PHOTOKOLLEGIUM 3: Kamera, Beleuchtung, Aufnahmetechnik

Von Jost J Marchesi

PHOTOKOLLEGIUM richtet sich an uszubildende
in Foto- und Fachhochschulen sowie an engagierte Amateurfotografen.

PHOTOKOLLEGIUM umfasst sechs Bände, welche sich mit der Theorie und den Praxisgrundlagen der Fotografie befassen. Der erste Band der Reihe erläutert die Basis der analogen Halogensilberfotografie und ist somit das einzige aktuelle Lehrbuch über diese Technik in deutscher Sprache. Band 2 ist der Optik in der Fotografie gewidmet und der dritte Band befasst sich mit Kamera-, Beleuchtungs- und Aufnahmetechnik. Die Grundlagen der elektronischen Bildaufzeichnung sind ursprünglich in einer separaten, dreibändigen Reihe erschienen, welche nun neu überarbeitet und aktualisiert als Bände 4 bis 6 in das neue PHOTOKOLLEGIUM integriert sind. Damit beschreibt und erklärt der Gesamtlehrgang aktuell auf rund 700 Seiten alle wesentlichen Grundlagen des Mediums Fotografie.

Der vorliegende dritte Band behandelt die Technologie der Kamerasysteme, von der ursprünglichen Spiegelreflexkamera bis zu den modernsten spiegellosen Systemen sowie den Mittelformat- und Fachkameras, die Werkzeuge der professionellen Fotografen. Dazu gehören Grundlagenkenntnisse über die verschiedenen Verschlussarten bei analogen und digitalen Kameras, über die Funktion der Blende im Zusammenspiel mit der Verschlusszeit und über die Sucher- und Displaysysteme.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Verlag Photographie
• Erscheinungsdatum: 4. Okt. 2012
• ISBN: 9783943125566

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Pflichtretusche

16 Kameratechnologie

Macht die Kamera das Bild?

Bilder und Visionen entstehen im Kopf. Die Kamera ist lediglich eines der notwendigen Werkzeuge, um Bildideen festzuhalten. Nicht mehr, aber auch nicht weniger!

Eine Schuhschachtel mit einem sehr kleinen Loch als Objektiv, einem schwarzen Klebband als Verschluss und einem Stück herkömmlichen Fotopapiers genügen, um eine fotografische Aufnahme zu erstellen. Die Rede ist von der einfachsten Kamera überhaupt – der Lochkamera oder Camera obscura. Näheres dazu finden Sie in Band 2, ab Seite 7. Trotz der Einfachheit eines solchen Systems können echte Kunstwerke entstehen. Ich bin der Meinung, alle, die sich leidenschaftlich mit Fotografie beschäftigen, sollten einmal ernsthaft mit einer Lochkamera gearbeitet haben. Erst dann verstehen sie, dass gute Bilder nicht von Maschinen mit Namen wie Canon, Leitz oder Nikon gemacht werden, sondern – wie eingangs erwähnt – letztlich im Kopf der kreativen Fotografinnen und Fotografen entstehen!

Basiswerkzeug der Fotografie

Dass die moderne Kamera nur die logische Folge einer langen Entwicklungsgeschichte darstellt und nicht zwangsläufig etwas mit der Kreativität der Abbildung zu tun hat, beweisen hervorragende fotografische Kunstwerke der Frühzeit. Die modernen Möglichkeiten und Handhabungsvereinfachungen haben denn auch am fotografischen Abbildungsprinzip, nämlich der mehr oder weniger subjektiven zweidimensionalen Abstraktion einer mehrheitlich dreidimensionalen Wirklichkeit, im Grunde nichts verändert.

Die Kamera ist somit nicht Urheber der Abbildung, vielmehr (nur) ein Werkzeug dazu. Ein Instrument, mit dem man Bilder macht, nützt wenig – selbst wenn man seine Handhabung beherrscht oder das Gerät entsprechende Automationen zur Verfügung stellt – solange man die Kontrollmechanismen zur bewussten Bildführung nicht kennt. Bilder entstehen im Kopf. Die Kamera ist nur das Hilfsmittel zu deren Umsetzung. Dabei ist es belanglos, ob das Medium zur Speicherung des Bildes ein fotochemisch arbeitender Film war oder ein digitaler, bilderzeugender Sensor ist.

