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Spiegelreflexkamera von hinten – Display zeigt eine Vase

Sensortypen in der Fotografie

In der analogen Fotografie wurden noch Filme in die Kamera eingelegt, um dessen Negative später in der Dunkelkammer zu entwickeln. Bei den digitalen Kameras wird der Film durch den Sensor ersetzt. Dieser verwandelt das Licht, dass durch die Blende und den geöffneten Verschluss fällt, in ein digitales Bild. Somit ist der Sensor das Herzstück einer jeden Digitalkamera.

Ein solcher Bildsensor besteht aus mehreren Millionen lichtempfindlichen Fotoioden, die die eintreffenden Lichtphotonen in elektrische Signale umwandeln. Anschliessend speichert der Bildsensor die Signale als einzelne Bildpunkte ab. Diese sind unter dem Begriff Pixel bekannt. Wie viele dieser Pixel der Sensor speichern kann, resultiert in der Auflösung des Bildes.

Ein Bildsensor ist ein festes Bauteil in der Kamera, welches nicht wie ein Objektiv gewechselt werden kann. Sensoren gibt es in verschiedenen Grössen für unterschiedliche Einsatzgebiete. In diesem Artikel stellen wir Ihnen die drei gängigsten Sensortypen Vollformat, APS-C und Four-Third sowie ihre Vor- und Nachteile, vor.

Vollformatsensoren

Das Vollformat ist auch unter der Bezeichnung Kleinbildformat geläufig und stammt ursprünglich vom 35-mm-Film ab. Die Grösse eines Vollformatsensors ist identisch mit dem Negativ eines analogen Filmes. Dieser ist exakt 24 mm x 36 mm gross und vor allem in hochpreisigen Digitalkameras zu finden.

Der Vollformatsensor ist um das 2,5-fache grösser als die nächst kleinere Variante. Durch den Grössenvorteil bieten Vollformatsensoren den Pixeln mehr Platz als jeder andere Sensor. So können sich die Pixel in ihrer Grösse mehr ausdehnen. Zudem kann der Sensor eine grössere Menge an Licht aufnehmen. Folglich sind Kameras mit Vollformatsensor lichtstärker. Dies macht sich vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen bemerkbar. Anders als bei einem APS-C-Sensor muss bei schlechten Lichtverhältnissen nicht unbedingt der ISO-Wert nach oben korrigiert werden. Eine Qualitätsminderung der Aufnahmen durch Bildrauschen ist daher der Einzelfall bei Verwendung eines Vollformatsensors.

Um einen hohen ISO-Wert zu vermeiden, wird die Belichtung meist durch eine dementsprechend lange Belichtungszeit angepasst. Bei der Nutzung von langen Belichtungszeiten ist in der Regel ein Stativ notwendig. Auch hier kommt der Vorteil der hohen Lichtstärke des Sensors zum Tragen. Belichtungszeiten, bei denen noch frei Hand fotografiert werden kann, reichen hier nämlich meist aus.

Eine Kamera mit Vollformatsensor bietet den grösstmöglichen Bildausschnitt in der digitalen Fotografie. Zusätzlich entfällt der Cropfaktor. Der Cropfaktor ist die Differenz der Diagonalen eines Vollformatsensors und der eines kleineren Sensors.

Bezogen auf die Bildqualität bietet eine Vollformatkamera viele Vorteile. Die Nachteile liegen hierbei eher im Bereich der Grösse, des Gewichts und des Preises der Kamera. Durch den grossen Sensor sind die Kameras automatisch grösser und schwerer. In preislicher Hinsicht sind diese Kameras ab einem vierstelligen Betrag zu haben. Eine Kamera mit Vollformatsensor bringt jedoch nur in Verbindung mit entsprechend hochwertigem Zubehör die volle Leistung. Sie sollten also ein ebenfalls hochwertiges und geeignetes Objektiv nutzen. Dies kann die Anschaffungskosten einer Vollformatkamera mit passendem Equipment schnell in die Höhe klettern lassen.

APS-C-Sensoren

APS-C- und DX-Sensoren sind die nächst kleineren Sensoren zum Vollformat. Diese sind überwiegend in digitalen Spiegelreflex- und Kompaktkameras zu finden.

