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Beschnitt versus Brennweite

Auch Leicas dritte Kleinbild-Kompaktkamera der Q-Baureihe hat wieder ein 28-mm-Objektiv mit einem Digitalzoom, das durch Beschnitt die Brennweiten 35, 50, 75 und 90 mm simuliert. Entspricht der so erzielte Effekt aber dem von Wechselobjektiven der entsprechenden Brennweiten?

Beschnitt versus Brennweite
Die Leica Q3 hat ein fest verbautes Objektiv mit einer Brennweite von 28 mm und einer Lichtstärke von f/1,7. (Bild: Leica)

Eines ist klar: Der mit dem Digitalzoom einhergehende Beschnitt geht auf Kosten der Auflösung. Da der (wohl von Sony hergestellte) 60-Megapixel-Sensor der Leica Q3 aber eine hohe Grundauflösung mitbringt, bleiben selbst bei einem Digitalzoom auf 90 mm noch knapp 6 Megapixel übrig; bei 50 mm sind es immerhin 19 Megapixel. Das reicht für viele Anwendungen aus, und so kann man das oft geschmähte Digitalzoom durchaus praktisch einsetzen.

Manche argwöhnen allerdings, dass selbst dann, wenn man sich mit dem Auflösungsverlust abfinden kann, die Bildwirkung einer wirklich verlängerten Brennweite verfehlt würde. Aber es gibt keine Verbindung von Brennweite und Bildwirkung. Objektive unterschiedlich langer Brennweiten brechen Lichtstrahlen unterschiedlich stark, und je weniger sie es brechen und je weiter daher das erzeugte Bild des Motivs vom Objektiv entfernt ist, desto größer ist dieses Bild. Und das ist auch schon alles, was unterschiedliche Brennweiten bewirken: Sie bestimmen (bei vorgegebener Entfernung des Motivs) die Bildgröße.

Die Bildwirkung hängt einmal von der Perspektive ab, die wiederum durch den Aufnahmestandpunkt bestimmt wird, und zum anderen von dem, was oft etwas nebulös als „Charakter“ eines Objektivs bezeichnet wird – hier fließen vor allem das Ausmaß und die Art der Korrektur der Abbildungsfehler sowie die Form der Blende mit ein. Die Brennweite spielt dagegen keine Rolle.

Aber, so wird von einigen eingewandt, das durch das Digitalzoom beschnittene Sensorbild sei ja immer dasselbe, nur eben ein kleinerer Ausschnitt. Müssten nicht auch die Schärfentiefe und die Freistellung beim Beschnitt gleich bleiben, anders als es bei einer längeren Brennweite zu erwarten wäre? Allerdings gilt auch für eine längere Brennweite, dass sie dasselbe Bild wie eine kürzere Brennweite erzeugt – es ist lediglich größer. Und vergrößert wird auch das beschnittene Bild, denn wenn wir Fotos betrachten, interessiert es uns ja nicht, wie groß das auf den Sensor oder Film projizierte Bild war. Unabhängig davon schauen wir es uns beispielsweise bildschirmfüllend am Computer oder in einem bestimmten Format als Print an der Wand hängend an. Ein stärkerer Beschnitt führt zu einer stärkeren nachträglichen Vergrößerung, wenn wir die Bilder im gleichen Format betrachten.

So etwas wie eine ausgedehnte Schärfenzone, deren Tiefe die Schärfentiefe ist, entsteht ja nur, weil wir geringe Unschärfen nicht mehr als solche erkennen können. Eine längere Brennweite vergrößert nicht nur das scharf abgebildete Motiv, sondern auch alle Unschärfen, so dass mit wachsender Brennweite die Schärfentiefe schrumpft und die Freistellung steigt. Denselben Effekt hat aber auch eine nachträgliche Vergrößerung des beschnittenen Bildes, so dass die Schärfentiefe ebenso schrumpft, obwohl der Beschnitt nichts am Bildinhalt geändert hat.

Aber es gibt noch etwas anderes, das sich durch einen Beschnitt nicht ändert: die Öffnung. Leicas 28 mm f/1,7 hat eine Öffnung von 28 mm /1,7 = 16,5 mm. Simuliert man nun ein 50-mm-Objektiv, indem man aus den 60 Megapixeln des Sensors nur die mittleren 19 Megapixel ausschneidet, bleibt es bei dieser Öffnung von 16,5 mm, was bei 50 mm Brennweite einer Lichtstärke von f/3 entspräche. Abgesehen von der Auflösung entspricht das Bild, das so entsteht, also dem eines 50 mm f/3-Objektivs. Die Schärfentiefe ist geringer als im unbeschnittenen Bild, jedoch nicht so gering wie die eines Bildes, das mit einem 50 mm f/1,7 aufgenommen worden wäre – aber das müsste ja auch eine Öffnung von 50 mm /1,7 = 29,4 mm haben und wäre daher in allen drei Dimensionen größer und schwerer als das Objektiv der Q3. Die Brennweite beeinflusst die Vergrößerung der Unschärfe, aber das Ausmaß der Unschärfe hängt von der Öffnung (der Eintrittspupille) ab, und im Gegensatz zu einer längeren Brennweite lässt sich die Wirkung einer größeren Öffnung nicht so einfach simulieren.

