Vergleich Auge und Fotoapparat

Für ein grundlegendes Verständnis der Digitalkamera schauen wir uns das Auge an. Ein interessanter Fakt ist, dass die Iris im Gegensatz zum Fingerabdruck unveränderlich ist und bei jedem Menschen einmalig. Daher sollen Irisscanner zuverlässiger als Fingerabdruckscanner sein - wobei die Iris vom rechten zum linken Auge unterschiedlich ist. Aber das nur nebenbei.

Wir wollen für unseren Vergleich das Grundprinzip des Auges ansehen - die Besonderheiten wie beispielsweise der Blinde Fleck und die unterschiedlichen Schärfebereiche im Auge sind hier nicht relevant.

Also zur Vereinfachung eine Skizze des Auges - hier haben wir 2 für unseren Vergleich relevante Elemente:

Pupille und Lichtmenge

Wenn wir das Auge betrachten, fällt die Pupille (sprich die i. d. R. schwarze Öffnung) auf. Über diese Öffnung kann die Lichtmenge geregelt werden, die durch die Linse auf die Netzhaut fällt. An sonnigen Tagen verengt sich die Pupille, da sonst die vorhandene Menge an Licht nicht bearbeitbar wäre. Je weniger Licht vorhanden ist, desto mehr öffnet sich die Pupille, um mehr Licht einzufangen zu können.

Die Linse im Auge

Über die Linse erfolgt die Scharfstellung auf der Netzhaut. Dabei wird die Linse über Muskeln gestreckt oder verdickt. So erfolgt die Scharfstellung eines betrachteten Objekts. Das ist nur in einem gewissen Rahmen möglich - Gegenstände, die sich näher als ca. 30 cm befinden, können nicht scharf fixiert werden. Auch ist i.d.R. nicht alles scharf - aber durch Zusammenarbeit von Gehirn und Auge und die extrem schnelle Fähigkeit, andere, weiter entfernte bzw. nähere Dinge zu fixieren, erscheint uns vieles schärfer als auf einem Foto. Unser Gehirn gaukelt uns hier einiges vor, dessen wir uns oft nicht bewusst sind! Auch sehen wir nicht „ununterbrochen“ - alleine schon der Wimpernschlag unterbricht den „Sehfluss“, was aber durch das Gehirn ausgeblendet wird.

Vergleich zwischen Auge und Fotoapparat

Die Linse im Auge ist vergleichbar mit dem Linsensystem im Fotoapparat. Es gibt hier Unterschiede - die Linsen im Foto verändern nicht ihre Form, sondern verändern ihre Lage; zum Scharfstellen werden diese vor- bzw. zurückgeschoben.

Bei den Objektiven gibt es die Angabe der Brennweite (Näheres dazu im folgenden Kapitel Objektive) - unser Auge hat nur eine Brennweite. Wir können mit dem Auge nicht „zoomen“ - also wenn wir Gegenstände vergrößert ansehen wollen, müssen wir uns schon zu den Gegenständen bewegen. Wenn wir also einen Vergleich anstellen wollen, sollten wir als Objektiv eine Festbrennweite heranziehen. Als Gegensatz zur Festbrennweite gibt es Zoomobjektive, mit denen heran- und herausgezoomt werden kann.

Als Festbrennweite käme als Vergleich das 50 mm-Objektiv an das Auge heran - daher wird hier auch von Normalbrennweite gesprochen. Dieses 50 mm Objektiv entspricht den Sehgewohnheiten unseres Auges. Bitte beachten: ein 50 mm Objektiv an einem Vollformatsensor (Format KB).

Stellen Sie bei Ihrer Kamera 50 mm ein - schauen Sie erst durch den Sucher und dann ohne Kamera. Die Perspektive sollte dieselbe sein. Bitte darauf achten, dass das Auge keine Bewegungen macht (was üblich ist und unser Blickfeld erweitert). Bitte beachten: Haben Sie eine Kamera mit Cropfaktor (siehe Kapitel Bildsensor Digitalkamera), ändert sich die Brennweite, die als Normalbrennweite gilt - so beträgt bei dem weit verbreiteten Cropfaktor von 1,6 die Normalbrennweite dann 32 mm.

