Die Kamera – ein einfacher Aufbau

Um zu fotografieren benötigt man eine Kamera und von daher ist es sicherlich hilfreich sich mit den grundlegenden Funktionen einer Kamera vertraut zu machen, wenn man gut, oder besser fotografieren möchte. Um ein Motiv abzulichten brauchen wir Licht und mit Hilfe der Kamera wollen wir Licht zum Sensor lassen um das Motiv abzubilden, aber gleichzeitig muss der Sensor von der Kamera vor unerwünschtem Licht geschützt werden, deshalb muss die Kamera lichtdicht sein. Um ein Bild zu belichten darf nur das zum Motiv gehörende Licht auf den Sensor fallen.

Als einfache Kamera würde schon ein Karton mit Film genügen, um aber fotografieren zu können benötigt man noch ein Motiv, z. B. eine Person und Licht, wie z. B. die Sonne. Das Licht, das auf unsere Person fällt wird von dieser in alle Richtung reflektiert. Würde man jetzt den Karton mit Film, bzw. Sensor davor platzieren und den Deckel öffnen – belichten –, so wird das Licht, das von einem einzigen Punkt der Person zurückgeworfen wird auf viele Punkte des Sensors fallen.

So erhalten wir aber noch kein Bild der Person, sondern nur eine gleichmäßige Belichtung des Sensors, weil das Licht ungeordnet auf ihn gefallen ist.

Damit das Licht aber geordnet auf den Sensor fallen kann, muss man in den Deckel des Kartons ein kleines, verschließbares Loch bohren durch dass das Licht jetzt geordnet werden kann. Das Loch bildet die sogenannte Lochblende.

Jetzt kann das wenige Licht, gerichtet durch die kleine Öffnung, auf den Sensor fallen. Jeder Punkt der durch die Lochblende gesehenen Person erzeugt nur noch einen Punkt auf dem Sensor. Aus diesen Punkten setzt sich das Abbild der Person auf dem Sensor zusammen. Die Punkte sind nicht die Pixel des Sensors!

Der Karton mit seinem verschließbaren Loch im Deckel ist ein einfacher Fotoapparat, eine sogenannte Lochkamera. Wenn aber die Öffnung im Deckel zu groß ist, treffen wieder mehrere Lichtstrahlen eines Punktes der Person auf den Sensor und das Abbild wird unscharf.

Damit man auf dem Sensor ein scharfes Abbild der Person bekommt muss die Öffnung im Deckel sehr klein sein, das wiederum hat zur Folge, dass wenig Licht auf den Sensor kommt, und damit genug Licht auf den Sensor kommt muss die Öffnung lange geöffnet sein – es muss lange belichtet werden. Eine lange Belichtung hat aber den Nachteil, das nur das scharf dargestellt wird, was sich nicht bewegt. Alles was sich bewegt bildet eine Bewegungsunschärfe.

Um jetzt mehr Licht auf den Sensor zu bekommen ohne das Loch zu vergrößern, da es dann ja wieder zu einer Unschärfe kommt, muss man das Licht sammeln und auf einen kleinen Punkt konzentrieren.Um Licht zu sammeln benutzt man eine Linse, die das Licht so biegt, das es sich in einem zentralen Punkt sammelt, den Brennpunkt. Mit so einer Linse hat man ein einfaches Objektiv.

Mit dem Einsatz eines so einfachen Objektives hat man aber das Abbild der Person nur in einer bestimmten Entfernung scharf, denn je nach Abstand der Person zur Linse ist der Brennpunkt unterschiedlich weit von der Linse entfernt.

D. h. bei Personen die zu weit weg sind liegt der Brennpunkt vor dem Sensor, bei Personen die zu nah an der Linse sind liegt der Brennpunkt hinter dem Sensor. In beiden Fällen ist das Abbild also unscharf, was ein Nachteil aber auch ein Vorteil sein kann.

Wichtig ist aber, dass die Lage der Schärfe beeinflussbar ist indem wir entweder den Sensor näher an die Linse heranbringen oder den Sensor weiter von der Linse weg nehmen. Dieses Einstellen der Schärfe nennt man fokussieren.

Wenn man jetzt eine Kombination aus Linse und Loch verwendet, kann der Schärfebereich für entferntere oder nähere Objekte vergrößert werden. Auf diese Art und Weise kann man also größere Bereiche des Bildes vor und hinter der Schärfeebene scharf darstellen.

Wenn jetzt das Loch – also die Blende – in ihrer Größe verstellbar ist, kann man die Ausdehnung der Schärfe in der Tiefe – die Schärfentiefe – beeinflussen. Mit der Änderung der Größe der Blende ändert man aber auch die Menge des Lichtes das durch das Loch auf den Sensor fallen kann. Man benötigt aber eine bestimmte Menge an Licht um korrekt zu belichten, d. h. je nach Größe der Blende und der Helligkeit des Motivs muss unterschiedlich lange belichtet werden.

Bei der einfachen Lochkamera ist die Belichtungszeit, selbst bei hellen Motiven, sehr lang, so dass man diese mit einer Uhr messen kann, bei Kameras mit Objektiven hat man unter anderem Belichtungszeiten von einem Bruchteil einer Sekunde, die Steuerung eines solchen Verschlusses übernimmt eine elektronische Steuerung.

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