Übrigens könnte man auf die Idee kommen, dass die durch den Beschnitt kleinere Blende den Schärfentiefenverlust aufgrund der simulierten längeren Brennweite aufheben würde, doch das ist nicht der Fall. Die Brennweite, selbst eine bloß simulierte, wirkt sich stärker auf die Schärfentiefe aus, als es die Blende tut, so dass ihr Einfluss überwiegt und die Schärfentiefe mit dem Beschnitt tatsächlich schrumpft.

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Michael J. Hußmann

Michael J. Hußmann gilt als führender Experte für die Technik von Kameras und Objektiven im deutschsprachigen Raum. Er hat Informatik und Linguistik studiert und für einige Jahre als Wissenschaftler im Bereich der Künstlichen Intelligenz gearbeitet.

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11 Kommentare

  1. Ein beschnittenes Bild hat nicht den gleichen Look wie eines mit größerer Brennweite. Es gibt einen engen Zusammenhang zwischen Brennweite und dem Abstand zum Motiv. Nehme ich ein bildfüllendes Portraitfoto mit einem Weitwinkel auf, sehe ich die Ohren des Modells wohl nicht. Nutze ich eine Portraitbrennweite, sind die Ohren höchstwahrscheinlich zu sehen.

    1. Die Perspektive (also beispielsweise, ob die Ohren zu sehen sind) hängt allein von der Entfernung ab, nicht von der Brennweite. Eine längere Brennweite kann man auch durch einen stärkeren Beschnitt ersetzen, und bei gleicher Entfernung zum Motiv sind dann Perspektive und Look identisch.

      Wer’s nicht glaubt: Ausprobieren!

      1. Hallo zusammen,
        Das stimmt so nicht. Vergessen wird hier die Hintergrundkompression. Fotografieren wir ein Motiv mit 28mm ist der Bildwinkel sehr groß, somit ist also auch sehr viel Hintergrund drauf. Fotografieren wir das gleiche Motiv mit – sagen wir – 200mm, können wir unser Motiv zwar gleich groß darstellen indem wir den Abstand zum Motiv vergrößern, allerdings ist unser Bildwinkel viel kleiner und der Hintergrund wird komprimiert. Diese Bildwirkung kann durch einen Digitalzoom natürlich nicht erreicht werden. Wenn man auf beispielsweise 35mm zoomed, wird das sicher noch nicht auffallen. Ein 90mm aus einem 28mm Objektiv zu machen wird visuell aber wohl nicht überzeugen. Wer´s nicht glaubt: Ausprobieren!

        1. Die Hintergrundkompression entsteht allein durch die Entfernung – eine große Entfernung zum Motiv lässt die Distanz zum Hintergrund scheinbar schrumpfen. Die lange Brennweite lässt dann lediglich den Bildwinkel schrumpfen, genauso wie ein Beschnitt. Das sind die elementaren Gesetze der Perspektive, wie sie schon Albrecht Dürer kannte. (Lange Brennweiten gab es damals noch nicht, aber die Künstler aus Dürers Zeit hatten andere Methoden, denselben Effekt zu erzielen; in seiner „Unterweysung der Messung“ kann man es sich anschauen: https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Duerer_Underweysung_der_Messung_fig_001_page_181.jpg. Bei dieser Technik mit einem Seil, das durch eine an der Wand befestigte Öse gezogen wird, entsteht eine geraffte Perspektive, weil der Perspektivpunkt hier die Öse ist. Dem Perspektivpunkt – in der Fotografie wäre das der Mittelpunkt der Eintrittspupille des Objektivs – hinter dem Künstler entspricht eine Aufnahme aus größerer Entfernung, und der enge Rahmen sorgt für einen kleinen Bildwinkel, genauso wie eine lange Brennweite oder ein Beschnitt.)

  2. Hallo
    Wenn ich mich nicht irre, hat das Andreas Feininger in einem seiner Bücher auch anschaulich dargestellt. Es wurde eine Ansicht einer Hafenszene (bin mir nicht sicher) gezeigt, die mit einem Normalobjektiv aufgenommen war. Daraus wurde ein Ausschnitt herausvergrößert und genau diese Vergrößerung mit dem entsprechenden Teleobjektiv aufgenommenen Foto verglichen. Es war kein Unterschied zu erkennen.
    Korrigiert mich, wenn ich das nicht richtig erinnere.
    Beste Grüße
    Uwe Möbus

  3. Faktisch ist es hier so, dass man jeweils einen kleineren Bildkreis verwendet.
    Die wirklich verwendete Sensorfläche ist kleiner.

