Cropfaktor

Das Kleinbildformat war/ist während langen Jahren analoger Fotografie das am häufigsten verwendete Filmformat. Wurde kein Filmformat angegeben so war es immer dieses eine Format, meinte man ein anderes so wurde dies explizit erwähnt, z.B. sprach man dann von Mittelformat oder Grossformat – jedoch wäre es nie jemandem in den Sinn gekommen, explizit vom Kleinbildformat zu sprechen. Ähnlich verhielt es sich mit Brennweiten – sprach man von einem Objektiv mit 28mm Brennweite, so dachte dabei niemand wirklich an 28mm, man verstand darunter einfach ein Weitwinkelobjektiv. Assoziiert wurde also gleich ein Bildwinkel, und zwar zumeist derjenige, welcher sich beim vertrauten Kleinbildformat ergab. Der Bezug von Brennweite zu Bildwinkel für dieses Filmformat hat sich so bei vielen Fotografen tief eingeprägt, für sie steht die Brennweite geradezu synonym für den Bildwinkel.

Mit den digitalen Spiegelreflexkameras sind kleinere Bildformate in grosser Anzahl hinzugekommen, weiterhin können aber die gleichen altgedienten und vertrauten Objektive Verwendung finden. Allerdings haben sich mit dem geänderten Bildformat die Verhältnisse betreffend Bildwinkel und Schärfentiefe verändert.

Um diese Änderungen sinnvoll beschreiben zu können ist es zweckdienlich, zuerst die unterschiedlichen Bildgrössen in einen Bezug zu bringen, dies geschieht üblicherweise durch Angabe eines Cropfaktors:

Der Cropfaktor ist das Verhältnis der Diagonale des Kleinbildformats zu derjenigen des Bildsensors.

Beispiel: Ein Cropfaktor von 1.5 bedeutet, dass die Diagonale des Bildsensors 1.5 mal kleiner ist als diejenige des Kleinbildfilms.

Sensoren, welche kleiner als das Kleinbildformat sind haben somit einen Cropfaktor grösser als 1. Ich werde diese Sensoren im weiteren Text als Crop-Sensoren bezeichnen.

Typische Cropfaktoren sind:

Ein Cropfaktor bezieht sich (praktisch) immer auf die Grösse des Kleinbildformats, dieses Format dient als Referenz. Dadurch ergibt sich für das Kleinbildformat selbst ein Cropfaktor von 1 und man spricht dann landläufig auch vom Vollformat.

Beim Cropfaktor handelt es sich somit nicht um einen Aspekt der Optik. Die Optik ist nur indirekt betroffen, indem der Bildwinkel der Optik bei gleich bleibender Brennweite entsprechend dem Cropfaktor neu bestimmt werden muss. Dies ist die Art, wie der Cropfaktor vom Fotografen wahrgenommen wird.

Wünschenswert sind ein paar einfache Merkregeln, um die Verhältnisse von Brennweite, Blende und Tiefenschärfe bei den verschiedenen Bildformaten auf diejenigen vom Kleinbild zu übertragen.

Die Verhältnisse bezüglich Bildwinkel sind sehr einfach: Um den gleichen Bildwinkel und somit den gleichen Bildausschnitt wie mit einer Kleinbildkamera zu erhalten, muss die Optik der Digitalkamera eine um den Cropfaktor reduzierte Brennweite haben.

Wird eine Kleinbildoptik an einer Kamera mit Cropfaktor verwendet, so nimmt der Sensor nur einen Ausschnitt des grösseren Formats auf. Das aufgenommene Bild verhält sich somit wie eine Ausschnittvergrösserung, der Bildwinkel wird entsprechend enger. Um den Ausschnitt des Bildsensors auf dem grösseren Kleinbildformat zu erhalten, müsste die Optik eine um den Cropfaktor längere Brennweite haben.

Beispiel: Eine 50mm Optik ergibt somit bei einem Bildsensor mit Cropfaktor 1.5 den gleichen Bildausschnitt wie eine Optik mit 75mm Brennweite beim Kleinbildformat.

Untenstehende Tabelle gibt einen kleinen Überblick zu den Bildwinkeln bei verschiedenen Cropfaktoren:

10 und 12mm Brennweite haben bei Kleinbild und Crop 1.3 keine praktische Bedeutung.

Die Frage zur Schärfentiefe ist geringfügig trickreicher - in solchen Momenten stelle ich jeweils eine Gegenfrage: Was soll hier überhaupt unter welchen Umständen verglichen werden? Das Problem stellt sich, weil der Bildwinkel und damit auch der Bildausschnitt sich verändern, dass Motiv wird wegen der Ausschnittvergrösserung formatfüllender abgebildet.

