Fotografie 101 - Linsen, Licht und Vergrößerung

Der folgende Beitrag stammt von dem australischen Fotografen Neil Creek, der Teil des kürzlich gestarteten Fine Art Photoblog ist und an Project 365 - einem Foto pro Tag für ein Jahr - in seinem Blog teilnimmt.

Willkommen zur dritten Lektion in Fotografie 101 - Ein Grundkurs über die Kamera . In dieser Serie behandeln wir alle Grundlagen des Kameradesigns und der Verwendung.

Wir sprechen über das „Belichtungsdreieck“: Verschlusszeit, Blende und ISO. Wir sprechen über Fokus, Schärfentiefe und Schärfe sowie darüber, wie Objektive funktionieren, was Brennweiten bedeuten und wie sie den Sensor beleuchten.

Wir schauen uns auch die Kamera selbst an, wie sie funktioniert, was alle Optionen bedeuten und wie sie sich auf Ihre Fotos auswirken.

Die Lektion dieser Woche ist Linsen, Licht und Vergrößerung

Letzte Woche haben wir uns die Grundlagen des Objektivs angesehen. Wir haben gesehen, wie Linsen Licht biegen, indem sie es verlangsamen, wie der Winkel, in dem das Licht in die Linse eintritt, die Stärke der Biegung beeinflusst und wie wir diese Eigenschaft verwenden können, um Licht, das in eine Linse eintritt, scharf zu stellen und ein helles, klares Bild zu erzeugen.

Optikdiagramme lesen
In dieser Serie werde ich Optikdiagramme verwenden, um verschiedene Konzepte zu veranschaulichen. Um Sie auf dem Laufenden zu halten, habe ich eine kurze Einführung zum Lesen dieser Diagramme geschrieben. Ich empfehle Ihnen, die Lektion für einen Moment anzuhalten, um zu lernen, wie Sie diese Diagramme lesen und verstehen.

Die Kraft der Linsen

Die Vorteile von Objektiven gegenüber Lochkameras sind zweierlei: Helligkeit und Vergrößerung.

Helligkeit und f-Verhältnisse

Wir haben in Lektion zwei gesehen, mit unserem Experiment mit der Kerze und der Lupe (Abb. 1.2.3), dass das gesamte Licht, das von der Kerze in die Linse eintrat, in das Bild fokussiert wurde. Wenn wir ein größeres Objektiv mit derselben Brennweite einsetzen würden, würde mehr Licht fokussiert und das resultierende Bild würde heller, aber nicht größer erscheinen.

Es erscheint logisch, dass Sie, wenn Sie den Durchmesser eines Objektivs verdoppeln, die Größe des aufgenommenen Bildes verdoppeln, aber wie Sie sehen können Abb. 1.3.1 unten, das ist nicht wahr.

Abb. 1.3.1 Durch Verdoppeln des Objektivdurchmessers wird das f-Verhältnis halbiert (siehe unten) und es wird mehr Licht gesammelt, die Bildgröße wird jedoch nicht geändert, was eine Funktion der Brennweite ist (siehe auch unten). Durch Verdoppeln des Durchmessers wird die Helligkeit des Bildes tatsächlich mehr als verdoppelt, da die Lichtsammelfläche der Linse mit zunehmendem Radius schnell zunimmt (gemäß der Formel? R)² - pi mal der Radius im Quadrat).

Abb. 1.3.2 Das f-Verhältnis ist auf einem 50 mm f1.8-Objektiv angegeben. Abb. 1.3.3 Das auf einem 80-400 mm f4,5-5,6-Zoomobjektiv angegebene f-Verhältnis.

F-Verhältnis

In der Fotografie gibt es eine praktische Zahl, mit der die Beziehung zwischen Objektivdurchmesser und Brennweite beschrieben wird: das „f-Verhältnis“. Einfach ausgedrückt ist das f-Verhältnis die Brennweite geteilt durch den Durchmesser. Im Abb. 1.3.1 oben haben wir ein Objektiv mit einer Brennweite von 50 mm und einem Durchmesser von 10 mm. 50/10 = 5, was ein f-Verhältnis von 1/5 oder f5 ergibt. Wenn das Objektiv noch eine Brennweite von 50 mm und einen Durchmesser von 20 mm hätte, wäre es f2,5.

Das f-Verhältnis für ein SLR-Objektiv sollte immer irgendwo auf das Objektiv geschrieben werden. Die meisten Kompaktkameras beschreiben auch das Blendenverhältnis irgendwo am Körper. Je „kürzer“ das f-Verhältnis ist, dh je näher es an 1 liegt, desto heller wird das Bild, das das Objektiv erzeugt. Der Begriff "Geschwindigkeit" wird auch verwendet, um ein Objektiv zu beschreiben. Das Wort Geschwindigkeit bezieht sich in diesem Fall darauf, wie schnell das Objektiv es der Kamera ermöglicht, ein Bild aufzunehmen, wenn die verfügbare Lichtmenge gegeben ist. Wenn das Objektiv ein helles Bild erzeugt, kann der Verschluss für eine kürzere Zeit geöffnet sein, um genügend Licht aufzunehmen, um ein Bild zu erstellen. Daher wird ein Objektiv mit kurzem Blendenverhältnis wie f1.8 als sehr "schnelles" Objektiv angesehen, während ein längeres Objektiv wie f8 oder f11 ein "langsames" Objektiv ist.

