Grundlagen der Fotografie – Teil 5: Der Formatfaktor (Crop-Faktor)


„Guten Abend allerseits! Mein Name ist Bernd, bin neu hier im Forum. Ich brauche eine gute Kamera für Architektur und Landschaften. Vielen Dank im Voraus für eure Ratschläge. :) “. Daraufhin antwortet der „FotoKING37“ „Nabend Bernd! Klarer Fall, falls du es klein und leicht haben aber trotzdem nicht auf die Gestaltungsmöglichkeiten eines größeren Sensors verzichten möchtest empfehle ich dir die neuste micro 4/3 mit dem 12mm f/2. Das Ganze geht für weniger als €1500 über den Ladentisch, gemäßen an der Leistung ein regelrechtes Schnäppchen. Alternativ könntest du auch zur neuen Vollformat XY und dem 24mm f/1.4 greifen, aber nur falls du das Beste haben willst, dich nicht an der Größe und dem Gewicht störst, und bereit bist ein wenig mehr auszugeben. Falls du aber ein armer, anspruchsloser Anfänger bist, lege ich dir die neuste Kompaktknipse mit Anfangsbrennweite 4,28mm ans Herz…“

OK, ich gebe es zu, das da oben ist nicht gerade realistisch, in einem techniklastigen Fotoforum, wie es z.B. das DSLR-Forum ist, würde man für jede Kamera mindestens 15 unterschiedliche Objektive empfohlen bekommen. Dank den Fans verschiedener System wären wahrscheinlich sämtliche Formate und Sensorgrößen vertreten. Und jeder würde behaupten, dass gerade sein Vorschlag der Beste ist. Absichtlich habe ich nur 3 Objektive erwähnt, um es einfach zu halten und so leichter eine Idee rüberzubringen. Nämlich: trotz unterschiedlicher Millimeter-Angaben nehmen diese drei Objektive Fotos mit dem gleichen Bildausschnitt auf. Aber wieso ist das so?

Formatfaktor (Crop-Faktor) und äquivalente Brennweiten!

Wikipedia meint:

„Bei digitalen Spiegelreflexkameras, die auf Kleinbild-Vorgängern basieren, wird das Kleinbildformat von 24 mm × 36 mm als Vergleichsformat verwendet. Die Diagonale der lichtempfindlichen Fläche des Bildsensors multipliziert mit dem Formatfaktor ergibt hier die Diagonale des Kleinbildformats.“

Man kann sich also den Formatfaktor wie einen Multiplikator vorstellen mit dem man die Diagonale eines kleineren Sensors multipliziert um die Diagonale des Kleinbildsensors zu erhalten. Kleinbild war seit den 30er/40er Jahren des vorigen Jahrhunderts das meistbenutzte Format, und wurde erst mit dem Anbruch der digitalen Fotografie durch das kleinere APS-C-Format abgelöst. Es ist nämlich so, dass sich die Herstellung von Halbleitern umso schwieriger gestaltet, je größer die Chipfläche ist – ein Problem welches es beim Gießen von Film nicht gab. Trotz aller Vorkehrungen die man in den Reinräumen trifft, gelangen immer wieder Staubpartikel auf den Chip und, weil die Strukturen so klein sind, beschädigen die Bereiche auf denen sie landen. Ein beschädigter Chip kann nicht verwendet werden, was zu einer geringeren Ausbeute führt. Und je größer die Fläche des Chips (APS-C mit seinen 328 mm² vs. Kleinbild mit 864 mm²) umso höher die Wahrscheinlichkeit für defekte Chips. Dank diverser Fortschritte der jüngsten Vergangenheit lassen sich Kleinbild-Sensoren mittlerweile ausreichend günstig fertigen um Kameras zu ermöglichen die auch für Hobbyfotografen erschwinglich sind. Nach der langen Auszeit gewinnt das Kleinbildformat somit wieder an Bedeutung. Wir werden die entsprechenden Brennweiten und deren optischen Eigenschaften weiterhin als den gemeinsamen Nenner benutzen, obwohl die meisten Fotografen heutzutage nicht mal wissen wie sich diverse Kleinbild-Objektive in der Praxis verhalten (Bildausschnitt, Freistellung, usw.).

Der folgenden Tabelle, auf der die meisten gängigen Sensorgrößen/Formate vertreten sind, kann man die relevanten Werte entnehmen:

Formate

Quelle: wikipedia.org

Wieso ist das Ganze überhaupt wichtig? In der heutigen Zeit, in der jeder Hersteller sein eigenes Süppchen kocht  – man schaue sich einfach die obige sehr Lange List mit den verschiedenen Formaten an – muss man die Basics verinnerlicht haben um vor dem Kauf Kameras vergleichen zu können. Da der Sensor, insbesondere seine Größe, eines der wichtigsten Aspekte, die sich auf die Bildanmutung auswirken, bei einer Kamera ist, sollte man auf jeden Fall das Zusammenspiel zwischen Sensorgröße, Brennweite, Freistellungspotential und Rauschen verstanden haben.

Beispiel gefälligst?

