Wie funktioniert eine Kamera?

Technische Details II.


Das Objektiv

Zum sehr wichtigen Thema Objektiv gibt es in diesem Fotolehrgang ein umfangreiches eigenes Kapitel. Da aber bei den Kompakt- und Bridgekameras das Objektiv fester Bestandteil der Kamera ist, es also quasi fest verlötet ist, möchte ich auch an dieser Stelle zum Objektiv einige Anmerkungen machen. (Wenn Sie im Folgenden Verständnisprobleme haben, sollten Sie zuerst das Kapitel "Das Objektiv" in Ruhe lesen; dort werden alle Punkte ausführlich erklärt.)

Auf dieser Seite folgt aber noch mehr, weiter unten geht es unter anderem um die Displays, um die Stromversorgung und besondere Funktionen von Digitalkameras.

Illustration Kompaktkamera
Eine typische sucherlose Kompaktkamera. Beim Einschalten wird das Zoomobjektiv automatisch ausgefahren. Sein Brennweitenspektrum reicht von 6,3 bis 18,9mm.

Da die "Chips" vieler kompakter Digitalkameras im Verhältnis zum Kleinbildfilm recht klein sind, sind auch die üblichen Brennweiten der Objektive wesentlich kürzer. Deshalb ist die gestalterische Bedeutung der jeweiligen Brennweite unter Berücksichtigung der tatsächlichen Millimeterzahlen nicht auf Anhieb verständlich, eher sogar irreführend. So ist ein 20-mm-Objektiv bei Kleinbildkameras ein starkes Weitwinkelobjektiv, bei den meisten der kompakten Digital- und der Bridgekameras aber ein Teleobjektiv.

Um nun trotzdem die Wirkung der Objektive vergleichen zu können, werden als Anhaltspunkt oft die entsprechenden Brennweiten aus dem Kleinbildbereich angegeben. Es entspricht (als Beispiel auf Basis der oben abgebildeten Kompaktkamera) dann ein 6,3 bis 18,9-mm-Dreifachzoom in seiner Wirkung auf das Bild einem 28-80-mm Objektiv an einer klassischen Kleinbildkamera. In 6,3-mm-Stellung hat dieses Objektiv die gleiche Auswirkung auf die Bildgestaltung wie 28-mm an Vollformat (Kleinbild). Und bei 18,9 mm echter Brennweite ist die Wirkung entsprechend 75-mm an einer Kamera mit dem großen Vollformatsensor. Es ist nur eine Entsprechung, der erzielte Bildwinkel und damit die Wirkung ist gleich, es geht dabei also um die "gefühlte" Brennweite.

Es lassen sich aber nicht alle Einflüsse des Objektivs auf das Bild so einfach übertragen oder umrechnen wie die Brennweite bzw. der Bildwinkel. Die Wiedergabe der Empfindung des Raumes im Bild ist zwar unabhängig von der Sensorgröße gleich, [bei kurzer Brennweite (rausgezoomt, Weitwinkel) wirkt der Raum tief und weit, bei Teleeinstellung dagegen eher verdichtet], die Schärfentiefe verhält sich jedoch anders.

Der Bereich in der Tiefe des Motivs, der noch scharf abgebildet zu sein scheint, ist gerade bei den Sucherdigitalkameras (und denen mit elektronischem Sucher ) wesentlich größer als bei Vollformat oder Kleinbildkameras. Der kleinere Sensor erzeugt eine größere Schärfentiefe.

Vereinfacht kann man davon ausgehen, dass die Schärfentiefe bei einer solchen Digitalen der bei einem größeren Sensorformat mit entsprechender ("gefühlter") Brennweite und wesentlich stärker geschlossener Blende entspricht. Um z.B. bei Vollformat die gleiche Schärfentiefe zu erreichen, müsste die Blende um das Verhältnis der Brennweiten zueinander stärker geschlossen werden. Ein Beispiel: Wenn die Brennweite einer Vollformatkamera mit 28mm-Objektiv der Brennweite eines 14-mm-Objektiv an kleinerem Sensor entspricht, ist das ein Verhältnis von 1 : 2.

