Wie funktioniert eine Kamera?

Allgemeiner Aufbau

Kurzfassung

Eine Kamera

  • ist lichtdicht
  • hat einen Sensor zur Aufzeichnung des Lichts (oder wird mit Film bestückt)
  • hat eine Öffnung (meist ein Objektiv), um das Licht kontrolliert zum Sensor zu lassen
  • hat (meist) einen Verschluss
  • hat (meist) eine einstellbare Blendenöffnung
  • hat (meist) eine Vorrichtung zum Einstellen der Bildschärfe
  • hat (meist) einen Sucher / ein Display

  • Ausführlich:

    Zum Fotografieren braucht man (zumindest meistens) eine Kamera. Und so ist es sicherlich hilfreich, sich mit dem grundlegenden Aufbau und den Funktionen einer Kamera vertraut zu machen, wenn man fotografieren lernen will.
    Sehen wir uns das also mal vom Anfang her an.
    Eine Kamera soll natürlich fotografieren, also Licht zum Film oder Sensor lassen. Doch genauso wichtig ist es, dass sie den Sensor (oder den Film) während der Belichtung vor unerwünschtem Licht schützt.

    Kamerafoto
    Ein Objektiv und ein lichtdichtes Gehäuse, mehr braucht eine Kamera zunächst einmal nicht. Aber man kann natürlich noch eine Menge mehr hineinpacken.
    Dazu muss die Kamera lichtdicht sein. Zur Belichtung darf nur das zum Motiv gehörende Licht auf den Sensor fallen. In einer Analogkamera muss der Film auch zwischen den Aufnahmen vor Licht geschützt werden. Eine einfache Kiste oder z. B. ein Schuhkarton mit einem Stück Film darin würde als einfache Kamera schon reichen. Wenn man fotografieren will, braucht man aber auf jeden Fall noch mehr: ein Motiv (z. B. einen Menschen) und Licht (z. B. von der Sonne).
    Illustration zum Thema Kamera
    Reflexion
    Das Licht, das von der Sonne auf das Motiv, hier den Menschen, fällt, wird von diesem in viele Richtungen zurückgeworfen. Wenn wir unsere Kistenkamera davorstellen und den Deckel öffnen, also eine Aufnahme (eine Belichtung ) machen, so trifft das Licht, das von einem Punkt des Menschen reflektiert wird, auf viele verschiedene Punkte des Sensors (oder Films).
    Illustration zum Thema Kamera
    Das Licht trifft ungeordnet auf den Sensor bzw. den Film.
    Dadurch erhalten wir aber nur eine gleichmäßige Belichtung des Sensors und leider noch kein Abbild des Menschen. Das Licht ist einfach ungeordnet auf den Sensor gefallen.
    Um es zu ordnen, können wir es mit einer kleineren Öffnung der Kiste probieren. Dazu muss ein kleines, verschließbares Loch (die Lochblende) in den Deckel kommen, durch das das Licht jetzt "sortiert" oder gefiltert werden kann.
    Illustration zum Thema Kamera
    Die Lochblende
    Es trifft nun zwar weniger Licht auf den Sensor oder Film, dafür ist es jedoch gerichtet: Jeder Punkt des von der Kamera "gesehenen" Motivs erzeugt nur noch einen Punkt auf dem Sensor. Aus diesen Punkten (nicht zu verwechseln mit den Pixeln des digitalen Sensors) setzt sich das Bild des Motivs zusammen. Wir haben jetzt einen einfachen Fotoapparat, eine Lochkamera. (Mit einer Pappkiste, Klebeband und einem Stück Film oder Fotopapier kann man solch eine Kamera selbst bauen.)
    Die Öffnung in dem Kistendeckel darf aber nicht zu groß werden, sonst treffen doch wieder mehrere Lichtstrahlen von einem Punkt des Motivs auf den Sensor/Film und erzeugen Kreise (sogenannte Zerstreuungskreise) anstelle der erwünschten Punkte. Dadurch wird das Bild unscharf.
    Illustration zum Thema Kamera
    Unschärfe
    Das Loch muss sehr klein sein, dadurch gelangt nur ein wenig Licht auf den Sensor. Deshalb muss man es über längere Zeit "einwirken lassen, damit die Kamera das Licht aufzeichnen kann. Man muss länger belichten. Diese langen Belichtungszeiten bringen aber leider auch Nachteile mit sich. Alles, was sich während der Belichtung bewegt, zieht eine Art Lichtspur über das Bild. Es kommt wieder zu Unschärfen, diesmal aber durch die Bewegungen des Motivs während der Belichtung.
    Illustration zum Thema Kamera
    Unschärfe durch Bewegung
    Es ist also wichtig, mehr Licht auf den Film zu lassen, doch müssen wir gleichzeitig verhindern, dass wieder die Unschärfe (Zerstreuungskreise) auftritt. Das Loch können wir deshalb nicht einfach so vergrößern. Aber wir können stattdessen, um mehr Licht auf dem Film zu versammeln, eine Linse einsetzen.
    Anmerkung
    Anmerkung
    Verwackelt oder falsch fokussiert?
    Ob ein Bild verwackelt ist oder eine Bewegungsunschärfe vorliegt oder ob nur einfach nicht richtig scharf gestellt wurde, kann man oft ganz leicht feststellen: Bei einem verwackelten Bild ist alles unscharf, aber die stärksten Auswirkungen zeigt die Unschärfe im Bildvordergrund.