Natürlich gleichen Fotografen mit der Zeit die eigene Wahrnehmungsweise den Möglichkeiten des Werkzeuges an. So wird der Eindruck einer schnellen Bewegung intuitiv anders dargestellt, wenn eine Kamera besonders kurze Belichtungszeiten zur Verfügung stellt. Oder der Sportfotograf wird spätestens dann sein Kamerasystem gegen ein solches mit rascherem Autofokus tauschen, wenn er sonst gegenüber seinen Kollegen nicht mehr konkurrenzfähig ist. Und ganz selbstverständlich ist die Sehweise eines Sportfotografen mit seiner schnellen Kleinbild-Systemkamera zwangsläufig eine andere als diejenige einer Stilllife-Fotografin mit verstellbarer (und langsamerer) Studiokamera.

Die ursprüngliche Kamera der Vorzeit verlangte nach großformatigen Platten, mit denen allein brauchbare Resultate zu erzielen waren. Sehr lange Zeit war man der Ansicht, Negativformate unter 18 × 24 cm könnten professionellen Ansprüchen nicht genügen. Verbreitet waren im 19. und dem beginnenden 20. Jahrhundert sogenannte Reisekameras mit Negativformaten bis 30 × 24 cm. Um dem Namen gerecht zu werden, handelte es sich um klappbare Holzkameras mit einem ausziehbaren Laufboden, überdimensionierten Nistkästen nicht unähnlich (darum wohl auch der oft gehörte Satz: «Schön lächeln bitte, da kommt das Vögelchen heraus…»).

Klappbare Reisekamera aus Mahagoniholz im Format 18 × 24 cm

Die Ur-Sinar von 1945 stellt den Prototypen der modernen, allseitig schwenkbaren Fachkamera dar. Die Bildstandarte ist für Filmformate von 9 × 12 cm bis 20 × 25 cm auswechselbar.

In den 1980er Jahren patentierte Sinar eine neuartige, asymmetrische Schwenktechnologie, welche präzisere Schärfeausgleiche auch über doppelt geneigte Ebenen ermöglichte (Sinar p).

Fachkamera

Um 1945 regte sich im schweizerischen Schaffhausen ein konstruktiv begabter Berufsfotograf darüber auf, dass professionelle Fotografen immer noch mit «hölzernen Nistkästen» fotografierten, während Fotoamateure bereits mit relativ hoch entwickelten metallenen Kameragehäusen im kleineren Format ihrer Leidenschaft nachgingen. Carl Koch – so hieß besagter Fotograf – konstruierte sich eine metallene System-Fachkamera auf dem Prinzip der optischen Bank für das Aufnahmeformat 4 × 5 inch. Der Prototyp der modernen System-Fachkamera war geboren und begann unter dem Markennamen Sinar weltweit bekannt zu werden. Nach wie vor ist die Weiterentwicklung dieser Art Kamera das beste was sich der Stilllife-Fotograf wünschen kann, auch wenn in der Zwischenzeit der Planfilm dem kleineren digitalen Kameraback gewichen ist. Durch Wechseln der hinteren Bildstandarte kann die gleiche Kamera für Bildformate von 9 × 12 cm bis 20 × 25 cm eingesetzt werden. Fachkameras mit digitalen Rückteilen benötigen zur Aufnahme oft einen angeschlossenen Computer auf dem die Bildeinstellung über eine Live-View-Funktion vorgenommen wird. Allerdings setzen sich Kamerabacks durch, die sich sowohl an Fachkameras als auch an mobilen Kamerasystemen anschließen lassen. Solche Backs haben eine eigene Stromversorgung und eigene Speichermedien, wodurch der (zusätzliche) Einsatz auf mobilen Kameras ohne Computer möglich ist.