Blende 2.8 an der Digitalkamera mit 14 mm Brennweite entspricht in der Schärfentiefe dann (in diesem Beispiel) einem Kleinbildobjektiv mit 28 mm und Blende 5.6 (2.8 x 2).

Diese relativ größere Schärfentiefe kann zwar, gerade im Makrobereich oder bei der Landschaftsfotografie, von Vorteil sein, aber das Gestaltungsmittel der selektiven Schärfe ist so nicht so gut zu nutzen. Die selektive Schärfe setzt man z. B. in der Porträtfotografie gern ein, um das Motiv vom unwichtigen Hintergrund zu lösen (mehr dazu im weiter hinten folgenden Kapitel Gestaltung).

Es ist bei einem kleineren Sensor nicht nur der tatsächlich scharfe Bereich größer, sondern auch der Bereich des Übergangs von scharf zu unscharf wird deutlich größer. Dadurch kann man auch bei Nahaufnahmen oft noch den Hintergrund erahnen.

Das ist der Gestaltung nicht immer dienlich. Sie sollten das Thema "Objektiv" auf später jeden Fall noch vertiefen, lesen Sie dann dazu bitte das entsprechende Kapitel, dort werden die hier nur kurz angerissenen Punkte ausführlicher erläutert.

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Display

Durch das bei fast allen Modellen vorhandene Display kann man an digitalen Sucherkameras einen Hauptnachteil analoger Sucherkameras, die Sucherparallaxe, umgehen. Auf dem Display ist das Bild so zu sehen, wie es fotografiert wird. Allerdings zeigen viele Kameras leider nur einen Ausschnitt des tatsächlich aufgezeichneten Bildes. Gerade bei den preiswerteren Kameras mit geringer Auflösung wäre es aber wichtig, den Bildausschnitt exakt bestimmen zu können. Doch genau dafür sind die Displays selbst manch höherwertiger Kameras noch zu ungenau, so dass man zwangsläufig überflüssiges "Fleisch" um das Bild erhält.

In letzter Zeit wächst die Zahl der Digitalkameras, die nur ein Display und keinen weiteren Sucher aufweisen, wieder an, speziell im Bereich hochwertiger Kompakter und Systemkameras. Die Nachteile dieser Bauweise sind nicht zu übersehen. So wirkt sich das ständig aktive Display nicht gerade förderlich auf die Laufzeit des Akkus oder der Batterien aus. Und bei hellem Umgebungslicht, erst recht bei starker Sonneneinstrahlung, ist das Bild auf dem Display meist nur schlecht oder gar nicht zu erkennen.

Ein weiterer, zumindest theoretisch vorhandener Grund gegen solche Kameras ist die Tatsache, dass ein ständig laufendes Display Wärme produziert, die unerwünschtes Bildrauschen verstärken kann.

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Auf der anderen Seite sind bei vielen kompakten Kamera, die zusätzlich noch einen Sucher haben, diese Sucher so schlecht, dass sie eher nur Alibicharakter haben und man de facto per Display fotografieren wird.
Die Displays der verschiedenen Kameras unterscheiden sich ebenfalls. Sowohl in Hinsicht auf die reine Größe also auch in Bezug auf Bildauflösung, Kontrast , Helligkeit und Farbwiedergabe gibt es starke Unterschiede.

Das Display hat zwar keinen Einfluss auf die Qualität des aufgezeichneten Bildes, trotzdem ist es ein wichtiges Ausstattungsmerkmal der Digitalkameras.
Während bei digitalen Kompaktkameras das Display meist auch als Sucherersatz eingesetzt wird, ist das bei vielen älteren digitalen Spiegelreflexkameras nicht möglich. Bei diesen wird das Licht vom Spiegel in den Sucher gelenkt und erreicht den Sensor erst bei der Aufnahme. Und wenn kein Licht zum Sensor kommt, bleibt das Display natürlich schwarz.
Aber es gibt eine seit Jahren wachsende Zahl von DSLRs mit "LiveView", die das Sucherbild auch vor der Belichtung auf dem Display zeigen.

