Lenses

Lenses: Wie funktioniert die Fokussierung?

Stefan
10 Min Read
Lenses

Einfach ausgedrückt ist eine Linse etwas, das das hindurchtretende Licht beugt (oder bricht). Wie Sie sich vorstellen können, gibt es Linsen überall in unserer Welt – von einem Wassertropfen auf der Windschutzscheibe eines Autos über Ihre Brille bis hin zu Ihren eigentlichen Augäpfeln.

Ein einzelnes Objekt, das Licht krümmt, wird daher als einfache Linse bezeichnet. Eine Kombination aus zwei oder mehr zusammenarbeitenden Linsen wird als zusammengesetzte Linse bezeichnet.

Im Allgemeinen sind Kamera Lenses fast immer zusammengesetzte Linsen. Um Verwirrung zu vermeiden, bezeichnen wir die einfachen Linsen innerhalb eines zusammengesetzten Objektivs als  Elemente . 

Ihr Objektiv wird wohl den größten Einfluss auf Ihr endgültiges Bild haben – weit mehr als die restliche Kamerahardware, die Sie jemals besitzen werden. Aber wie funktioniert es eigentlich, ein fokussiertes Bild zu erzeugen? Und was bedeuten all die Zahlen und Buchstaben in einem Objektivnamen? Werfen wir einen Blick darauf.

Konzentrieren Sie sich bitte!

Stellen Sie sich zunächst eine Lupe vor, eine einfache Linse. Wenn Ihre Lupe im richtigen Abstand zu dem steht, was Sie betrachten, lässt die Brechung Ihr Objekt größer erscheinen. Dies liegt daran, dass die Linse Licht aus einem weiten Bereich sammelt, es im richtigen Winkel krümmt und dann in Ihr Auge schießt. Dies funktioniert ähnlich wie ein Trichter, der Regenwasser sammelt und umleitet.

Wenn Sie im Vergleich dazu schon einmal versucht haben, an einem sonnigen Tag mit einer Lupe ein Blatt anzuzünden, wissen Sie genau, wie die Lichtbrechung funktioniert. Sie sammeln das Licht der Sonne und lenken es auf einen bestimmten Punkt, den Brennpunkt auf dem Blatt.

Ein Kameraobjektiv funktioniert auf die gleiche Weise: Es sammelt das Licht und lenkt es auf Ihren digitalen Sensor (oder Film, wenn Sie ein Zeitreisender aus dem Jahr 1995 sind). Deshalb sollten Sie Ihre Kamera niemals direkt in die Sonne richten. Das kann Ihren Sensor – und je nach Kamera möglicherweise auch Ihr Auge – verbrennen.

Ein durch eine Lupe betrachteter Gegenstand sieht größer aus, ist aber meist auch verzerrt und unscharf. Wie kann man die Verzerrung des Bildes reduzieren und es schärfer machen?

Zuerst verwenden Sie eine weitere Linse – eine, die das Licht ein wenig gerade lenkt. So funktionieren auch einfache Teleskope: Sie haben eine Linse, die das Licht krümmt, damit die Dinge größer erscheinen, und eine weitere, die es noch einmal krümmt, damit es klarer erscheint. So werden aus zwei einfachen Linsen tatsächlich Elemente einer zusammengesetzten Linse.

Indem Sie den Abstand zwischen den beiden Linsen variieren, können Sie ändern, wie stark das Licht gebündelt wird. Dadurch ändert sich der Fokus des Lichts und die Unschärfe des Bildes. Wenn etwas unscharf ist, sprechen wir deshalb von „unscharf“.

Um noch klarere und weniger verzerrte Bilder zu erhalten, fügen wir noch mehr Elemente hinzu, um das Licht genau richtig zu glätten und neu zu beugen. Außerdem fügen wir einen Mechanismus hinzu, mit dem Sie diese Elemente verschieben können, um die Beugung und damit Ihren Fokus und/oder Ihre Vergrößerung anzupassen.

Die erforderliche Mathematik, um herauszufinden, wie viele Elemente Sie benötigen und welche die genaue Form ist, ist äußerst kompliziert.

Ein durchschnittliches Objektiv kann bis zu sechs oder sieben Elemente enthalten. Teurere und kompliziertere Lenses können dagegen bis zu 15 bis 20 Elemente enthalten. Elemente unterschiedlicher Form können unterschiedliche Effekte erzeugen. So entstehen Speziallinsen wie Makro-, Weitwinkel-, Fischaugen-, apochromatische („APO“) oder TeleLenses.

Technische Details

Nachdem wir nun eine grundlegende Vorstellung davon haben, wie ein Objektiv funktioniert, wollen wir uns mit den technischen Details befassen. Wenn Sie ein Objektiv kaufen, enthält der Name normalerweise eine Reihe von Zahlen und Buchstaben, z. B. „Nikkor 20 mm 1:1,8 AF“. Der erste Teil dieses Namens ist einfach: Nikkor ist der Markenname.

Brennweite und Entfernung

Die erste Zahl nach dem Markennamen (in Millimetern gemessen) ist die Brennweite. Diese ist nicht mit der Brennweite zu verwechseln. Die Brennweite bezieht sich auf den Abstand zwischen Ihrem Kamerasensor (oder Film) und dem „hinteren Knotenpunkt“ Ihres Objektivs. Um einen „hinteren Knotenpunkt“ zu definieren, braucht man normalerweise einen Masterabschluss in Optik und ein paar Lehrbücher, also betrachten wir ihn für unsere Zwecke einfach als den Sweet Spot Ihres Objektivs.