Die Sensorgrösse APS-C ist auf das APS-Aufnahmeformat von Kodak und anderen Herstellern zurückzuführen. Den Begriff APS-C führte jedoch Canon mit seiner ersten digitalen Spiegelreflexkamera ein. Nikon verwendet für das gleiche Sensorformat die Abkürzung DX.

Der APS-C-Sensor ist nicht auf eine bestimmte Grösse genormt, sodass dieser je nach Hersteller und Modell in seiner Grösse variieren kann. Dennoch spricht man bei APS-C von einem 2:3 Seitenverhältnis, das ungefähr eine Grösse von 22,3 mm x 14,9 mm aufweist. Da der APS-C Sensor kleiner ist als das Vollformat, ist hier der Cropfaktor zu beachten. Bei Canon ist dies zwischen 1,5 und 1,6. Das bedeutet, dass sich bei APS-C- und kleineren Sensoren der Bildausschnitt verkleinert und dadurch die Brennweite des Objektives dementsprechend umgerechnet werden muss.

Abbildung einer digitalen Spiegelreflexkamera

Im Vergleich zu den Vorteilen des Vollformats ist bei den APS-C-Sensoren mit Verlusten zu rechnen. Das heisst, dass ein APS-C-Sensor nicht so viel Licht aufnehmen kann, wodurch mit einer schlechteren Bildqualität zu rechnen ist. Nachteile gibt es auch im Weitwinkelbereich, da sich der Bildausschnitt durch den Cropfaktor verkleinert. Folglich werden für den gleichen Bildausschnitt kleinere Brennweiten benötigt. Für einen grösseren Bildwinkel kann ein Weitwinkelobjektiv sorgen.

Die Nachteile des Vollformats sind wiederum die Vorteile des APS-C-Sensor. Die Kameras sind kleiner, handlicher und auch günstiger. Zudem ist die verminderte Bildqualität als eher nebensächlich zu betrachten, da diese durch hochwertige Objektive ausgeglichen werden können.

Micro-Four-Thirds und Four-Thirds-Sensoren

Four-Thirds Sensoren sind in kleinen digitalen Spiegelreflexkameras und in spiegellosen Kompaktkameras zu finden. Diese sind im Vergleich zum APS-C-Sensor nochmals um 30 bis 40 Prozent kleiner.

Neben der Sensorgrösse definiert der Four-Thirds-Standard zusätzlich das Objektivbajonett samt Kommunikationsprotokoll, den Abbildungskreis und das Auflagemass. Dies macht es möglich auf denselben Kamerabody Objektive verschiedener Hersteller anzubringen. Bei einer DSRL mit APS-C-Sensor ist dies nicht ohne weiteres möglich. Sowohl Canon als auch Nikon verwenden verschiedene standardisierte Objektiv-Anschlüsse.

Eine Weiterentwicklung der Four-Thirds-Kameras sind die Micro-Four-Thirds-Kameras. Diese besitzen keinen Spiegel, wodurch sie ein kleineres Auflagemass aufweisen. Unter dem Auflagemass wird der Abstand zwischen dem Sensor und der Befestigungsfläche des Objektives verstanden. Durch den fehlenden Spiegel entfällt zusätzlich der Sucher. Folglich wird das Motiv ausschliesslich über den Live-View-Modus gewählt. Dadurch wird die Kamera zwar kompakter, allerdings können selbst hochauflösende Displays in Bezug auf die Einschätzung von Dunkelheit und Mittagssonne nicht mit einem Sucher mithalten.

Ein Nachtteil der Micro-Four-Thirds ist die hohe Schärfentiefe. Dadurch lassen sich vor allem in der Portraitfotografie nur schwer Unschärfen erzeugen. Durch den kleineren Sensor im Vergleich zur Vollformat müssen auch hier Abzüge in Bezug auf die Lichtstärke und dem Bildrauschen gemacht werden. Diese beiden Nachteile lassen sich jedoch wie bei den APS-C-Kameras durch die richtigen Objektive korrigieren. Der langsamere Autofokus kann allerding nicht durch ein Objektiv behoben werden. Dieser Nachteil stellt vor allem bei der Aufnahme von bewegten Objekten ein Problem dar.