Sinar p3

Die logische Weiterentwicklung der allseits beweglichen Fachkamera im reduzierten Format für die Verwendung mit einem digitalen Kameraback, ermöglicht sämtliche Einstellungen wie Schärfeausgleich und Perspektivkorrektur.

Der Schweizer Fotograf Hans-Rudolf Stadtmann hatte die Idee, seine digitale Spiegelreflexkamera an die bestehende Sinar p zu adaptieren, um für die (digitale) Stilllife-Fotografie die enormen Verstellmöglichkeiten der bestehenden analogen Fachkamera zu nutzen. Das entstandene CNS System mit Kamerahalter und Balgenanschluss wird von FOBA hergestellt (www.foba.com).

Canon EOS 1 mittels FOBA CNS System an eine Sinar p adaptiert.

Auf einer ähnlichen Überlegung basiert die Sinar p-slr, an die mittels Schnellspannadapter Spiegelreflexkameras von Canon und Nikon angesetzt werden können. Die Kamera wird mit einer Positionier- und Zentrierhilfe für die Digitalkamera geliefert.

Die Sinar p-slr kann mit angedockten digitalen Spiegelreflexkameras verwendet werden.

Sucherkameras

In den Jahren 1913 bis 1924 entwickelte Oskar Barnack bei Leitz die erste Kleinbild-Sucherkamera. Sie kann als Urtyp der kleinformatigen Sucherkamera angesehen werden und ermöglichte dank ihrer vorher nie gekannten Dynamik den Grundstein zum modernen Fotojournalismus.

Ur-Leica von Oscar Barnack

Kameras ohne Mattscheiben- oder Spiegelreflexeinrichtung – sogenannte Sucherkameras – benötigen zur Bildkontrolle einen optischen Sucher. Es handelt sich dabei um eine mehr oder weniger komplizierte Visiereinrichtung mit welcher außerhalb des Aufnahmeobjektivs das Motiv anvisiert wird. Da solche Sucher nicht mit der Aufnahmeachse des Objektivs übereinstimmen, entsteht gegenüber dem vom Objektiv erfassten Bild eine mehr oder weniger starke Differenz, die sogenannte Parallaxe.

Leuchtrahmen-Messsucherkameras

Hochentwickelte Sucherkameras sind mit einem Leuchtrahmensucher – oft ein sogenannter Messsucher, mit dem neben dem Bildausschnitt auch die Scharfeinstellung vorgenommen werden kann – ausgerüstet. Hauptbestandteil eines solchen Suchers ist ein teildurchlässiger Hohlspiegel, vor dem sich genau in dessen Brennebene eine dunkle Rahmenplatte mit einer rechteckigen Öffnung befindet. Auf der Rahmenplatte ist ein heller Rand, der «Leuchtrahmen» aufgebracht. Das Auge des Betrachters liegt doppelt soweit entfernt im Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels. Da sich die Rahmenplatte im Brennpunkt des Hohlspiegels befindet, liegt das Spiegelbild unendlich weit weg. Das Auge sieht durch den teildurchlässigen Hohlspiegel das weit entfernte Objekt und das Spiegelbild des Leuchtrahmens gleichzeitig scharf.

Leica M9, die vermutlich professionellste digitale Leuchtrahmen-Messsucherkamera mit 24 × 36 mm CCD-Sensor (18 Megapixel). Zur Verfügung stehen die Leica M-Objektive von 16 bis 135 mm Brennweite.

Die horizontale und vertikale Differenz zwischen Sucher und Objektiv wird entsprechend der jeweiligen Entfernungseinstellung selbsttätig ausgeglichen, sodass sich der Leuchtrahmen des Sucher automatisch mit dem vom Objektiv erfassten Motivausschnitt deckt.

Professionelle Sucherkameras – wie zum Beispiel die M-Serie von Leica (M wie Messsucher) – können mit unterschiedlichen Objektivbrennweiten bestückt werden. Durch automatische Einspiegelung von jeweils zwei Leuchtrahmen gleichzeitig (35/135 mm, 28/90 mm, 50/75 mm) beim Einriegeln eines Objektivs erkennt man die Bildbegrenzung für die betreffende Brennweite im Sucher. Mit Hilfe eines Bildfeldwählers wird zudem jedes beliebige der Rahmenpaare eingespiegelt.

