4. Fokussieren

Es wurde bereits mehrfach erwähnt, dass vor jeder Aufnahme die Kameraoptik auf einen Gegenstand scharfgestellt werden muss. Dieser Vorgang ist eine Grundvoraussetzung dafür, dass das Objekt im Foto tatsächlich scharf abgebildet werden kann.

Viele Gelegenheitsfotografen sind sich dieses Vorganges gar nicht mehr bewusst, da bei modernen Kameras diese Arbeit (fast) vollständig von der Kameraelektronik, dem sog. Autofokus, übernommen wird. Mit dem Fokussieren erfolgt aber eine entscheidende Weichenstellung, ob die Aufnahme gelingt oder doch nur gelöscht werden kann. Deshalb lohnt es sich in jedem Fall, sich mit diesem Vorgang genauer zu beschäftigen.

Entfernungseinstellung

fokussierenDie Linsen des Kameraobjektivs haben die Aufgabe, das von einem Gegenstand reflektierte Licht zu brechen und so umzuleiten, dass ein Abbild des Motivs auf den Sensor projiziert wird (Einzelheiten siehe Kapitel Objektiv - Lichtbild). Das reflektierte Licht breitet sich vom Gegenstand ausgehend in alle Richtungen aus. Das Kameraobjektiv fängt einen Teil dieses Lichts ein und führt es in Richtung Sensor wieder zusammen. Ein winziges Detail des Gegenstands (Punkt) wird (maximal) scharf auf den Sensor projiziert, wenn das Objektiv das reflektierte Licht so umleitet, dass es in einem Punkt, dem sog. Brennpunkt, direkt auf dem Sensor wieder zusammentrifft.

Treffen die Lichtstrahlen eines Punkts nicht direkt auf dem Sensor im Brennpunkt zusammen, wird der Punkt auf dem Sensor nicht als Punkt, sondern als Scheibe abgebildet (sog. Zerstreuungskreis). Je weiter der Brennpunkt vom Sensor entfernt ist, umso größer wird der Zerstreuungskreis und umso schwächer wird er auf dem Sensor abgebildet. Dies kann dazu führen, dass sich ein Objekt im Foto quasi in Luft auflöst.

BrennpunktWo das Licht im Brennpunkt wieder zusammentrifft hängt thoretisch von der Brennweite des Objektivs und der Entfernung des fokussierten Gegenstands ab. Je geringer der Abstand des Gegenstands zur Linsengruppe ist (sog. Gegenstandsweite), umso weiter liegt der Brennpunkt des reflektierten Lichts hinter der Linsengruppe. Je weiter der Gegenstand entfernt ist, umso mehr näher rückt der Brennpunkt an die Linsengruppe im Objektiv.

Wird auf einen sehr (unendlich) weit entfernten Gegenstand fokussiert, entspricht der Abstand des Brennpunkts zum optischen Mittelpunkt der Linsengruppe (sog. Hauptebene) in der Theorie der Brennweite des Objektivs. Bei einem 100-mm-Objektiv liegt der Brennpunkt also 100 mm hinter dem optischen Mittelpunkt der Linsengruppe, wenn auf einen weit entfernten Gegenstand fokussiert wird. In der Praxis entspricht dieser Abstand aufgrund der Bauweise moderner Objektive oft nicht mehr der Brennweite. Wird der Abstand zwischen Gegenstand und Linsengruppe jedoch verringert, gilt für Theorie und Praxis, dass sich der Brennpunkt immer weiter von der Linsengruppe entfernt. Um den Gegenstand maximal scharf abzubilden, muss also der Abstand zwischen Linsengruppe und Sensor also vergößert werden.

Brennpunkt & EntfernungDie Verschiebung des Brennpunkts verläuft auch nicht gleichmäßig. Ist der Abstand zwischen Gegenstand und Linsengruppe gering, können bereits kleinste Veränderungen der Gegenstandsweite zu einer erheblichen Verschiebung des Brennpunkts führen. Je größer der Abstand zwischen Gegenstand und Linsengruppe ist, umso weniger wirkt sich eine Änderung der Gegenstandweite auf den Brennpunkt aus. Bei einem 50-mm-Objektiv verschiebt sich der Brennpunkt um 2,92 mm, wenn der Abstand zwischen Gegenstand und Linsengruppe von 0,5 m auf 1 m geändert wird. Wird der Abstand zwischen Gegenstand und Linsengruppe hingegen von 10 m auf 20 m geändert, verschiebt sich der Brennpunkt nur um 0,12 mm.

