Digitalkamera - Bauarten einer DigiCam und Verwendung eienr digitalen Fotokamera

Eine Digitalkamera (genauer gesagt eine digitale Fotokamera im Gegensatz zu einer digitalen Filmkamera), neudeutsch gerne DigiCam genannt, funktioniert nicht grundsätzlich anders als eine konventionelle Kamera. Der einzige Unterschied ist, daß das zu fotografierende Objekt nicht auf einen optochemisch arbeitenden Film sondern auf einen lichtempfindlichen elektronischen Schaltkreis projiziert wird (CCD- oder CMOS-Chip). Die Bedienungselemente für die Aufnahme sind daher grundsätzlich gleich. Die unterschiedlichen Eigenschaften der Bildspeichermedien (d.h. Film bzw. elektronische Speicherkarten) haben selbstverständlich Auswirkungen auf die Handhabung ab dem Zeitpunkt der Aufnahme. Einen Film kann man nur einmal belichten und muß ihn dann beim Fotohändler zum Entwickeln abgeben. Bei elektronischen Speichermedien wie z.B. einer Compact-Flash- oder SD-Card steht das Bildergebnis hingegen sofort zur Verfügung, so daß man die Bilder z.B. auf einem fast immer in die Kamera eingebauten kleinen Monitor sofort ansehen kann.

Sofern Sie mit dem Aufbau und der Wirkungsweise von Kameras noch nicht vertraut sind, sei Ihnen zuerst einmal die Lektüre der allgemeinen Infos zu

konventionellen Kameras empfohlen. Aufbauend darauf finden Sie nachfolgend Infos über die speziellen Eigenheiten von DigiCams.

Bauarten von Digitalkameras

Digitalkameras werden in überwiegender Mehrheit als Autofokus-Sucherkamera (nähere Infos hierzu siehe

Sucherkameras) gebaut. In dieser Bauform kann man sehr kleine DigiCams bauen, aber oft sind vor allem relativ preisgünstige Modelle unnötigerweise ziemlich klobig. Neben einem optischen Sucher ist fast immer auch ein kleiner Monitor vorhanden, auf dem man einerseits die bisher angefertigten Aufnahmen ansehen kann und den man andererseits bei Nahaufnahmen verwenden kann, um die bei allen Sucherkameras unumgängliche Parallaxe zu vermeiden. Leider kann man auf dem fast immer mickrigen Monitor mit schlechter Auflösung und mäßiger Bildwiedergabe weder Schärfe noch die Bildwiedergabe gut kontrollieren. Wenn der Sucher nur ungefähr 200.000 Bildpunkte besitzt, der Bildsensor aber 8 Millionen, dann sieht man auf dem Monitor nur jeden 40. Bildpunkt. Entsprechend katastrophal hoch kann die Bildschärfe des realen Bilds sein, ohne daß man auch nur den Hauch einer Chance hätte, dies auf dem Monitor zu sehen. Zudem kann man auf ihm im Freien bei Sonnenschein oft kaum noch etwas erkennen.

Die zweite, wesentlich teurere Bauart sind digitale Spiegelreflexkameras (Digital-SLR), die im Grunde genauso funktionieren wie konventionelle

SLR-Kameras. Es gibt sie mit fest installiertem Objektiv aber in zunehmendem Maße auch mit einem Bajonett, das in einigen Fällen mit demjenigen konventioneller SLR-Kameras des jeweiligen Herstellers kompatibel ist, so daß man alle Kleinbildobjektive und das Systemzubehör verwenden kann. Der große Vorteil der digitalen Spiegelreflexkameras im Vergleich zu digitalen Sucherkameras ist, daß man im Sucher immer genau das sieht, was auch aufs Foto kommt, und daß man darüberhinaus eine große Auswahl an qualitativ hochwertigen Objektiven mit allen möglichen Brennweiten hat. Leider hat Qualität einen in der Regel recht hohen Preis.