Kompaktkameras

Mehr oder weniger automatisierte Sucherkameras in handlicher Größe bezeichnet man üblicherweise als Kompaktkameras. Dieser Kameratyp hat meistens ein Vario-Objektiv eingebaut, das beim Einschalten der Kamera teleskopartig ausfährt. Die ersten analogen Kompaktkameras verwendeten das Kleinbild- und später das kleinere APS-Filmformat. Die Einführung der digitalen Fotografie ermöglichte eine weitere Miniaturisierung.

Nikon Coolpix P7000: Leistungsstarke Kompaktkamera mit dem Funktionsumfang einer Spiegelreflexkamera. CCD-Bildsensor mit 10,1 Megapixel, NIKKOR-Weitwinkelvario-Objektiv mit 7,1-fach-Zoom, 7,5 cm (3 Zoll) großer LCD-Monitor, RAW-Dateiformat und umfangreiche manuelle Steuerungsoptionen.

Je nach Einteilungsart wird eine Kompaktkamera dieser Qualitätsklasse bereits als Bridgekamera bezeichnet.

Displaykameras

Ursprünglich wiesen alle diese Kompaktkameras einen optischen Durchsichtssucher und einen kleinen Kontrollmonitor auf der Rückseite auf. Der optische Sucher ist bei den Hosentaschenkameras in der Zwischenzeit bei den meisten Modellen aufgegeben worden, zu Gunsten einer Live-View-Funktion auf einem deutlich größeren LCD-Monitor (der nahezu die gesamte Kamerarückseite ausfüllt). Das Verschwinden des Durchsichtssucher hat zur Folge, dass die Körperhaltung beim Fotografieren gänzlich anders anmutet als noch vor wenigen Jahren. Allerdings gestaltet sich die Ausschnittbestimmung im prallem Sonnenlicht problematisch, wenn man allein auf den Kamerabildschirm angewiesen ist.

Das Sucherbild wird bei diesen Kameras direkt vom Bildsensor 30 bis 60 mal pro Sekunde zum Monitor geführt und ermöglicht so ein echtes Vorschaubild mit korrektem Ausschnitt und ohne Parallaxenfehler. Dazu arbeitet der Sensor ununterbrochen, was zu einer erhöhten Erwärmung und dadurch zu größerem Bildrauschen führt.

Im Gegensatz zu den früheren analogen Kompaktkameras benötigen die digitalen Kleinkameras keinen aufwendigen mechanischen Kameraverschluss zur Steuerung der Belichtungszeit. Anders als bei einer Spiegelreflex- oder Messsucherkamera ist der einfache mechanische Verschluss einer digitalen Kompaktkamera fast immer geöffnet. Die eigentliche Belichtungszeit (Anfang und Ende der Belichtung) wird direkt im Bildsensor gesteuert. Man bezeichnet dies als «elektronischen Verschluss». Notwendig ist dazu eine CCD-Technologie, bei der ein Teil der Sensorfläche für einen zweiten Ladungsspeicher geopfert wird. Dieser Sensortyp wird als Interline-Transfer-CCD bezeichnet (im Gegensatz zum Full-Frame-Transfer-CCD, bei dem nahezu die gesamte Fläche zur Elektronengewinnung für das Bild verwendet wird).

Das Livebild im großen Monitor wird 30 bis 60 mal pro Sekunde direkt vom Bildsensor versorgt.

Digitale Kompaktkamera (Displaykamera) Canon PowerShot S95

Vor der Belichtung werden die Ladungsspeicher wie üblich geleert. Danach sorgt das einfallende Licht dafür, dass in jedem Sensorpixel gerade soviele Elektronen gesammelt werden, wie es der Beleuchtungsstärke in der Aufnahmeszene an dieser Stelle entspricht. Auf den Steuerimpuls am Ende der Belichtungszeit überträgt der Sensor die bis zu diesem Zeitpunkt gesammelten Ladungen schlagartig in den zweiten Ladungsspeicher. Aus diesem werden die Elektronen zeilenweise ausgelesen und an den Bildprozessor übergeben, während der Sensor selbst bereits wieder Licht in Elektronen umwandelt – was für die weitere Darstellung des Sucher-Displaybildes notwendig ist. Die hier erklärte Methode ist nicht nur mit CCD-Sensoren, sondern in ähnlicher Form auch mit den heute meistens eingesetzten CMOS-Sensoren möglich.