Das führt dazu, dass ab einer gewissen Entfernung zwischen fokussiertem Gegenstand und Linsengruppe jede weitere Zunahme der Entfernung zu keiner für die Kameraelektronik noch messbaren Veränderung des Brennpunkts führt. Ab dieser Entfernung werden alle Objekte bis zu einer unendlichen Entfernung messbar maximal scharf auf den Sensor projiziert (sog. Unendlichkeitseinstellung). Ab welcher Entfernung dies der Fall ist, hängt vor allem von der Brennweite des Objektivs ab. Je kürzer die Brennweite ist, umso eher tritt das Phänomen auf.

Fokussieren bedeutet also, dass der Abstand der Linsengruppe zum Sensor an die Entfernung des fokussierten Gegenstands zur Linsengruppe angepasst wird. Einige Objektive verfügen am Fokusring über eine Entfernungsskala. Diese Skala zeigt jedoch nicht die Gegenstandsweite, sondern die Entfernung zwischen fokussiertem Gegenstand und Kamerasensor an (sog. Entfernungseinstellung). Die Entfernung für Unendlichkeit wird durch das Symbol für Unendlich (∞) angezeigt.

Schärfenebene

SchärfeebeneNeben dem Gegenstand, auf den fokussiert wurde, werden auch andere Objekte mit ähnlichem Abstand maximal scharf abgebildet. Um den fokussierten Gegenstand herum werden alle Objekte in einer sich in Höhe und Breite erstreckenden Ebene (sog. Schärfenebene) maximal scharf abgebildet. Im Idealfall verläuft diese Schärfenebene exakt parallel zum Kamerasensor.

Objekte, die sich vor oder hinter der Schärfenebene befinden, werden nicht mehr maximal scharf abgebildet. Ob und wie weit auch solche Objekte noch akzeptabel scharf abgebildet werden können, wird im nächsten Abschnitt "Schärfentiefe" dargestellt.

Autofokus

Heute überlassen die meisten Fotografen die Entfernungseinstellung der Kameraelektronik, dem Autofokus (AF). Dabei ist die Technik noch gar nicht so alt. Erst ab den 1980er Jahren wurden Kameraserien mit Autofokussystem angeboten. Lange wurde darüber gespottet, dass die Abkürzung "AF" für "Außer Fokus" stünde. Heute arbeiten die Systeme in der Regel zuverlässig, wenn sie richtig bedient werden und nicht technisch Unmögliches erwartet wird.

Autofokussysteme

Im Prinzip können Autofokussysteme in zwei Kategorien unterteilt werden, in aktive und passive Systeme.

Bei einem aktiven System sendet die Kamera einen für den Menschen nicht sichtbaren Infrarotstahl aus, der vom Motiv zur Kamera zurück reflektiert wird. Nach Messung dieses reflektierten Stahls errechnet die Kameraelektronik die Entfernung zum Motiv.  Aktive Autofokussysteme waren bei analogen Kompaktkameras sehr verbreitet, bei Digitalkameras sind sie jedoch selten.

Passive Systeme nutzen das normale vom Motiv reflektierte Licht. Einfache Systeme verschieben einfach solange die Linsengruppe im Objektiv, bis das auf den Kamerasensor projizierte Abbild einen maximalen Kontrast erreicht. Derartige Systeme sind zwar günstig, da jede Digitalkamera bereits über einen Sensor verfügt, arbeiten aber vergleichsweise langsam und unpräzise.

9 Autofokusmessfelder
Sucherbild einer Kamera mit neun AF-Messfeldern (Fotomontage).

Deshalb verfügen bessere Kameras über eigene Autofokusmessfelder. Während früher meist nur ein einziges Messfeld in der Bildmitte lag, werden heute meist mehrere Felder über die Bildfläche verteilt, die einzeln angewählt werden können oder parallel zueinander arbeiten bis in einem Feld die Fokussierung erfolgt ist. Im Sucherbild werden diese Messfelder meist durch kleine Quadrate gekennzeichnet. Das Messfeld, in dem die Messnung erfolgreich war, wird meist durch eine besondere Farbe gekennzeichnet. Auf diesen Motivteil ist die Optik scharf eingestellt.

Zum Teil wird auch in diesen Messfeldern nur der maximale Kontrast ermittelt. Teilweise ist die Arbeit der Systeme aber noch komplexer. Vereinfacht ausgedrückt, wird bei einigen Systemen das in diese Messfelder projizierte Licht durch spezielle Prismen quasi in zwei oder bei Kreuzsensoren in mehrere Lichtstrahlen aufgespalten. Mittels eines Phasenvergleichs kann nun der Grad der (Un-)Schärfe ermittel und die Kameraoptik entsprechend angepasst werden.

