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dkamera.de Grundlagenwissen: Die Blende

Theoretisches und praktisches Wissen zur Blendenöffnung eines Objektivs

Wer sich mit der Fotografie näher beschäftigt, wird bei Objektiven sehr schnell mit den Themen Brennweiten und Blende konfrontiert. Diese gehören zu den wichtigsten Parametern eines Objektivs und sind somit auch für jeden Fotografen bedeutend. In diesem Grundlagenartikel wollen wir theoretisches als auch praktisches Wissen zur Blende vermitteln.

Wenn Sie sich zum Thema Brennweite und Zoom informieren wollen, empfehlen wir Ihnen unseren Grundlagen-Artikel.

Die Theorie:
Grob gesagt gilt: Die Blende eines Objektivs gibt den Lichteinfall auf den Sensor an. Ein Punkt, der viele Neueinsteiger dabei verwirrt, ist die Angabe der Blendenöffnung als Zahl. Während eine kleine Blendenöffnung mit einer großen Blendenzahl (z. B. F22) beschrieben wird, ist die Blendenzahl bei einer großen Blendenöffnung klein (z. B. F1,4). Dies mag auf den ersten Blick widersprüchlich wirken, erklärt sich aber sehr schnell, wenn man auf die technische Bewandtnis der Blendenzahl eingeht.

Die Eintrittspupille eines Carl Zeiss Sonnar T* 35mm F2:

Die Blendenzahl beschreibt das Größenverhältnis der Eintrittspupille eines Objektivs im Vergleich zu seiner Brennweite. Um das Öffnungsverhältnis zu berechnen, wird dabei folgende Formel verwendet: k = f/ D. Mit f wird hier die Brennweite bezeichnet, mit D die Eintrittspupille. Besitzt ein Objektiv mit 50mm Brennweite eine Eintrittspupille von 50mm, liegt die Blendenzahl genau bei 1, also F1,0. Die Blendenöffnung ist hier sehr groß, die Angabe als Zahl aber sehr klein. Ein weiteres Beispiel: Ein Objektiv mit einer Brennweite von 50mm besitzt eine Eintrittspupille von 25mm. In diesem Fall liegt die Blende bei F2, da 50mm / 25mm = 2 ergeben. Anders gesagt: Die Eintrittsöffnung ist halb so groß wie die Brennweite (= 1/2) und wird daher auch als f/2 geschrieben. Da der Wert eines Bruches bekanntlich kleiner wird, wenn sich die Zahl im Nenner (= Zahl unter dem Bruchstrich) erhöht, sorgt eine Verkleinerung der Blendenöffnung für eine größere Blendenzahl.

Blendenöffnungen im Vergleich: Links F2, rechts F2,8:

Links F4, rechts F5,6:

Links F8, rechts F11:

Links F16, rechts F22:

Deshalb gilt:
Je größer die Blendenöffnung, desto kleiner ist die Blendenzahl.
Je kleiner die Blendenöffnung, desto größer ist die Blendenzahl.

Folgende Blendenreihe hat sich etabliert:
F0,5, F0,7, F1,0, F1,4, F2,0, F2,8, F4, F5,6, F8, F11, F16, F22, F32, F45
Bei den meisten Kameras lässt sich die Blende zudem in Drittelstufen wählen:
F1, F1,1, F1,2, F1,4, F1,6, F1,8, F2, F2,2, F2,5, F2,8, F3,2, F3,5, F4, F4,5, F5, F5,6, F6,3, F7,1, F8 usw.

Wird die Blende um eine Blendenstufe geschlossen, erreicht das Aufnahmemedium (also den Sensor oder den Film) nur noch die Hälfte des Lichtes. Beim Abblenden um zwei Blendenstufen ist es nur noch ein Viertel.

Anpassung der Belichtungszeit beim Schließen der Blende für eine äquivalente Belichtung:

Exkurs für alle, die sich tiefer für die Materie interessieren.
Die Blendenangabe in T-Stop:
Die Blendenöffnung eines Objektivs wird normalerweise in F-Werten angegeben, also wie erwähnt in F2 oder F4. Diese Angabe berücksichtigt jedoch nur das Verhältnis aus Brennweite und Eintrittspupille eines Objektivs (F=f/D), weshalb sie den effektiven Lichteinfall nicht korrekt wiedergibt. Um diesen Wert angeben zu können, werden bei Objektiven die sogenannten T-Stops (Transmission Stops) verwendet. Diese berücksichtigen den durch Reflexionen und Absorptionen eingetretenen Lichtverlust. Der T-Stop-Wert ist daher bei nahezu allen Objektiven kleiner als die Angabe in F-Stops. Das optimal konstruierte Objektiv besäße einen T-Stop-Wert in Höhe des F-Stop-Wertes, ein kleinerer Wert ist nicht möglich.