Weil der Sensor aber auch dann noch dem Licht ausgesetzt ist, wenn der elektronische Verschluss bereits geschlossen ist, können sich leicht überfließende elektrische Ladungen ergeben (Blooming und Smearing). Aus diesem Grund haben bessere und teurere Kameras zusätzlich einen mechanischen Verschluss, der sich während der Übertragung der Ladungen am Ende der elektronischen Belichtungszeit vorübergehend schließt. Nach der Übertragung öffnet sich der mechanische Verschluss erneut, damit sofort wieder ein Livebild im Display angezeigt werden kann.

Bridgekameras

Bridgekameras sehen auf den ersten Blick ähnlich aus wie Spiegelreflexkameras, besitzen jedoch bei den digitalen Varianten heute keine Spiegelmechanik mehr. Dadurch vereinigen sie wichtige Eigenschaften von Spiegelreflex- und Kompaktkameras ohne die aufwendige Mechanik für den Spiegel.

Die Bezeichnung «Bridgekamera» prägte erstmals vermutlich Yashica bei der Markteinführung der Halbformatkamera Yashica Samurai 1988. Andere Hersteller folgten dieser Typenbezeichnung wobei nie so ganz klar war, welche Kriterien eine Kamera zur Bridgekamera machen. Schließlich existierten bereits vor über fünfzig Jahren Kleinbild-Spiegelreflexkameras mit fest eingebauten, nicht auswechselbaren Objektiven, bei denen aus diesem Grund anstelle der Gehäuse-Schlitzverschlüsse Zentralverschlüsse eingebaut waren (zum Beispiel die Nikkorex 35 oder die Kodak Retina Reflex mit drei auswechselbaren Objektivvorsätzen). Gemäß neuerer Definition wären jene Kameras daher Bridgekameras.

Das Konstruktionsprinzip der Kleinbild-Spiegelreflexkamera mit fest eingebautem Vario-Objektiv wurde anfänglich auch für die digitalen Bridgekameras übernommen. Erste Beispiele um die Jahrtausendwende herum waren Olympus Camedia oder später Pentax El-2000.

Mit der Zeit ersetzte dann der elektronischen Sucher den Spiegelreflexsucher, wodurch die relativ schwerfällige und langsame Spiegelmechanik überflüssig war. Der elektronische Sucher zeigt im Sucherokular wie bei einer Spiegelreflexkamera präzis den gleichen Bildausschnitt, den das Objektiv erfasst. Im Gegensatz zum ebenfalls vorhandenen Displaybild an der Kamerarückwand ist das Bild im elektronischen Sucherokular auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut einsehbar. Dagegen genügt die Auflösung und Rauschfreiheit des Bildes im Sucher bei den meisten Kameras nicht, um bei schlechten Lichtverhältnissen eine manuelle Scharfeinstellung vorzunehmen. Okular- und Displaybild stammen direkt vom Aufnahmesensor (Live-View-Funktion).

Mit diesem Wissen versuchen wir nun den modernen Typ der digitalen Bridgekamera zu definieren und gegenüber den Kompaktkameras abzugrenzen. Eine digitale Bridgekamera vereint die Vorteile einer Kompaktkamera mit denjenigen einer Spiegelreflexkamera. Sie ist jedoch nicht auf Kompaktheit getrimmt und besitzt in der Regel ein fest eingebautes Vario-Objektiv mit einem sehr großen Brennweitenbereich. Die verwendeten Sensoren sind meistens sehr klein, wodurch preisgünstige, lichtstarke Vario-Objektive mit geringem Bildwinkel im Einsatz sind. Vermehrt kommen aber auch Systeme auf der Basis von Bridgekameras auf den Markt, bei denen das Objektiv auswechselbar ist.