In Erinnerung an Lektion 1 haben wir gelernt, dass ein großes Loch, durch das das Licht hindurchtreten kann, ein helleres, aber weniger scharfes Bild ergibt. Jetzt, da wir über f-Verhältnisse Bescheid wissen, können wir diese beiden Fakten miteinander verbinden und verstehen, warum schnellere Objektive eine engere „Schärfentiefe“ haben - den Bereich, der im Fokus steht. Wir werden in der nächsten Lektion mehr darüber sprechen, aber es ist hilfreich, die Punkte zu verbinden und zu sehen, wie all diese verschiedenen Prinzipien zusammenpassen.

Mit modernen Kameras kann ein Fotograf die Geschwindigkeit eines Objektivs durch Anpassen der Blende steuern. Dies wird in der nächsten Lektion ausführlicher behandelt.

Vergrößerung und Sichtfeld

Jeder, der mit einer Lupe gespielt hat, weiß, dass sich Linsen, wie der Name schon sagt, vergrößern. Das Ausmaß der Vergrößerung hängt von der Brennweite ab. Je länger das Objektiv ist, desto größer wird das Bild. Kurze Brennweiten haben den gegenteiligen Effekt und reduzieren die Bildgröße.

Abb. 1.3.4 Wenn alle anderen Dinge gleich sind, nimmt mit zunehmender Brennweite des Objektivs auch die relative Größe des Bildes zu.

Wir haben oben gesehen, dass das f-Verhältnis die Bildhelligkeit beeinflusst. Die beiden Faktoren im Verhältnis sind der Linsendurchmesser und die Brennweite. Bisher haben wir nur über das Ändern des Objektivdurchmessers gesprochen, aber mit größerer Vergrößerung erhöhen Sie die Brennweite, sodass Sie auch das f-Verhältnis erhöhen. Dies bedeutet, dass das Bild umso dunkler wird, je mehr Sie es vergrößern. Die meisten Teleobjektive (lange Brennweite) haben große Blendenverhältnisse und sind daher langsame Objektive. Die Ausnahme bilden natürlich die enorm teuren und sehr schweren Riesenobjektive, die von Sportfotografen verwendet werden. Diese verwenden lange Brennweiten, und Linsen mit großem Durchmesser. Diese Telefotos sind nichts für Gelegenheitsfotografen!

Wir haben darüber gesprochen, wie Objektive das Bild vergrößern, und so sieht es sicherlich aus, wenn Sie durch den Sucher oder auf den Ausdruck eines Teleobjektivs schauen. In der Realität erzeugt die überwiegende Mehrheit der Objektive ein Bild, das kleiner als das Objekt selbst ist, da die meisten Objekte entfernt sind und der Sensor klein ist. Es gibt jedoch einige Spezialobjektive, die ein Bild größer als das Motiv machen. Damit dies möglich ist, muss die Brennweite lang und das Motiv nah sein. Dies sind natürlich Makrolinsen.

Makroobjektive werden häufig durch ihren „Vergrößerungsfaktor“ beschrieben. Ein Objektiv mit einem Vergrößerungsfaktor von 1: 1 erzeugt ein auf den Sensor projiziertes Bild, das mit dem Motiv identisch ist. Das Bild einer Münze mit 20 mm Durchmesser erstreckt sich also über 20 mm des physischen Sensors, was zu einem Bild führt, das fast den gesamten Rahmen einer typischen DSLR ausfüllt. Ein 1: 1-Vergrößerungsfaktor wird normalerweise als Minimum für ein Objektiv angesehen, das als "Makro" -Linse bezeichnet wird. Spezielle Makroobjektive haben häufig einen Vergrößerungsfaktor von 1: 3 oder sogar 1:10, was bedeutet, dass 1 mm über dem Motiv 3 mm oder 10 mm beträgt, wenn sie auf den Sensor projiziert werden, also 3- oder 10-fache Vergrößerung.

Sichtfeld

Die letzte Variable in diesem zunächst verwirrenden Spagat der Optik ist das Sichtfeld. Dies bezieht sich darauf, wie viel von der Welt die Kamera sehen kann. Das Sichtfeld eines Objektivs hängt von der Brennweite des Objektivs und der Größe des projizierten Bildes ab. Bei Digitalkameras ist dies der Sensorchip.

Abb. 1.3.6 Mit zunehmender Brennweite wird das Sichtfeld enger und das Bild größer.

Abb. 1.3.8 Die vergleichenden Unterschiede in der Bildgröße von Kompakt-Camern über Film und DSLR bis hin zum Mittelformat.