    Wenn es sich um eine Bewegungsunschärfe handelt, ist dagegen ein Teil des Bildes, nämlich jener, der sich während der Belichtungszeit bewegt hat, unscharf. Bei einer falschen Entfernungseinstellung ist meist ein Entfernungsbereich noch scharf, und die Unschärfe wächst, je weiter andere Objekte von diesem Bereich entfernt sind.
    Diese Linse "biegt" die Lichtstrahlen und fügt sie an einem Punkt zusammen. Das Licht wird gesammelt und zu einem Brennpunkt ("Fokus") geführt. Wir haben damit ein einfaches Objektiv.
    Illustration zum Thema Kamera
    Die "Linse"
    Leider ist auf diese Art aber nur das Abbild von Objekten mit einer ganz bestimmten Entfernung zur Kamera scharf. Je nach Abstand des Motivs zur Linse liegt nämlich der Brennpunkt unterschiedlich weit von der Linse entfernt.

    Objekte, die zu weit entfernt sind, haben einen Brennpunkt vor der Bildebene. Bei Objekten, die zu nah sind, liegt der Brennpunkt dahinter. Auf dem Bild erscheinen in beiden Fällen Unschärfekreise.
    Illustration zum Thema Kamera
    Brennpunkt und Unschärfekreis
    Das kann ein Nachteil, aber auch ein Vorteil sein. Wichtig ist auf jeden Fall, dass man die Lage der Schärfe (der Schärfenebene) beeinflussen kann. Wenn wir dann den Abstand des Sensors / Films zur Linse vergrößern, werden näher gelegene Motive scharf. Wenn wir dagegen diesen Abstand verkleinern, werden ferner gelegene Motive scharf. Wir können so also die Schärfe einstellen (fokussieren).
    Illustration zum Thema Kamera
    Linse und Lochblende
    Und falls wir jetzt noch eine Kombination aus Loch und Linse verwenden, können die Unschärfekreise für nähere oder weiter entfernte Objekte verkleinert werden. Gegenstände, die außerhalb der eigentlichen Schärfenebene liegen, erscheinen dann mehr oder weniger scharf. Wir können auf diese Art größere Bereiche des Bildes sowohl vor als auch hinter der Schärfeebene scharf abbilden.

    01

    Wenn das Loch (die Blende) von veränderbarer Größe ist, kann man die Ausdehnung der Schärfe in die Tiefe, die Schärfentiefe, steuern. Gleichzeitig verändert man so allerdings auch die Intensität des Lichts, das auf den Sensor oder Film trifft. Die Aufnahmeeinheit braucht aber eine bestimmte Lichtmenge, um richtig belichtet zu werden.
    Um die unterschiedlichen Lichtmengen je nach eingestellter Blende und Helligkeit des Motivs zu kompensieren, muss man unterschiedlich lange belichten.
    Während bei der Lochkamera auch bei hellen Motiven die Belichtungszeiten so lang sind, dass man sie bequem mit der Uhr abmessen kann (Lochkamera-Fotografen messen die Belichtungszeit oft scherzeshalber in getrunkenen Tassen Kaffee), braucht man bei der Fotografie mit Objektiv meist sehr kurze Zeiten (Bruchteile von Sekunden). Die Steuerung dieser Verschlusszeiten übernimmt am besten ein mechanischer (oder elektronischer) Verschluss.

    Illustration zum Thema Kamera
    Der Verschluss (geöffnet)

    Illustration zum Thema Kamera
    Der Verschluss (geschlossen)


    Wir haben jetzt die wichtigsten Elemente einer Kamera kennengelernt. In erster Linie muss sie lichtdicht sein und sollte eine (regel- und) verschließbare Öffnung haben. Darüber hinaus haben die meisten Kameras ein Objektiv (die Linse), eine Möglichkeit zum Scharfstellen, einen Verschluss mit Auslöser und, im analogen Bereich, eine Vorrichtung zum Transport des Films von Bild zu Bild.
    Und natürlich verfügen fast alle Kameras, im Gegensatz zu unserer Kiste, über einen Sucher (oder ein Display). Dazu mehr auf den folgenden Seiten.

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    Heutzutage sind viele der Bedienungselemente automatisiert bzw. motorisiert. Ob das sinnvoll ist oder nicht, müssen Sie selbst herausfinden. Wenn Sie wirklich fotografieren lernen wollen, empfehle ich Ihnen, eine Kamera zu benutzen, die das "manuelle" Fotografieren gestattet. Das kann natürlich auch gern eine "Digitale" sein, sie sollte sich eben nur von Hand einstellen lassen.
    Obwohl um die Kamera und ihre "Features" (gerade in der Werbung und in der Fachpresse) sehr viel Aufhebens gemacht wird, sind im Grunde alle Kameras gleich. Im analogen Bereich sind es mehr oder weniger nur Kisten zur lichtdichten Aufbewahrung des Films. Ihr Einfluss auf die technische Qualität des Fotos ist deshalb in der Regel deutlich geringer als der des Objektivs.
    Bei Digitalkameras dagegen sieht das völlig anders aus. Deshalb gibt es im Themenbereich "Kamera" ein gesondertes umfangreiches Kapitel zu den "Digitalen".
    Und was leider immer wieder vergessen wird:
    Das Bild macht der Fotograf, die Kamera ist nur Werkzeug.