Kurz gesagt: Je weiter Sie von Ihrem Motiv entfernt sein müssen, desto höher sollte die Brennweite sein. Ein 300-mm-Objektiv eignet sich hervorragend für Aufnahmen von Wildtieren, da Sie weit von Ihrem Motiv entfernt sein können. Es macht eine schmale Aufnahme, sodass Ihr Motiv einen größeren Teil des Bildes einnimmt.

Wenn Sie vergleichsweise nah an Ihr Motiv herankommen möchten, benötigen Sie möglicherweise ein 20-mm-Objektiv. Kurz gesagt, damit können Sie eine Weitwinkelaufnahme machen, sodass Ihr Motiv weniger Platz im Bild einnimmt. ZoomLenses, die einen beweglichen Sweet Spot haben, haben zwei angegebene Brennweiten. Sie haben eine minimale und eine maximale Brennweite, z. B. „80 mm – 200 mm“. Darüber hinaus werden Lenses, die nicht zoomen können, als Festbrennweiten bezeichnet.

Die Brennweite  ist der Abstand, der Ihnen am nächsten an Ihrem Motiv sein kann, ohne dass es scharfgestellt wird. Mit anderen Worten: Die Brennweite ist Ihre minimale Fokusentfernung .

Generell ist zu beachten, dass Brennweite und Brennweite nicht immer zusammenhängen! Zwei 20-mm-Lenses von verschiedenen Herstellern können sehr unterschiedliche Brennweiten haben. Die Brennweite steht normalerweise nicht im Namen des Objektivs, Sie müssen also die technischen Daten überprüfen, um sie herauszufinden.

Brennebene und Schärfentiefe

Außerdem haben Sie vielleicht schon von der Brennebene gehört . Die Brennebene (auch Schärfentiefe genannt)  gibt an, wie tief Ihr Fokusbereich ist. Es kann schwer zu erklären sein, aber stellen Sie sich vor, Sie machen ein Porträt einer Person. Wenn Sie eine sehr schmale Brennebene haben, sind die Augen Ihres Motivs im Fokus, aber nicht die Nase und auch nicht die Ohren.

Wenn Sie eine breite Brennebene haben, ist das gesamte Gesicht – Nase, Augen, Ohren – gleichzeitig im Fokus. Normalerweise möchten Sie nicht mit einer sehr schmalen Brennebene fotografieren. Manchmal ist es jedoch aufgrund der Lichtverhältnisse oder weil Sie einen bestimmten künstlerischen Effekt erzielen möchten, notwendig.

Die Brennebene eines Objektivs wird durch die Größe der Blende bestimmt.  Je größer die Blende, desto schmaler die Brennebene. Die meisten modernen Lenses haben eine einstellbare Blende. Die Blende wird normalerweise in Blendenzahlen oder Blendenstufen gemessen, bei einigen videospezifischen Lenses werden sie jedoch stattdessen T-Stops genannt.

Je kleiner die Zahl, desto größer die Blende. Ja, das scheint verkehrt herum zu sein. Das ist es nicht wirklich, aber das ist ein anderer Artikel . Die Blende steht normalerweise im Objektivnamen und gibt normalerweise die maximale Blendenzahl für dieses Objektiv an. Es ist das „f/1.8“ in „Nikkor 20 mm f/1.8 AF“.

Autofokus und manueller Fokus

Die Buchstaben am Ende eines Objektivnamens können für eine Reihe verschiedener Dinge stehen, die von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sind. Während „AF“ fast immer Autofokus bedeutet, gibt es für andere Buchstaben keine Standardrichtlinie.

Autofokus bedeutet, dass das Objektiv über winzige, äußerst präzise Motoren verfügt, die in Abstimmung mit Ihrem Kamerasensor den Abstand zwischen den Elementen anpassen und Ihr Bild automatisch fokussieren. Einige Lenses verfügen jedoch nur über einen manuellen Fokus , was bedeutet, dass Sie das Objektiv zum Fokussieren manuell einstellen müssen alienware m18.  

Insgesamt verwenden nur noch sehr wenige professionelle Fotografen Lenses, die nur noch manuell bedient werden können. Tatsächlich ist der Autofokus bei den meisten Lenses seit 40 Jahren Standard. Bei den meisten Lenses oder Kameras besteht jedoch die Möglichkeit, den Autofokus auszuschalten .

Hausaufgaben

Optik ist ein sehr komplexes Gebiet der Physik und des Ingenieurwesens, aber die Verwendung und das Verständnis von KameraLenses müssen nicht kompliziert sein. Am besten lernt man durch Erfahrung. Hier ist Ihre Hausaufgabe: Kaufen (oder leihen) Sie ein Objektiv mit kurzer Brennweite, irgendwo zwischen 16 und 25 mm.

Nehmen Sie ein Motiv mit einer niedrigen Blendenöffnung und dann mit einer hohen Blendenöffnung auf. Nehmen Sie dann ein längeres Objektiv (mindestens 80 mm) und fotografieren Sie dasselbe Motiv erneut mit einer niedrigen und einer hohen Blendenöffnung. Vergleichen Sie abschließend die Bilder. Lassen Sie uns in den Videomaker-Foren wissen, wie es ausgeht.