Drei Fragen können wir diesbezüglich beantworten:

a.) Wenn wir die Distanz zum Motiv jeweils so einnehmen, dass die Bildausschnitte übereinstimmen, so werden wir feststellen, dass die Schärfentiefen bei gleichen Blendenwerten unabhängig vom Bildformat identisch sind. Für die Kamera mit dem Cropsensor werden wir jedoch weiter vom Motiv entfernt sein.

b.) Wenn wir die Distanz belassen, so werden wir feststellen, dass die Tiefenschärfe bei der Kamera mit dem Cropsensor kleiner ist, allerdings wird auch der Bildausschnitt kleiner sein, dass heisst, wenn wir von den Bildern gleichgrosse Abzüge anfertigen, so wird die Kamera mit dem Cropsensor den grösseren Abbildungsmassstab zeigen.

c1.) Die dritte Frage lautet: Welche Optik würde beim Kleinbildformat das gleiche Bild bezüglich Ausschnitt und Tiefenschärfe liefern wie eine bestimmte Optik an einer Kamera mit Cropsensor? Hier ist die Sache sehr einfach: Sie können sowohl die Brennweite als auch den Blendenwert mit dem Cropfaktor multiplizieren.

Beispiel: Ein 50mm/1.8-Objektiv an einer Kamera mit einem Bildsensor mit Cropfaktor 1.5 entspricht bezüglich Bildwinkel und Schärfentiefe einem 75mm/2.7-Objektiv an einer Kleinbildkamera.
-> Äquivalente Brennweite: 50mm x 1.5 (Cropfaktor) = 75mm
-> Äquivalente Blende: 1.8 x 1.5 (Cropfaktor) = 2.7

Regelmässig ist die populäre aber trotzdem irrtümliche Formulierung betreffend sich verändernder Brennweiten zu lesen. Ich möchte hier klar festhalten: Die Brennweite ändert sich mit der Sensorgrösse nicht, nur der Bildwinkel ist davon betroffen. Aus diese Grunde wird in diesem Zusammenhang jeweils der Begriff äequivalente Brennweite verwendet.
Die Bezeichnung 50mm/1.8 stellt die absolute Öffnung des Objektivs dar, in unserem Beispiel beträgt diese 27.8mm. Um gleiche Schärfentiefe zu erhalten muss diese absolute Öffnung konstant bleiben.

c2.) Die Rechnung geht auch umgekehrt: Welches Objektiv muss gewählt werden, um beim Einsatz mit einem Cropsensor gleichen Bildwinkel und gleiche Tiefenschärfe zu kriegen wie mit einer bestimmten Optik beim Kleinbildformat: Für diesen Fall sind sowohl Brennweite als auch Blende durch den Cropfaktor zu dividieren.
Um bezüglich Bildwinkel und Schärfentiefe gleiche Verhältnisse zu kriegen wie mit einem 50mm/1.8-Objektiv an einer Kleinbildkamera ist für eine Kamera mit einem Bildsensor mit Cropfaktor 1.5 ein 33mm/1.2-Objektiv zu wählen.
-> Äquivalente Brennweite: 50mm / 1.5 (Cropfaktor) = 33mm
-> Äquivalente Blende: 1.8 / 1.5 (Cropfaktor) = 1.2

d.) Betreffend der Belichtung gilt auch bei Digitalkameras die relative Blendenöffnung, hier ändert sich gegenüber einer Kleinbildkamera nichts. Ein Objektiv bewirkt an einer digitalen Kamera bei gleicher Blende die gleiche Belichtungszeit wie an einer analogen Kamera (abgesehen von Unterschieden, welche sich durch den veränderten Bildausschnitt ergeben).

Kurze Zusammenfassung

• Das Verhältnis der Bilddiagonalen vom Kleinbildfilm zum Bildsensor wird als Cropfaktor bezeichnet. Ein Cropfaktor, welcher grösser als 1 ist bedeutet, dass der Sensor kleiner als das Kleinbildformat ist.
• Ein Objektiv ergibt bei Verwendung mit einem Cropsensor einen engeren Bildwinkel als beim Kleinbildformat (egal ob Sensor oder Film).
• Ein kleiner Bildwinkel bedeutet, dass das Motiv formatfüllender abgebildet wird. Die Tiefenschärfe wird dadurch geringer ausfallen.
• Um mit einem Cropsensor den gleichen Bildwinkel zu kriegen wie beim Kleinbildformat muss eine kürzere Brennweite gewählt werden. Diese wird bei gleicher relativer Blendenöffnung einer grössere Tiefenschärfe bewirken. Bei den üblichen Cropfaktoren von 1.5 und 1.6 beträgt der Unterschied betreffend der Schärfetiefe gegenüber dem Kleinbildformat ungefähr 1 Blendenwert.
• Dem Verlust an weitem Bildwinkel infolge des Cropfaktor bei kurzen Brennweiten steht ein Gewinn im Telebereich gegenüber. In Anbetracht der Preisverhältnisse bei lichtstarken Teleobjektiven lässt sich locker der Kauf eines der extra für Cropsensoren gebauten Weitwinkelzooms (z.B. 12-24mm) rechtfertigen.
  Aber auch: Es kann nicht nur schlecht sein, wenn die Extremweitwinkel-Manie der letzten Analogfilmtage dadurch etwas gebremst wurde.

Das ganze lässt sich auch tabellarisch zusammenfassen: