Blende und Belichtung

Blende 20 (Fotograf: AP)
Kamera: Canon EOS 5D Blende: f/9 Brennweite: 70 mm Belichtung: 1/200 Sek. ISO: 100

Die Blende (aperture „Öffnung“) - Gestaltungselement Nr. 1

Die Blende ist die mechanische Vorrichtung im Objektiv, über die sich die Weite der Objektivöffnung regeln lässt. Über einen Lamellenverschluss wird die Öffnung verkleinert bzw. vergrößert.

Mit der Blende ist die Öffnung im Objektiv gemeint und somit die Menge an Licht, die durch diese teilweise Schließung der Öffnung einfallen kann.

Im obigen Bild sieht man eine fast geschlossene Blende in einem Objektiv einer Spiegelreflexkamera.Die Lamellen sind hier sehr schön zu sehen.

Funktionsweise der Blende

Um die Funktionsweise der Blende zu verstehen, schauen wir uns den Ablauf beim Fotografieren an.

Ablauf Aktion der Blende
Wir schauen durch den Sucher und legen den Ausschnitt fest. Nach leichtem Drücken des Auslösers wird scharfgestellt Offenblende – die Blende ist komplett geöffnet, damit soviel Licht wie möglich für den Sucher vorhanden ist und man somit einfach die Schärfe und den Ausschnitt festlegen kann.
Nicht zwingend notwendig: Wenn wir nun die Schärfe (Schärfentiefe) für die eingestellte Blende kontrollieren wollen, können wir die Abblendtaste drücken. Wird die Taste für die Schärfentiefenprüfung gedrückt, wird die Blende auf den eingestellten Wert geschlossen (falls notwendig).
Wir drücken den Auslöser vollends durch, um ein Foto zu schießen. Die Blende wird auf den eingestellten Wert geschlossen (falls nicht Offenblende eingestellt wurde)
  Der Vorhang, der den Bildsensor verdeckt, geht auf und lässt für die eingestellte Zeit Licht auf den Sensor fallen und schließt sich danach wieder.
  Die Blende geht wieder in die Stellung der Offenblende
Das Bild wird gespeichert und kann auf dem Display der Digitalkamera kontrolliert werden.  

Tabelle: technischer Ablauf beim Fotografieren und die jeweilige Aktion der Blende

Die Blende schließt sich auf den eingestellten Blendenwert also nur während des Auslösens, sprich wenn ein Foto gemacht wird – man spricht von Arbeitsblende. Solange man durch den Sucher schaut, ist die Blende komplett geöffnet. Man spricht von einer Offenblende bzw. Einstellblende. Während man durch den Sucher sieht, möchte man ein möglichst helles Bild haben, um den Bildausschnitt zu bestimmen und die Schärfe einstellen zu können.

Wozu ist die Blende überhaupt gut?

Über die Blende kann man steuern, wie viel Licht auf den Bildsensor fällt. Der Bildsensor benötigt eine bestimmte Menge an Licht, um ein Bild erfassen zu können – sprich um ein richtig belichtetes Foto zu erstellen. Ist das fertige Foto zu hell, ist es überbelichtet. Somit ist zu viel Licht auf den Sensor gefallen. Ist das erstellte Foto zu dunkel, ist zu wenig Licht auf den Sensor gefallen. Woher man weiß, wie viel Licht man für ein richtig belichtetes Foto braucht, dazu kommen wir im Kapitel „Korrekt belichten“.

Jetzt könnte man denken, dass es ja dann ideal wäre, wenn man immer mit der maximal geöffneten Blende (sprich Offenblende) fotografieren würde. Aber die Blende hat noch optische Eigenschaften. Die Öffnung der Blende bestimmt die Schärfentiefe eines Fotos.

Fotografieren wir beispielweise nun ein Portrait und öffnen die Blende maximal, kann es passieren, dass die Augen scharf, allerdings Nasespitze und Ohren unscharf abgebildet sind.

Die Blende hat also die Eigenschaft:

Mehr zu dem Thema Schärfentiefe in einem ausführlichen Kapitel nur über Schärfentiefe.

