Die Brennweite und der Zoom im Detail erläutert

Neben dem Bildsensor und dessen Auflösung sowie Größe, ist vor allem das Objektiv für eine gelungene Aufnahme verantwortlich. Doch was haben eigentlich die Brennweite und der Zoom bei einem Objektiv zu bedeuten. Unser dkamera.de-Grundlagenartikel zum Thema Brennweite und Zoom klärt auf.

Bei der Brennweite handelt es sich um einen "technischen Begriff" für den Abstand der Linse zur Aufnahmeebene, angegeben wird die Brennweite in Millimeter. Der Blickwinkel des Menschen entspricht in etwa dem Bildwinkel eines Objektivs mit einer Brennweite von 50mm, dieses Objektiv wird dementsprechend als Normal-Objektiv bezeichnet. Dieser Bereich lässt sich zudem auf etwa 40mm bis 60mm ausdehnen.

Bei Objektiven mit Brennweiten unter 40mm spricht man von Weitwinkelobjektiven, bei Brennweiten über 60mm von Teleobjektiven. Während Weitwinkelobjektive also einen größeren Blickwinkel abdecken, als der Mensch mit seinen Augen, erlauben Teleobjektive quasi "Vergrößerungen" von weiter entfernten Objekten. Als Steigerung zu den Weitwinkel- und Teleobjektiven können auch Ultraweitwinkelobjektive (Brennweiten von etwa 20mm und darunter) oder Superteleobjektive (Brennweiten von etwa 400mm oder darüber) erworben werden.

Sechs Brennweiten im Vergleich:
Von links nach rechts: 20mm, 60mm, 120mm, 200mm, 400mm und 1.200mm (jeweils KB-Brennweite)

Die kleinbildäquivalente Brennweite:
Da die Brennweite ohne die Angabe der Größe des Bildsensors jedoch keinen Rückschluss auf den tatsächlich sichtbaren Bildinhalt, also den Bildwinkel, zulässt, wird im Bezug zu den lange Zeit vorherrschenden Kleinbildfilmen von der sogenannten kleinbildäquivalenten Brennweite gesprochen. Diese gibt an, welchen Bildwinkel ein vergleichbares Objektiv besitzt, das an einer Kleinbildkamera montiert ist.

Um die kleinbildäquivalente Brennweite einer Kamera berechnen zu können, muss man neben der Brennweite des Objektivs die Größe des Bildsensors kennen. Von dessen Größe wiederum lässt sich der Cropfaktor ableiten. Dieser ergibt, multipliziert mit der Brennweite, die kleinbildäquivalente Brennweite.

Der Cropfaktor wird teilweise auch Brennweitenverlängerungs-Faktor genannt, genau genommen ist dies allerdings nicht richtig. Die Brennweite eines Objektivs ist immer identisch, abhängig von der Sensorgröße fällt nur der Bildwinkel unterschiedlich aus. Der Begriff Cropfaktor passt daher deutlich besser. Er beschreibt das Verhältnis der Diagonale eines Bildsensor im Vergleich zu einem Kleinbildsensor. Ist die Diagonale im Vergleich halb so groß, liegt der Cropfaktor bei zwei. Ist die Diagonale ein Viertel so groß, liegt er bei vier.

Die Cropfaktoren der bekanntesten Sensorgrößen:
Kleinbild / FX: 1,0
APS-C / DX (u.a. Nikon, Sony, Pentax, FujiFilm): 1,5
APS-C (Canon): 1,6
Micro-Four-Thirds / Four Thirds: 2,0
1,0 Zoll: 2,7
2/3 Zoll: 4,0
1/1,7 Zoll: 4,7
1/2,3 Zoll: 5,7

Als Beispiel für die Berechnung der kleinbildäquivalenten Brennweite wollen wir uns das Objektiv einer Spiegelreflex- und einer Kompaktkamera ansehen:

Die Canon EOS 700D besitzt einen Bildsensor in APS-C-Größe (Cropfaktor 1,6). Daher besitzt das EF-S 18-55mm F3,5-5,6 IS STM-Objektiv eine kleinbildäquivalente Brennweite von 29 bis 88mm an der EOS 700D. Die Rechnung dazu sieht wie folgt aus:

18mm x 1,6 (= Cropfaktor eines APS-C-Sensors von Canon) = 29mm
55mm x 1,6 (= Cropfaktor eines APS-C-Sensors von Canon) = 88mm

