• Eric Z Goodnight

  @ezgoodnight

• September 28, 2016, 11:12am EDT

Verwirrt von der digitalen Spiegelreflexkamera, die du hast, und dem ganzen Fotografie-Fachjargon, der damit einhergeht? Werfen Sie einen Blick auf einige Grundlagen der Fotografie, lernen Sie, wie Ihre Kamera funktioniert und wie Sie damit bessere Bilder machen können.

Fotografie hat alles mit der Wissenschaft der Optik zu tun – wie Licht reagiert, wenn es gebrochen, gebogen und von lichtempfindlichen Materialien, wie Fotofilm oder Fotosensoren in modernen Digitalkameras, eingefangen wird. Lernen Sie diese Grundlagen darüber, wie eine Kamera – praktisch jede Kamera – funktioniert, damit Sie Ihre Fotografie verbessern können, ganz gleich, ob Sie eine Spiegelreflexkamera oder eine Handykamera verwenden.

Was ist eine Kamera?

Um 400 v. Chr. bis 300 v. Chr. gehörten antike Philosophen wissenschaftlich fortgeschrittener Kulturen (wie China und Griechenland) zu den ersten Völkern, die mit dem Design der Camera obscura zur Erstellung von Bildern experimentierten. Die Idee ist denkbar einfach: Man richtet einen ausreichend dunklen Raum ein, in den nur ein winziger Teil des Lichts durch eine Lochblende gegenüber einer ebenen Fläche fällt. Das Licht wandert in geraden Linien (dieses Experiment diente als Beweis), kreuzt sich an der Lochblende und erzeugt ein Bild auf der ebenen Fläche auf der anderen Seite. Das Ergebnis ist eine auf dem Kopf stehende Version der Objekte, die von der gegenüberliegenden Seite der Lochblende eingestrahlt werden – ein unglaubliches Wunder und eine erstaunliche wissenschaftliche Entdeckung für Menschen, die mehr als ein Jahrtausend vor dem „Mittelalter“ lebten.“

Um moderne Kameras zu verstehen, können wir mit der Camera obscura beginnen, ein paar tausend Jahre vorwärts springen und über die ersten Lochkameras sprechen. Diese nutzen dasselbe einfache Konzept des „Nadelstichs“ von Licht und erzeugen ein Bild auf einer Fläche aus lichtempfindlichem Material – einer emulgierten Oberfläche, die chemisch reagiert, wenn sie von Licht getroffen wird. Die Grundidee jeder Kamera besteht also darin, Licht zu sammeln und es auf einer Art lichtempfindlichem Objekt aufzuzeichnen – auf Film bei älteren Kameras und auf Fotosensoren bei digitalen Kameras.

Geht irgendetwas schneller als die Lichtgeschwindigkeit?

Die oben gestellte Frage ist eine Art Trick. Wir wissen aus der Physik, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum eine Konstante ist, eine Geschwindigkeitsgrenze, die nicht überschritten werden kann. Im Vergleich zu anderen Teilchen wie Neutrinos, die sich so schnell fortbewegen, hat Licht jedoch eine seltsame Eigenschaft: Es bewegt sich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit durch jedes Material. Es wird langsamer, krümmt sich oder bricht sich und verändert dabei seine Eigenschaften. Die „Lichtgeschwindigkeit“, die aus dem Zentrum einer dichten Sonne entweicht, ist quälend langsam im Vergleich zu den Neutrinos, die aus ihnen entweichen. Licht kann Jahrtausende brauchen, um dem Kern eines Sterns zu entkommen, während Neutrinos, die von einem Stern erzeugt werden, mit fast nichts reagieren und mit einer Geschwindigkeit von 186.282 Meilen/Sekunde durch die dichteste Materie fliegen, als ob sie kaum vorhanden wäre. „Das ist ja alles schön und gut“, werden Sie vielleicht fragen, „aber was hat das mit meiner Kamera zu tun?“

Es ist dieselbe Eigenschaft des Lichts, mit Materie zu reagieren, die es uns ermöglicht, es mit modernen fotografischen Linsen zu beugen, zu brechen und zu fokussieren. Das grundlegende Design hat sich seit vielen Jahren nicht verändert, und die gleichen Grundprinzipien aus der Zeit, als die ersten Objektive entwickelt wurden, gelten auch heute noch.

Brennweite und Schärfeeinstellung

Auch wenn sie im Laufe der Jahre immer fortschrittlicher geworden sind, sind Objektive im Grunde einfache Objekte – Glasstücke, die das Licht brechen und es auf eine Bildebene auf der Rückseite der Kamera richten. Je nachdem, wie das Glas im Objektiv geformt ist, variiert der Abstand, den das sich kreuzende Licht benötigt, um richtig auf der Bildebene zu konvergieren. Moderne Objektive werden in Millimetern gemessen und beziehen sich auf diesen Abstand zwischen dem Objektiv und dem Konvergenzpunkt auf der Bildebene.

Die Brennweite beeinflusst auch die Art des Bildes, das Ihre Kamera aufnimmt. Eine sehr kurze Brennweite ermöglicht es dem Fotografen, ein breiteres Sichtfeld zu erfassen, während eine sehr lange Brennweite (z. B. ein Teleobjektiv) den Bereich, den Sie abbilden, auf ein viel kleineres Fenster reduziert.

Es gibt drei grundlegende Arten von Objektiven für Standard-SLR-Bilder. Sie sind Normalobjektive, Weitwinkelobjektive und Teleobjektive. Jedes dieser Objektive hat, abgesehen von dem, was hier bereits erörtert wurde, einige weitere Nachteile, die mit ihrer Verwendung einhergehen.

