Digitaler Fotokurs
Die Tiefenschärfe und Schärfeebene
Je größer der Sensor oder das Filmformat einer Kamera ist, umso besser können Sie die Tiefenschärfe als Gestaltungsmittel nutzen.
Tiefenschärfe und Größe der Sensorfläche
Die Tiefenschärfe ist nämlich abhängig von der Größe des Sensors und somit der Brennweite des Objektives für einen bestimmten Bildwinkel. Je kleiner der Sensor, umso kleiner auch die Brennweite für einen bestimmten Bildwinkel.
Das kennt man bereits aus der analogen Fotografie, die Tiefenschärfe ist bei Kleinbild bereits deutlich größer als bei einer Mittelformatkamera und nochmals deutlich größer gegenüber einer Großformatkamera.
Warum greifen Profis dennoch lieber zum Mittelformat und bei sehr anspruchsvollen Aufgaben sogar am liebsten zum Großformat?
Je größer das Format, umso besser auch die Gesamtschärfe, die Auflösung selbst feinster Farbverläufe und natürlich die Steuerungsmöglichkeiten der Tiefenschärfe, um die es in diesem Kapitel geht.
Das kleine Format hat demgegenüber den Vorteil der größeren Handlichkeit. Am optimalsten lässt sich mit einer Großformatkamera, die nach dem Prinzip der optischen Bank aufgebaut wurde, die Tiefenschärfe steuern. Mit einer solchen Kamera lassen sich auch die natürlichen Verzerrungen in der Architekturfotografie (stürzende Linien) bereits bei der Aufnahme vermeiden und müssen nicht im Photoshop nachträglich korrigiert werden, was erneute Verzerrungen an anderer Stelle zur Folge hat. Mit einer Großformatkamera kann man sogar de Schärfenebene schräg durch das Bild laufen lassen oder auf einen einzigen kleinen Bereich einschränken.
Der Vorteil des größeren Formats
Doch nun zurück zur digitalen Kamera. Handelsübliche Pocketkameras haben einen sehr kleinen Sensor, der bei den billigeren Modellen noch nicht einmal die Größe des Fingernagels eines kleinen Fingers hat.
Die gängigen Sensor Größen sind in der Kaufberatung Kameras abgebildet.
Die Sensoren digitaler Spiegelreflexkameras in der Consumerklasse sind deutlich größer als die Sensoren von Pocket-kameras.
Es gibt bereits, jedoch noch ziemlich teuer, einige digitale Spiegelreflex-Kameras mit dem vollen Format der Kleinbild Fotografie.
Das übliche Sensorformat in der Consumerklasse, also deutlich unterhalb von EUR 2000 nur für das Kameragehäuse hat etwa zwei Drittel der Größe des Kleinbild Fotos.
Das winzig kleine Sensorformat der Pocket Kameras bedingt kurze Brennweiten und damit eine enorme Tiefenschärfe, die bereits bei Porträtentfernungen bis ins unendliche reicht, also ein Gesicht und der Hintergrund sind gleich scharf. Für ein Erinnerungs Foto mit dem Heidelberger Schloss im Hintergrund ist das sogar erwünscht, schließlich will man seinen Verwandten und Freunden zeigen, wo man war.
In der gestalterischen Fotografie ist es jedoch außerordentlich wichtig, den bildwichtigsten Teil durch seine Schärfe herauszuheben. Ob wie bei diesem Foto von einem Mohnfeld oder auch bei einem Porträt.
Effektiv mit Tiefenschärfe und Schärfenebene lässt sich nur bei Kameras arbeiten, die über einen genügend großen Sensor verfügen und somit nicht mehr von 1 m bis unendlich scharf zeichnen, wie es bei kleinen Sensoren der Fall ist.
Hier gibt es weitere Fotos von der Classic Gala 2011 im Schwetzinger Schlosspark
Um die Schärfentiefe steuern zu können, benutzt man am besten eine Spiegelreflexkamera. Spiegelreflexkameras bieten zusätzlich eine Ablendtaste, mit der man die Tiefenschärfe vor der Aufnahme genau kontrollieren kann.
