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In den meisten Bereichen ist die Digitalfotografie zum Standard geworden.
Ein Vorteil ist unter anderem die Zeit- und Kostenersparnis durch den
Wegfall von Polaroid - Aufnahmen und das Entfallen der Wartezeiten bis zum
fertig entwickelten Film. Es sind keine Zwischenschritte wie Filmentwicklung
oder Einscannen mehr notwendig, das Resultat ist sofort sichtbar und kann
ohne Zeitverzögerung am Computer weiterverarbeitet werden.
Ob Digitalaufnahmen in Frage kommen, hängt vom gewünschten Verwendungszweck
ab.
Klassische Aufnahmetechniken mit der Fachkamera (9x12 cm oder 6x7 cm) kommen
weiterhin zum Einsatz: z.B. bei qualitativ hochwertigen Architekturaufnahmen
(stürzende Linien), speziellen Weitwinkelperspektiven, besonderen
Aufnahmetechniken (z.B. selektive Schärfe) oder falls es die Abbildungsgröße
des Fotos erfordert.
Bilderzeugung
Bildwandlung
In der
Digitalfotografie gibt es – von Hybridverfahren wie der Kodak Photo
CD abgesehen – keinen chemischen Film mehr; zur Wandlung der Lichtwellen in
digitale Signale werden Halbleiter-Strahlungsdetektoren in CCD- oder
CMOS-Technik als Bildsensoren verwendet. Bei dieser Digitalisierung eines
analogen Bildes handelt es sich um eine Bildwandlung, bei der eine
Diskretisierung (Zerlegung in diskrete Elemente) und Quantisierung des
analogen Bildes durchgeführt wird.
Hybridverfahren
Eine Übergangslösung zwischen analoger und digitaler Fotografie stellt die
Fotografie mit dem klassischen "Silberfilm" dar, bei der anschließend das
Negativ oder Positiv zunächst mit einem Scanner digitalisiert wird und dann
das gespeicherte Bild digital weiterbearbeitet wird.
Die manuellen Arbeitsschritte kann man sich sparen, wenn man vom
industriellen Fotolabor eine Photo CD oder Picture Disc herstellen lässt;
dabei wird der – noch ungeschnittene – Filmstreifen direkt im Anschluss an
die Entwicklung mit professionellen Scannern digitalisiert und auf eine CD
gebrannt.
Kamerainterne Bildverarbeitung
Jede Digitalkamera führt nach oder bereits während der Bildwandlung eine
Reihe von Verarbeitungsprozessen durch wie Weißabgleich, Erhöhung der
Farbsättigung, Anheben des Kontrasts, Tonwertkorrektur, Filterung, Schärfen,
verlustbehaftete Komprimierung usw. durch; Consumer-Kameras schärfen auch
dann noch nach, wenn man diese Funktion abgeschaltet hat (vgl. Andrea
Trinkwalder, Raw-Masse. Höhere Farbtiefe, weniger Fehler: Bessere Bilder
dank Rohdaten).
Es gibt keine Möglichkeit, auf das vollkommen unbearbeitete Bild
zuzugreifen; die größte Näherung an dieses kamerainterne "Original" bietet
die Nutzung des speicherintensiven und herstellerabhängigen Rohdatenformats
(CCD-Raw).
Bildeigenschaften
Seitenverhältnis
Die meisten Digitalkameras speichern Bilder mit einem Seitenverhältnis von
1,33 (4:3). Dies hat historische Gründe: Die ersten Digitalkameras waren auf
existierende Sensoren angewiesen und da 4:3 dem Seitenverhältnis der
verbreiteten Fernsehnormen NTSC, PAL und SECAM entspricht (was wiederum von
den frühesten Kinofilmen herührt), waren überwiegend Sensoren mit diesem
Seitenverhältnis verfügbar. Inzwischen werden Sensoren mit dem
Seitenverhältnis 3:2 speziell für Digitalkameras entwickelt und werden
zumeist in neuere digitale Spiegelreflexkameras eingesetzt.
In der Ausbelichtung hat ein Seitenverhältnis von 4:3 die Konsequenz, dass
das Bild bei Verwendung der herkömmlichen 3:2-Bildformate (z.B. 10x15 cm)
entweder oben und unten beschnitten wird oder links und rechts weiße
Streifen auftreten. Daher werden heutzutage meist Papierformate mit den
Seitenverhältnissen 4:3 verwendet. Hierbei wird dann zum Beispiel oft von
einem 10er-Format gesprochen, um anzuzeigen welche Höhe der Abzug aufweist;
die Breite des Abzugs ergibt sich dann entsprechend dem Seitenverhältnis.