Vergleich Auge und Fotoapparat - Pupille und Blende

Beim Auge wird die Menge des einfallenden Lichtes durch die Iris geregelt. Eine vergleichbare „Vorrichtung“ gibt es auch beim Fotoapparat - dort sind es die Blendenlamellen, die sich öffnen und schließen.

Bei der Blende im Fotoapparat (in der Regel befindet sich die Blende im Objektiv) wird durch mechanisches Verschieben der Blendenlamellen eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Öffnung erreicht.

Lichteinfall und Schärfe

Wichtig ist bei dem Vergleich zu sehen, dass zwar das Auge das Bild „aufnimmt“, aber eigentlich das menschliche Gehirn „sieht“ - sprich dort werden die Informationen ausgewertet und verrechnet. Das wahrgenommene Bild ist eigentlich schon stark gefiltert.

Wenn uns bei einem Foto sehr stark der Unterschied zwischen Schärfe und Unschärfe auffällt, dann liegt das auch daran, dass dieser Unterschied in der Realität nicht direkt wahrgenommen wird. Die Information wird zwar durch den „Apparat“ Auge aufgenommen, aber nicht vom Gehirn verarbeitet, da ja eigentlich das Augenmerk auf einen anderen Punkt gerichtet wird und auf diesen scharf gestellt wird. Wird die Aufmerksamkeit auf den Hintergrund gelenkt, wird auf diesen scharf gestellt.

Auf einem Foto ändert sich die Schärfe des Hintergrunds nicht mehr, auch wenn man sich diesen genau ansieht (sozusagen das Gehirn nun genauer den Hintergrund betrachten möchte). Hier entsteht eine kleine Irritation im Gehirn - daher wirkt dieses Spiel mit Schärfe/Unschärfe auf Fotos sehr interessant. Größer können wir diese Irritation noch machen, wenn wir dem Gehirn eine gewünschte Information vorenthalten - i . d. R. möchte man jemandem in die Augen sehen - wenn nun das komplette Gesicht unscharf ist, ist die Irritation groß.

Sehen wir uns nun an, wie „Schärfe“ entsteht, wenn das Auge auf einen bestimmten Punkt fixiert wird. Im folgenden Beispiel wird die rote Spielfigur fixiert.

Der in rot eingezeichnete Strahl trifft exakt auf der Bildebene (beim Auge auf die Netzhaut) auf. Der Lichtstrahl der grünen Figur hat seinen schärfsten Punkt hinter dem Auge. Auf der Bildebene wird nicht ein Punkt, sondern ein kleiner Kreis abgebildet. Der abgebildete Kreis ist bei der blauen Figur auf der Bildebene noch größer.

Bis zu einer gewissen Größe wird dieser abgebildete Kreis noch als scharfer „Punkt“ wahrgenommen. Ab einer gewissen Größe wird er als unscharfer Fleck (also Kreis wahrgenommen).

Bitte beachten - wenn das Gehirn beschließt, es möchte die blaue Figur sehen, dann wird die blaue Figur in Bruchteilen einer Sekunde fixiert. Da nun die rote Figur für das Gehirn nicht mehr wichtig ist, wird dann die nun entstehende Unschärfe der roten Figur auch nicht wahrgenommen!

Beim Fotografieren werden wir uns im Kapitel Schärfentiefe noch sehr ausführlich mit Schärfe befassen.

Zum Auflösungsvermögen des Auges

Unser Auge hat ein Auflösungsvermögen (kleinster noch wahrnehmbarer Abstand zweier Punkte) von 0,5° bis 1° - das Auflösungsvermögen wird in Winkelabstand angegeben. Zum besseren Vorstellen: 1° entspricht 1 mm auf 3-6 Metern.