Die Steuerung der Tiefenschärfe
Die Blendenöffnung
Gesteuert wird die Tiefenschärfe über die Blendenöffnung. Bei völlig offener Blende ist sowohl die Tiefenschärfe als auch die gesamte Schärfeleistung des Objektives am geringsten.
Test eines älteren 28 mm Weitwinkel-Objektives, das mir zum Kauf angeboten wurde. Das obere Foto entstand mit offener Blende (Blende 2,8) und zeigt deutliche Unschärfen.
Das nächste Foto wurde mit Blende 8 aufgenommen. Der Unterschied in der Schärfe ist deutlich zu erkennen. Wegen der schlechten Abbildungsleistung bei offener Blende hatte ich mich gegen den Kauf des Objektives entschieden.
Noch deutlicher wird der Unterschied bei diesen beiden Ausschnittvergrößerungen sichtbar:
Offene Blende(2,8)
Blende 8
So extreme Unterschiede zwischen offener Blende und der optimalen Blende sind jedoch ziemlich selten. Bei neueren Objektiven habe ich so große Unterschiede nie erlebt. Die beiden Vergleichsfotos zeigen jedoch auch, wie sorgfältig man beim Kauf eines Objektives vorgehen sollte. In diesem Fall hatte ich glücklicherweise die Möglichkeit, das Objektiv vor dem Kauf zu testen und die Testergebnisse nicht nur am Display, sondern direkt anschließend am Bildschirm beurteilen zu können.
Umso weiter man die Blende schließt, umso größer wird die Schärfentiefe. Gleichzeitig nimmt auch die Gesamt-Schärfe zu. Oberhalb einer bestimmten Blende, die von von Objektiv zu Objektiv unterschiedlich ist, nimmt die Gesamt Schärfe wieder ab, die Tiefenschärfe jedoch noch weiter zu.
Je weiter man die Blende schließt, umso kleiner wird die Öffnung, durch die das Licht hindurch muss. Wird die Blende über den optimalen Wert hinaus geschlossen, der bei den meisten Objektiven bei Blende acht oder Blende 11 liegt, kommt es an der kleinen Blendenöffnung bereits zu Beugungserscheinungen des Lichts, die zu einer Abnahme der Gesamt Schärfe führen.
Der Einfluss der Blende wird mit den nachfolgenden Fotos sehr deutlich, die jeweils mit derselben Belichtung, derselben Schärfeebene bei 35 mm Brennweite, jedoch unterschiedlichen Blendenwerten für diese Demonstration gemacht wurden:
Blende 4
Blende 5,6
Blende 8
Blende 11
Die Schärfeebene
Die Schärfentiefe wird nicht nur mit der Blende beeinflusst, sondern auch über die Wahl der Schärfenebene. Also worauf das Objektiv scharf gestellt wurde.
Die nachfolgenden Fotos zeigen das deutlich am Beispiel des Bandmaßes:
Schärfenebene weit vorne bei offener Blende
Die Schärfenebene liegt bei diesem Foto bei etwa 12 cm auf dem Bandmaß. Es ist deutlich zu sehen, dass die Tiefenschärfe nach vorne sehr viel schneller abnimmt als nach hinten.
Bei diesem Foto liegt die Schärfenebene praktisch unmittelbar auf dem Bandmaß. Nach vorne nimmt die Unschärfe drastisch zu.
Mit der Wahl der Schärfeebene den Focus beeinflussen
Wie man an diesen beiden Fotos japanischer Teeschalen sehr deutlich sehen kann, wird über die Wahl der Schärfenebene die Bildaussage erheblich beeinflusst.
Im ersten Bild, so würde auch die automatische Scharfeinstellung focussieren, liegt die Schärfe auf der vorderen Teeschale.
Im zweiten Bild liegt sie auf der Teeschale rechts und es entsteht ein ganz anderer Bild Eindruck.
Die Brennweite
Je größer die Brennweite eines Objektives ist, umso geringer ist seine Tiefenschärfe. Das gilt ganz unabhängig vom Bildwinkel des Objektives. Im Umkehrschluss, der in diesem Fall hundertprozentig stimmt, je kleiner die Brennweite eines Objektives, umso größer die Tiefenschärfe.
Ein lichtstarkes älteres Teleobjektiv mit 135 mm Brennweite. Die Entfernung ist auf 3 m eingestellt, das ist die orangefarbene Ziffer an dem roten Strich mit dem Punkt. Die weißen Ziffern darüber sind Angaben in Feet. Rechts und links neben dem roten Strich sehen Sie drei verschiedene Blenden-Werte. Die Striche an der Entfernungs Einstellung zeigen den Bereich, der mit der jeweiligen Blende noch scharf gezeichnet wird.
Deutlich zu sehen, bei offener Blende beträgt dieser Bereich nur wenige Zentimeter, bei Blende 22, der kleinsten Blende dieses Objektives, beträgt er nach vorne etwa 30 cm, nach hinten 40 cm.
So kann man über die Wahl der Blende sehr feinfühlig die Tiefenschärfe steuern.
Diese Angaben finden Sie nur auf Objektiven mit Fest-Brennweiten.
Was sich ebenfalls gut sehen ist, je kürzer die Entfernung, umso kleiner die Tiefenschärfe. Die Abstände zwischen den Entfernungsangaben werden nämlich immer größer, während sich die Abstände zwischen den Blenden Angaben nicht ändern.
Doch erst mit fast 30 m Entfernung wird bei diesem Objektiv und der kleinsten Blende eine Tiefenschärfe bis ins Unendliche erreicht. Mit offener Blende ist die Tiefenschärfe selbst bei dieser Entfernung noch sehr gering. Deshalb liebe ich diese Objektive in der gestalterischen Fotografie, denn damit habe ich sehr gut in der Hand, was auf dem Foto außer dem eigentlichen Bildobjekt noch scharf sein soll.
In der digitalen Fotografie bedeutet das, Pocket-Kameras haben eine extrem hohe Tiefenschärfe, mit der man gestalterisch höchstens im Bereich der Makrofotografie arbeiten kann. Denn im gesamten normalen Abbildungsbereich, das gilt ganz generell auch für Porträts, zeichnen diese Objektive bereits von vorne bis hinten alles scharf.
Wie groß der Einfluss der Brennweite auf die Tiefenschärfe ist, lässt sich auch dem nächsten Foto gut entnehmen. Diesmal ein älteres lichtstarkes Objektiv mit 50 mm Brennweite, auf 3 m Entfernung eingestellt. Sie sehen, der Bereich, der scharf gezeichnet wird, reicht sehr viel weiter als bei dem Teleobjektiv. Übrigens, an einer der noch üblichen digitalen Spiegelreflexkameras mit einem gegenüber der Kleinbild Brennweite um ein Drittel verkleinerten Sensorfläche hat dieses Objektiv bereits einen Bildwinkel, der einem leichten Teleobjektiv mit 75 mm Brennweite entspricht. Das ändert jedoch nichts an den optischen Eigenschaften des Objektives, dadurch, dass nur noch ein Ausschnitt des gesamten Blickwinkels auf den Sensor projiziert wird, was dem Bildwinkel eines Teleobjektivs entspricht, ändern sich keineswegs die optischen Eigenschaften, es ist und bleibt eine Normal-Brennweite und wird durch den nicht vollständig genutzten Bildwinkel nicht plötzlich zum Teleobjektiv. Das merkt man insbesondere auch bei der Tiefenschärfe.
Bereits ab 3 m Entfernung reicht die Tiefenschärfe mit Blende 22 bis ins unendliche und nach vorne immerhin bis 1,6 m.
Spiegelreflexkameras verfügen in der Regel über Wechselobjektive, es gibt auch einige wenige digitale Spiegelreflexkameras, bei denen sich die Objektive nicht auswechseln lassen.