Passive Autofokussysteme arbeiten sehr zuverlässig, wenn das Motiv im Messfeld über Struktur verfügt, die eine Beurteilung der Schärfe zulässt. Flächige Motive ohne erkennbare Struktur, z.B. große, glatte einfarbige Flächen, überfordern hingegen das System. Auch bei schwachen Lichtverhältnissen kann der passive Autofokus Probleme bekommen. Viele Kameras sind deshalb mit einem zusätzlichen Autofokusmesslicht ausgestattet. Dieses projiziert meist mit farbigem Licht ein Muster auf das Motiv, das vom Autofokus erkannt und ausgewertet werden kann. Dies sollten Sie bedenken, wenn sie bei schwachen Lichtverhältnissen z.B. in einer Kirche fotografieren wollen, ohne zu stören.

AF-Modi

Der Autofokus wird aktiviert, wenn der Auslöser der Kamera zur Hälfte gerückt wird. Die weitere Arbeit hängt nun vom verwendeten Autofokusmodus ab. Je nach Kameramodell stehen meist mehrere Modi zur Verfügung, die über das Kameramenü ausgewählt werden können.

S-AF oder One Shot

Bei dieser Einstellung ("single autofocus") nimmt der Autofokus seine Arbeit auf, wenn der Auslöser halb gedrückt wird. Sobald eine Einstellung gefunden und die Fokussierung abgeschlossen wurde, erscheint im Sucherbild ein Symbol und/oder ein akustisches Signal ertönt. Diese Einstellungen bleiben nun solange unverändert, bis der Auslöser wieder losgelassen wird. Wird der Auslöser ganz durchgedrückt, erfolgt die Aufnahme mit dieser Entfernungseinstellung. Auch bei Serienbildaufnahmen erfolgt zwischen den Aufnahmen keine neue Fokussierung, wenn der Auslöser nicht losgelassen wird. Dieser Modus eignet sich für die meisten Aufnahmen, bei denen sich das Motiv nicht schnell bewegt.

Mit diesem Modus kann eine präzise Fokussierung auch dann vorgenommen werden, wenn das bildwichtige Objekt, auf das die Schärfe abgestimmt werden soll, nicht in einem Messfeld liegt. Wählen Sie dazu zunächst den Bildausschnitt so, dass das Objekt im Messfeld liegt. Drücken Sie den Auslöser zur Hälfte, um den Autofokus zu aktivieren. Achten Sie darauf, dass der Autofokus die Schärfe auch tatsächlich auf das Feld liegt, in dem sich das Objekt befindet. Ist die Fokussierung abgeschlossen, halten Sie den Auslöser weiter zur Hälfte gedrückt und wählen nun den Bildausschnitt, den ihre Aufnahme haben soll, und drücken nun den Auslöser voll durch.

C-AF oder Al Servo

Diese Einstellung ("continuous autofocus") eignet sich besonders für Sport- und Actionfotografie. Bei sich schnell bewegenden Motive kann sich der Abstand zwischen Motiv und Kamera in Sekundenbruchteilen verändern. Im S-AF-Modus ist es möglich, dass die ermittelte Einstellung in der kurzen Zeit zwischen Fokussierung und Auslösung schon wieder hinfällig geworden ist.

C-AF
Im C-AF-Modus kann mit der Serienbildfunktion die Bewegung eines Objekts mit mehreren Fotos aufgezeichnet werden, aus denen das Beste später ausgewählt wird.

Im C-AF-Modus wird deshalb die zuerst ermittelte Einstellung nicht gespeichert. Die Scharfstellung wird vielmehr fortlaufend den Bewegungen des fokussierten Objekts angepasst, bis der Auslöser wieder losgelassen wird. Bei Serienbildaufnahmen ändert sich der Fokus auch zwischen den Aufnahmen.

Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass sich das bewegende Objekt stets innerhalb eines aktiven AF-Messfeld befindet. Bei Kameras mit mehreren Messfeldern versucht der Autofokus meist zuerst auf das mittlere Messfeld zu fokussieren. Bewegt sich das Objekt aus der Mitte zu einem benachbarten Messfeld, wechselt die Messung in dieses Feld. Sie können natürlich auch zuvor ein bestimmtes Messfeld auswählen und durch Bewegung der Kamera während der Aufnahme versuchen, das Objekt stets in diesem Messfeld zu halten.

