Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

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BodoH
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Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von BodoH » Mittwoch 11. September 2024, 06:22

Vorab möchte ich erwähnen, dass diese Infos zum Thema „Kleinbildäquivalent“ im nachfolgenden Artikel im Grunde nur notwendig sind, wenn man sich mit anderen Fotografen jenseits dem eigenen Sensorsystem austauschen möchte. Ich war z.B. auf einem Seminar über Sportfotografie unseres Sportbundes und dort war es unerlässlich für einen Austausch untereinander und die Umsetzung der vorgetragenen Infos, eine gemeinsame Bezugseben zu benutzen.
Außerdem könnte der Text dem einen oder anderen helfen, etwas mehr hinter die Geheimnisse der Fotografie blicken zu können, sein eigenes System besser zu verstehen oder auch bei einer Neuorientierung bzw. bei einem eventuellen Systemwechsel hilfreich sein. Wem das „zu schwere Kost“ ist, kann auch gleich bis zum Fazit durchscrollen.


Das Kleinbildäquivalent in der digitalen Welt

Das Kleinbildformat, in der Größe 24x36mm, war mit Abstand das am meisten verbreitete fotografische Aufnahmeformat in der analogen Zeit. Es gab selbstverständlich auch größere und kleinere Negativfilme, aber diese spielten in der Gesamtbetrachtung eher eine untergeordnete Rolle.

Bild
Kleinbildkamaras
by Bodo Hoffmann, auf Flickr


Das heutige digitale "Vollformat" hat genau diese Abmessungen als Sensorgröße und deshalb bot es sich an, das "Kleinbildformat" als Bezugsgröße für Kameras und Objektive über alle Sensorgrößen hinweg einzuführen. Damit ist es möglich, diese verschiedenen Systeme und Objektive untereinander in ihren Anwendungs- und Qualitätseigenschaften einzuordnen und zu vergleichen.

Als Grundlage zur Umrechnung dient das Verhältnis der Diagonale der jeweiligen Sensorgrößen zum Kleinbildformat. Daraus wird der "Cropfaktor" ermittelt. Mit diesem "Cropfaktor" wird eine entsprechende (äquivalente) Größe, z.B. eine Objektiv-Brennweite, im "Kleinbildäquivalent" errechnet. Dabei ist ein identischer Bildwinkel bzw. Bildausschnitt zweier Aufnahmen mit den zu vergleichenden Sensorgrößen die Voraussetzung bzw. die Grundlage.


„Objektivbrennweite“ x „Crop-Faktor“ = Brennweite im „Kleinbild-Äquivalent“


Zum Beispiel hat die Diagonale eines "mft"-Sensors die Hälfte von der Diagonale des Kleinbildformat und somit wird hier mit einem Cropfaktor von "zwei" gearbeitet.

2 KB Sensorgrößen.jpg
2 KB Sensorgrößen.jpg (59.07 KiB) 1079 mal betrachtet

Der "Cropfaktor", sinnvoller auch "Formatfaktor" genannt, sollte nach meiner Meinung als etwas betrachtet werden, was er im Grunde ist,
ein einfacher Umrechnungsfaktor.

Erklärungen mit den Begriffen, wie z. B. "Brennweiten-Verlängerung", "Bildwinkelfaktor“, „Ausschnitts-Umrechnung" oder andere sind für ein Verständnis nur irreführend.

3 Tabelle CropFaktor2.jpg
3 Tabelle CropFaktor2.jpg (21.03 KiB) 1079 mal betrachtet



Und jetzt das Wichtigste zu diesem Thema überhaupt:

Das Umrechnen auf das "Kleinbildäquivalent" ist eine rein theoretische Modell-Betrachtung und findet so in der Praxis keine Anwendung. Zu unterschiedlich sind bei Vergleichen die vielen unterschiedlichen Parameter, besonders in den technischen Details.

Anwendung findet dieser Faktor z.B. bei der Bestimmung der „Normalbrennweite“ eines digitalen Sensorsystems. Dabei ist die Normalbrennweite sozusagen die "Schnittstelle" bei der Einordnung von Objektiven in Weitwinkel- bzw. Teleobjektivbereiche.

Die Normalbrennweite des Kleinbildäquivalents wurde irgendwann auf 50mm festgelegt, weil sie weitgehend dem Eindruck des menschlichen Auges entspricht.

4 Normalbrennweiten.jpg
4 Normalbrennweiten.jpg (92.27 KiB) 1079 mal betrachtet

Somit beträgt die Normalbrennweite zum Beispiel bei "mft"-Sensoren 25mm bei einem Cropfaktor 2. Alle Brennweiten-Werte darunter sind dann Weitwinkelobjektive und darüber Teleobjektive. Wichtig ist, dass der zu betrachtende Bildausschnitt bei allen Sensorgrößen als Bezugsgröße gleich sein muss.