Panasonic Lumix DMC.G2: Typische moderne Bridgekamera mit dreh- und schwenkbarem LCD-Monitor und auswechselbaren Objektiven.

Die im Vergleich zur Kompaktkamera größere Bauweise ermöglicht die feinfühlige manuelle Brennweitenverstellung an griffigen Einstellringen und bei einigen Modellen sogar eine manuelle Schärfeeinstellung. Verglichen mit der Spiegelreflexkamera ist die Bridgekamera leichter und preisgünstiger, besitzt jedoch oft ähnliche Belichtungsprogramme und manuelle Einstellmöglichkeiten. Wegen der Live-View-Funktion ist die Verzögerung zwischen dem Druck auf den Auslöser und dem effektiven Beginn der Belichtung ebenso lang wie bei Kompaktkameras und bei den wenigsten Modellen zu vergleichen mit der hohen Aktivierungsgeschwindigkeit moderner (professioneller) Spiegelreflexkameras. Dafür sind sie fast geräuschlos und bei der Auslösung erschütterungsfrei.

Wie bei den Kompaktkameras sind die meisten Bridgekameras in der Lage auch Videos aufzunehmen. Die ausgereifteren unter ihnen sogar HD-Videos, nicht nur im Motion-JPEG-Format, sondern auch im AVCHD-Lite-Format, was einer fast halbierten Datenmenge entspricht. Eine intelligente Auflösungstechnologie erlaubt es sogar, während der laufenden Videoaufnahme Fotos zu belichten.

Bridgekamera Canon PowerShot SX30 IS mit vollständig ausgefahrenem Vario-Objektiv.

Der (auf 35-mm-Kameras umgerechnete) Brennweitenbereich reicht von 24 bis 840 mm!

Spiegelreflexkameras

Die ideale Suchereinrichtung zeigt genau den gleichen Ausschnitt, wie ihn das Aufnahmeobjektiv sieht. Dadurch sind Kamerakonstruktionen möglich, welche beliebige Objektive einsetzen und die auch im Makroaufnahmebereich keinen Parallaxenfehler aufweisen. Grundsätzlich ist dies mit Hilfe eines Umlenkspiegels und der Darstellung auf einer Mattscheibe möglich. Kameras mit dieser Einrichtung werden als Spiegelreflexkameras (SR-Kameras) bezeichnet. Man unterscheidet zwischen zweiäugigen Spiegelreflexkameras (TLR, Twin Lens Reflex) und einäugigen Spiegelreflexkameras (SLR, Single Lens Reflex).

Prinzip der zweiäugigen Spiegelreflexkamera

Zweiäugige Spiegelreflexkamera

Bei der zweiäugigen Spiegelreflexkamera sind Aufnahme- und Sucherteil mit je einem Objektiv gleicher Brennweite ausgestattet (Zwillingsobjektiv). Das Sucherobjektiv wirft über einen feststehenden Spiegel das Bild auf die oben horizontal stehende Mattscheibe. Bei der Scharfstellung wird die gesamte Frontplatte mit beiden Objektiven gleichzeitig bewegt. Die Parallaxe (Nichtübereinstimmung zwischen Sucher- und Aufnahmebild) ist im normalen Einstellbereich durch mechanische Masken unterhalb der Mattscheibe ausgeglichen. Das Mattscheibenbild ist aufrechtstehend, jedoch seitenverkehrt. Um das Mattscheibenbild gut beurteilen zu können, besitzt die Kamera einen aufklappbaren Lichtschacht, in dem sich eine einschwenkbare Lupe befindet. Die Vorderseite des Schachts lässt sich bei Bedarf einklappen, sodass der Lichtschacht zum Sportsucher avanciert.

Rolleiflex aus der Gründerzeit

Rolleiflex 2,8 GX als aktualisierte Neuauflage aus den 1990er Jahren

Das Aufnahmeobjektiv ist mit einem Zentralverschluss ausgerüstet. Das Sucherobjektiv ist aus Kostengründen einfacher konstruiert, jedoch lichtstärker