Grundlagen der Fotografie

Unabhängig vom Aufnahmeverfahren, ob analog oder digital, gelten die gleichen Grundlagen. Wichtig für ein interessantes und gutes Bild ist natürlich das Motiv und die Bildgestaltung. Ein schönes Motiv und eine gelungene Komposition macht allerdings immer noch kein gutes Bild, wenn nicht auch die technische Ausführung stimmig ist. Die Technik der Fotografie ist die Grundlage und das Fundament eines jeden Bildes, auf das dann der künstlerische Teil mit Motivwahl und Bildgestaltung aufbaut.
Die folgenden Kapitel sollen einen Einblick, ohne Anspruch auf wissenschaftliche Tiefe, in die technischen Grundlagen der Fotografie und deren Zusammenhänge geben, so dass der Fotograf ein technisch gutes Bild aufnehmen kann.

Ein technisch gutes Bild muss:

Diese Bedingungen erscheinen recht einfach, da fast jede moderne Kamera, besonders digitale Modelle, über Belichtungsautomatik(en) und ein Autofokus-System verfügen, die zusammen schon fast eine Garantie für technisch einwandfreie Fotos zu sein scheinen. Aber trotz aller technischen Helferlein der Kameras wird es gelegentlich zu unbefriedigenden Ergebnissen kommen, deren Ursache mit Kenntnis der Grundlagen erkannt und in vielen Fällen vermieden werden kann.

Belichtung

Als korrekte Belichtung bezeichnet man, wenn in allen Bereichen des Bildes noch Details zu erkennen sind. Damit ist gemeint, dass dunkle Bildbereiche (z.B. Schatten) nicht nur einfach schwarz sind sondern eine, wenn auch nur schwache, Zeichnung von Konturen bei genauer Betrachtung erkennbar ist. Entsprechendes gilt auch für helle Bildbereiche, die nicht nur ein flaches konturloses Weiß zeigen sollten.


Empfindlichkeit

Dazu muss die Lichtmenge, die auf das Aufnahmemedium gelangt, korrekt bemessen sein. Sowohl für Filme (analog) wie auch für Bildwandler (digital) gelten gleiche Gesetze:
• es ist eine Mindestlichtmenge erforderlich, um überhaupt eine Reaktion des Aufnahmemediums zu erzeugen.
Man kann sagen: Schwärzer als schwarz geht nicht !
• es gibt eine Maximal-Lichtmenge, bei der eine Sättigung im Aufnahmemedium eintritt und keine weitere Aufhellung möglich ist.
Man kann sagen: Weißer als weiß geht nicht !
Die zulässigen Lichtmengen (Mindest- und Maximal-) sind typische Eigenschaften des Aufnahmemediums und werden als "Empfindlichkeit" in ISO angegeben. Im Hobbybereich wird Filmmaterial mit ISO 100 als normal und ISO 400 als empfindlich verwendet. Die Angaben bei Digitalkameras benutzen die gleichen Bezeichnungen, so dass Vergleiche zwischen beiden Aufnahmeverfahren möglich sind.
Die Angabe der Empfindlichkeit sagt allerdings nichts über die nutzbare Spanne zwischen Mindestlichtmenge und Maximallichtmenge aus. Diese Spanne ist selbst bei Filmmaterial bereits abhängig von Typ und Hersteller und unterscheidet sich nochmals bei der Digitaltechnik.
Diese nutzbare Spanne wird als Kontrastumfang oder Dynamik bezeichnet.

Belichtungssteuerung

Belichtung(ssteuerung) heißt also, die Lichtmenge durch das Objektiv so zu bemessen, dass das Aufnahmematerial die beste Abbildungsleistung zeigen kann. Die Lichtmenge wird dabei durch zwei Parameter gesteuert:

  1. Verschlusszeit. Das ist die Zeit, für die das Objektiv der Kamera geöffnet wird und Licht auf den Film oder Bildwandler fallen kann.
    Regel:
    lange Öffnungszeit = viel Licht -- kurze Öffnungszeit = wenig Licht.
  2. Blende. Als Blende bezeichnet man die Öffnung des Objektivs, durch die das Licht fällt.
    Regel:
    große Öffnung = viel Licht -- kleine Öffnung = wenig(er) Licht.

Da in der Regel der Kontrastbereich des Motivs größer ist als der des Aufnahmematerials, ist die gewählte Belichtung immer einem Kompromiss zwischen über- und unterbelichteten Bildanteilen. Die meisten Kameras verfügen über Belichtungsautomatiken, denen die Kompromisse schon seitens der Hersteller vorgegeben sind. Besser ausgestattete Kameras lassen dem Benutzer sogar die Wahl zwischen unterschiedlichen Belichtungsprogrammen (Kompromissen) und verfügen zusätzlich über mehrere verteilte Messzonen.

Kontrast

Die Spanne der Helligkeitswerte zwischen hellstem und dunkelstem Bereich eines Motivs und Bildes bezeichnet man als Kontrast, Kontrastumfang und manchmal auch als Dynamik. Naturgemäß wird der Kontrastumfang durch das Motiv und die Aufnahmebedingungen (Sonnenlicht) bestimmt. Dabei ist der Kontrastumfang des Motivs häufig größer als das Abbildungsvermögen des Aufnahmematerials oder -verfahrens, so dass das Ergebnis nur ein ausgewogener Kompromiss innerhalb der gegebenen Grenzen sein kann.
Die Grenzen werden durch den möglichen Kontrastumfang des Aufnahmematerials gesetzt, sind aber dennoch nicht alleinig bestimmend für das Ergebnis, da dies immer an der Reproduktion (der Projektion des DIAs, dem Papierabzug oder dem Ausdruck) beurteilt wird. Somit muss zur Beurteilung auch das Reproduktionsverfahren einbezogen werden, um eine Aussage machen zu können, die der Realität nahekommt.

Kontrastumfang von Aufnahmemedien

  1. SW-Film und SW-Fotopapier hat mit Abstand den höchsten Kontrastumfang.
  2. Dia-Film mit Projektion folgt dem SW-Film dicht auf.
  3. Negativ-Film mit Papierabzügen hat einen deutlich geringeren Kontrastumfang als Dias durch die Einschränkungen des Fotopapiers. Das Filmmaterial selbst kann eigentlich einen höheren Kontrastumfang verarbeiten als der Dia-Film.
  4. Digitalfotografie hat mit modernen Bildwandlern stark aufgeholt und inzwischen in Verbindung mit Bildschirm- und Drucktechnik das Fotopapier schon überholt.
    Die Digitalfotografie ist also durchaus in der Lage zur Analogfotografie gleichwertige Aufnahmen zuliefern, wobei bei beiden Verfahren gleiche fotografische Grundlagen und Gesetzmäßigkeiten gelten.


Bildschärfe

Ein Bild wird als scharf empfunden, wenn wichtige Bildinhalte (meistens die Bildmitte) scharf dargestellt sind. Nimmt die Schärfe zum Bildrand hin ab, wird das als natürlich und keineswegs störend empfunden. Unschärfe im Bild kann zwei Ursachen haben:

  1. falsche oder unzureichende Fokussierung
  2. Bewegungsunschärfe oder "Verwackeln"

Fokussierung

Unter Fokussierung versteht man die korrekte Entfernungseinstellung am Objektiv. Genau genommen ist die exakte Fokussierung nur auf eine einzige Entfernung möglich, erstreckt sich in der Praxis aber über einen gewissen Bereich, in dem nicht erkennbare Unschärfe zugelassen ist.

Schärfentiefe

Den Bereich der nicht erkennbaren zulässigen Unschärfe bezeichnet man als Schärfentiefe. Die Schärfentiefe ist abhängig von einigen Faktoren auf die der Fotograf mehr oder weniger leicht Einfluss nehmen kann. Der Bereich der Schärfentiefe und damit die gewollte Unschärfe wird häufig als gestalterisches Mittel eingesetzt.
 

Folgende Bilder sind Beispiele dafür:

http://www.bluetchen.de/Norbert/Fotografie/Bilder/image002.jpg

große Schärfentiefe
im hinteren Bereich des Bildes

http://www.bluetchen.de/Norbert/Fotografie/Bilder/image001.jpg

geringe Schärfentiefe
im vorderen Bildbereich

 

Der tatsächliche Bereich der Schärfentiefe hängt ab von:

  1. der Brennweite des Objektivs
  2. der Aufnahmeentfernung
  3. der Objektivöffnung (Blende)

Die Schärfentiefe steigert sich zwar mit der Aufnahmeentfernung, eine spürbare Zunahme erfolgt allerdings erst bei Verringerung der Brennweite und/oder Objektivöffnung.
Ein Objektiv für Weitwinkelaufnahmen hat bei kurzer Brennweite einen großen Bereich der Schärfentiefe, allerdings auch einen sehr geringen Abbildungsmaßstab. Vergrößert man den Abbildungsmaßstab durch Verringerung der Aufnahmeentfernung, verringert sich auch gleichzeitig die Schärfentiefe wieder. Die geringe Schärfentiefe wird besonders bei Makro-Aufnahmen deutlich und beträgt hierbei nur Zentimeter oder weniger.
Bei weit geschlossener Blende erhöht sich die Schärfentiefe, gleichzeitig muss aber die Belichtungszeit erhöht werden, was die Gefahr einer Unschärfe durch "Verwackeln" birgt.

Verwackeln

Damit ein Punkt wirklich scharf abgebildet werden kann, darf sich sein Abbild auf dem Aufnahmemedium (Film, Bildwandler) natürlich während des Belichtungsvorgangs nicht verschieben. Ist wegen der weit geschlossenen Blende oder schlechter Lichtverhältnisse die Belichtungszeit lang, führen Bewegungen der Kamera zu solchen unerwünschten Verschiebungen des Abbildes und damit zur Unschärfe. Ein typisches Beispiel für das "Verwackeln", also der ungewollten Bewegung der Kamera. Verwackeln lässt sich nur durch Verwendung eines Stativs oder eine andere Fixierung der Kamera vermeiden.

Moderne Kameras und Objektive haben bereits vielfach einen Verwackelungsschutz eingebaut, durch den der Fotograf etwa 1 – 2 Belichtungsstufen gewinnt, bevor ein Stativ eingesetzt werden muss. Die Funktionsweise eines solchen Verwackelungsschutzes kann sehr unterschiedlich sein:

·         optischer Verwackelungsschutz mit einem gesteuerten Linsenpaket im Objektiv.

·         digitaler Verwackelungsschutz durch den Rechner in der Kamera.

Bewegungsunschärfe

Die Bewegungsunschärfe hat genau dieselben Ursachen wie das Verwackeln, bezieht sich jedoch auf ein bewegtes Objekt innerhalb des Bildausschnitts, so dass der statische Teil des Bildes vollkommen scharf abgebildet ist. Diese Art der Unschärfe wird bei Bildern ganz gezielt eingesetzt, um Bewegung oder Dynamik (besonders bei Sportaufnahmen) darzustellen.

Bildauflösung

Pixel

Mit Auflösung ist in der Regel gemeint, aus wie vielen einzelnen Bildpunkten, eben den Pixeln, das Bild zusammengesetzt ist. Dieser Begriff hatte in der analogen Fotografie keine Bedeutung, da es nicht möglich war, festzustellen wie viele Bildpunkte ein Film darstellen konnte. Die Anzahl der darstellbaren Pixel ist bei der digitalen Fotografie zum Maßstab geworden für die Abbildungsqualität geworden.

DPI

Im vorhergehenden Abschnitt haben wir festgestellt, dass digitale Bilder (ob Fotos, eingescannte Bilder oder auch nur Grafiken) aus einzelnen Bildpunkten bestehen. Die Angabe "dpi" (= dots per inch, also Punkte pro Zoll) sagt nun etwas über die Verteilung und damit Größe dieser Bildpunkte aus.

Als Beispiel: Bei 100 dpi kommen 100 Bildpunkte auf einen Zoll und sind damit genau 1/100 Zoll groß. Ein Zoll entspricht 25,4 mm und somit hat ein Bildpunkt eine Kantenlänge von 0,254 mm (bei Computermonitoren häufig als "Lochabstand" angegeben).

Auflösung von Filmmaterial

Indirekt war die Auflösung allerdings doch ein Thema der analogen Fotografie, nur wurde sie "Korn" genannt. Das Korn oder die Körnung waren die lichtempfindlichen Teilchen eines Films, die bei hohen Vergrößerungsfaktoren sichtbar wurden.

Es gilt bis heute der Zusammenhang: je höher die Empfindlichkeit, je größer die Körnung.
Im weit verbreiteten Kleinbildformat (24 mm x 36 mm) liegt die erreichbare Auflösung bei Farbmaterial etwa bei 8 – 10 Megapixeln, bei Schwarz-Weiß-Material sogar bis zu 20 Megapixeln.

Auflösung von Digitalkameras

Digitalkameras erreichen inzwischen Auflösungen bis zu 20 Megapixel und höher. Damit haben Digitalkameras die Analogkameras in der Abbildungsleistung und Bildschärfe überholt. Kameras dieser Leistungsklasse sind auch schon für Hobbyfotografen erschwinglich.

Die Anzahl der Pixel allein ist nicht entscheidend, sondern auch die Empfindlichkeit.