Schauen wir die Zahlen und ihre Bedeutung an, um die Beispiele deutlicher und griffiger machen zu können.

Blendenzahlen

Im allgemeinen Sprachgebrauch wird das Wort Blende teilweise auch für die Blendenzahl verwendet.

Auf jedem Objektiv sind i.d.R. vorne Zahlen aufgedruckt.

Festbrennweite 50 mm mit f/1,4 (rechts im Bild: 1:1.4) Festbrennweite 50 mm mit f/1,4 (rechts im Bild: 1:1.4)

Hier haben wir ein Objektiv mit einer Brennweite (über Brennweite siehe Kapitel Objektive) von 50 mm und einer Blendenzahl von 1:1,4. Im Sprachgebrauch wird man von einer „Blende 1,4“ sprechen. Eine korrekte kurze Schreibweise für die Blendenzahl ist f/1,4.

Im obigen Foto ist die Blende maximal geöffnet, sprich diese wurde auf die Blendenzahl f/1,4 geöffnet. Viel Licht kann durch das Objektiv fallen.

Im folgenden Foto sehen Sie dasselbe Objektiv. Allerdings wurde hier die Blende geschlossen auf die Blendenzahl 8. Unser auf dem Objektiv angegebener Wert f/1,4 ist also der Wert, wie viel Licht maximal durch das Objektiv „fallen“ kann. Weniger geht immer, sprich die Blende kann immer geschlossen werden.

Festbrennweite 50 mm auf Blende 8 Festbrennweite 50 mm auf Blende 8

Bei der Blendenzahl handelt es sich um den Kehrwert des Verhältnisses zwischen der wirksamen Öffnung D und der Brennweite (in folgender Zeichnung Bildweite).

Wie es zum Blendenwert f/2 kommt – Bildweite geteilt durch wirksame Öffnung (D) Wie es zum Blendenwert f/2 kommt – Bildweite geteilt durch wirksame Öffnung (D)

In der Grafik sieht man sehr schön, wie die Blendenöffnung und die Bildweite (also der Abstand zwischen Blende und Bildebene) den Blendenwert bestimmen. Bei der Grafik und der Aussage „Abstand zwischen Blende und Bildebene“ handelt es sich um eine Vereinfachung, die aber den Sachverhalt verständlich wiedergibt. Will man es exakt wissen, kann man unter „wirksame Öffnung“ nachschlagen. Das ist m. E. für Menschen von Bedeutung, die Objektive konstruieren, nicht aber für den Fotograf, der nur ein Verständnis benötigt.

Die Blendenzahl ist die relative Öffnung des Objektivs zu der Brennweite

Es ist das Verhältnis zwischen der Bildweite (unter dem Bruchstrich) und der wirksamen Öffnung (sprich der aktuellen Blendeneinstellung) über dem Bruchstrich (der Mathematiker würde von Zähler und Nenner beim Bruch sprechen). Daher das Phänomen, dass beim Schließen der Blende (immer kleiner werdende Blendenöffnung) der Blendenwert immer größer wird.

Abbildung: Blendenzahlen und Größe der Blendenöffnung Abbildung: Blendenzahlen und Größe der Blendenöffnung

Desweiteren wird auch durch die gesprochene Kurzfassung (Blende 11), was eigentlich dem Blendenwert f/1:11 entspricht, die Irritation bei Neueinsteigern hervorgerufen. Am besten ist es sich zu merken: Je kleiner der Blendenwert ist, desto weniger Schärfentiefe (auf was es letztendlich bei der Bildgestaltung ankommt – dazu mehr im Kapitel Schärfentiefe) hat das Bild.

