Brennweite beim Kameraobjektiv: Bildwinkel und Perspektive

Brennweite und Bildwinkel

Je länger die Brennweite, desto enger der Bildwinkel. Er lässt sich berechnen: Bildwinkel = 2·arctan(Sensordiagonale / (2·Brennweite)). Das Kleinbildformat hat eine Diagonale von rund 43 mm. Daraus ergeben sich diese diagonalen Bildwinkel:

Bei kleineren Sensoren verengt sich der Bildwinkel. Der Crop-Faktor ändert dabei nicht die Brennweite, sondern den Ausschnitt: Die kleinbildäquivalente Brennweite ergibt sich aus Brennweite mal Crop-Faktor. Bei APS-C (etwa 1,5, bei Canon 1,6) wirkt ein 200-mm-Objektiv wie ein Kleinbildobjektiv mit etwa 300 mm (bei Canon 320 mm), bei Micro Four Thirds (Faktor 2,0) wie 400 mm. Der Bildwinkel entspricht dann dem der äquivalenten Brennweite. Die Lichtstärke des Objektivs bleibt unverändert.

Welche Bereiche für welche Motive üblich sind, beschreibt ausführlich der Beitrag zu Telebrennweiten und Bildwinkel.

Abbildungsgröße: Warum Tele näher heranholt

Die Größe des Motivs im Bild wächst mit der Brennweite. Doppelte Brennweite bedeutet bei gleichem Abstand doppelte Höhe und doppelte Breite des Motivs im Bild. Ein 200-mm-Objektiv zeigt ein entferntes Objekt also doppelt so groß wie ein 100-mm-Objektiv vom selben Standort. Das ist die Grundlage der Tele-Fotografie: Weit entfernte Tiere, Sportler und Details füllen das Bild, ohne dass man sich nähert.

Die Rechnung für die Planung: Die abgebildete Breite entspricht Sensorbreite mal Abstand geteilt durch Brennweite. Am Kleinbildformat zeigt ein 300-mm-Objektiv in 30 m Entfernung eine Breite von 36 mm × 30 m / 300 mm = 3,6 m.

Ein späteres Beschneiden des Bildes ersetzt die längere Brennweite nur begrenzt. Der Ausschnitt zeigt dieselbe Perspektive, aber weniger Bildpunkte auf dem Motiv, und feine Details gehen verloren. Wer das Motiv ohnehin klein abbildet, gewinnt mit mehr Brennweite also echte Auflösung auf dem Tier.

Beispiel: Welche Brennweite für ein Reh am Waldrand?

Ein Reh ist etwa 80 cm hoch und steht 40 m entfernt. Es soll die halbe Bildhöhe füllen. Am Kleinbildformat (Bildhöhe 24 mm) sind das 12 mm im Bild. Die benötigte Brennweite ist Bildgröße mal Abstand geteilt durch Motivgröße: 12 mm × 40 m / 0,8 m = 600 mm. Mit APS-C (Bildhöhe etwa 15,7 mm) genügen bei gleichem Ausschnitt etwa 400 mm, weil der Crop-Faktor den Bildwinkel verengt. Mit dieser Rechnung lässt sich schon vor dem Kauf prüfen, ob eine Brennweite für den eigenen Einsatz reicht.

Perspektive: Standort statt Brennweite

Oft heißt es, kurze Brennweiten verzerrten und lange verdichteten den Raum. Genau genommen verändert sich die Perspektive nur mit dem Standort. Wer mit einem Weitwinkel und einem Tele vom selben Punkt fotografiert, erhält dieselbe Perspektive, nur einen anderen Ausschnitt. Der Unterschied entsteht, weil man mit Tele für ein gleich großes Motiv weiter weggeht. Aus der Distanz sind die Größenverhältnisse zwischen Vorder- und Hintergrund ausgeglichener, der Raum wirkt gestaucht.

Bei Weitwinkeln kommen Randverzerrungen hinzu, die von der Konstruktion und dem schrägen Lichteinfall abhängen. Bei Teleobjektiven fallen sie meist weniger auf, weil der Bildwinkel klein ist. Ganz verzeichnungsfrei ist aber kein Objektiv.