Diese Papierformate weichen zwar von den klassischen Papierformaten
(Abzügen) ab, der Abzug zeigt jedoch unbeschnitten das komplette Bild. Ein
Abzug im 10er-Format mit den Seitenverhältnissen 4:3, ist 10 x 13,33 cm groß
und passt mit den oben beschriebenen Einschränkungen nur bedingt in die
üblichen Bilderrahmen.
Pixelanzahl und Auflösung
Als Auflösung bezeichnet man die Anzahl der Bildpunkte, Pixel genannt, in
Breite und Höhe eines digitalen Bildes; bei 1600 × 1200 Pixeln ergibt sich
also beispielsweise eine Auflösung von 1,92 Megapixeln.
Die Herstellerangaben zur Pixelanzahl müssen kritisch interpretiert werden,
da sie nicht die tatsächlich vorhandene Anzahl an Farbpixeln wiedergeben.
Bei dem weit verbreiteten Bayer-Sensor ist dies die Anzahl der einfarbigen
Pixel, für den Foveon-X3-Sensor die Anzahl der lichtempfindlichen Elemente
multipliziert um den Faktor drei.
Daher ist es nicht möglich, die Pixelanzahl der verschiedenen Sensortypen
direkt miteinander zu vergleichen; nach Schätzungen liefert ein Bayer-Sensor
mit sechs Megapixeln etwa dieselbe Auflösung wie ein Foveon-X3-Sensor mit 10
Megapixeln. Einen weiteren proprietären Sensor verwendet Fujifilm.
Die Auflösung digitaler Bilder ist nur eingeschränkt mit der Auflösung eines
Filmnegativs oder Prints zu vergleichen, da sie u. a. vom
Betrachtungsabstand und der Art der Darstellung (Bildschirm, Print) abhängig
ist.
Auf normales Fotopapier ausbelichtete Digitalfotos erreichen mittlerweile
annähernd die Qualität von konventionellen Papierabzügen – hier entscheidet
vielmehr die verwendete Kamera, das Objektiv sowie eine Reihe weiterer
Faktoren über die technische Bildqualität.
Die Pixelanzahl gibt auch nur näherungsweise die Auflösung feiner Strukturen
wieder. Bei der Digitalisierung gilt das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem.
Danach darf die maximale im Bild auftretende Frequenz maximal halb so groß
sein, wie die Abtastfrequenz, weil es sonst zu Moireerscheinungen kommt und
das Originalsignal nicht wieder hergestellt werden kann.
In der Praxis bedeutet das, dass man vor der Digitalisierung die maximale
Frequenz kennen oder herausfinden muss und dann das Signal zwecks
Digitalisierung mit mehr als der doppelten Frequenz abgetastet werden muss.
Bei der Digitalfotografie kann man, um die Moireerscheinungen von vornherein
zu vermeiden, die Optik leicht unscharf stellen. Das entspricht einem
Tiefpass. Wenn die Pixelzahl des Sensors erhöht wird, muss die Optik neu
angepasst werden, weil sonst die erhöhte Pixelzahl nicht ausgenutzt werden
kann.
Beim Scannen gerasterter Bilder muss man die Auflösung ebenfalls so groß
wählen, dass die feinsten Strukturen des Rasters dargestellt werden können.
Anschließend kann man entrastern (dazu gibt es unterschiedliche Funktionen)
und dann die Auflösung herabsetzen.
Dateiformat
Bei der Digitalfotografie entstehen in jedem Fall Daten, die i. d. R.
elektromagnetisch oder optisch gespeichert werden; dies geschieht meist in
einem standardisierten Dateiformat, aktuelle Digitalkameras verwenden neben
dem Rohdatenformat vor allem TIFF und JPEG, bei den Hybridverfahren wie der
Kodak Photo CD entstehen ImagePaks, beim Scannen hat man eine weitgehend
freie Auswahl über das Speicherformat.