Blendenwert groß -> Blendenöffnung klein -> wenig Licht

Bei einem größeren Blendenwert ist also die Blendenöffnung kleiner und es kann weniger Licht hindurch. Die kleinere Blendenöffnung „passt“ öfters in den Abstand zwischen Blende und Bildebene (siehe folgende Abbildung). Im nächsten Beispiel ist der Blendenwert f/3,5. Nehmen wir an, die Blendenöffnung hätte bei diesem Objektiv 10 mm und die Distanz zwischen der Blendenöffnung und Bildebene beträgt bei unserer Beispielkamera 35 mm.

abgeblendet – die Blendenöffnung geht 3,5 mal in die Bildweite – Blende f/3,5 abgeblendet – die Blendenöffnung geht 3,5 mal in die Bildweite – Blende f/3,5

Gerechnet wird dann

Blendenwert=10 mm/35 mm=0,2857= 1:3,5

Als rechnerisches Ergebnis haben wir 0,2857. Die Nachkommazahlen sind unhandlich, daher wird der Bruch belassen, sprich 1:3,5 (ohne Einheit).

Blendenwert ohne Dimension

Die Längenangabe mm kürzt sich weg. Wir haben also eine dimensionslose Zahl – somit sind verschiedene Objektive gut miteinander vergleichbar.

durch Blendenwerte vergleichbar

Wichtig ist: Der Blendenwert f/4 lässt z. B. immer gleich viel Licht durch, egal was für ein Objektiv genutzt wird. Wird also bei einem Weitwinkelobjektiv der Blendenwert f/4 gewählt, kommt genauso viel Licht durch wie bei einem Teleobjektiv mit dem eingestellten Blendenwert f/4. Somit kann der Fotograf, sobald er die entsprechenden Erfahrungswerte hat, jedes Objektiv nutzen und das Ergebnis ist auf Grund der bisherigen Erfahrungen abschätzbar. Man muss also nicht für jedes neu erworbene Objektiv wieder bei Null anfangen, sondern kann seine Erfahrungswerte nutzen.

Gebräuchliche Schreibweisen für die Blende

Gebräuchliche Schreibweisen sind beispielsweise für die Blendenzahl f/2,8:

1:2,8 1/2,8 f/2,8 F 2,8

Hier im Fotokurs wird die Schreibweise Blendenwert f/2,8 genutzt – auch wenn diese Schreibweise sehr umfangreich und eigentlich doppelt gemoppelt ist. Das soll aber helfen, Missverständnissen vorzubeugen.

Zoomobjektive mit Blendenangaben von – bis

Schauen Sie mal auf Ihr Objektiv. Wenn nun auf Ihrem Objektiv etwas steht wie 18–250 mm 1:3.5-6.3, sich nicht irritieren lassen! Zoomobjektive haben gerne bei verschiedenen Brennweiten unterschiedliche maximal mögliche Anfangsblendenwerte. So beträgt bei diesem Objektiv z. B. bei der Brennweite von 18 mm die Offenblende f/3,5 und bei der Brennweite von 250 mm die maximal mögliche Offenblende f/6,3.

Nur bei den Highend-Objektiven ist über den gesamten Zoombereich dieselbe Blende möglich. Das ist aber immer eine Frage des Geldes und auch des Gewichts. Eine einheitliche Blende benötigt entsprechend hochwertiges „Glas“ und Raum und hat somit i.d.R. ein höheres Gewicht.

Begriff Abblenden und Aufblenden

Unter Abblenden versteht man das Schließen der Blende. Es kann also weniger Licht eintreten. Viele Objektive erreichen ihre beste Abbildungsleistung, wenn um 2 Blendenstufen abgeblendet wird (siehe Kapitel „kritische Blende“).

Was ist ein lichtstarkes Objektiv?

Je kleiner die Blendenzahl ist (sprich f/2,0 ist besser als f/2,8), desto lichtstärker ist das Objektiv. Dabei sind lichtstarke Objektive als Festbrennweiten technisch einfacher realisierbar als bei Zoom-Objektiven. Mit lichtstarken Objektiven lässt sich auch bei wenig Licht noch eine gute Belichtung erreichen.

1.4, 2.0, 2.8, 4, 5.6, 8 … woher kommen die Sprünge bei den Blendenzahlen?