Fazit

In facto Bildqualität ist die Vollformatkamera der absolute Spitzenreiter. Sein grosser Sensor sorgt für einen grösseren Bildwinkel und einen stärkeren Lichteinfall, welches in beiden Fällen die Qualität steigert.  Durch die Grösse des Sensors wird die Kamera schwerer, grösser und auch teurer. Die günstigeren Alternativen sind Kameras mit einem APS-C- oder einem Four-Third-Sensor. Beide weisen ein Defizit in Bezug auf die Lichtstärke und die Bildqualität auf. Diese können jedoch mit dementsprechend hochwertigen Objektiven ausgeglichen werden. Beim Objektiveinsatz hat die Four-Third-Kamera den Vorteil, dass der Objektivanschluss standardisiert ist und somit problemlos Objektive von verschiedenen Herstellern verwendet werden können. Dies ist bei DSLR-Kameras mit APS-C-Sensor nicht ohne weiteres möglich. Wer in die Richtung Sport- oder Tierfotografie gehen möchte, sollte nicht auf eine Four-Third-Kamera zurückgreifen, da der Autofokus Schwächen in Anbetracht der Geschwindigkeit aufweist.

Konkrete Tipps, welcher Sensortyp der richtige ist, gibt es nicht. Der Kauf einer Vollformat-Kamera ist im Normalfall nur im Profisegment notwendig. Bei der Entscheidung zwischen APS-C und Four-Third, entscheiden einzig und allein die eigenen Vorlieben, Bedürfnisse und Ansprüche.

Lichtstärke

Lichtstarke Objektive: Eine der drei fundamentalen optischen Eigenschaften eines Objektivs ist die Lichtstärke. Die dimensionslose Grösse wird aus dem Verhältnis von maximal möglichem Durchmesser der Eintrittspupille (Öffnungsweite) zu Brennweite des Objektivs gebildet.

Je kleiner der Wert der Lichtstärke ausfällt, desto lichtstärker ist das Objektiv. Das ergibt auch Sinn, denn nimmt bei gleichbleibender Brennweite die Zahl für die Lichtstärke ab, erhöht sich die maximal mögliche Öffnungsweite der Blende. Das bedeutet, dass viel mehr Licht auf den Fotosensor treffen kann. Bisweilen werden besonders lichtstarke Objektive als «schnelle Objektive» bezeichnet, da sich durch die Verfügbarkeit von mehr Licht die Belichtungszeit verkürzt.

Üblicherweise beträgt die Lichtstärke heutiger Objektive zwischen 1:1.4 und 1:5.6. Superlichtstarke Objektive erreichen Werte zwischen 1:1.0 und 1:0.7. Diese Objektive sind allerdings für sehr spezielle Anwendungen gedacht – wie beispielsweise das für die NASA Apollo Mission 1966 hergestellte 0.7/50 mm Carl Zeiss Planar. Damit konnte zum ersten Mal die der Erde abgewandte, dunkle Seite des Mondes fotografiert werden.

Ein Festbrennweiten-Objektiv mit den Werten «35/2.0» besitzt eine Brennweite von 35 mm und eine Lichtstärke von 1:2.0. Die Öffnungsweite der Blende muss demnach 17.5 mm betragen.

Für Zoom-Objektive mit variablen Brennweiten ist für die Lichtstärke meist ein Bereich wie zum Beispiel «70-300/4.0-5.6» angegeben. Diese Angabe bedeutet, dass die Lichtstärke bei der kleinsten Brennweite von 70 mm eine Lichtstärke von 1:4.0 beträgt. Bei der grössten Brennweite von 300 mm beträgt die Lichtstärke nur noch 1:5.6.

Bedingt durch die Bauart sind Zoomobjektive weniger lichtstark als Festbrennweitenobjektive. Das verdeutlicht sich auch an den Anfangsbrennweiten, die bei Festbrennweiten üblicherweise schon ab 1:1.4 beginnen und bei Zoomobjektiven oft erst bei 1:2.8.

Objektive mit hoher Lichtstärke besitzen viele Vorteile. Am bedeutendsten ist die kürzere Verschlusszeit, was in der Sportfotografie von Vorteil ist, da Bewegungen besser eingefroren werden können. Ausserdem entstehen weniger «Verwacklungsfehler» beim Fotografieren mit langen Brennweiten sowie bei Freihandaufnahmen.