• Weitwinkelobjektive haben riesige Bildwinkel von mehr als 60 Grad und werden in der Regel verwendet, um Objekte zu fokussieren, die sich näher am Fotografen befinden. Objekte in Weitwinkelobjektiven können verzerrt erscheinen, außerdem werden die Entfernungen zwischen weit entfernten Objekten falsch dargestellt und die Perspektive bei näheren Entfernungen verzerrt.
• Normalobjektive sind diejenigen, die die „natürliche“ Abbildung am ehesten wiedergeben, ähnlich der, die das menschliche Auge erfasst. Der Bildwinkel ist kleiner als bei Weitwinkelobjektiven, ohne Verzerrung der Objekte, der Abstände zwischen den Objekten und der Perspektive.
• Weitwinkelobjektive sind die riesigen Objektive, die Fotofreunde mit sich herumschleppen, und werden zur Vergrößerung von Objekten in großer Entfernung verwendet. Sie haben den engsten Bildwinkel und werden oft für Aufnahmen mit Tiefenschärfe verwendet, bei denen der Hintergrund unscharf ist, während die Objekte im Vordergrund scharf bleiben.

Je nach dem für die Fotografie verwendeten Format ändern sich die Brennweiten für Normal-, Weitwinkel- und Objektive mit langer Brennweite. Die meisten normalen Digitalkameras verwenden ein ähnliches Format wie 35-mm-Filmkameras, so dass die Brennweiten moderner DSLRs den Filmkameras von damals (und heute, für die Freunde der Filmfotografie) sehr ähnlich sind.

Blende und Verschlusszeiten

Da wir wissen, dass Licht eine bestimmte Geschwindigkeit hat, ist nur eine endliche Menge davon vorhanden, wenn Sie ein Foto machen, und nur ein Bruchteil davon schafft es durch das Objektiv zu den lichtempfindlichen Materialien im Inneren. Diese Lichtmenge wird durch zwei der wichtigsten Werkzeuge gesteuert, die ein Fotograf einstellen kann – die Blende und die Verschlusszeit.

Die Blende einer Kamera ist ähnlich wie die Pupille Ihres Auges. Sie ist mehr oder weniger ein einfaches Loch, das sich weit öffnet oder fest verschließt, um mehr oder weniger Licht durch das Objektiv zu den Fotorezeptoren zu lassen. Helle, gut beleuchtete Szenen benötigen nur wenig Licht, daher kann die Blende auf einen größeren Wert eingestellt werden, um weniger Licht durchzulassen. Bei dunkleren Motiven ist mehr Licht erforderlich, um die Fotosensoren in der Kamera zu erreichen, so dass eine kleinere Blendenzahl mehr Licht durchlässt. Jede Einstellung, die oft als Blendenzahl, Blendenwert oder Blendenstufe bezeichnet wird, lässt in der Regel nur halb so viel Licht durch wie die Einstellung davor. Auch die Schärfentiefe ändert sich mit der Blendenzahl, und zwar umso mehr, je kleiner die Blende ist, die für das Foto verwendet wird.

Neben der Blendeneinstellung kann auch die Zeitspanne eingestellt werden, die der Verschluss geöffnet bleibt (auch als Verschlusszeit bezeichnet), damit das Licht auf das lichtempfindliche Material treffen kann. Längere Belichtungszeiten lassen mehr Licht einfallen, was vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen nützlich ist, aber wenn Sie den Verschluss für längere Zeit offen lassen, kann das große Auswirkungen auf Ihre Aufnahmen haben. Schon kleine Bewegungen wie ein unwillkürliches Zittern der Hand können die Bilder bei längeren Verschlusszeiten dramatisch verwischen, so dass die Verwendung eines Stativs oder einer stabilen Ebene zum Aufstellen der Kamera erforderlich ist.

Im Zusammenspiel können lange Verschlusszeiten kleinere Blendeneinstellungen ausgleichen, und große Blendenöffnungen kompensieren sehr kurze Verschlusszeiten. Jede Kombination kann zu einem ganz anderen Ergebnis führen – wenn viel Licht über einen längeren Zeitraum einfällt, kann ein ganz anderes Bild entstehen als wenn viel Licht durch eine größere Öffnung einfällt. Die sich daraus ergebende Kombination aus Verschlusszeit und Blende ergibt die „Belichtung“, d. h. die Gesamtmenge des Lichts, die auf das lichtempfindliche Material, sei es der Sensor oder der Film, trifft.

Sind Sie mit Fragen oder Anmerkungen zu Grafiken, Fotos, Dateitypen oder Photoshop gekommen? Schicken Sie Ihre Fragen an [email protected], und sie könnten in einem zukünftigen How-To Geek Graphics-Artikel behandelt werden.

Bildnachweis: Photographing the Photographer, von naixn, verfügbar unter Creative Commons. Camera Obscura, in Public Domain. Pinhole Camera (Englisch) von Trassiorf, gemeinfrei. Diagramm eines sonnenähnlichen Sterns von NASA, gemeinfrei und als Fair Use anerkannt. Galileo’s Teliscope von Tamasflex, verfügbar unter Creative Commons. Focal Length von Henrik, verfügbar unter GNU-Lizenz. Konica FT-1 von Morven, abrufbar unter Creative Commons. Apeturdiagramm von Cbuckley und Dicklyon, verfügbar unter Creative Commons. Ghost Bumpercar von Baccharus, verfügbar unter Creative Commons. Windflower von Nevit Dilmen, verfügbar unter Creative Commons.