Oft stolpert man über folgende Zahlenreihe

1.4, 2.0, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, …

Blendenöffnungen von f/2,8 bis f/11 im Vergleich Blendenöffnungen von f/2,8 bis f/11 im Vergleich

So ist f/2,0 doppelt so groß wie f/2,8 – die doppelte Menge an Licht kommt durch die Öffnung! Es handelt sich um einen Kreis, daher entstehen solche „krummen“ Werte.

Kurz nachgerechnet:

2 * √2=2*1,414=2,828 (gerundet Blendenwert f/2,8)

und die nächste Blendenzahl nach f/2,8

2,8* √2=3,959 (gerundet Blende f/4)

1 Blendenschritt mehr = Halbierung der Lichtmenge / 1 Blendenschritt weniger = Verdopplung der Lichtmenge

Was für einen Vorteil hat das nun, wenn man weiß, dass diese Werte eine Verdopplung bzw. Halbierung der Lichtmenge entsprechen? Wir können für eine andere Blendenzahl die benötigte Zeit berechnen.

Annahme: Ein korrekt belichtetes Foto bei einer bestimmten Lichtsituation benötigt bei Blende f/4 eine Belichtungszeit von 1 Sekunde.

Möchte ich mehr Schärfentiefe haben und will deshalb nun hier mit Blende f/5,6 fotografieren (ich halbiere die Lichtmenge, die durch die Blendenöffnung fallen kann) und würde ich die Belichtungszeit auf 1 Sekunde belassen, dann wäre das Foto unterbelichtet (zu dunkel). Um wieder ein korrekt belichtetes Foto zu bekommen, muss ich die Belichtungszeit verdoppeln, also 2 Sekunden einstellen.

Dies geschieht bei Kameras im Modus P automatisch, wenn man die Werte „shiftet“ (ändert). Wird ein größerer Blendenwert gewählt, wird die Belichtungszeit von der Kamera verkleinert und andersherum.

Aufgabe: Eine Belichtungszeit von 1 Sekunde aus der Hand zu halten geht i.d.R. nicht verwacklungsfrei. Was für eine Blendenzahl ist aus der Hand haltbar bei einer Brennweite von 80 mm?

Einstellung Kamera auf Blenden

Bei Canon wird die Einstellung Av (Zeitautomatik) eingestellt. Man kann jetzt selber die Blende wählen und die für diese Lichtsituation geeignete Verschlusszeit (Belichtungszeit) wird von der Kamera automatisch bestimmt.

Einstellung Av für Zeitautomatik Einstellung Av für Zeitautomatik

Blende und Schärfentiefe

Wofür benötige ich die Schärfentiefe? Wäre es nicht gut, wenn alles immer scharf wäre?

Im wissenschaftlichen Bereich ist es teilweise erwünscht, dass alles von vorne bis hinten scharf abgebildet ist. Allerdings ist das im künstlerischen Bereich und auch sonst oft nicht erwünscht. Man möchte den Blick eines Betrachters lenken. Das kann über Schärfe und Unschärfe geschehen. Die unwichtigen Elemente auf dem Bild sind unscharf (bis vollkommen nicht mehr erkennbar), die wichtigen sind scharf. Schauen Sie sich folgendes Bild mit Spinne, Netz und Hintergrund an.

Spinne scharf und Hintergrund ziemlich scharf

Spinne scharf und Hintergrund ziemlich scharf (Fotograf: AP)
Kamera: Canon EOS 350D Blende: f/36 Brennweite: 55 mm Belichtung: 3,2 Sek. ISO: 100

Im ersten Bild ist fast alles scharf. Für den Betrachter ist es schwieriger zu sehen, was wichtig sein könnte. Hintergrund und Vordergrund sind schwerer trennbar.

Im zweiten Bild mit derselben Spinne wurde der Hintergrund durch die entsprechende Wahl der Blende unscharf. Der Blick des Betrachters ist auf das vom Fotograf festgelegte wichtige Bildelement (was scharf abgebildet ist) gelenkt und wird nicht vom Hintergrund abgelenkt.