Das TIF-Format kann verlustfrei komprimieren, und ist dabei vergleichsweise
speicherintensiv; JPEG ist dagegen verlustbehaftet, kann aber sehr
speicherökonomisch sein. JPEG2000 beherrscht mittlerweile die verlustlose
Komprimierung und einen größeren Farbraum, wird aber noch nicht von vielen
Produkten unterstützt. Der Fotograf muss also bereits vor dem Fotografieren
eine Entscheidung über den Kompressionsgrad und damit über den möglichen
Detailreichtum etc. fällen. Eine vergleichbare Vorabentscheidung trifft der
analog Fotografierende nur mit der Auswahl des Filmmaterials und der
Filmempfindlichkeit, er erhält aber in jedem Fall ein optimales Unikat –
Kompressionsartefakte gibt es in der analogen Fotografie nicht.
Das Dateiformat sollte außerdem mit Bedacht gewählt werden; die ersten
Digitalkameras aus den 90er Jahren speicherten beispielsweise in
proprietären Dateiformaten, die bereits heute nicht mehr gelesen werden
können.
Eine Möglichkeit diese Probleme zu umgehen besteht in der Umwandlung in ein
offenes Dateiformat, beispielsweise PNG.
Meta-Informationen
Zu den Vorteilen der digitalen Bildspeicherung gehört die Möglichkeit,
umfangreiche Meta-Informationen in der Datei zu speichern; diese
Zusatzfunktion ist standardisiert im Exchangeable Image File Format (Exif).
Bereits das Hybridsystem APS verfügte über noch vergleichsweise
eingeschränkte Möglichkeiten der Speicherung von Meta-Informationen, und
auch bei Kleinbildkameras ist das Einbelichten von Zeit- und Datumsangaben
sowie der Bildnummer auf den Filmstreifen möglich, wenn die Kamera über eine
entsprechende Funktion verfügt. Die analogen Kleinbild-Spiegelreflexkameras
Minolta Dynax 9xi und Minolta Dynax 9 verfügen über eine Möglichkeit,
zahlreiche Aufnahmeparameter zu speichern und in eine Textdatei ausgeben zu
können; allerdings ist der Grad der Integration sowie insbesondere die
Zuordnung des jeweiligen Datensatzes zu einem bestimmten Bild eines
bestimmten Filmes nicht unproblematisch.
Bei den in die digitale Bilddatei eingebetteten Exif-Daten ist zu beachten,
dass einige unzureichende Programme diese Daten bei einer Bildbearbeitung
nicht erhalten; dies betrifft sowohl ältere Versionen der
Bildbearbeitungssoftware Adobe Photoshop als auch das Betriebssystem
Microsoft Windows. Natürlich muss man für korrekte Exif-Daten auch daran
denken, bei einem Wechsel der Zeitzone die kamerainterne Uhr umzustellen,
sonst erhält man unbrauchbare Zeit- und ggf. auch Datumsangaben.
Digitale Aufnahmetechnik
Kameras und Kamerasysteme
Analoge Kameras und Kamerasysteme wurden über Jahrzehnte entwickelt,
gepflegt und optimiert; die Bedienung der meisten analogen Kameras ist
faktisch standardisiert und intuitiv erfassbar, die Benutzung von Tasten und
Menüsystemen bei Digitalkameras dagegen nicht. Aufgrund des frühen
Entwicklungsstadiums der Digitalfotografie ist damit zu rechnen, dass der
Fotograf bei jedem Systemwechsel komplett umlernen muss.
Ähnliches gilt für die System- und Modellpflege; während die klassischen
Kamerasysteme der drei großen Kamerahersteller – Nikon, Canon und Minolta –
über Jahrzehnte unter Beibehaltung einer größtmöglichen Kompatibilität
gepflegt wurden, gibt es vergleichbares bestenfalls bei digitalen
Spiegelreflexkameras; aufgrund der extrem raschen Modellwechsel bei
Digitalkameras ist i. d. R. Zubehör genau für eine Kamerageneration und
bestenfalls noch für das Nachfolgemodell benutzbar.
Digitale Kamerarückwände
Digitale Bilder können nicht nur mit nativen Digitalkameras oder durch
Digitalisieren analoger Vorlagen, sondern auch mit einer digitalen
Kamerarückwand angefertigt werden.
Scan Backs funktionieren nach dem Prinzip eines Flachbettscanners; es wird
dabei zwischen Single-shot- und Multi-shot-Verfahren unterschieden.