Bei Portraitaufnahmen sind geringe Schärfentiefen wünschenswert. Diese lassen sich mit lichtstarken Objektiven einfacher realisieren.

Ausserdem haben lichtstarke Objektive den Vorteil, dass sie bei Spiegelreflexkameras ein helleres Sucherbild erzeugen und der Autofokus gemeinhin exakter und schneller bei schlechten Wetterbedingungen fokussieren kann.

Allerdings bergen selbst Objektive mit hohen Lichtstärken Nachteile. So benötigen lichtstärkere Objektive bei vergleichbarer Brennweite einen grösseren Linsendurchmesser. Das führt zwangsweise zu grösseren und schwereren Objektiven, die auch preislich überdurchschnittlich ausfallen.

Durch die Baumwipfel fallendes Sonnenlicht macht die Lichtstimmung magisch

Lichtverhältnisse optimal nutzen – Welches Licht sorgt für schöne Fotos?

Für das menschliche Auge ist Licht mit einer Wellenlänge zwischen ca. 380 bis 780 Nanometern sichtbar. Die Wellenlänge des Lichts bestimmt dabei die Farbe, die die meisten Menschen wahrnehmen. In der Fotografie sind darüber hinaus Lichtintensität, Polarisation und Beleuchtungsrichtung von grosser Bedeutung. Die Richtung des Lichts und die Farbtemperatur variieren dabei abhängig von Tageszeit, Wetter, Jahreszeit, Verschmutzung der Luft und geographischer Lage.

„Goldene Stunde“, „Blaue Stunde“, weiches oder hartes Licht, Vorder-, Seiten- und Gegenlicht – Wir geben Ihnen einen Überblick über unterschiedliche Lichteigenschaften, die für die Fotografie Relevanz besitzen.

Lichtstimmung

Abhängig von der Farbtemperatur des verfügbaren Lichts kann die Farbwiedergabe des Fotomotivs völlig unterschiedlich sein. Die Atmosphäre beeinflusst das auf der Erde ankommende Sonnenlicht so, dass abhängig von Bewölkung, Luftfeuchtigkeit, Luftverschmutzung und ähnlichen Faktoren bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbiert werden. Je tiefer die Sonne dazu steht, desto grösser ist zudem die Distanz, die das Licht zur Erdatmosphäre zurücklegen muss.

Bei tiefem Sonnenstand werden zuerst die blauen Anteile des Lichts absorbiert. Das verbleibende Licht hat dann einen hohen Rotanteil, wirkt warm und schmeichelhaft. Rötliche Sonnenauf- und Untergänge und die warmen Farben am Abend sowie am Morgen resultieren aus diesem hohen Rotanteil. In der sogenannten „Goldenen Stunde“ lassen sich besonders schöne Fotos aufnehmen. Durch das warme Licht werden Farben intensiviert, Schatten konturreicher und Hauttöne schimmern.

Im Abendlicht sieht der Himmel tiefrot aus – Vögel und Bäume wirken schwarz

Im Abendlicht sieht der Himmel tiefrot aus – Vögel und Bäume werden nur noch als Schatten wahrgenommen | Quelle: Gerd Gropp

Wird es noch etwas dunkler, folgt die „Blaue Stunde“. Nach Sonnenuntergang – wenn die Atmosphäre die entsprechenden Bedingungen bietet – leuchtet die Umgebung in königsblau. Besonders Motive, die mit Kunstlicht beleuchtet sind, lassen sich trotz des geringen Restlichts am Himmel noch sehr gut ablichten. Es ist empfehlenswert, ein Stativ zu nutzen und ein automatisches Belichtungsprogramm zu wählen.

Auch bei relativer Dunkelheit ist es meist besser, keinen Blitz zu verwenden. Motive, die weiter entfernt sind, können durch einen Blitz ohnehin nicht ausgeleuchtet werden. Zudem besteht die Gefahr, dass das Bild dadurch völlig unnatürlich beleuchtet wird und die schöne Stimmung nicht mehr eingefangen werden kann oder gar zu dunkel bzw. völlig schwarz wird. Besser ist, entsprechend mit Belichtungszeiten und ISO-Werten zu experimentieren oder – bei weniger Erfahrung – auf die automatischen Programme der Kamera zu setzen.