A-AF oder Al Focus

Diese Einstellung ("automatic autofocus") verbindet die beiden zuvor genannten Modi und wechselt automatisch zwischen diesen. Begonnen wird meist im S-AF-Modus. Erkennt die Kamera Bewegung im Motiv wechselt sie automatisch in den C-AF-Modus.

S-AF+MF

Einzelne Kameras erlauben die Kombination von Autofokus und manueller Scharfstellung. Zunächst übernimmt der Autofokus im S-AF-Modus die Scharfstellung. Bei halb gedrücktem Auslöser kann die Einstellungen jedoch per Hand verändert werden, um ggf. den Fokus noch präziser zu setzen.

Manueller Fokus

Trotz des erstaunlichen technischen Fortschritts gibt es zum Glück auch in der Fotografie nach wie vor Situationen, in denen schlichte menschliche Handarbeit jeder Technik überlegen ist. In der Makrofotografie zum Beispiel ist in vielen Fällen selbst der beste Autofokus unpraktisch, wenn nicht gar unbrauchbar. Aber auch in der ganz alltäglichen Fotografie bietet das manuelle Fokussieren eine Reihe von Vorzügen, die es nach wie vor rechtfertigen, den Autofokus hin und wieder zu deaktivieren.

Natürlich ist manuelles Fokussieren etwas aufwendiger und langsamer als die Arbeit mit dem Autofokus. Genau darin liegt aber auch ein großer Vorteil. Der Fotograf wird quasi genötigt, sich stärker auf das Motiv zu konzentrieren und so seine Bildidee exakter umzusetzen. Sind ihm die Handgriffe des Fokussierens durch ein wenig Übung ins Blut übergegangen, hat er eine noch stärkere Kontrolle über das Motiv und die Gestaltung der Aufnahme. Schließlich ist der manuell eingestellte Fokus nach wie vor genauer als der Autofokus, der trotz allen Fortschritts einen gewissen Ausschuss durch Unschärfe verursacht.

Viele digitale Kompaktkameras erlauben gar kein manuelles Fokussieren. Bei digitalen SLR- und Systemkameras kann der Autofokus aber über das Kameramenü (MF-Modus) oder einen Schalter am Objektiv deaktiviert werden. Um manuell den Fokus exakt bestimmen zu können, gibt es verschiedene Hilfsmittel.

Entfernungsskala

Bei einigen Objektiven befindet sich am Einstellring eine Entfernungsskala die angibt, auf welche Entfernung das Objektiv aktuell fokussiert ist. Natürlich kann diese Skala auch genutzt werden, um den Fokus auf eine bestimmte Entfernung einzustellen. Diese Methode ist jedoch äußerst fehlerbehaftet, da nicht nur die Entfernung zum Motiv geschätzt werden muss, sondern auch weil die Skalen meist nur sehr grobmaschig sind.

Mattscheibe

MattscheibeAls zuverlässiges Hilfsmittel beim Fokussieren haben sich lange vor dem Autofokus bei Spiegelreflexkameras Mattscheiben mit Schnittbildindikator und/oder Mikroprismenring bewährt. Die Mattscheibe, auch Einstellscheibe genannt, ist eine kleine geschliffene Scheibe, die sich in SLR-Kameras oberhalb des Spiegels vor dem Pentaprisma befindet. Auf sie wirft der Spiegel ein reeles Bild der späteren Aufnahme, dass durch das Pentaprisma im optischen Sucher der Kamera betrachtet werden kann.

Früher war es Standard, dass diese Scheiben über Fokussierungshilfen verfügten. Beim Schnittbildindikator wird ein kreisrunder Ausschnitt des Motivs in der Bildmitte meist in zwei Hälften aufgespalten. Bei nicht korrekter Fokussierung verschieben sich diese Hälften gegeneinander und passen nur bei exakter Fokussierung überein. Um den Indikator herum befindet sich oft ein Mikroprismenring, in dem bei nicht korrekter Fokussierung das Bild in ein schimmerndes Punktmuster gebrochen wird. Mit diesen Hilfen lässt sich der Fokus sehr genau festlegen.

Im digitalen Zeitalter sind diese Fokussierungshilfen fast vollständig verschwunden und meist nicht einmal mehr als Zubehör des Herstellers erhältlich. Der Grund dafür dürfte sein, dass die Fokussierungshilfen bei lichtschwachen Objektiven teilweise schwarz werden. Da auch die Belichtungsmessung der Kamera über die Mattscheibe erfolgt, kann diese nicht mehr richtig arbeiten, wenn die Arbeitsblende des Objektivs kleiner als 2.8 ist (größerer Blendenwert), wie bei vielen Zoomobjektiven. Bei lichtstarken Objektiven mit einer Anfangsblende von 2.8 oder größer (kleinerer Blendenwert) arbeitet die Belichtungsmessung hingegen einwandfrei.