Allerdings ist die Schärfentiefe bei den Vergleichsergebnissen unterschiedlich. Obwohl der Bildausschnitt der gleiche ist, bleiben die fixe Schärfentiefen-Eigenschaften eines 25mm Objektivs unverändert und sind anders als bei einem 50mm Objektiv unabhängig von allen Sensorgrößen.


Solche Umrechnungen sind heutzutage allgemein akzeptiert.

Weitere Fragestellungen sind sehr abstrakt und u.U. schwer zu verstehen und dabei besteht die Gefahr, falsche Schlussfolgerungen zu ziehen. Am Ende kommt noch jemand auf die Idee, "Film-Korn" gegen "Sensor-Rauschen" berechnen zu wollen.

Man kann es nicht deutlich genug sagen: Das Umrechnen auf das "Kleinbildäquivalent" ist eine rein theoretische Modell-Betrachtung.



Nachfolgende Vergleiche werden oft divers diskutiert werden, z.B. um eine identische Tiefenschärfe miteinander zu vergleichen. Dafür müsste man eigentlich die Blendenzahl (in Blendenstufen) ebenfalls mit dem Crop-Faktor verrechnen. Das heißt: ein 100mm Objektiv mit Blende 5.6 an einem Vollformatsensor entspricht dem Schärfentiefen-Äquivalent eines 50mm Objektivs mit Blende 2.8 an einem "mft"-Sensor.
„Blendenwert“ x „Crop-Faktor“ = Blendenwert des „Kleinbild-Äquivalents“
Das Umrechnen von ISO-Werten, um einen vollständigen, qualitativen Vergleich unter den verschiedenen Sensorformaten zu bekommen, findet in der Regel selten Interesse.



Jetzt noch zum oft diskutierten Thema Lichtstärke
(nicht vergessen natürlich auf der Basis des gleichen Bildausschnitts).

Die Blendenzahlen eines Objektivs orientieren sich am Verhältnis des absolutem Blendendurchmessers (sprich der größtmöglichen Offenblende) im Verhältnis zur Brennweite des Objektivs. Eine Blendenzahl steht also nicht für eine feste physische Größe, sondern steht im Zusammenhang mit der Brennweite.

Aus Offenblende und Brennweite ergibt sich die bei Objektiven angegebene Lichtstärke.


Bild
Verschiedene Objektive und Lichtstärken
by Bodo Hoffmann, auf Flickr


Die Berechnung der Lichtstärke und damit die größtmögliche Offenblende eines Objektivs wird wie folgt berechnet:
Die Brennweite (f) des Objektivs wird durch den physischen Durchmesser der nutzbaren Öffnung (d) eines Objektivs geteilt und das Ergebnis ins Verhältnis „zu 1“ gesetzt.

Je kleiner dieser Wert ist, desto „lichtstärker“ ist das Objektiv und kommt mit schlechteren Lichtverhältnissen besser zurecht.



Beim Vergleich zwischen Vollformat und „mft“ nun folgende theoretische Überlegung:

Um, bei gleichem Bildausschnitt, dieselbe Gesamtmenge Licht einer Vollformatbelichtung auch auf einen kleineren Sensor zu bringen, muss man bei der kürzeren Brennweite (bedingt durch den Cropfaktor) die physische Größe der Offenblende des Vollformates genauso groß anwenden.

Diese gleichgroße physische Öffnung erfordert jedoch wegen der kürzeren Brennweite des „mft“-Systems (bei gleichem Bildausschnitt) ein Objektiv mit einer niedrigeren Blendenzahl und damit eine andere Offenblende bzw. Lichtstärke, in diesem Fall um „cropfaktortechnische“ zwei Blendenstufen!

6 KB Grafik - Lichtstärkevergleich.jpg
6 KB Grafik - Lichtstärkevergleich.jpg (38.99 KiB) 1079 mal betrachtet

Man muss, wenn man faire Vergleiche anstellen will, Objektiv-Lichtstärken immer mit der Sensorgröße in Bezug setzen und dazu auch technisch vergleichbare Sensoren betrachten.


Fazit

Man kann es nicht oft genug betonen: Das „Kleinbildäquivalent“ ist und bleibt eine theoretische und modellhafte Umrechnung, die man nicht auf beliebige Themen und Kameras eins zu eins umsetzen kann. Außerdem machen nicht alle theoretischen Äquivalente, die man berechnen kann, auch Sinn. Zusammengefasst noch einmal der abschließende Hinweis: der Belichtungsvorteil des „Vollformates“ gegenüber dem „mft“-System sind zwei Blendenstufen, von den ISO-Vorteilen des Vollformates ganz abgesehen. Um viel mehr geht es bei Diskussionen zu diesem Thema oft nicht.