T-Stop-Werte sind in der Regel nur bei speziell zur Videoaufnahme gedachten Objektiven zu finden, da hier besonders genaue Werte benötigt werden. Da verschiedene Hersteller ihre Modelle sowohl als Foto- (mit einer Blendenangabe in F-Stop) als auch als Videoversion (mit einer Blendenangabe in T-Stop) anbieten, lässt sich bei diesen Objektiven der Unterschied zwischen beiden Angaben erkennen.

Die Blendenangabe eines Samyang 50mm T1,3 AS UMC CS in T-Stops:

Als Beispiel lassen sich hierfür die Objektive von Samyang nennen. Das Samyang 50mm F1,2 AS UMC CS wird mit einer Blendenöffnung von F1,2 angegeben, die optisch identische Videoversion mit einer Blendenöffnung von T1,3. Beim Samyang 16mm F2 ED AD UMC CS liegt die Blendenöffnung bei F2, die Videoversion bei T2,2. Während bei letzterem Objektiv somit genau eine Drittelblende weniger Licht auf dem Sensor ankommt, als angegeben, ist es bei Ersterem etwas weniger als eine Drittelstufe. Bei Zoomobjektiven ergeben sich in der Regel noch etwas höhere Abweichungen des T-Stop-Wertes vom F-Stop-Wert größere Abweichungen als eine Zweidrittelstufe gibt es bei hochwertigen Objektiven im Regelfall nicht.

Die Praxis:

Die Irisblende besteht aus mehreren einzelnen Lamellen:

Größtmögliche Blendenöffnung und Abblenden:
Die größte Blendenöffnung eines Objektivs wird durch dessen optische Konstruktion bestimmt. Eine kleinere Blendenöffnung lässt sich bei vielen Objektiven durch die sogenannte Irisblende realisieren. Diese besteht aus einzelnen Lamellen, die in verschiedenen Stellungen unterschiedlich große Blendenöffnungen ermöglichen. Typischerweise ist die Wahl der Blende in Drittelstufen möglich.

In den Programmen "A/Av" und "M" lässt sich die Blende verändern:

Wer sich bei seiner Kamera für das Aufnahmeprogramm „Av“ bzw. „A“ oder „M“ entscheidet, also die Blendenvorwahl oder den manuellen Belichtungsmodus verwendet, kann die Blendenöffnung daher beispielsweise in Stufen von  F2,8, F3,2, F3,5 und F4 ändern. Ist die Blendenwahl nicht in Drittelstufen möglich, kommt bei den meisten aktuell erhältlichen Modellen, hier sind vor allem Kompaktkameras zu nennen, keine „echte“ Blende mit Lamellen zum Einsatz, sondern ein ND-Filter. Als Beispiel hierfür kann die Olympus Stylus SH-2 (Testbericht) genannt werden, bei der auf eine „echte“ Blende verzichtet wird. Gut zu wissen: Ein Objektivtyp, der sich konstruktionsbedingt generell nicht abblenden lässt, ist das Spiegelteleobjektiv.

Das Canon EF 50mm F1,8 II besitzt eine Blende aus nur fünf Lamellen:

Dadurch fallen die Unschärfekreise abgeblendet "eckig" und nicht rund aus:

Die Form und Anzahl der Blendenlamellen bestimmt im abgeblendeten Zustand die Öffnung der Eintrittspupille und hat dadurch einen Einfluss auf die Hintergrundunschärfe (= Bokeh). Da im Regelfall runde Unschärfekreise gewünscht sind, versuchen die Objektivhersteller bei ihren Objektiven für eine runde Blendenöffnung zu sorgen. Diese kann mittels möglichst vieler und/oder speziell gerundeter Blendenlamellen realisiert werden. Während einfache Objektive teilweise nur fünf Blendenlamellen (wie das Canon EF 50mm F1,8 II) besitzen, sind gehobenere Modelle mit sieben oder oftmals neun Blendenlamellen ausgestattet. Einzelne Modelle verfügen allerdings über noch mehr Blendenlamellen, das 100mm F2,8 Trioplan von Meyer Görlitz ist beispielsweise mit 15 ausgestattet. Gut zu wissen: Das Bokeh wird bei Offenblende durch die Lamellen nicht beeinflusst, dafür ist die optische Konstruktion maßgebend.

Blendenöffnung und Belichtung:

Die Blendenöffnung eines Objektivs gibt (theoretisch gesehen) die Menge des einfallenden Lichts an. Einen wichtigen Teil übernimmt die Blende daher im sogenannten „Belichtungsdreieck“. Dieses bestimmt die Belichtung eines Bildes und besteht aus dem eingestellten ISO-Wert in der Kamera, der Belichtungszeit und der Blendenöffnung. Möchte oder kann man weder die Belichtungszeit noch den ISO-Wert verändern, muss die Blende für den richtigen Lichteinfall auf den Sensor sorgen. Die Bedeutung der Blende ist somit groß.