Objektivtypen nach Brennweite

Nach Brennweitenbereich unterscheidet man Gattungen, die jeweils für typische Aufgaben stehen:

Zooms überstreichen einen Bereich, Festbrennweiten bieten eine Brennweite. Beliebte Telebereiche liegen bei 70-200, 70-300, 100-400 und 150-600 mm; als Festbrennweiten sind 85 und 135 mm verbreitet. Makroobjektive werden nicht nach Brennweite, sondern nach ihrem Abbildungsmaßstab eingeordnet, es gibt sie aber in kurzen und mittleren Telebrennweiten. Wofür sich welche Brennweite eignet, zeigen die Einsatzzwecke der Brennweiten.

Brennweite und Schärfentiefe

Bei gleichem Motivabstand und gleicher Blende sinkt die Schärfentiefe mit wachsender Brennweite. Das hilft, ein Motiv vom Hintergrund zu trennen, wird aber bei langen Brennweiten und kurzem Abstand schnell zur Hürde, weil nur noch wenige Zentimeter scharf sind. Auch eine offene Blende und ein kurzer Abstand verkleinern den scharfen Bereich. Die Hintergrundunschärfe lässt sich daher über drei Stellschrauben steuern: Brennweite, Blende und Abstand.

Ein Vergleich nach dem Bildausschnitt statt nach dem Abstand relativiert diese Regel: Wer mit kurzer Brennweite so nah herangeht, dass das Motiv gleich groß abgebildet wird, erhält bei gleicher Blende nahezu dieselbe Schärfentiefe. Der Unterschied liegt dann im Hintergrund, der bei Tele größer abgebildet und deshalb stärker verwischt wirkt.

Lichtstärke und Brennweite

Die Blendenzahl ergibt sich aus Brennweite geteilt durch Durchmesser der Eintrittspupille. Bei gleicher Blendenzahl braucht ein längeres Objektiv also eine größere Öffnung. Ein 300-mm-Objektiv mit f/2,8 hat eine Öffnung von etwa 107 mm Durchmesser, ein 100-mm-Objektiv mit f/2,8 nur etwa 36 mm. Deshalb sind lichtstarke Teleobjektive groß, schwer und werden meist der Oberklasse zugerechnet, während lichtschwächere Tele-Zooms leichter und in der Einsteiger- oder Mittelklasse zu finden sind. Mehr zur Rolle der Lichtstärke steht im zugehörigen Ratgeber.

Ein Telekonverter 1,4x verlängert die Brennweite, kostet aber eine Blendenstufe, ein 2x-Konverter zwei Stufen. Aus f/4 wird bei 1,4x also f/5,6, bei 2x f/8. Damit sinkt auch die Lichtmenge für den Autofokus, was dessen Geschwindigkeit je nach Kamera beeinflussen kann.

Optische Bauweise langer Brennweiten

Lange Brennweiten stellen höhere Anforderungen an die Optik, weil sich Farbfehler (chromatische Aberration) stärker bemerkbar machen. Spezialgläser, bei den Herstellern als ED, UD, Fluorit oder ähnlich bezeichnet, sollen sie mindern. Vergütungen auf den Glasflächen verringern Reflexe und Streulicht. Bei Innenfokus-Konstruktionen bewegt sich nur eine interne Linsengruppe, die Baulänge ändert sich beim Fokussieren nicht. Wie gut diese Maßnahmen im Einzelfall wirken, gehört zu den Dingen, die sich nur aus Herstellerangaben und eigenem Ausprobieren beurteilen lassen.

Lange Brennweite und Verwackeln

Je enger der Bildwinkel, desto stärker fällt jede Kamerabewegung ins Gewicht. Als Faustregel gilt ohne Stabilisator: Die Verschlusszeit sollte höchstens so lang sein wie der Kehrwert der äquivalenten Brennweite, bei 300 mm Kleinbild also etwa 1/300 s. An APS-C ist die äquivalente Brennweite um den Crop-Faktor größer. Ein Bildstabilisator verlängert die nutzbare Zeit gegen Verwackeln der Kamera. Gegen die Bewegung des Motivs hilft er nicht, dafür braucht es kurze Zeiten.

Kurz gesagt

• Die Brennweite ist eine Eigenschaft des Objektivs und bestimmt zusammen mit dem Sensor den Bildwinkel.
• Der Crop-Faktor verengt den Bildwinkel, ohne das Objektiv zu verändern.
• Längere Brennweiten bilden Motive größer ab und verringern die Schärfentiefe.
• Die Perspektive folgt dem Standort. Tele verändert sie, weil man weiter weggeht.
• Mehr Brennweite bei gleicher Blendenzahl bedeutet größere, schwerere Objektive.