Abb. 1.3.6 macht deutlich, dass am Weitwinkelende ein geringfügiger Unterschied in der Brennweite zu einem großen Unterschied im Sichtfeld führt. Der Unterschied im Sichtfeld zwischen einem 10-mm- und einem 20-mm-Objektiv ist weitaus größer als der Unterschied zwischen 210-mm- und 220-mm-Objektiv. Einige Objektive können außergewöhnlich kurze Brennweiten und große Sichtfelder aufweisen, z. B. 12 oder 8 mm. Diese sind Fischauge Linsen, so genannt, weil sich die Vorderseite der Linse so stark ausbaucht, dass sie wie ein Fischauge aussieht. Diese Objektive können ein 180-Grad-Sichtfeld oder sogar mehr haben.

Die Größe des Sensors trägt auch zum Sichtfeld einer bestimmten Linse bei. Im Abb. 1.3.6 Ein bestimmter Sensor wird mit unterschiedlichen Brennweiten angezeigt. Wenn der Sensor kleiner ist, kann er offensichtlich weniger von dem von der Linse präsentierten Bild sehen, wodurch das Sichtfeld verringert und die Vergrößerung erhöht wird. Dies ist der Fall bei DSLRs mit beschnittenem Sensor und Kompaktkameras.

Die „Standard“ -Rahmengröße beträgt 35 mm, die Größe eines einzelnen Bildes auf einer Filmrolle. Kameras mit dieser Sensorgröße werden als Vollbildkameras bezeichnet. Es gibt großformatige Filmkameras mit viel größeren Filmgrößen, z. B. 150 mm x 100 mm. Bei kostengünstigeren DSLRs oder früheren Modellen werden Sensoren verwendet, die kleiner als ein 35-mm-Filmrahmen sind, und werden als beschnittene Sensoren bezeichnet. Ein typischer beschnittener Sensor kann als 1,6-fach beschrieben werden, was bedeutet, dass die scheinbare Brennweite eines bestimmten Objektivs 1,6-mal länger ist. Kompaktkameras verwenden die kleinsten Bildgrößen von allen und benötigen daher Objektive mit sehr kurzer Brennweite, um Weitwinkelansichten zu erhalten.

Nächste Woche

Fotografie 101 - Blende und Blenden.

Nachdem wir die Haupttheorie hinter dem Objektiv zusammengefasst und ein Bild erstellt haben, konzentrieren wir uns als Nächstes auf die Belichtung und darauf, wie wir die Aufnahme eines Bildes steuern. Nächste Woche wird die Einführung der Belichtungsdreieck, eine Erklärung der „Blenden“ und Helligkeitsstufen sowie einen Blick auf den ersten Punkt des Dreiecks: die Blende.

Hausaufgaben

• Finden Sie das Sichtfeld Ihrer Objektive heraus. Verwenden Sie die für Sie am besten geeignete Methode (z. B. ein Maßband an einer Wand), um das Sichtfeld Ihrer Kamera mit den breitesten und längsten Einstellungen zu ermitteln. Messen Sie es in Grad von Seite zu Seite. Präsentieren Sie Fotos Ihrer Ergebnisse.
• Nehmen Sie Ihren gesamten Fokusbereich auf. Suchen Sie ein geeignetes Motiv (z. B. eine städtische Straße oder einen entfernten Baum) und machen Sie eine Reihe von Fotos, beginnend in Ihrem weitesten Winkel und zoomen Sie in Abständen von etwa 20 mm auf Ihren längsten Zoom. Kompiliere sie zu einem einzigen Bild und poste sie.
• Nutzen Sie die Vergrößerung und das Sichtfeld künstlerisch. Nehmen Sie an jedem Ende des Brennweitenbereichs Ihrer Kamera ein Foto auf und wählen Sie das Motiv sorgfältig aus, um die Vergrößerung und das Sichtfeld zu nutzen. Teilen Sie die Ergebnisse hier.
• Näher kommen und persöhnlich werden. Dies ist ideal für Benutzer von Kompaktkameras, die aufgrund der Optik eines kleinen Kamerasystems sehr nah fokussieren können. Experimentieren Sie mit Makrofotografie und zeigen Sie uns Fotos der Welt der ganz Kleinen. Verwenden Sie den Makromodus, wenn Sie ihn haben (normalerweise mit einem Tulpensymbol gekennzeichnet). DSLR-Benutzer mit Makroausrüstung können ebenfalls teilnehmen.
• Wenn Ihnen dies alles neu ist, suchen Sie einen Online-Kameraladen (z. B. die Websites von Canon oder Nikon) und durchsuchen Sie den Objektivkatalog. Achten Sie genau auf die besprochenen Objektivspezifikationen und sehen Sie, wie Form und Form des Objektivs mit diesen Zahlen übereinstimmen. Sehen Sie sich an, wie lang Teleobjektive sind, wie breit schnelle Objektive sind und wie viel Ultraweitwinkelobjektive vorne herauswölben.

Ressourcen

• Canon Objektive
• Nikon-Objektive
• Sigma-Objektive
• Tamron-Linsen
• Blickwinkel auf Wikipedia
• Interaktiver Brennweitenvergleich bei Canon
• Sichtfeldrechner

Neil veröffentlicht nicht nur seine Project 365-Fotos in seinem Blog, sondern führt auch ein monatliches Fotoprojekt durch. Das Thema dieses Monats ist Iron Chef Photography - The Fork.