Wird ein Bild überbelichtet, lässt sich zum einen die Sensorempfindlichkeit verringern, oder es kann zum anderen die Verschlusszeit verkürzt sowie die Größe der Blendenöffnung geändert werden. Ist bereits die niedrigste Sensorempfindlichkeit gewählt und ebenso die kürzeste Verschlusszeit eingestellt, muss die Blende geschlossen werden, um ein korrekt belichtetes Bild aufnehmen zu können.

Die Blende eines Objektivs wird normalerweise auf dessen Vorderseite angegeben:

Umgekehrt kann die Blende bis zur größten möglichen Öffnung geöffnet werden, wenn ein Bild unterbelichtet ist, die Verschlusszeit aber nicht verlängert und der ISO-Wert nicht erhöht werden soll. Daran lässt sich erkennen, dass eine große Blendenöffnung bei Aufnahmen mit wenig Licht ein entscheidender Faktor ist.

Gegenüber einem Objektiv mit einer Blendenöffnung von F4 lässt ein Modell mit beispielsweise F2 viermal so viel Licht auf den Sensor. Dadurch kann die Belichtungszeit bei gleicher Helligkeit vervierfacht werden (z. B. von 1/100 Sekunde auf 1/400 Sekunde), oder der ISO-Wert lässt sich um zwei Stufen (z. B. von ISO 1.600 auf ISO 400) verringern.

Blendenöffnung und Schärfentiefe:
Die Blendenöffnung eines Objektivs hat jedoch nicht nur einen Einfluss auf die Belichtung, sondern es lässt sich damit auch die Schärfentiefe verändern. Darüber wird bestimmt, welcher Bereich vor und hinter dem fokussierten Objekt scharf dargestellt wird. Je größer die Blendenöffnung ausfällt, desto kleiner ist die Schärfentiefe. Wer ein Motiv möglichst gut vom Hintergrund trennen möchte, dies wird auch als Freistellen bezeichnet, muss daher eine möglichst große Blendenöffnung einstellen. Der Effekt des Freistellens ist beispielsweise bei Porträtaufnahmen gewünscht, weshalb zur Porträtaufnahme gedachte Objektive oftmals über eine größte Blendenöffnung im Bereich von F1,0 bis F2,8 verfügen. Ist eine größtmögliche Schärfentiefe gewünscht, muss abgeblendet werden. Für beispielsweise Landschaftsaufnahmen ist eine große Blendenöffnung bei ausreichend Licht daher nicht notwendig und für eine gelungene Bildaufnahme sogar kontraproduktiv.

Links eine Aufnahme mit kleiner Schärfentiefe (F2), rechts mit großer (F22):

Für welche Schärfentiefe die eingestellte Blende sorgt, lässt sich bei älteren Objektiven oftmals per vorhandener Skala erkennen. Bei neuen Modellen kann ein sogenannter DOF-Rechner (Depth of Field) verwendet werden. Da die Schärfentiefe auch von der verwendeten Kamera und deren Sensorgröße sowie der Brennweite des Objektivs und dem Abstand vom Motiv abhängt, müssen hier mehrere Parameter angegeben werden.

Bei einer Vollformatkamera und einem fünf Meter entfernt liegenden Motiv ergibt sich bei einem Objektiv mit 50mm Brennweite und einer Blendenöffnung von F1,4 beispielsweise eine Schärfentiefe von etwa 85cm. Objekte 39cm vor und 46cm hinter dem fokussierten Motiv werden hier mit einer akzeptablen Schärfe abgebildet. Bei einer auf F2 geschlossenen Blende vergrößert sich dieser Bereich auf rund 1,21m (53cm vor und 67cm hinter dem Motiv), bei F4 auf 2,51m (0,96cm vor und 1,56m hinter dem Motiv).

Blendenöffnung und Abbildungsleistung:
Wer sich mit dem Thema der Blendenöffnung eingehender beschäftigt, wird neben der Belichtungszeit und der Schärfentiefe zudem noch einen weiteren Punkt finden, den die gewählte Blendenöffnung bestimmt. Im Gegensatz zu den beiden erstgenannten Punkten ist der Einfluss der gewählten Blende auf die Abbildungsleistung allerdings nicht ganz so bedeutend. Trotzdem sollte man dieses Thema nicht außer Acht lassen.

