Brennweite
Schärfe
Tiefenschärfe
 
 

	Die Größe eines mit der Kamera fotografierten Bereichs hängt von der Größe des Filmnegativs und der Brennweite der Optik ab. Der Abstand der Linse vom Filmmaterial muss für eine scharfe Abbildung in etwa der Objektivbrennweite f entsprechen. (genauer unten). Für eine Kleinbildaufnahme (36 mm x 24 mm) ergibt sich mit der sogenannten Normalbrennweite von 50 mm ein horizontaler Öffnungswinkel von 40°. Der Vertikale Öffnungswinkel beträgt nur 2/3 dieses Werts (27°), da das Negativ nur 24 mm hoch aber 36 mm breit ist. Auf der Bilddiagonalen ergibt sich ein Öffnungswinkel von 47°.
	Benutzt man eine Optik mit größerer Brennweite, dann verschmälert sich das Gesichtsfeld der Kamera. Eine doppelte Brennweite halbiert in etwa den Öffnungswinkel der Kamera. Folglich brauchen Teleobjektive große Brennweiten und Weitwinkelobjektive kleine Brennweiten. In einem kleinen Gehäuse (Kompaktkamera) ist kein Platz für lange Brennweiten. Da beim chemischen Film (KB / APS) die Negativgröße aber feststeht, haben solche Kameras in der Regel Weitwinkelobjektive.
	Da in der ganzen Welt der gleiche KB-Film verwendet wird, sind die Brennweiten der KB-Objektive auch einheitlich. Die Chips der Digitalkameras sind aber deutlich kleiner als das 36mmx24mm-große KB-Negativ. Um den gleichen Sichtwinkel zu bekommen, müssen Digitalkameraobjektive viel kleinere Brennweiten haben. Da nun auch jeder Kamerahersteller einen andern Chip verbaut, sind die Brennweiten der Digitalkameras nicht vergleichbar. Um dem abzuhelfen, geben die Hersteller in der Regel auch auf  KB-Format umgerechnete Brennweiten an. Die kürzeren Brennweiten kommen einer kompakteren Bauweise entgegen. Allerdings ist es schwierig, kleine Optiken mit den Qualitäten großer Linsen zu entwickeln. Auch wirken sich Staub und anderer Schmutz auf kleinen Linsen deutlicher aus als auf großen. Für anspruchsvolle Fotografie wird man sich wohl über lang oder kurz auf eine einheitliches und relativ großes Chipformat einigen müssen. (z.B. APS-C) Außerdem wirkt sich die verringerte Sensorgröße negativ auf die Lichtempfindlichkeit aus und vergrößert die Tiefenschärfe.

	Ein Bild ist scharf, wenn ein kleiner Punkt der realen Welt auch auf dem Film scharf abgebildet wird. Dazu muss alles Licht, was von diesem Punkt abgestrahlt wird, durch die Optik auf einen Punkt des Film fokussiert werden. Eine 50 mm-Optik bündelt paralleles Licht auf einen 50 mm hinter der Linse liegenden Punkt. Als parallel kann man Licht bezeichnen, das aus unendlicher Entfernung kommt, z.B. in der Astronomie von einem anderen Stern. Zumindest sollte das abzulichtende Objekt in einer Entfernung sein, die extrem groß im Vergleich zur Brennweite ist.
	Reale Objekte sind in der Regel nicht unendlich weit entfernt. Folglich gelangt Licht von so einem Punkt nicht parallel, sondern auf einem Kegel in die Kameraoptik. Dieser zusätzliche Kegelwinkel wird von einer 50 mm vor dem Film befindlichen 50mm-Optik nicht ausgeglichen. Der Fokus ist hinter dem Film. Auf dem Film bildet das Licht eine Scheibe. Das Bild ist unscharf, da keine exakten Strukturen erkannt werden können. Je größer der Scheibendurchmesser, desto unschärfer das Bild.
	Um ein solches Objekt scharf abzubilden, muss die Linse etwas weiter als ihre Brennweite vom Film platziert werden. Dann genügt der Platz zwischen Linse und Film zum Fokussieren des kegelförmigen Lichtbündels. Das nennt man das Scharfstellen des Bildes. Je näher ein Objekt ist, desto mehr muss die Linse vom Film "weggeschraubt" werden.