Das Display ist also oft das wichtigste Mittel zur Kontrolle der Kamera in Bezug auf Bildauswahl, aber auch zur nachträglichen Schärfekontrolle, so dass man ihm besondere Bedeutung beimessen sollte. Dem Prospekt lässt sich leider meist allenfalls die Displayauflösung entnehmen; um einen direkten Vergleich unterschiedlicher Modelle kommt man deshalb nicht herum. Und bei Kameras mit zusätzlichem elektronischen Sucher sollte man natürlich auch die Qualität des Suchermonitors beurteilen. Bis etwa 2010/2012 waren diese Sucher oft kaum erträglich. Sie waren unscharf, zeigten das Bild mit zeitlichem Versatz an, waren grobkörnig und zogen Schlieren an hellen Lichtquellen. Diese Probleme gehören zum Glück heute überwiegend der Vergangenheit an.

Stromversorgung

Die meisten Digitalen können über Akkus betrieben werden, was bei dem enormen Stromhunger vieler Modelle auch unbedingt zu empfehlen ist. Manche Kameras werden über handelsübliche Mignon-AA- oder AAA-Batterien versorgt.
NiMh-Akkus können im Gegensatz zu Batterien recht lange hohe Leistungen abgeben, deshalb sind sie gerade auch für Digitalkameras und Blitze vorzuziehen.

Batterien
Wenn Sie Batterien statt Akkus verwenden, müssen Sie damit rechnen, dass diese in der Kamera oder im Blitz recht schnell "in die Knie gehen" und die Leistungsabgabe für die Kamera nicht mehr reicht.
Diese Batterien können aber oft noch lange in anderen Geräten eingesetzt werden und sollten nicht gleich in der Recycling-Box beim Händler landen.

Jenseits der preiswerten Kompaktkameras, speziell im Bereich der höherwertigen Modelle, werden fast immer herstellerspezifische Akkus benötigt.
Diese herstellerspezifischen Bauweisen bieten einige Vorteile, z. B. kleinere Kameras aufgrund der auf das Kameragehäuse optimal angepassten Akkuform.
Doch es gibt auch Nachteile. Die Akkus sind infolge mangelnder Konkurrenz meist teurer, und auch die Ladegeräte kann man nicht frei wählen.
Man ist auf die landesübliche Stromversorgung angewiesen, das kann im Urlaub durchaus zu einem kleinen Problem werden. Auch der "Notfalleinsatz" mit üblichen Batterien ist unmöglich. Wenn dagegen Mignonakkus oder andere handelsübliche Akkuformen genutzt werden, kann man nicht nur die Akkus, sondern auch das Ladegerät – nach Ansprüchen und Geldbörse – frei wählen.
Die heutzutage lange "Standzeit" vieler herstellerabhängiger Akkus entschädigt aber durchaus ausreichend für diese Nachteile. Und mittlerweile gibt es, zumindest für die gängigsten Akkutypen, auch preiswerten Ersatz durch Fremdhersteller, die die Akkus teilweise zu einem Bruchteil des Originalpreises anbieten.