Objektive
Da heutige Digitalkameras meist Sensoren mit einer gegenüber den klassischen
Filmformaten geringeren Fläche aufweisen, verändert sich effektiv die
Wirkung der Brennweite des Objektivs. Gegenüber dem Kleinbildfilm ergibt
sich der so genannte Verlängerungsfaktor. Die tatsächliche Brennweite eines
Objektivs wird um diesen Faktor vergrößert. Dies bedeutet, dass die
Brennweite eines Normalobjektivs bei einer Digitalkamera den Effekt eines
leichten Teleobjektivs hervorruft. Dies freut zwar den Naturfotografen,
führt jedoch zu Problemen für Freunde des Weitwinkelobjektivs: Es ist sehr
schwierig, verzerrungsarme Superweitwinkelobjektive für Digitalkameras zu
konstruieren. Dementsprechend teuer sind diese Objektive.
Der Verlängerungsfaktor des Objektives wird entweder im Datenblatt der
Kamera oder des Objektivs angegeben, oder die "effektive" Brennweite wird
analog zu Kleinbild angegeben. Besitzer von digitalen Spiegelreflexkameras
müssen den Verlängerungsfaktor ihrer Wechselobjektive dagegen selbst
umrechnen, da dieser nicht auf den Objektiven selbst angegeben ist, denn
diese Objektive können meist auch auf herkömmlichen
Kleinbild-Spiegelreflexkameras eingesetzt werden. Er liegt hier in der Regel
zwischen 1,5 und 2.
Digitale Aufnahmepraxis
Die digitale Aufnahmepraxis weist gegenüber der konventionellen Fotografie
einige Besonderheiten auf.
Bildgestaltung
Als Beispiel sei hier die Veränderung der so genannten Tiefenschärfe
erwähnt, die sich aus der Bildwinkelverkleinerung ergibt (oft fälschlich
Brennweitenverlängerung genannt: Die Brennweite eines Objektivs ändert sich
jedoch nicht, nur dessen genutzter Bildwinkel); Objektive, die in der
Kleinbildfotografie als Weitwinkel gelten, treten bei den meisten
Digitalkameras als Normalobjektiv auf. Da sich die optischen
Gesetzmäßigkeiten nicht verändern, nimmt die effektive Schärfentiefe
(genauer: der Schärfebereich) des Bildes zu. Mit Digitalkameras ist es daher
schwerer als in der Kleinbildfotografie, einen in Unschärfe zerfließenden
Bildhintergrund zu erzielen, wie er beispielsweise in der
Portraitfotografie und
Aktfotografie zur Hervorhebung häufig erwünscht ist.
Spezialfunktionen
Viele Digitalkameras bieten dreh- oder schwenkbare Displays, mit denen
Aufnahmestandpunkte möglich werden, die in der klassischen Fotografie
schlicht unmöglich waren (beispielsweise das Fotografieren aus einer
Menschenmenge heraus über den Kopf hinweg). Die Bauchperspektive, die früher
den Box- und Mittelformatkameras mit Aufsichtsucher vorbehalten war, ist mit
jeder Digitalkamera mit drehbarem Display möglich. Ähnliches gilt für extrem
niedrige Aufnahmestandpunkte, wie sie häufig in der Makrofotografie benötigt
werden; auch hier erweist sich ein Display als komfortabler als ein
angesetzter Winkelsucher.
Aktuelle Digitalkameras (Stand: 2004) bieten fast ausnahmslos die
Möglichkeit der Aufzeichnung kurzer Videoclips von etwa einer Minute im
Format QQVGA oder QVGA, teilweise auch mit Ton. Tendenziell ist eine
Entwicklung der digitalen Fototechnik zu beobachten, immer weiter mit der
Videotechnik zu konvergieren; in Spitzenmodellen ist die Länge der
Videoclips nur noch durch die Kapazität des Speichermediums begrenzt; die
Bildauflösung liegt dabei im Bereich der Qualität von VHS (VGA, 640 × 480
bzw. PAL, 720 × 576).
Elektronische Bildbearbeitung
Neben der automatisch durch die Kamera durchgeführte Bildverarbeitung
eröffnet die Digitalfotografie zahlreiche Möglichkeiten der Bildmanipulation
und -optimierung durch die elektronische Bildbearbeitung, die über
konventionelle Bildretusche und Ausschnittsvergrößerung weit hinausgehen.
Beispielsweise können aus einer Folge von Einzelbildern komfortabel
Panoramafotos montiert, Bildhintergründe ausgetauscht oder Personen aus
Bildern entfernt oder hineinkopiert werden.
Auflösung
Belichtung
Dateiformate
Objektive
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