Lichtrichtung

Relevant für die Fotografie sind vor allem Vorder-, Seiten- und Gegenlicht. Die Lichtrichtung beschreibt dabei den Winkel zwischen Lichtquelle, Fotomotiv und Kamera. Die Lichtrichtung wirkt auf die räumliche Tiefe des fotografierten Motivs, da sie Schattenrichtung und -länge bestimmt.

Vorderlicht strahlt in Richtung der Aufnahme. Da die Schatten hinter dem Motiv verborgen sind, wird kein räumlicher Eindruck vermittelt.

Seitenlicht kann diffus sein oder in einem gebündelten Strahl in einem Winkel von 20 – 80° einfallen. Es gilt auch als «Universallicht» und ist geeignet für die meisten Motive. Der einfallende Schatten erzeugt dabei räumliche Tiefe und betont Konturen. Wenn Streiflicht in einem Winkel von ca. 80 – 100° auf Motive fällt, so werfen diese lange Schatten. Streiflicht ist dadurch besonders gut geeignet, um Oberflächenstrukturen darzustellen.

Besonders das Fotografieren im Gegenlicht ist keine einfache Angelegenheit. Tipps dazu finden Sie in unserem Artikel Lost Places im Gegenlicht fotografieren.

Sonnenaufgang über einem Gewässer mit Nebel und wunderschönen Sonnenreflexen

Beim Fotografieren mit Gegenlicht treten leicht Blendenreflexe auf den Fotos auf. Dies lässt sich mit einer Gegenlichtblende vermeiden. | Quelle: Gundel Woite

Weiches oder hartes Licht und Kunstlicht

In der senkrecht stehenden Sonne am Mittag werden die Sonnenstrahlen nur wenig gestreut und das Licht hat einen verhältnismässig kurzen Weg durch die Atmosphäre zurückgelegt. Dadurch entsteht hartes Licht mit scharfen Schatten und starken Helligkeitsunterschieden zwischen beleuchteten Bereichen und Schattenbereichen. Besonders Portraits wirken oft unschön durch die sich im Gesicht abzeichnenden Schatten.

Auch künstliches Licht kann hart sein, wenn die Beleuchtungsquellen entsprechend kleine Reflektoren besitzen, also punktförmig sind. Dies gilt auch für eingebaute oder externe Blitze. Fällt das Licht von vorn auf das Motiv, wird die Wirkung jedoch gedämpft. Besonders bei seitlichem Einfall von hartem Licht kommt es zu starker Schattenbildung.

Pflanzensprösslinge in Kokosbechern im Kunstlicht

Im Fotostudio wird mit Kunstlicht gearbeitet. Die Motive wirken hier durch das weisse harte Licht klar umrissen und sehr kontrastreich. Die Nachbearbeitung verstärkt den Effekt. | Quelle: Gerd Gropp

Kunstlicht kann viele verschiedene Charakteristika besitzen, je nach Farbtemperatur und Abstrahlungsfläche der Beleuchtungsquelle. Teilweise wirken im Kunstlicht fotografierte Motive sehr unnatürlich – das kann entweder gewünschte künstlerische Effekte erzeugen oder störend wirken. Sollen Motive, die mit künstlichem Licht beleuchtet werden, möglichst farbecht dargestellt werden, kommt man um einen manuellen Weissabgleich und entsprechende Farbkorrekturen nicht aus. Häufig ist es jedoch auch erwünscht, Lichtstimmungen einzufangen und mit abzubilden. Wer beispielsweise ein Lagerfeuer fotografiert, schätzt die Gemütlichkeit des warmen Lichtes und möchte diese einfangen.

Weiches Licht entsteht, wenn die Abstrahlfläche der Lichtquelle gross ist. Es führt zu einer gleichmässigen Ausleuchtung und nur minimalen Schatten. Es eignet sich sehr gut für Portraitfotos. Weiches Licht entsteht beispielsweise bei bewölktem Himmel oder zur «Goldenen Stunde». Auch im direkten Mittagslicht lassen sich im Schatten Bilder mit weichem Licht aufnehmen.

Lesen Sie hier mehr zur Ausnutzung der Lichtverhältnisse: Available-Light-Fotografie.

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