Sagen wir mal der Hobbyfotograf Tom Knipshuber besitzt eine digitale Spiegelreflexkamera mit einem APS-C-Sensor und eine 35mm f/1.4 Festbrennweite. Er hat von den neuen günstigen Kleinbild-Spiegelreflexkameras die gerade auf den Markt kommen sollen erfahren. Sein bester Freund, Peter Vielhilftviel, meinte neulich „…natürlich kommt es auf die Größe an, was denn sonst!?“. In der Hoffnung durch bessere Dynamik und weniger Rauschen beim größeren Sensor noch bessere Katzen- und Blumenbilder zu machen, ist Tom fest entschlossen sich eine Kleinbildkamera zu leisten. Wie wird sich aber diese Entscheidung auf den Rest seiner Ausrüstung, nämlich das Objektiv, auswirken? Davon ausgehend dass es ein Kleinbild taugliches 35mm Objektiv ist, kommt es zu folgenden Veränderungen:

Bildausschnitt:

Vom Bildausschnitt her verhält sich ein 35mm Objektiv an einer APS-C-Kamera ungefähr wie ein 50mm (35mm * 1,5 = 52,5mm) an einer Kleinbild-Kamera. D.h. während man das 35mm an der APS-C-Kamera noch als Normalbrennweite (40-50mm Bereich) betrachtet und verwendet hat, ist es an der Kleinbild-Kamera ein waschechter 35er und somit ein moderates Weitwinkelobjektiv. Durch den Format- bzw. Crop-Faktor kann man für jede Brennweite eines Formats die vom Bildausschnitt her äquivalente Brennweite des anderen Formats berechnen. Möchte man beispielsweise wissen welches Kleinbild-Objektiv einem 105mm Tele an einer APS-C am nächsten kommt, muss man nur die Brennweite mit 1,5 (der APS-C Crop-Faktor) multiplizieren: 150mm, weil es kein Objektiv mit 157,5mm am Markt gibt. Umgekehrt geht es genauso. Um zu wissen welche Brennweite man an einer APS-C braucht, um den gleichen Ausschnitt zu bekommen, wie man es mit einem 28mm Weitwinkel an einer Kleinbildkamera hat, braucht man nur mit 1,5 zu dividieren: 28mm : 1,5 = 19mm. Ähnlich funktioniert es mit anderen Formaten, nur das man statt 1,5 für APS-C den Crop-Faktor für das jeweilige Format verwendet. 2 für micro 4/3, 2,7 für das neue CX-Format von Nikon, 5,6 für die meisten Kompaktkameras, usw.

Schärfentiefe:

Bei gleichem Bildausschnitt und gleicher Blende vergrößert sich die Schärfentiefe beim Übergang vom Kleinbild auf APS-C um den Formatfaktor. Sagen wir mal, Tom behält seine APS-C-Kamera und das 35mm-Objektiv und kauft sich noch ein 50mm f/1.4, weil er die vertraute Brennweite an der Kleinbildkamera nicht mehr missen möchte. Der Bildausschnitt des 35mm und des 50mm ist praktisch identisch, die Schärfentiefe ist beim 50mm auf der Kleinbildkamera schmaler, was für mehr Freistellungspotential sorgt. Das 35mm f/1.4 beim APS-C hat ungefähr dieselbe Schärfentiefe wie ein 50mm f/2 bei einer Kleinbildkamera. Obwohl es eher akademischer Natur ist, können wir mit dem Formatfaktor berechnen welche Blende das 35mm an der APS-C-Kamera haben müsste, um auch hinsichtlich der Schärfentiefe mit dem 50mm bei einer Kleinbildkamera vergleichbar zu sein: 1,4 : 1,5 = f/0,933.

Blende:

Die Blende bzw. Lichtstärke bleibt gleich. Bei einer konkreten Lichtsituation wo die Kombination aus APS-C und dem 35 f/1,4 bei ISO 100 ein 1/200 der Sekunde braucht, wird auch die Kombination aus der Kleinbildkamera und dem 50mm f/1,4 bei ISO100 ein 1/200 brauchen.

Längste Belichtungszeit für verwacklungsfreie Fotos:

Bei der Frage wie gut das Makro des Sigma 18-250 OS Macro HSM ist bin ich kurz auf die alte Daumenregel eingegangen. Die lautet: für ausreichend scharfe (für 10*15cm Abzüge) Fotos darf bei einer konkreten Brennweite die Belichtungszeit nicht 1/Brennweite überschreiten. Das heißt, fotografiert man mit einem 200mm-Objektiv darf die nicht etwa 1/100 der Sekunde sein, sondern 1/200 und kürzer. Auch dieser Wert wird durch den Formatfaktor geteilt. Mit einem 200mm an einer APS-C-Kamera darf die Belichtungszeit nicht länger als 1/(Brennweite * 1,5) sein, also 1/300 der Sekunde. In der Praxis ist „darf“ nicht wortwörtlich zu nehmen. Natürlich gibt es Leute mit guter Körperhaltung, deren Hände kaum zittern und die eine sehr gute Atemtechnik haben. Durch all das kann man noch einiges herausholen. Man kann sich aber sicher sein, dass je weiter der berechnete Wert für die Belichtungszeit überschritten wird, umso höher der Prozentsatz der verwackelten Fotos. Da heutzutage viele Objektive einen Bildstabilisator an Bord haben, muss auch dieser berücksichtigt werden. Bringt dieser zwei Blenden, so kann man noch bei 1/50 der Sekunde mit einem 200mm an einer Kleinbildkamera scharfe Fotos hinbekommen, und zwar in 70, 80, 90% der Fälle (hängt natürlich vom Bildstabi ab).

  1. […] Crop-Kameras und Objektiven für Crop-Sensoren absichtlich die ISO- und Blenden-Zahlen nicht um den Crop-Faktor umrechnen, um uns in die Irre zu führen. Seine Vergleichsbilder zeigen, dass z.B. ein mFT-Sensor […]

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