Die Nikon Coolpix besitzt einen Bildsensor mit einer Größe von 1/1,7 Zoll (Cropfaktor 4,7). Das Objektiv mit einer Brennweite von 5,1 bis 25,5mm besitzt daher eine kleinbildäquivalente Brennweite von 24 bis 120mm. Die Rechnung dazu sieht wie folgt aus:

5,1mm x 4,7 (= Cropfaktor eines 1/1,7 Zoll Sensors) = 24mm
25,5mm x 4,7 (= Cropfaktor eines 1/1,7 Zoll Sensors) = 120mm

Objektive mit variablen Brennweiten und festen Brennweiten:
Objektive, die keine variable Brennweite besitzen, werden Festbrennweiten genannt. Bei diesen Objektiven kann die Brennweite nicht verändert werden. Wer den Bildausschnitt verändern möchte, muss daher die Position der Kamera verändern.

Bei Objektiven mit variablen Brennweiten wird durch die Verschiebung von Linsen die Brennweite verändert. Diese Objektive wurden früher auch als Gummilinsen bezeichnet und erlauben das „Heranholen“ von Motiven. Zoomobjektive gibt es in jeder Objektiv-Klasse, so können unter anderem Weitwinkel-Zooms, Standard-Zooms oder auch Tele-Zooms erworben werden.

Der Zoomfaktor:
Damit die "Vergrößerungsleistung" eines Objektivs beschrieben werden kann, wurde der Zoomfaktor erfunden. Der Zoomfaktor einer Kamera bzw. eines Objektivs berechnet sich durch deren Anfangs- und Endbrennweite. Besitzt eine Kamera ein Objektiv mit einer (kleinbildäquivalenten) Brennweite von 24 bis 120mm, liegt der Zoomfaktor also bei fünf. Die Rechnung dazu sieht wie folgt aus:

120mm : 24mm = 5

Bei diesem Objektiv handelt es sich also um ein 5-fach-Zoom. Die Endbrennweite ist fünfmal so groß wie die Anfangsbrennweite.

Oftmals wird der Zoomfaktor eines Objektivs auf der Vorderseite genannt, hier zwei Beispiele: Links ein 30-fach-Zoom ("30x Optical Zoom"), rechts ein 18-fach-Zoom ("Exilim 25mm Wide Optical 18x")

Die gängigsten Zoomfaktoren:
Besonders kleine und flache Kompaktkameras: 5-fach bis 10-fach Zoom
Kompaktkameras der Mittelklasse: 10-fach bis 20-fach Zoom
Superzoom-Kompaktkameras: über 20-fach Zoom
Lichtstarke Kompaktkameras: 3-fach bis 10-fach Zoom

Einfache Bridgekameras: bis 30-fach Zoom
Gehobene Bridgekameras: 30-fach bis 50-fach Zoom
High-End-Bridgekameras: 50-fach Zoom und darüber

Zoomobjektive in der Praxis: Links ein 5-fach-Zoom, rechts ein 20-fach-Zoom:

Beachten Sie dabei: Der Zoombereich allein gibt niemals Aufschluss darüber, um welche "Art" Objektiv es sich handelt. So kann ein Weitwinkel-Objektiv – genauso wie ein Teleobjektiv – einen Zoomfaktor von drei besitzen. Welche Brennweiten damit abgedeckt werden, unterscheidet sich dabei jedoch sehr deutlich.

Bridgekameras – die Zoomkönige

Große Zoombereiche decken heute schon Kompaktkameras ab, diese erreichen beispielsweise die noch vor einigen Jahren unvorstellbaren Brennweitenbereiche von 24 bis 720mm (30-fach-Zoom).

Eine Kameraklasse, die seit jeher mit sehr großen Zoombereichen hervorsticht, sind allerdings die sogenannten Bridgekameras. Diese sehen Spiegelreflexkameras optisch sehr ähnlich und können dank großer Objektive riesige Brennweitenbereiche abdecken. Mit zu den Spitzenreitern beim Zoomen gehört die Panasonic Lumix DMC-FZ72. Diese besitzt ein 60-fach-Zoomobjektiv mit einer kleinbildäquivalenten Brennweite von 20 bis 1.200mm. Damit lässt sich zum einen „sehr viel auf das Bild bringen“, zum anderen können weit entfernte Motive aber auch nah herangeholt, sprich vergrößert werden. Im Folgenden sehen Sie links eine Aufnahme mit 20mm kleinbildäquivalenter Brennweite und rechts eine Aufnahme mit 1.200mm kleinbildäquivalenter Brennweite.

