Wie sich die Sensorgröße tatsächlich aufs Bild auswirkt.
In Digitalkameras werden häufig Bildsensoren verbaut, die kleiner sind als dass Kleinbildformat (KB) 24mm x 36mm.
Weil die Sensorgröße keinen Einfluß auf die konstruktionsbedingte Brennweite von Objektiven hat, leuchtet ein Objektiv immer den gleich großen Bereich in einer Kamera aus. Trifft das Licht dort statt auf den KB-Sensor mit seiner großen Fläche, nur auf einen Sensor mit einer kleineren Fläche, leuchtet nur der mittlere Teil des Bildes auf seine Fläche.
Die weiter außen liegenden Motivteile, die der kleineren Sensor gegenüber dem KB-Sensoren nicht erfassen kann, landen ungenutzt auf dem schwarz ausgekleideten Innenraum der Kamera. So entsteht der Eindruck, daß mit einer längeren Brennweite fotografieren wird, weil scheinbar ins Bild hineingezoomt wurde. Siehe dazu das Bild mit der Kamera und dem Baum. Während der KB-Sensor das Bild des ganzen Baums erfassen kann, kann der kleinere Sensor die Baumspitze und den unteren Baumstamm nicht erfassen.
Einfacher erklärt: Man stelle sich vor, wie das Licht des Motivs durchs Objektiv auf den KB-Bildsensor in der Kamera fällt. Das Motiv wird komplett erfaßt. Und nun schneidet man vom Bildsensor einfach ringsherum ein Stück ab. Genauso wie ein Foto mit einer Schere beschnitten werden kann.
Anders erklärt: Stell dir vor, Du betrachtest im Badezimmer dein Spiegelbild. Dann ersetze Du den Spiegel durch einen kleineren Spiegel. Was passiert? In diesem kleineren Spiegel siehst Du dich bei gleichem Abstand nicht größer oder kleiner dargestellt. Nichts erscheint näher dran oder weiter weg. Es fehlen einfach nur die Randbereiche. Eben war bspw. noch dein ganze Kopf zu sehen und nun sind die Ohren nicht mehr zu sehen. So einfach ist das.
Der Crop-Faktor, auch Formatfaktor genannt, beschreibt das Verhältnis zwischen der tatsächlichen (physikalischen) Brennweite des Objektivs einerseits und dem Brennweiteneindruck, der durch den kleineren Bildausschnitt entstanden ist, andererseits.
An Kameras mit kleineren Sensoren ist es deshalb notwendig, Objektive mit entsprechend kürzeren Brennweiten zu nutzen. Will man zudem auch eine annähernd identisch knappe Tiefenschärfe (Freistellung) bei Offenblende erzielen, muß das Objektiv auch entsprechend lichtstärker sein (kleinere Blendenzahl).
Die Berechnung ist ganz leicht. Einfach die Brennweite bzw. Blende durch den Crop-Faktor dividieren.
| Kleinbildsensor | APS-C Sensor (Crop-Faktor 1,6) | 1" (Crop-Faktor 2,7) | ||
| 14mm @ Blende 1.4 | = | 8,75mm @ Blende 0.9 | = | 5,2mm @ Blende 0.5 |
| 28mm @ Blende 2 | = | 17.5mm @ Blende 1.25 | = | 10,4mm @ Blende 0.7 |
| 50mm @ Blende 2.8 | = | 30mm @ Blende 1.8 | = | 18,5mm @ Blende 1 |
| 85mm @ Blende 4 | = | 50mm @ Blende 2.5 | = | 30mm @ Blende 1.5 |
| 135mm @ Blende 5.6 | = | 85mm @ Blende 3.5 | = | 50mm @ Blende 2 |
| 200mm @ Blende 8 | = | 125mm @ Blende 5 | = | 75mm @ Blende 3 |
| 400mm @ Blende 11 | = | 250mm @ Blende 7 | = | 150mm @ Blende 4 |
| Kleinbildsensor (physikalische Brennweite) | APS-C Sensor (Crop-Faktor 1,6) "wirkt KB-äquivalent wie ein: " | |
| Super-Weitwinkel-Objektiv (17 mm) | => | WW-Objektiv "28 mm" |
| Weitwinkel-Objektiv (30 mm) | => | Normalbrennweite "50 mm" |
| Normalbrennweite (50 mm) | => | leichtes Teleobjektiv "80 mm" |
| Telezoom (70-200 mm) | => | stärkeres Telezoom, dem so eine moderate Anfangsbrennweite fehlt "110-320 mm" |
Wegen der begrenzteren Freistellmöglichkeiten am Crop-Sensor, ist man u.U. gezwungen, sich lichtstärkere Objektive zuzulegen, was unterm Strich trotz kürzerer Brennweiten zu höherem Gewicht und höheren Anschaffungskosten führt.
