Schärfe

Bildschärfe

Scharfe Bilder zeichnen sich dadurch aus, dass ein hoher Kontrast zwischen einzelnen Bildteilen (Flächen, Konturen usw.) vorhanden ist.
Wie im Kapitel Reflexion schon erklärt, entstehen auf der Bildwand kleine Kreise, wenn die Bildwand nicht den optimalen Abstand zur Linse (Hauptebene) hat. Diesen wird man wohl für kein Objekt einstellen können, da ansonsten das Objekt ideal platt und absolut parallel zur Hauptebene sein müsste. D.h. es entstehen immer mehr oder weniger große Unschärfekreise. Wenn diese aber entsprechend klein sind, dann werden sie vom Auge als Punkt wahrgenommen. Sie erscheinen also scharf.

Ein Bild ist dann scharf, wenn der Betrachter die Lichtkreise nicht mehr als Kreis, sondern als Punkt wahrnimmt.
Dies geschieht, wenn der der Kreis bei einer Entfernung von ca. 30 cm kleiner als 0,1 mm ist. Das hängt mit dem Auflösungsvermögen unserer Augen zusammen. D.h. selbst leicht unscharfe Bilder können, wenn sie genügen verkleinert sind, scharf erscheinen.

Unschärfe durch
geringe KontrasteDieses Phänomen ermöglicht es auch, dass wir, bei genügend hoher Auflösung, die Punkte eines Bildes nicht als solche wahrnehmen, sondern ein scharfes Bild sehen.
Durch richtiges Fokussieren ergeben sich scharfe Kontraste zwischen einzelnen Farbflächen. Reduziert man diese, wie in diesem Beispiel, wirk das Bild trotz sauberer Fokussierung unscharf. Dies tritt auch dann auf, wenn man digitale Bilder kleiner darstellt, als sie Aufgenommen wurden. In so einem Fall muss man manuell nachschärfen: Nachbearbeitung - Schärfe.

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Fokus

Die Einstellung des Fokus kann auf verschiedenste Weisen geschehen.

Autofokus (AF)

Die wohl häufigste ist der Autofokus. Hier wird, wie im Kapitel die [Kamera - Fokussieren] erwähnt, z.B. der Kontrast in einem kleinen Bildbereich gemessen, und die Optik solange verstellt, bis sich ein Kontrastmaximum einstellt. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Kamera aktiv die Entfernung zwischen sich und einem Objekt in der Bildmitte misst und damit den Fokus einstellt.
Die meisten älteren Kameras werden versuchen, auf ein Objekt in der Mitte des Bildes scharf zu stellen. Dies geht so lange gut, so lange sich das Hauptmotiv eben dort befindet. Sollte es nicht so sein, hat man zwei Möglichkeiten:
Man hält die Kamera so, dass das Hautmotiv in der Mitte ist, drückt den Auslöser halb durch, wartet bis der Autofokus sich eingeregelt hat, schwenkt die Kamera so hin, wie man das Bild machen will und löst aus.
Oder man verwendet eine Kamera mit mehreren AF-Sensoren, bei denen meist dann auf das nahste Objekt scharf gestellt wird, weil die Elektronik davon aus geht, dass das nahste Objekt, das wichtige ist. Sollte das nicht der Fall sein, braucht man eine Kamera, die die Möglichkeit bietet, dass AF-Messfeld manuell auszuwählen.
Die größte Freiheit erhält man dann durch die Kombination AF-Messfeld auswählen, halb Durchdrücken und Kamera Schwenken.
Schwierig wird es erst dann wieder, wenn der Autofokus es nicht schafft, die korrekte Entfernung einzustellen. Dies kann z.B. bei dunklen oder kontrastarmen Motiven der Fall sein. Dann kann man folgendermaßen vorgehen:

• entweder man schätzt die Entfernung ab und stellt diese an der Kamera manuell ein (wenn die Kamera diese Möglichkeit bietet),
• oder man fokussiert auf ein ähnlich weit entferntes und kontrastreiches bzw. helles Objekt, drückt halb durch, schwenkt die Kamera und löst aus oder
• man hält z.B. ein Stück Papier mit gedrucktem Text genau vor das Motiv, fokussiert, hält den Auslöser halb und zieht das Blatt weg.