Ladegeräte
Das Thema Ladegeräte würde ein eigenes Buch füllen. Hier nur so viel: Die 5-Euro-Lader aus dem Supermarkt sind oft, gerade in unkundiger Hand, wahre Akkukiller.
Bei der Auswahl eines Ladegerätes sollten Sie auf folgende Punkte achten: Die Kapazität sollte für mindestens einen vollständigen Satz Akkus reichen.
- Eine Entladefunktion ist nützlich zum "Trainieren" der Akkus , gerade am Anfang der Nutzung. - Die Akkuladeschächte sollten einzeln überwacht und geschaltet werden, damit auch wirklich alle Akkus voll sind. - Die Ladezeit (Vollladung) sollte unter 8 Stunden liegen. - Wichtig ist eine Schaltung, die die Akkus auch nach Ladeschluss überwacht und gefüllt hält. - Das Ladegerät sollte auch mit ausländischen Stromnetzen (110–220 V) zurechtkommen.
"Mein" Ladegerät:

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Und sein Sie bitte vorsichtig mit nicht zum Originalzubehör gehörenden Netzteilen. Sie können damit Ihre Kamera unter ungünstigen Umständen "grillen".

Bei einigen DSLRs gibt es als Zubehör Hochformatgriffe, die mit zwei Originalakkus oder mehreren Mignonzellen betrieben werden können. Im Notfall kann man für diese Kameras also sogar an der Tankstelle Batterien kaufen und verwenden. (Wenn man den entsprechenden Einsatz für den Hochformatgriff nicht zu Hause gelassen hat.)

Automatische Belichtungsreihe

Um den Kontrastumfang, den der Sensor erkennen kann, zu steigern und so auch in sehr hellen und dunklen Partien des Motivs später ausreichend Zeichnung im Bild zu haben, gibt es HDR. Man erzeugt damit ein Bild mit einem sehr hohen Kontrastumfang (High Dynamic Range) aus mehreren unterschiedlich belichteten Einzelbildern mit jeweils kleinerem Kontrastumfang. (Ganz ähnlich zu den mehreren Messungen, die man aufaddieren kann, um auch mit einem nur zwei Meter langen Massband ein fünf Meter langes Brett auszumessen.)

AEB Einstellung für HDR Bilder
Hier kann man für HDR Bilder den Bereich der Auto-Exposure-Bracketing-Funktion im Menu einstellen.
Diese Einzelbilder kann man mit der automatischen Belichtungsreihe (Auto-Exposure-Bracketing) sowohl bei automatischer als auch bei manueller Belichtungseinstellung erzeugen.
Man kann dabei in der Regel den Abstand zwischen den Einzelbildern steuern, bei manchen Kameras kann man auch die Anzahl der Einzelbilder zumindest in begrenztem Masse festlegen.
Die AEB Funktion wird machmal auch zweckentfremdet, um später die passende Belichtung auszuwählen. Bei statischen Motiven wie Landschaften, Architektur oder Sachaufnahmen ist das kein großes Problem.
Es gibt einige Geschwister der AEB Funktion, zum Beispiel automatische Bilderreihen mit unterschiedlichem Weißabgleich oder unterschiedlicher Fokussierung fürs Focusstacking)

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Besondere Funktionen

Die Entwicklung der Kameras schreitet weiter, neue Modelle werden produziert und diese sollen natürlich auch verkauft werden. Eine Möglichkeit, den Kaufanreiz zu stärken, sind besondere Funktionen der Kamera und so nehmen diese in der Software der Kamera (Firmware)immer weiter zu.
Bei Beginn der Digitalfotografie war es schon etwas besonderes, wenn die Kamera Hoch- Und Querformat unterscheiden und entsprechend anders anzeigen konnte. Das kann man sich heute gar nicht mehr vorstellen.
Heutzutage geht es eher um Funktionen wie Intervallaufnahmen, automatisches Focusstacking, Speicherung der GPS-Koordinaten, Tethered Shooting, Live Composite, Focuspeaking, etc.
Manche dieser Funktionen gibt es nur bei einem oder einigen wenigen Kameraherstellern, manche tauchen nur in den Modellen des oberen Preissegments auf, manche Funktionen werden (evtl. Jahre) nach dem Kauf per Firmwareupdate "verschenkt" oder als kostenpflichtige APP angeboten.
Dieser Bereich ist so vielfältig und damit unübersichtlich, dass ich hier unmöglich alles anführen und erklären kann.