Was bringt der digitale Zoom?
Im Gegensatz zum optischen Zoom, findet beim digitalen Zoom lediglich eine Ausschnittsvergrößerung der Aufnahme statt. Das Bild wird kameraintern vergrößert. Auch wenn das Motiv dadurch größer erscheint, sind nicht mehr Informationen im Bild vorhanden. Da die fehlenden Informationen von der Kamera interpoliert werden, bleibt die Pixelzahl trotz Vergrößerung aber oftmals erhalten. Die "reale" Auflösung ist allerdings – je nach digitalem Zoomfaktor – deutlich geringer. Dadurch können Bilder, bei denen mit dem digitalen Zoom gearbeitet wurde, verwaschen oder unscharf wirken.

Unser Tipp: Digitales Zoom bringt effektiv kaum einen Vorteil, sondern kann die Aufnahmen teilweise unbrauchbar machen. Ausschnittsvergrößerungen sind jederzeit auch nach der Aufnahme am Computer möglich. Schalten Sie den digitalen Zoom daher am besten ab. So gelangen Sie nicht in die Versuchung, diesen zu benutzen, bzw. benutzen ihn nicht versehentlich.

Klarbild-Zoom, Dynamic Fine Zoom oder ZoomPlus - die neuen Namen für den digitalen Zoom:
Die Kamerahersteller versprechen mit ihren neuen Zoom-Technologien, die Brennweite (in der Regel um den Faktor zwei) durch spezielle Algorithmen verdoppeln zu können, ohne das die Bildqualität darunter leidet. Da es sich auch bei diesen "Zoomtechnologien" um einen rein digitalen Zoom handelt, sind Vergrößerungen ohne Abstriche bei der Bildqualität aber in der Realität nicht möglich. Durch ein paar Tricks lässt sich aber zumindest teilweise der Anschein erzeugen, dass die Bildqualität auch nach dem Zoomen gleich geblieben ist. Dazu werden die Aufnahmen in der Regel deutlich nachgeschärft und der Kontrast sowie teilweise auch die Sättigung erhöht. Da die heutzutage hoch aufgelösten Sensoren ausreichend viele Pixel besitzen, fallen Vergrößerungen, bei denen maximal 2-fach digital gezoomt wird, auf den ersten Blick oftmals nicht schlechter als optisch gezoomte Bilder aus. Dies gilt allerdings nur, wenn die Aufnahmen auf einem Fernseher oder Computer-Bildschirm angesehen werden, bzw. nur in kleinen Formaten ausgedruckt werden. Sobald beispielsweise Poster gedruckt werden sollen, sind auch diese Zoomtechnologien chancenlos.

Unser Tipp: Verwenden Sie die von den Herstellern als besonders hochwertig angepriesenen Zoomtechnologien nur, wenn Sie das Bild nicht in höchster Qualität benötigen und nachträglich am PC keine Ausschnittsvergrößerungen mehr vornehmen möchten. Zudem sollte ausreichend Licht vorhanden sein, damit die Aufnahmen nicht zu stark verrauschen. Desto besser die Bildqualität einer Kamera ist, desto mehr "Reserven" haben Sie übrigens beim digitalen Zoomen, bzw. bei der späteren Vergrößerung am Computer.

Unsere abschließende Meinung:
Größere Zoombereiche als jetzt waren noch nie verfügbar und der Trend zu immer größeren Zoomfaktoren scheint ungebrochen. Natürlich ist es sensationell, wenn man mit einer in die Hosentasche passenden Kompaktkamera (mit 30-fach-Zoomoptik) auch weit entfernte Objekte groß abbilden kann, dabei sollte die Bildqualität aber nicht auf der Strecke bleiben. Objektive, die große Zoombereiche abdecken, sind immer ein Kompromiss aus Brennweite, Größe und Bildqualität. Zudem muss bei langen Brennweiten die Lichtstärke immer geringer ausfallen, um kompakte Objektive konstruieren zu können.

Wir meinen deshalb: Verzichten Sie lieber auf etwas Zoom und setzen Sie dafür auf ein lichtstärkeres Objektiv und bzw. oder einen größeren Bildsensor. Bereits mit einem 5-fach-Zoomobjektiv und einer kleinbildäquivalenten Brennweite von 24 bis 120mm ist man für viele Situationen gerüstet. Mehr als 200mm oder 300mm Brennweite sind nur dann nötig, wenn Sie spezielle Aufnahmen planen. Dazu gehört beispielsweise das Fotografieren von Tieren oder Flugzeugen. Nur hier kommen Sie um eine lange Brennweite nicht herum. Ob eine lange Brennweite dann allerdings auch gute Bilder ermöglicht, steht auf einem anderen Blatt.