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Der Formatfaktor ist ein Begriff aus der Fotografie. Er gibt das Verhältnis zwischen zwei Aufnahmeformaten an.

Grundlagen

Brennweiten für einen Bildwinkel von 69° bei unterschiedlichen Aufnahmeformaten

Aufnahmeformat

Das Aufnahmeformat beschreibt die Abmessungen des Aunahmemediums (z.B. Film oder Bildsensor). Im diesem Artikel wird der Begriff Aufnahmeformat synonym für die diagonale Ausdehnung des Aufnahmemediums verwendet.

Bildwinkel

Bildwinkel $\textstyle \alpha$, Aufnahmeformat $\textstyle d$ und Brennweite $\textstyle f$ sind gemäss dem Strahlensatz wie folgt voneinander abhängig:
$\alpha =2\cdot \arctan \left({\frac {d}{2\cdot f}}\right)$

Verschiedene Objektive bilden bei gleichem Bildwinkel und gleicher Entfernung zum Motiv auch denselben Bildausschnitt ab (allerdings unterscheidet sich je nach Brennweite der Objektive die Art der Abbildung z.B. bezüglich der Tiefenschärfe bei gleicher Blende oder die zur Aufnahme benötigte Belichtungszeit bzw.Filmempfindlichkeit bei gleicher Tiefenschärfe).

Definition

Der Formatfaktor FF ist das Verhältnis zweier Aufnahmeformate:

$\displaystyle FF={\frac {d_{\text{Format x}}}{d_{\text{Format y}}}}$

Datei:Formatfaktor-50-80.jpg

Die Diagonale des APS-C Formates (27mm) ist um den Formatfaktor 1.6 kleiner als das Kleinbildformat (43.2mm).
Daher entspricht der Bildwinkel einer APS-C Kamera dem Bildwinkel einer Kleinbildkamera mit 1.6-facher Brennweite

Vergleicht man beispielsweise das Kleinbildformat (kurz KB-Format) mit dem APS-C Format, so ergibt sich ein Formatfaktor FF von:
$FF={\frac {d_{\text{KB}}}{d_{\text{APS-C}}}}={\frac {{43,2}{\text{mm}}}{27{\text{mm}}}}={1,6}$

Damit gilt aber auch:
$d_{\text{APS-C}}={\frac {d_{\text{KB}}}{FF}}$
Setzt man das in die Formel für den Bildwinkel ein, erhält man für das APS-C Format:
$\alpha =2\cdot \arctan \left({\frac {d_{\text{APS-C}}}{2\cdot f}}\right)=2\cdot \arctan \left({\frac {d_{\text{KB}}}{2\cdot f\cdot FF}}\right)$

Um denselben Bildausschnitt auf einem Kleinbildfilm abzubilden wie auf dem APS-C Format benötigt man also die 1,6-fache Brennweite.

Vergleicht man das kleinere mit dem grösseren Format, also setzt man in dem Beispiel das APS-C Format in den Zähler und das KB-Format in den Nenner, so ergibt sich ein Formatfaktor FF von 0,625. Das bedeutet, um denselben Bildausschnitt auf dem APS-C Format abzubilden wie auf einem Kleinbildfilm benötigt man nur die 0,625-fache Brennweite.

Dieselben Zusammenänge gelten natürlich für alle beliebigen Bildformate und auch dann, wenn eine Fotografie nachträglich zugeschnitten wird. Auch beim Zuschneiden einer Fotografie mit der Schere verkleinert sich der Bildwinkel.

Begriffe

Crop-Faktor

Der Begriff Crop-Faktor (english to crop = zuschneiden, kürzen) steht synonym für den Formatfaktor. Wie erwähnt spielt es keine Rolle ob der Crop durch ein kleineres Bildformat bei der Aufnahme, durch ein nachträgliches Zuschneiden des Bildes mit einer Schere oder durch eine Ausschnittvergrößerung zustande kommt.

Brennweitenverlängerungsfaktor

der Ausdruck Brennweitenverlängerungerungsfaktor bezieht sich auf den Ausdruck $\textstyle {f\cdot FF}$ im Nenner der abgeleiteten Bildwinkel-Formel. Er beschreibt wie man die Brennweite bei einem bestimmten Bildformat verlängern (oder verkürzen) müsste um denselben Bildausschnitt bzw. Bildwinkel mit einer Kleinbildkamera abzubilden. Damit bezieht sich Brennweitenverlängerungsfaktor implizit auch auf das Kleinbildformat. Die tatsächliche Brennweite ist vom Bildformat natürlich völlig unabhängig und daher ist der gängige Begiff Brennweitenverlängerungsfaktor im Wortsinne falsch.

