenvergleich gängiger Film- und Sensorformate
  weitere Informationen beim Mouse-Over
  xxx sensor_negativ.swf"

Die Abläufe zum

• Konservieren des erzielten Abbildes
  unterscheiden sich zwischen analogen und digitalen Verfahren erheblich. Im analogen Bereich liegt zwischen Aufnahme und Ansehen ein mehrstufiger chemisch-optischer Entwicklungs- und Vergrößerungsprozess. Im digitalen Bereich hingegen wird die Bildinformation vom Sensor zum jeweiligen Speichermedium gesendet und liegt damit praktisch sofort und jederzeit abrufbar vor. Der Prozess des Abspeicherns jedoch, vor allem die Geschwindigkeit dieses Prozesses, ist ein wesentlicher Faktor im Ranking digitaler Kameras. In Abhängigkeit von der erwünschten Qualität, der Kamerainternen Signalverarbeitung und der Geschwindigkeit des verwendeten Datenträgers kann der Zeitraum von einer Aufnahme bis zur nächsten Aufnahmebereitschaft erheblich schwanken.

Selektive Schärfe

Für manche Aufnahmen ( z. B. Landschaften) wünscht man sich eine durchgehende, knackige Schärfe; andere Aufnahmen ( z. B. Porträts) leben von geringer Schärfentiefe, die den wichtigsten Bildteil ( z. B. beim Porträt die Augen) erst richtig zur Geltung bringt.

Den Spielraum zum bewussten Einsatz von Schärfen und Unschärfen ermöglichen nur lichtstarke Objektive (s. o. "Lichtstärke") in Kombination mit eher langen Brennweiten und kurzen Distanzen zum Motiv.

Ran-Gehen oder Ran-Zoomen?

Die erstaunlichen Zoom-Möglichkeiten neuerer Objektive erleichtern dem Fotografen, vor allem dem auf Distanz bedachten (Tier-Fotograf, Kriegsberichterstatter, …), die Arbeit ungemein. Man kann ganz unterschiedliche Bildausschnitte allein durch Brennweiten-Veränderungen erzielen, ohne dazu den Standort zu wechseln. Aber erreicht man damit tatsächlich das Gleiche, wie mit der alten Fotografen-Tugend "Immer ran ans Geschehen". Hier ein Vergleich:

Besondere Relevanz hat der Unterschied zwischen Brennweiten- und Standortveränderung im Bewegtbild, wenn der Vorgang sichtbar gemacht wird – eine Fahrt wirkt mit ihren parallaktischen Verschiebungen wie eine natürliche Distanzveränderung; ein Zoom hingegen wirkt eher unwirklich oder technisch.

Ein interessanter Spezialfall ist die Kombination von Kamerafahrt und Zoom in gegenläufiger Richtung. Dieses Mittel wurde erstmals von Alfred Hitchcock im Film Vertigo (1958) eingesetzt und wird deshalb heute als "Vertigo-Effekt" bezeichnet. Bei gleichbleibender Objektgröße verschiebt sich die Relation des Objektes zur Umgebung. Diese für unsere Sehgewohnheiten verstörende Darstellung wird gern für Verwirrungs- oder Rauschzustände eingesetzt (bei A. H. für den Schwindel bei Höhenangst)

Weniger prägnant als im sichtbaren Vorgang der Veränderung bei Fahrt oder Zoom, dennoch nicht zu vernachlässigen: auch im statischen Einsatz gibt es einige grundlegende Aspekte in der Wahl der Brennweite zu beachten.