1. Verhältnis von Eingestellter Entfernung zur Brennweite
2. Durchmesser der Linse (Blende)

Beispiel:
Ist ein Normalobjektiv (50 mm Brennweite) scharf auf 5 m eingestellt, dann befindet sich der Fokuspunkt eines 4,9 m entfernten Objektes ca. 49 mm hinter der Linse und also 1 mm vor dem Film.
Ist ein Normalobjektiv (50 mm Brennweite) scharf auf 500 m eingestellt, dann befindet sich der Fokuspunkt eines 490 m entfernten Objektes ca. 49 mm hinter der Linse und also 1 mm vor dem Film.
Auf große Entfernung wirken sich 10 m Entfernungsunterschied so aus wie auf kleinere Entfernung 10 cm Entfernungsunterschied. Der Bereich der Tiefenschärfe ist also proportional zur eingestellten Entfernung.

Ist ein Teleobjektiv (200 mm Brennweite) scharf auf 5 m eingestellt, dann befindet sich der Fokuspunkt eines 4,9 m entfernten Objektes ca. 196 mm hinter der Linse und also 4 mm vor dem Film.
Ist ein Teleobjektiv (200 mm Brennweite) scharf auf 500 m eingestellt, dann befindet sich der Fokuspunkt eines 490 m entfernten Objektes ca. 196 mm hinter der Linse und also 4 mm vor dem Film.
Auch hier ist der Tiefenschärfebereich also in der Entfernung größer. Die 4 mal längere Brennweite führt aber dazu, das der Fokuspunkt 4 mal so weit vom Film entfernt ist. Folglich ist die Tiefenschärfe eines Teleobjektives immer schlechter als die eines Normalobjektives.
Weitwinkelobjektive haben mit ihren kleinen Brennweiten die beste Tiefenschärfe. Nur mit solchen Objektiven kann man Fixfokus-Kameras (mit festem Abstand zwischen Linse und Film) bauen.

zu 2.

Ein zweiter Weg zu bessere Tiefenschärfe, ist die Verringerung des Linsendurchmessers. Genaugenommen geht es darum, den von der Linse kommenden und auf den Film fallenden Lichtkegel spitzer zu machen. Ein spitzerer, dünnerer Lichtkegel führt automatisch zu kleineren Lichtscheibchen, wenn sich das Objekt vor oder hinter der eingestellten Entfernung befindet, und nicht genau auf den Film fokussiert wird. Entscheidend für diesen Kegel ist nicht nur der Linsendurchmesser, sondern auch die Brennweite. Das Verhältnis von Brennweite (f) zum Objektivdurchmesser (d) sollte möglichst groß sein. Dieser Wert ist Fotografen als Blendenwert (k) bekannt k = f / d

Da eine große Brennweite aber die Tiefenschärfe generell verringert (siehe zu 1.) bleibt nur, den Durchmesser der Optik zu verkleinern. Das erfolgt mit der Blende. Ein großer Blendenwert (also kleiner Blendendurchmesser) führt aber nicht nur zur besseren Tiefenschärfe, sonder er verringert auch die 'Helligkeit' auf dem Film. Bei halbierter Blende fällt nur noch 1/4 des Lichts auf den Film. Folglich muss man 4 mal so lange belichten. Dadurch steigt die Verwackelungsgefahr, wodurch das ganze Bild unscharf werden kann. Aus dem Rege in die Traufe.

Die Tiefenschärfe ist als gestalterisches Element beim Fotografieren sehr wichtig. leider ist sie sehr schwer abzuschätzen. Sucherkameras bieten gar keine Möglichkeiten, die Tiefenschärfe zu beurteilen. Auch die allermeisten SLR-Kameras halten die Blende bis zum Auslösen des Fotos ganz offen, und bieten somit keine Möglichkeit, die Tiefenschärfe abzuschätzen.
Ältere mechanische Kameras boten an dieser Stelle mehr Komfort. Hier war es oft möglich, die Blende auf den gewählten Wert zu schließen, während man durch den SLR-Sucher schaute. Damit sah der Fotograf zwar ein dunkleres Bild, aber er sah es mit der Tiefenschärfe des zu schießenden Fotos.

Heute versuchen vordefinierte Belichtungsprogramme eine Kombination aus Blende und Belichtungszeit zu wählen, bei der sich eine dem Motiv angemessene Tiefenschärfe ergibt.