Lenkung des Blicks durch Schärfe auf Spinne und unscharfen Hintergrund

Lenkung des Blicks durch Schärfe auf Spinne und unscharfen Hintergrund (Fotograf: AP)
Kamera: Canon EOS 350D Blende: f/5,6 Brennweite: 55 mm Belichtung: 1/40 Sek. ISO: 400

Die Schärfentiefe ist ebenfalls abhängig von der Distanz zum Fotomotiv und von der Größe des Bildsensors. Dazu aber mehr im Kapitel Schärfentiefe.

Kritische Blende

Kommen wir zum fortgeschrittenen Bereich bei der Blende. Damit es nicht so einfach wird: Kleine Blendenwerte haben wie auch große Blendenwerte Abbildungsfehler.

Fehlerquelle Aberrationsunschärfe

Abbildungsfehler (Aberrationen) sind Abweichungen von der idealen optischen Abbildung. Dabei gibt es sehr unterschiedliche Fehler: von Bildwölbungsfehler bis hin zu Farbfehlern (chromatische Aberration) und Aberrationsunschärfe. Bei kleinen Blendenwerten haben wir zunehmend Aberrationsunschärfen.

Fehlerquelle Beugungsunschärfe

Je kleiner die Blendenöffnung (große Blendenwerte), desto stärker nimmt die Beugungsunschärfe (Schärfenminderung) zu.

Beugungsunschärfe ist, wenn der Lichtstrahl abgelenkt wird.

Wenn wir die beiden Unschärfe-Fehler in ein Diagramm eintragen, erhalten wir einen Schnittpunkt, der das beste optische Ergebnis verspricht. Diesen Punkt nennt man die kritische Blende.

kritische Blende als Kompromiss zwischen Fehlerquellen kritische Blende als Kompromiss zwischen Fehlerquellen

kritische Blende = die besten optischen Ergebnisse

Die kritische Blende ist ein Kompromiss zwischen Aberrationsunschärfe und Beugungsunschärfe. Diese ist von Objektiv zu Objektiv unterschiedlich (was auch wieder die Preisunterschiede erklärt). Laien werden nur bei sehr genauem Hinsehen die Unterschiede am Computermonitor sehen (am Kameradisplay ist das wegen der kleinen Abmessung sowieso nicht zu beurteilen). Allerdings werden die Fehler sehr deutlich sichtbar, wenn man die Aufnahmen vergrößert. Spätestens in Plakatgröße sind die Fehler auch für das ungeübte Auge sichtbar.

Begriffe rund um die Blende

Blende:

Die mechanische Vorrichtung zum Variieren der Öffnung, durch die das Licht fallen kann.

Offenblende:

Größtmögliche Blendenöffnung eines Objektivs.

Öffnungsverhältnis:

Verhältnis zwischen der wirksamen Öffnung D und der Brennweite f.

Gebräuchliche Schreibweisen:

1:1,4 1/1,4 f/1,4 F 1,4

Blendenzahl:

(relative Werte) Kehrwert des Öffnungsverhältnisses ist die Blendenzahl kappa,

Typische Werte bei Blendenzahlen:

1,4 2 2,8 4 5,6 8 11 16 22 32

Halbe Blendenstufen:

f/ 1,0 1,2 1,4 1,7 2 2,4 2,8 3,4 4 4,8 5,6 6,7 8 9,5 11 13 16 19 22

Drittel-Blendenstufen:

f/ 1,0 1,1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,5 2,8 3,2 3,5 4 4,5 5,0 5,6 6,3 7,1 8 9 10 11 13 14 16 18 20 22 25 28 32

Blendenreihe:

Von Blendenstufe zu Blendenstufe verdoppelt/halbiert sich die Lichtmenge.

abblenden:

Man wählt eine größere Blendenzahl – sprich die Blendenöffnung wird dadurch kleiner und es kommt weniger Licht durch.

Lichtstärke:

Die Anfangsöffnung der Blende entspricht der Lichtstärke des Objektives.

Autor: Axel Pratzner

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