Zusammengefaßt:
Kleinere Bildsensoren erfassen nur einen Ausschnitt (Crop), von dem, was ein Kleinbild-Sensor erfassen würde. Weil die Randbereiche fehlen, entsteht der Eindruck, daß die Brennweite um den Crop-Faktor verlängert wäre. Auf die Eigenschaften der Objektive (Brennweite und Lichtstärke) haben die Sensoren aber keinen Einfluß. (siehe Grafiken)
Wird ein Motiv mit mehreren Kameras aufgenommen, die unterschiedlich große Bildsensoren enthalten und man nutzt das gleiche Objektiv mit der gleichen Blende bei gleicher Entfernung und beschneidet die Fotos der Aufnahmen mit größerem Sensor später auf den kleineren Bereich, den die kleineren Sensoren erfassen (praktisch nur interessant, wenn am KB kein Objektiv mit entsprechend längerer Brennweite zur Verfügung steht), dann hat man abgesehen von der unterschiedlichen Auflösung, identische Fotos vor sich.
Crop-Faktor berechnen:
Ein Ratschlag vorneweg: Nehmen sie die Werte einfach hin und vergeuden sie keine Lebenszeit damit, diese nachzurechnen. Die offiziellen, leichter zu merkenden Werte, unterscheiden sich in etwa erst ab der 2. Kommastelle von den präzise berechneten Werten.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Crop-Faktor zu berechnen. Nutzen Sie einen Bildsensor mit dem 2:3 Seitenverhältnis, führt jede Formel zum gleichen Ergebnis weil es auch vom Kleinbildformat genutzt wird, dass grundsätzlich als Vergleichswert dient.
Bei Sensoren mit abweichenden Seitenverhältnissen wie mFT mit 4:3 führt dies zu abweichenden Ergebnissen, je nachdem ob man den Cropfaktor anhand der langen Seite des Sensors, der kurzen Seite oder der Diagonalen bzw. Fläche berechnet.
Wird ein Bildsensor mit 4:3 Seitenverhältnis verwendet, hängt es von den Motiven ab, welcher Rechenmethode die praxisnähere ist. Nutzen sie bei der kürzesten Brennweite eher das Querformat, ist die Berechnung über die Sensorlänge sinnvoller. Nutzen sie die Kamera überwiegend für Hochformataufnahmen, ist die Berechnung über die Sensorbreite sinnvoller. Aber wie schon vorneweg empfohlen: Lassen Sie es sein!
Die Unterschiede sind marginal und entfalten nur im Superweitwinkelbereich ein wenig Wirkung, weil es nur dort in einigen Fällen relevant sein kann, ob 1 mm weniger Brennweite im Spiel ist.
Warum die präzise Crop-Berechnung nutzlos ist:
Abseits des Superweitwinkelbereichs ist es völlig egal, ob 2-3 mm mehr oder weniger Brennweite genutzt wird. Der Unterschied ist so gering, daß man weder merklich näher ans Motiv herangehen muß noch Unterschiede bei der Freistellung erkennbar werden.
Es gibt andere Dinge, die auch Einfluß haben:
- ungenaue Herstellerangaben
(50mm muß nicht 50,0mm bedeuten, im Telebereich sind die Abweichungen in einigen Fällen noch viel größer)
- kleine Abweichungen bei den Sensorgrößen (diese variieren um 1-2 mm von Modell zu Modell)
Und dann gibts da noch die eine Sache, die fast so viel Einfluß haben kann, wie der Crop-Sensor:
Die abweichende Brennweite im Nahbereich:
Die Brennweitenangaben der Hersteller erfolgen grundsätzlich für die unendliche Motiventfernung. Im Nahbereich ändert sich die Brennweite eines Objektivs aber in Abhängigkeit von seiner Konstruktion teilweise sehr stark. So kann es sein, daß ein Objektiv mit 200mm Brennweite im Unendlichkeitsbereich, fokussiert auf den Mindestabstand zum Motiv nur noch über 135mm Brennweite verfügt. Ein anderes 200mm-Objektiv aber erreicht beispielsweise 160mm Brennweite bei der gleichen geringen Entfernung.