Mit kurzen Brennweiten, also Weitwinkelobjektiven erreicht man auch bei einer digitalen Spiegelreflexkamera eine extrem große Tiefenschärfe. Das ist jedoch meistens nur bei Landschaftsaufnahmen erwünscht.
Mit langen Brennweiten, also Tele-Objektiven kann man die Tiefenschärfe gezielt steuern und die Schärfe somit genau in den Bereich legen, in dem man sie auch haben möchte.
Denise im Heidelberger Schlosspark. Blende acht bei 120 mm Brennweite.
Dazu braucht man auch nicht unbedingt mit offener Blende zu arbeiten. Die Fotos von Denise im Schlosspark von Heidelberg, die hier beispielhaft gezeigt werden, entstanden sämtlich mit Blende acht, jedoch mit einem Teleobjektiv. Dadurch wird eine sehr hohe Gesamtschärfe in der Schärfeebene erreicht, also im Bereich des Gesichtes und der Haare, gleichzeitig eine geringe Schärfentiefe, um Denise vom Hintergrund abheben zu können.
Die Abhängigkeit der Tiefenschärfe von der Entfernung zum Objekt
Je näher man an einem Objekt ist und das Objektiv darauf scharf stellt, umso geringer ist die Tiefenschärfe. In der Makrofotografie beträgt die Schärfentiefe nur noch wenige Millimeter.
Denise mit Blende acht und 200 mm Brennweite
Umgekehrt, je weiter man von einem Objekt entfernt ist, umso größer wird die Tiefenschärfe.
Beide Fotos mit 80 mm Brennweite und nahezu identischer Schärfeebene. Der Unterschied in der Tiefenschärfe ist deutlich.
Portrait-Objektive
Speziell für Porträts gibt es im Kleinbildbereich ein leichtes Teleobjektiv mit 80 mm Brennweite. Diese Brennweite hat den Vorteil, alles, was dicht an der Kamera ist, nicht mehr überdimensional groß darzustellen, also eine Nase wie einen gewaltigen Berg gegenüber dem übrigen Gesicht hervorzuheben, wie es selbst noch bei der Normalbrennweite mit 50 mm der Fall wäre und hat den weiteren Vorteil, dass die Tiefenschärfe gegenüber einem Objektiv mit kürzerer Brennweite bereits deutlich abnimmt.
Dasselbe gilt natürlich auch für Zoomobjektive, obwohl diese technisch völlig anders aufgebaut sind als Objektive mit festen Brennweiten. Gegenüber noch stärkeren Teleobjektiven, die noch weniger verzeichnen und deren Tiefenschärfe noch geringer ist haben typische Porträtobjektive wiederum den Vorteil, dass man sie auch noch im Studio gut einsetzen kann, weil man nicht einen riesigen Abstand zum Modell braucht, um auch nur das Gesicht komplett drauf zu bekommen.
Es gibt darüber hinaus Sonderausführungen des Porträtobjektives mit einem eingebauten, justierbaren Weichzeichner, die vor allem in den siebziger und achtziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts, als die Fotos von David Hamilton groß in Mode waren, gerne benutzt wurden.
Das nebenstehende Foto wurde jedoch nicht mit einem solchen Objektiv gemacht, sondern mit einem ganz normalen Zoomobjektiv, das wegen der großen Kälte zunächst auf der Frontlinse beschlagen war und somit automatisch weich zeichnete. Einen ähnlichen Effekt kann man, wenn auch kaum steuerbar, erreichen, indem man die Frontlinse anhaucht und in dem Moment auslöst, in dem genau der richtige Weichzeichner Effekt erreicht ist.
Zusammenfassend zur Tiefenschärfe, sie lässt sich steuern über die Größe des Sensors, hier ist also eindeutig die digitale Spiegelreflex Kamera gegenüber einer Pocket Kamera im Vorteil, über die verwendete Brennweite und die Blende.