Noch ein abschließender Hinweis. Blenden- und ISOreihen sind in Blendenstufen aufgebaut. Die Belichtungsreihe „nicht direkt“: 1/30sec x „Cropfaktor 2“ sind deshalb keine 1/60sec, sondern 1/120sec!
Viele nette Grüße!
Bodo

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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von Lumix4Video » Mittwoch 11. September 2024, 06:45

Danke Bodo, da war auch noch viel dabei für jemanden, der dachte, dass er das Thema schon verstanden hatte ;-) .

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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von Slayer » Mittwoch 11. September 2024, 08:44

Großartig Bodo! Da hast du lichtstark das Thema beleuchtet ;)
Vielen Dank für die Mühe! Da bleiben keine Fragen offen.
Viele Grüße,
Patrick


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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von Jock-l » Mittwoch 11. September 2024, 09:26

Roland darf sich freuen, wieder etwas was oben anzutackern ist ;)
Im bürgerlichen Leben ist Jürgen ein Allerweltsvorname, in Foren (oft vergeben) nutze ich Jockel in einer leicht veränderten Schreibweise -> Jock-l ;)
Mehr Lametta ist da nicht :lol: Doch: Blau-Gelb sind meine Farben !!!

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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von oberbayer » Mittwoch 11. September 2024, 11:52

Klasse Bodo 👍
Klar und verständlich erklärt!
Danke für deine Fleißarbeit!
Gruß aus Bayern
Herbert
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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von breitbildknipser » Mittwoch 11. September 2024, 12:12

Danke Bodo, alles gut erläutert und verständlich erklärt. Daumen hoch!
MfG Reiner
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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von Binärius » Mittwoch 11. September 2024, 18:44

Gut gemacht Bodo.
Danke dafür!
Gruß Binärius aka Jens

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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von ifi1 » Mittwoch 11. September 2024, 18:52

Wieder ein Thema sehr schön aufbereitet und aufgedröselt.
Klasse Bodo. 👍👋
Meine Bilder sind grundsätzlich bearbeitet...

Liebe Grüße aus Middel-Frangn
Iris


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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von Horka » Mittwoch 11. September 2024, 19:14

Da durch ungeschickte Formatierung wohl ein Teil meiner Erwiderung "untergegangen" ist, wiederhole ich sie hier noch einmal.

Zitat Bodo Beim Vergleich zwischen Vollformat und „mft“ nun folgende theoretische Überlegung:

Um, bei gleichem Bildausschnitt, dieselbe Gesamtmenge Licht einer Vollformatbelichtung auch auf einen kleineren Sensor zu bringen, muss man bei der kürzeren Brennweite (bedingt durch den Cropfaktor) die physische Größe der Offenblende des Vollformates genauso groß anwenden.

Diese gleichgroße physische Öffnung erfordert jedoch wegen der kürzeren Brennweite des „mft“-Systems (bei gleichem Bildausschnitt) ein Objektiv mit einer niedrigeren Blendenzahl und damit eine andere Offenblende bzw. Lichtstärke, in diesem Fall um „cropfaktortechnische“ zwei Blendenstufen!


Dafür gibt es keine physikalische Begründung. Durch die Sammelwirkung des Objektivs fällt die gleiche Lichtmenge auf den Sensor. Aber durch die kleineren Empfangsdioden steigt das Rauschen der einzelnen Dioden und damit des gesamten Sensors an.

Wie groß der Unterschied ist, hängt rein von der Technologie des Sensors ab. Heutige MFT-Sensoren sind ungefähr so lichtempfindlich bzw. rauschen so viel wie etwa 10 Jahre alte KB-Sensoren. Damit ist Bodos Theorie widerlegt.

Als Faustregel kann angenommen werden, dass bei gleicher Technologie und gleicher Generation KB-Sensoren ungefähr um zwei Lichtwerte weniger rauschen als MFT-Sensoren

Horst
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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von BerndP » Mittwoch 11. September 2024, 21:28

Der alte Streitpunkt…

Ich habe schon immer geschrieben: Licht ist Licht. Es ist da, in der Menge, die eben da ist. Und dieses Licht fängt ein Kleinbildsensor genauso ein wie ein MFT-Sensor. Aber ein MFT-Sensor rauscht halt früher wegen seiner physikalischen Unterschiede zum Kleinbildsensor. Da hilft nur sehr gute Bildbearbeitungssoftware, um diesen Nachteil etwas auszugleichen…

Und gut, da ist noch die Sache mit dem Bildausschnitt… die Diskussion würde sich endlos drehen…
Schönen Gruß Bernd
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Re: Das Kleinbildäquivalent - Licht ins Dunkel bringen

Beitrag von PentaxPit » Donnerstag 12. September 2024, 06:35

Prima Bodo, hervorragend erklärt - danke dafür
Schöne Grüße aus der Mitte Schleswig-Holsteins
Claus-Peter

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