Manueller Fokus

Viele ältere Kameramodelle verfügen nicht über ein AF-System. Hier muss man dann die Schärfe manuell einstellen.
Dabei gibt es aber bei höherwertigen Kameras verschiedene Möglichkeiten, um sich das Leben leichter zu machen Die Kamera - Fokussieren. Dabei muss man so lange am Objektivring drehen, bis entweder:

• beide Bilder im Sucher deckungsgleich sind (gekuppelter Mischbildentfernungsmesser),
• das Bild scharf im Sucher erkennbar ist (Mattscheibe),
• eine senkrechte Linie in beide Schnittbildern nicht mehr verschoben dargestellt wird (Schnittbildindikator),
• oder man die Mikroprismen nicht mehr erkennen kann.

Diese Hilfsmittel sind immer in der Mitte des Sucherbildes. Natürlich kann man auch hier die Kamera nach dem Fokussiere schwenken, um nicht ständig das Hauptmotiv mittig fotografieren zu müssen.
Sollte die Kamera über keines der oben genannten Hilfsmittel verfügen, muss die Entfernung geschätzt werden.
Sämtliche manuellen Einstellmöglichkeiten sind aber ur bedingt schnappschusstauglich. Durch geschickte Wahl von Blende und Entfernung, kann man aber die Kamera so einstellen, dass ein großer Bereich scharf wird. Bei einer Minox 35 wäre dass z.B.:
Blende auf 8, Entfernung auf 5 bis 6 m und schon wird alles zwischen 3m und Unendlich scharf. Mit einer kleineren Blende lässt sich der Bereich noch vergrößern (siehe auch [hyperfokale Entfernung]. Vorraussetzung dafür ist aber, dass genügend Licht vorhanden ist, sonst wird die Belichtungszeit zu groß und das Bild könnte verwackelt werden.

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Verwackeln

Das Problem mit verwackelten Bildern kennt wohl jeder. Wenn die Belichtungszeit zu lang ist, kann man die Kamera nicht lange genug ruhig halten und man belichtet ein verwischtes Bild.

Das liegt daran, dass der Mensch sich eigentlich immer leicht bewegt. Zum einen zittert die Muskulatur immer leicht und selbst wenn man das ganz gut unter Kontrolle hat, führt der Herzschlag regelmäßig zu kleinen Bewegungen im Körper. Sportschützen kennen das Problem. Weitere Ursachen für Verwackler können die Bewegungen der Hand beim Auslösen und auch die Mechanik der Kamera sein. So führt das Zurückklappen des Spiegels bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera zu leichten Vibrationen.
Wenn man Bilder aus der Hand macht, sollte man:

• Auf einen festen Stand achten.
• Die Kamera fest in der Hand halten, am besten mit zwei Händen und die Kamera zusätzlich an der Stirn aufsetzen.
• Die Ellenbogen auf eine feste Oberfläche ablegen, z.B. ein Tisch oder der Boden.
• Möglichst kleine Belichtungszeiten wählen. Eine Faustregel für Kleinbildkameras sagt: die Belichtungszeit sollte immer kleiner sein als 1/ Brennweite. Also bei 50 mm Brennweite sollte die Belichtungszeit kürzer als 1/50 s sein. In diesem Fall wählt man wohl 1/60 s. Bei anderen Filmformaten muss man sich diese Zeiten entsprechend umrechen.
• Bei einäugigen Spiegelreflexkameras kann man manchmal den Spiegel vor dem Auslösen manuell wegklappen, so dass die Vibrationen, die dadurch entstehen, abgeklungen sind, bis man auslöst.

Bei Digitalkameras wird die Verwacklungsgefahr meist durch ein Symbol oder durch unterschiedlich farbige Anzeige der Belichtungszeit dargestellt. Man kann aber auch die oben genannte Faustformel heran ziehen, muss dazu aber die eingestellte Brennweite auf eine dem Kleinbild entsprechende Brennweite umrechnen. Wie groß der Umrechnungsfaktor ist, kann aber leicht der Kamerabeschreibung entnehmen. Z.B.: Brennweite 8 bis 24 mm, entspricht KB 35 bis 105 mm. Also sollte man bei eingestellter Brennweite 24 mm schneller als 1/105 s belichten. Also z.B. 1/125 s.

Das ganze kann man folgendermaßen erklären:
Die Kamera bewegt sich beim Fotografieren immer etwas, zum einen erzeugen der Muskeltonus, die Atmung und der Herzschlag Bewegungen an der Hand und zum anderen wird beim Auslösen eine Mechanik in Gang gesetzt, welche weitere Vibrationen erzeugt. Diese Bewegungen sind von Mensch zu Mensch und von Kamera zu Kamera verschieden. Man kann aber von einer mittleren Bewegung ausgehen. Durch diese bewegt sich ein Punkt des Motivs auf dem Negativ bzw. dem Sensor um einen bestimmten Betrag. Dieser Betrag ist umso größer, je länger man belichtet und je größer die Brennweite bzw. der Abbildungsmaßstab ist. Wie groß dieser Weg dann später auf dem fertigen Bild ist, hängt von der Vergrößerung zwischen Negativ/ Sensor und Bild ab. Auf dem Bild entscheidet sich dann, ob man eine Unschärfe durch Verwackeln erkennen kann oder eben nicht. Um diese nicht erkennen zu können, muss die Bewegung auf dem Bild kleiner sein, als das Auflösungsvermögen des Auges.

Wenn man aber die Belichtungszeit nicht kürzer einstellen kann, weil es z.B. zu dunkel ist, dann muss man dafür sorgen, dass die Kamera fest steht. Dazu eignet sich:

• Am besten ein festes, stabiles Stativ. Umso schwerer und massiver, desto besser.
• Kleine Stative, wenn die Kamera z.B. mit dem Selbstauslöser ausgelöst wird. So kann man sicherstellen, dass man nicht beim Auslösen wackelt.
• Eine feste Auflagefläche, auf die man die Kamera stellen kann und dann manuell oder mit dem Selbstauslöser auslöst.
• Eine Fläche, gegen die man die Kamera mit dem Boden drücken kann (z.B. Baum, Hauswand usw.). Dabei sollte die Kamera nicht kippen können.

So manche moderne Digitalkamera verfügt über einen elektronischen Bildstabilisator, dabei ist entweder der CCD-Sensor oder eine Linse so gelagert, dass sie kontrolliert bewegt werden können. Ein Sensor ermittelt, wie stark und wohin sich die Kamera bewegt (wackelt) und gleicht das durch eine Gegenbewegung an der Linse/ am CCD aus. Dies funktioniert natürlich nur in gewissen Grenzen, schließlich ist die Elektronik und die Verstellmechanik in der Geschwindigkeit und im Weg begrenzt, aber man kann dadurch die Belichtungszeiten beim aus der Handfotografieren deutlich verlängern.

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Bewegung des Motivs

Maximale Belichtungszeit

Ein Bild wird auch unscharf, wenn sich nicht die Kamera, sondern das Motiv bewegt. Diese so genannte Bewegungsunschärfe entsteht, wenn sich das Motiv während der Belichtungszeit weiter als eine gewisse Wegstrecke seine Position verändert. Dies führt dazu, dass das Motiv in Bewegungsrichtung verwischt abgebildet wird.

Dieser Effekt muss nicht immer negativ sein. Bewusst eingesetzt kann man damit Geschwindigkeit bzw. Bewegung im Bild festhalten.
Neben der tatsächlichen Geschwindigkeit des Motivs, der Entfernung zur Kamera, der Belichtungszeit und der Brennweite ist auch die Richtung, in der sich das Motiv relativ zur Kamera bewegt, wichtig. Ein Objekt welches sich auf die Kamera zu bewegt, wird bei gleicher Belichtungszeit weniger verwischen, als eines welches sich quer zur Kamera bewegt.
Wie weit sich das Motiv während dem Belichten bewegen darf, so dass es noch scharf abgebildet wird, kann man sich errechnen.
Auf dem Kleinbildfilm darf sich das Motiv nur 0,03 mm bewegen. D.h., dass ein Fahrzeug, welches mit 50 km/h in ca. 20 m Entfernung quer zur Kamera vorbei fährt muss mit einem 50 mm Objektiv wie folgt belichtet werden:

• 0,03 mm auf dem Film entsprechen in Wirklichkeit:
  
• bei 50 km/h = 13,9 m/s braucht das Fahrzeug dafür:
  

D.h. man müsste dieses Fahrzeug mit 1/ 1000 s belichten.
Das Auge bzw. das Gehirn werden wohl das Fahrzeug auch noch bei einer Belichtungszeit von 1/500 s als scharf erkennen. Langsamer sollte aber nicht belichtet werden.
Wird die Brennweite länger, der Abstand kürzer oder das Fahrzeug schneller, muss eine kürzere Belichtungszeit gewählt werden.

Brennweite: 50 mm		Entfernung
		1 m	5 m	10 m	20 m	50 m	100 m
	5 km/h	1/1000 s	1/ 250 s	1/125 s	1/60 s	1/30 s	1/15 s
	10 km/h	1/2000 s	1/500 s	1/250 s	1/125 s	1/60 s	1/30 s
	20 km/h	1/4000 s	1/1000 s	1/500 s	1/250 s	1/125 s	1/60 s
	50 km/h	-	1/2000 s	1/1000 s	1/500 s	1/250 s	1/125 s
	100 km/h	-	1/4000 s	1/2000 s	1/1000 s	1/500 s	1/250 s

Diese Tabelle gilt für Objekte, die sich quer zur Kamera bewegen und einer Brennweite von 50 mm. Verändert sich die Richtung zur Kamera oder die Brennweite, ändern sich die Zeiten wie folgt:

• doppelte Brennweite - halbe Belichtungszeit
• schräg zur Kamera - doppelte Belichtungszeit
• auf die Kamera zu - vierfache Belichtungszeit

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Verzerrung des bewegten Motivs

Bei Kameras mit Schlitzverschluss kann es bei sehr kurzen Belichtungszeiten zu einer Verzerrung des bewegten Objektes kommen. Ob das Motiv dabei gestreckt oder gestaucht wird, hängt davon ab, ob das sich Objekt in dieselbe Richtung wie die Vorhänge oder in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
Dies liegt daran, dass unter einer gewissen Belichtungszeit der zweite Vorhang schon los läuft, bevor der erste durchgelaufen ist. Dadurch bewegt sich nur ein Schlitz über das Bild. Dieser braucht eine gewisse Zeit, bis es den gesamten Film überstrichen hat. In der Zeit bewegt sich das Motiv aber weiter, so dass wenn das Ende des Motivs belichtet wird, sich dieses schon weiter bewegt hat, als bei der Belichtung des Anfangs.
Dies wird anhand der folgenden Bilderfolge erklärt. Hier bewegt sich das Motiv in dieselbe Richtung, wie der Vorhang.

Das bewegte Motiv wird dabei gestreckt, während der Hintergrund proportional richtig abgebildet wird.

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Mitziehen

Wenn man wegen schlechter Lichtverhältnisse so lange belichten muss, dass das bewegte Motiv nicht scharf abgebildet werden kann, dann kann man durch Mitziehen trotzdem ein scharfes Motiv erreichen.

Mitziehen ist eine Technik, die man mit ein bisschen Üben schnelle erlernen kann. Dabei wird die Kamera so geschwenkt, dass das Fahrzeug (oder ein anderes bewegtes Motiv) immer im selben Ausschnitt des Suchers zu sehen ist. Während der Schwenkbewegung wird dann ausgelöst.
Diese Technik führt dazu, dass das Objekt scharf, der Hintergrund aber verwischt ist. Das ist dann gleichzeitig eine bildgestalterische Möglichkeit um Geschwindigkeit zu Fotografieren.
Bewegt sich das Motiv auf eine zu, kann man durch gleichzeitiges Zoomen einen ähnlichen Effekt erzielen. Dabei sollte man aber auf die Fokussierung oder auf genügend Schärfentiefe achten. Diese Art des Mitziehens ist natürlich nur mit Kameras möglich, die ein manuelles zoomen ohne Motor während der Belichtung erlauben.
Weiter: Schärfentiefe

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