    Crop auf „50 mm“ (laut Kamera-Menü) bedeutet: Der Crop-Faktor für das Bild beträgt
    50 mm / 28 mm = 1,785
    Der Bildausschnitt auf diesem gedachten kleineren Sensor mit einem 28 mm – Objektiv ist so wie mit einem 50 mm – Objektiv an Vollformat.

    Kurzer Abgleich der Megapixel-Angaben:
    Wurzel aus (60 MP / 19 MP) = 1,78
    Vergleich okay. Was habe ich hier gemacht? Wenn sich die Diagonale um den Faktor 1,78 unterscheidet, dann unterscheidet sich die Anzahl der Megapixel um das Quadrat von 1,78:
    60 MP / 19 MP = 3,16 = 1,78^2 (teilweise gerundet)
    Die Berechnung mit den Megapixeln hier aber nur zum Abgleich. Die Gegebenheiten bezüglich der Megapixel treffen hier nur deshalb zu, weil wir ja physikalisch vom selben Sensor, somit derselben Pixeldichte, sprechen.

    Okay, Crop-Faktor = 1,785:
    Brennweite 50 mm an Vollformat ergibt denselben Bildausschnitt wie 28 mm an unserem gedachten kleineren Sensor. Der kleinere Sensor ist einfach ein mittlerer Ausschnitt des vorhandenen Vollformat-Sensors. Klingt vielleicht trivial. Für mich ist dadurch aber gezeigt, dass so etwas wie Bildlook und perspektivische Verzerrungen identisch sind für diese beiden Fälle:
    (a) Fotografieren mit kleinerem Sensor und 28 mm: Bildausschnitt wie
    28 mm x Cropfaktor 1,78 = 50 mm
    (b) Fotografieren mit Vollformat, 28 mm, und anschließendem Croppen

    Eigentlich ist das Ganze schon dadurch logisch, dass man denselben Bildausschnitt erzeugt bei gleichem Standpunkt der Kamera. Damit wäre das Thema perspektivische Wirkung bereits behandelt.

    Das Thema Freistellungs-Potenzial habe ich hier außen vor gelassen.

    1. Und jetzt noch zum Thema Schärfentiefe bzw. Freistellungspotenzial für das von mir genannte Beispiel (Ausschnitt äquivalent zu 50 mm gemäß Kameramenü):

      Real fotografiere ich ja mit 28 mm. Auch wenn ich einen kleineren Bildausschnitt nutze. Und auch bleibt es bei Blende 1.7.

      Wenn ich nun (gedanklich) ein 50 mm – Objektiv verwende und denselben Bildausschnitt haben möchte, muss ich dichter an das Motiv herangehen. Dadurch verkleinert sich die Schärfentiefe. Damit diese gleichbleibt (denn ich Suche nach dem Äquivalent), muss ich folgende Blende verwenden:
      1,7 * Cropfaktor = 1,7 x 1,78
      = 3.
      Das ist die Blende an 50 mm, die der Autor im Artikel nannte, als es um das Thema Schärfentiefe bzw. Freistellung ging.

      Und mir ging es hier nur um das Blenden-Äquivalent für die Schärfentiefe, nicht um die Lichtstärke des Objektives (denn die ändert sich in diesem speziellen Vergleich, in dem ich die Aufnahmeposition, den Abstand zum Motiv, ändere).

    2. Die Ausgangsfrage war:
      „… durch Beschnitt die Brennweiten 35, 50, 75 und 90 mm simuliert. Entspricht der so erzielte Effekt aber dem von Wechselobjektiven der entsprechenden Brennweiten?“

      Da man mit einem realen 50 mm – Objektiv den Abstand zum Motiv ändern müsste, um denselben Bildausschnitt zu bekommen (denn darum ging es beim Croppen als Alternative ja), gilt:

      Ja, der Bildlook ändert sich, eben weil sich der Abstand zum Motiv ändert (wenn man sich auf die Ausgangsfrage bezieht, in der das Croppen verglichen wird mit echten entsprechenden Objektiven, z.B. 50 mm). Durch den verringerten Abstand ändert sich die Perspektive und damit auch die Bildwirkung.

      1. Gedankenfehler von mir (!):
        Wenn ich ein Objektiv 50 mm verwende, ändere ich gar nicht den Standpunkt!
        Ich bleibe dort, verwende nur den größeren Bildkreis (für Vollformat).
        Und beim Croppen entsteht derselbe Ausschnitt durch das Objektiv 28 mm in Verbindung mit dem kleineren Bildkreis, entsprechend Cropfaktor 1,78.
        -> Also doch keine Änderung in der Perspektive und in der Bildwirkung!
        Vielleicht hilft das auch vorangehenden Kommentierenden, die denselben Gedankenfehler hatten …
        (Nur bei der Schärfentiefe könnte es ggf. einen Unterschied geben.)

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