Wer ohnehin mit lichtstarken Objektiven arbeitet, kann Mattscheiben mit Fokussierungshilfen für fast alle gängigen digitalen SLR-Kameras von Drittanbietern erwerben. Die amerikanische Firma externer Link KatzEye Focusing bietet beispielsweise Mattscheiben in sehr guter Qualität an. In Deutschland werden diese Scheiben u.a. vom externer Link Online-Shop des Nikon Fotografie-Forums vertrieben. Der Austausch der Mattscheibe ist auch vom technischen Laien in der Regel ohne Probleme zu bewältigen.

Die von den Kameraherstellern für das manuelle Fokussieren angebotenen Mattscheiben sind in der Regel keine wirklichen Hilfen. Sie lassen das Sucherbild meist nur kontrastreicher erscheinen.

Live-View & elektronische Sucher

Digitale Systemkameras haben in der Regel keinen optischen Sucher mehr. Sie zeigen stattdessen ein Live-Bild auf dem Monitor der Kamera oder teilweise in einem zusätzlichen elektrischen Sucher. Inzwischen bieten auch praktisch alle aktuellen digitalen SLR-Kameras die Möglichkeit, im sog. Live-View-Modus das Sucherbild auf dem Kameramonitor anzeigen zu lassen.

Live-View
Bei SLR-Kameras kann im Live-View-Modus oft nur manuell fokussiert werden. Auf Tastendruck kann ein Ausschnitt des Bildes so stark vergrößert werden, dass sich die Schärfe gut beurteilen lässt.

Dieses Live-Bild kann sehr gut zum manuellen Fokussieren genutzt werden, wenn der Bildausschnitt, auf dem der Fokus liegen soll, zuvor maximal vergrößert wird. Bei einigen Modellen wird automatisch eine Vergrößerung angezeigt, wenn der Fokussierungsring am Objektiv betätigt wird. Die Lage des Bildausschnitts lässt sich meist recht einfach über bestimmte Tasten oder Rädchen der Kamera verschieben, so dass er den jeweiligen Bedürfnissen anpasst werden kann.

Bei maximaler Vergrößerung des Bildausschnitts kann die Bildschärfe sehr genau und zuverlässig beurteilt werden, da jedes Pixel genauso gezeigt wird, wie es später aufgenommen wird. Erst bei sehr schwachen Lichtverhältnissen kann auch im Live-Bild Rauschen entstehen, das die Beurteilung der Schärfe erschwert. Mit diesem Bildrauschen müssen Sie dann aber auch in der späteren Aufnahme rechnen.

Makrofotografie

Eine besondere Form der manuellen Scharfstellung findet man vor allem in der Makrofotografie. Aufgrund des geringen Aufnahmeabstands und der geringen Schärfentiefe ist es hier besonders wichtig, den Fokus millimetergenau einzustellen. Bereits kleinste Abweichungen können hier die Aufnahme ruinieren. Autofokussysteme sind mit dieser Aufgabe meist überfordert.

Fokussierungsschiene
In der Makrofotografie wird die Kamera oft auf einer Schiene millimetergenau vor bzw. zurück gefahren, um den Fokus exakt zu bestimmen.

In der Makrofotografie wird oft nicht durch Verschieben der Linsengruppe im Objektiv scharfgestellt, sondern dadurch, dass der Aufnahmeabstand zwischen Objektiv und Motiv verändert wird. Dazu wird die Kamera auf eine Schiene mit einem Schlitten montiert, die wiederum auf ein Stativ geschraubt ist. Bevor die Kamera ausgerichtet wird, wird die Linsengruppe im Makroobjektiv so verschoben, dass der gewünschte Abbildungsmaßstab (z.B. 1:1 oder 1:2) erzielt wird. Nun wird die Kamera an das Motiv herangeführt, bis dieses scharf auf den Sensor abgebildet wird. Die letzten Feineinstellungen erfolgen, indem die Kamera auf der Schiene millimetergenau vor bzw. zurück geschoben wird.

Für die Beurteilung der Schärfe bietet sich hier das Live-Bild auf dem Kameramonitor besonders an. Wird der bildwichtige Teil maximal vergrößert auf dem Bildschirm angezeigt, können die Auswirkungen selbst der kleinsten Standortänderung genau nachvollzogen werden.