KB-äquivalente Brennweite

Der Begriff KB-äquivalente Brennweite wird gelegentlich für das Produkt aus der tatsächlichen Brennweite und dem Formatfaktor (bezogen auf das Kleinbildformat) verwendet - er bezieht sich damit ebenfalls auf den Ausdruck $\textstyle {f\cdot FF}$ im Nenner der abgeleiteten Bildwinkel-Formel. Er bezeichnet die Brennweite, die beim Kleinbildformat denselben Bildwinkel ergibt, wie die tatsächliche Brennweite eines Objektivs am jeweiligen Aufnahmeformat. Die Äquivalenz bezieht sich nur auf den Bildwinkel. Der Verlauf der Schärfentiefe beispielsweise ist verschieden. Der Begriff sollte nicht dem Begriff effektive Brennweite verwechselt werden

Formatfaktoren gängiger Sensorgrößen relativ zum Kleinbildformat

Faktor (1)	Sensorgröße	Typische Auflösung	Diagonale
8	1/3"	Manche Videokameras
8,7	1/3,2"	ca. 2 - 3 Megapixel	5 mm (2)
7,2	1/2,7"	ca. 3 - 5 Megapixel	6 mm (2)
6,8	1/2,5"	ca. 3 - 6 Megapixel	6,4 mm (2)
4,9	1/1,8"	ca. 4 - 10 Megapixel	8,9 mm (2)
4	2/3"	ca. 8 Megapixel	11 mm (2)
2	4/3" entsp.Four Thirds	ab 5 Megapixel	21,3 mm (2)
1,6	entsprechend APS-C	ab 6 Megapixel	27,1 mm
1,5	entsprechend APS-C, DX	ab 6 Megapixel	28,3 mm
1,3	entsprechend APS-H	ab 8 Megapixel	34,7 mm
1	Kleinbild-Vollformat	ab 6 Megapixel	43,3 mm

(1) Der Formatfaktor entspricht dem Verhältnis der Diagonale des Kleinbildformates zur Diagonale der lichtempfindlichen Fläche des Bildsensors. Manche Autoren beziehen diesen stattdessen auf die größere Seite des Aufnahmeformats, um den unterschiedlichen Seitenverhältnissen (2:3 bei Kleinbild und DSLR, 3:4 bei den meisten Sensoren für kompakte Digitalkameras, 16:9 bei einigen neueren Modellen) gerechter zu werden.

(2) Die Größenangaben in Zoll-Bruchteilen beziehen sich traditionell auf die nutzbare Fläche von Video-Aufnahmeröhren. Eine Ein-Zoll-Vidicon-Bildröhre hat zwar 25,4 mm Außendurchmesser, jedoch nur eine nutzbare Bilddiagonale von etwa 16 mm.

Konsequenzen für die fotografische Praxis

Ändert sich das Aufnahmeformat z. B. beim Anschluß eines Objektivs für eine Kleinbild-Spiegelreflexkamera an eine digitale Spiegelreflex mit kleinerem Sensor oder beim nachträglichen Beschneiden der Aufnahme, so ändert sich ausschliesslich der Bildwinkel und damit der Bildausschnitt.

Dennoch hat die Wahl des Bildformates weiterreichende Konsequenzen für die fotografische Praxis: Ein auf einen Film oder einen Bildsensor belichtetes Bild wird normalerweise stark vergrössert bevor es an einem Bildschirm angezeigt oder auf Papier ausbelichtet bzw. ausgedruckt wird. Für einen Abzug in derselben Grösse müssen zwei Aufnahmen, die mit verschiedenen Aufnahmeformaten gewonnen wurden, unterschiedlich stark vergrössert werden. Eine einfache Ausschnittvergrösserung erfordert natürlich ebenfalls eine Vergrösserung um den kleineren Ausschnitt wieder auf die ursprüngliche Grösse zu bringen. Der Formatfaktor FF beschreibt auch hier um welchen Faktor gegenüber dem Kleinbildformat stärker vergrössert werden muss.

Diese stärkere Vergrösserung des Negativs (bzw. des elektronisch erfassten Abbildes) oder des Ausschnittes beeinflusst die Schärfentiefe. Auch die in der Kleinbildfotografie gängige Faustregel dass bei einer Brennweite von f die Belichtungszeit nicht länger als 1/f Sekunden sein sollte um 'aus der Hand' - also ohne Stativ - noch eine unverwackelte Aufnahme zu bekommen, muss um den Formatfaktor erweitert werden, so dass gilt: $Belichtungszeit<={\frac {1}{{f}\cdot {FF}}}$

siehe auch

• Aufnahmeformat
• Bildwinkel
• Verlängerungsfaktor
• Ausschnittvergrösserung

Weblinks

• http://www.dslr-forum.de/showthread.php?p=196926#post196926 ausführliche Erklärung
• http://tamron.de/Brennweitenvergleich.238.0.html?dum=0&L=0 guter Vergleich zwischen Brennweiten und digitalen/analogen Kameras
• http://www.dpreview.com/learn/?/Glossary/Camera_System/Sensor_Sizes_01.htm dpreview: englisch

Kategorie: Fototechnik Kategorie: Fotopraxis