Durch das Abblenden eines Objektivs lässt sich die Abbildungsleistung teilweise deutlich steigern. Dies gilt vor allem für die Schärfe am Bildrand, die Randabschattung und zum Teil auch für auftretende chromatische Aberrationen. In der Regel profitieren optisch schwächere Objektive, wie beispielsweise Superzoom-Modelle mit großen Brennweitenbereichen vom Abblenden um mindestens eine bis zwei Blendenstufen enorm. Bei optisch guten oder sehr guten Objektiven wird die maximale Abbildungsleistung allerdings schon bei der größtmöglichen Blendenöffnung oder nur schwach abgeblendet erreicht. Diese Modelle werden oftmals als Offenblenden-tauglich bezeichnet. Bei welcher Blende ein Objektiv die insgesamt beste Leistung erbringt, lässt sich generell nicht beantworten. Hier sind im Zweifelsfall eigene Tests nötig. Dabei gilt es aber natürlich zu bedenken, dass ein Bild nicht nur allein durch die beste optische Leistung des Objektivs ansprechend ausfällt, sondern auch die künstlerischen Aspekte beachtet werden sollten.

Gut zu wissen: Eine kleine Blendenöffnung (beispielsweise F16 oder F22) kann in manchen Situationen gewünscht sein. Durch das Problem der sogenannten Beugungsunschärfe kann es je nach Kamera und Objektiv jedoch sinnvoll sein, von allzu starkem Abblenden abzusehen. Die Beugungsunschärfe ist von der Größe der einzelnen Pixel (also von der Sensorgröße und der Auflösung) sowie auch der Blendenöffnung eines Objektivs abhängig und sorgt für eine schlechtere Detailwiedergabe des gesamten Bildes. Während bei Kompaktkameras mit 1/2,3 Zoll großem Sensor die Beugungsunschärfe bereits bei unter F4 eintritt, ist diese Grenze bei 1,0-Zoll-Sensoren in etwa bei F5,6 und bei Micro-Four-Thirds-Kameras bei F8 erreicht. Bei APS-C-Kameras sollte circa F11 und bei Vollformatkameras F16 nicht unbedingt überschritten werden. Ist dies doch der Fall, kann die Detailwiedergabe darunter leiden. Bei den genannten Werten handelt es sich um eine durchschnittliche Angabe, die je nach Sensorauflösung abweichen kann. Zudem ist zu bedenken, dass eine leichte Beugungsunschärfe die Aufnahmen noch nicht allzu stark negativ beeinflusst. Erst wenn die oben genannten Werte um eine Blendenstufe oder mehr überschritten werden, ist mit einer sichtbar schlechteren Detailwiedergabe zu rechnen.

Blendenöffnung und Lichtstärke:
Die Größe der Blende allein sagt über die „relative Lichtstärke“ nicht unbedingt etwas aus. Ob ein Objektiv als lichtstark bezeichnet wird, hängt auch von seiner Brennweite und dem Objektivtyp ab. Während sich lichtstarke Normalobjektive, also Objektive mit Brennweiten im Bereich um 50mm, recht einfach konstruieren lassen, ist dies bei Weitwinkel- und Teleobjektiven schwieriger. Unterschiede müssen zudem auch bei Festbrennweite und Zoomobjektiven gemacht werden.

Während man bei Festbrennweiten um 50mm (kleinbildäquivalent) erst ab einer Blendenöffnung von F2 oder größer von einem lichtstarken Objektiv spricht, ist ein Weitwinkelobjektiv mit 14mm Brennweite oder ein Teleobjektiv mit 400mm Brennweite bereits bei F2,8 zu den lichtstarken Modellen zu zählen. Ebenso kann ein Zoomobjektiv mit einer Blendenöffnung von F2,8 (beispielsweise mit einer kleinbildäquivalenten Brennweite von 24 bis 70mm) ohne Frage als lichtstark bezeichnet werden.

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Kommentare

1. Zitat: "Gegenüber einem Objektiv ...

1. Zitat: "Gegenüber einem Objektiv mit einer Blendenöffnung von F4 lässt ein Modell mit beispielsweise F2 viermal so viel Licht auf den Sensor. Dadurch kann die Belichtungszeit bei gleicher Helligkeit vervierfacht werden (z. B. von 1/100 Sekunde auf 1/400 Sekunde)" - muss heißen: ... um ein Viertel verkürzt werden.

2.Die Schärfentiefe hängt allein von dem physikalischen Durchmesser einer Blendenöffnung und dem Motiv-Abstand ab, egal welche Brennweite oder welchen Bildkreis ein Objektiv hat. Je nach Brennweite variieren allerdings die Zahlenangaben für die dem Durchmesser entsprechenden Blendenwerte (Brennweite geteilt durch Öffnungsdurchmesser).

oh Mann, korrigiere mich, muss ...

oh Mann, korrigiere mich, muss heißen:
... AUF (nicht "um") ein Viertel verkürzt werden!

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