Es gibt noch eine dritte Bauart, auf die hier aber nicht weiter eingegangen werden soll. Es handelt sich um digitale Rückteile bzw. digitale Magazine für sogenannte professionelle Fachkameras. Digitale Magazine werden bei Mittelformatkameras anstelle des konventionellen Filmmagazins verwendet. Ähnliches gibt es für Großbildkameras, bei denen der Filmhalter gegen ein digitales Rückteil ausgetauscht wird. Diese beiden digitalen Filmaufnehmer sind aufgrund ihrer großen Abmessungen unerhört teuer (ungefähr Neupreis eines Mittelklassewagens) und kommen für Privatleute nicht infrage. Ich würde mir für meine Fuji GX680 ja gerne ein digitales Rückteil anschaffen, aber knapp 40.000 € gibt meine Portokasse leider nicht her.

Megapixel

Bedauerlicherweise wird auf Anwenderseite die Qualität einer Digitalkamera fast ausschließlich an der Anzahl der Bildpunkte sprich Pixel festgemacht. Die Anzahl der Megapixel (= Millionen Bildpunkte) ist aber bestenfalls ein Kriterium aber nicht das Kriterium. Viel wichtiger als die Anzahl der Bildpunkte ist wie auch bei konventionellen Kameras das Objektiv. Es gibt nicht wenige Ultra-Megapixel-Sucherkameras mit schlechtem Objektiv, bei denen das Bildergebnis deutlich schlechter als bei gleichteuren Kameras mit weniger hoher Auflösung ist. Denn was der Hersteller am Sensor mehr ausgibt, muß er bei gleichem Verkaufspreis irgendwo anders sparen. Deshalb versuchen die Testzeitschriften mit mehreren unterschiedlichen und nicht immer sinnvollen Methoden herauszufinden, wie hoch die wirkliche Auflösung des Systems Objektiv-Bildaufnehmer-Signalverarbeitung wirklich ist. Dabei kann durchaus korrekterweise herauskommen, daß eine Kamera mit z.B. 8 Mio. Pixeln eine höhere Auflösung besitzt als eine mit 10 Mio. Pixeln.

Der Sensor selbst besteht aus mehreren Millionen winzig kleiner Fotozellen, die in Form eines Rechtecks (= Aufnahmeformat) angeordnet sind. Fotozellen sind von sich aus nicht farbempfindlich, so daß nur Schwarzweißaufnahmen möglich sind. Um Farbaufnahmen anfertigen zu können, muß man das Licht in die 3 Grundfarben Rot, Grün und Blau aufteilen. Dies kann man wie in Bild 1 dargestellt dadurch erreichen, daß man sogenannte Farbteilerspiegel, im Fachjargon Interferenzfilter genannt, verwendet. Dies sind Glasplatten, die durch aufgedampfte Interferenzschichten Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich reflektieren und den Rest durchlassen. Ein Interferenzfilter, der beispielsweise blaues Licht reflektiert, läßt grünes und rotes Licht, d.h. in Summe gelbes Licht durch. Mit der Hilfe zweier Filter kann man so ein farbiges Bild in ein blaues, ein grünes und ein rotes Farbauszugsbild aufteilen. Für jedes dieser Teilbilder benötigt man einen separaten farbunempfindlichen Sensor, wobei man die 3 Sensoren sehr genau zueinander justieren muß, damit die Farbauszüge deckungsgleich sind. Weiterhin ist der Platzbedarf recht hoch. Diesen hohen Aufwand treibt man nur bei relativ teuren Videokameras ("3 CCD"), während bei digitalen Fotokameras der Platzbedarf wegen der großen Bautiefe zu hoch ist.

Bild 1: Bildaufteilung bei 3-CCD-Kameras

Bei digitalen Fotokameras geht man einen anderen Weg, den man auch bei der überwiegenden Mehrheit der eher preiswerten Videokameras anwendet: Was beim Fernsehgerät als Ausgabemedium funktioniert, dreht man einfach herum. Dort werden farbige Bilder durch sehr dicht nebeneinanderliegende Bildpunkte in den Farben Rot, Grün und Blau erzeugt. Genau das macht man umgekehrt bei der Aufnahme: Dicht nebeneinanderliegende Filter machen die Fotozellen für Licht nur je einer der 3 Grundfarben empfindlich, siehe Bild 2.

Bild 2: Aufbau eines Farbbildsensors

Aus fertigungstechnischen Gründen sind die Filter oft als schmale Streifen ausgeführt, die abwechselnd nebeneinanderliegen. Man verwendet zwar zunehmend auch andere Anordnungen, aber für das Verständnis der grundlegenden Funktion ist dies unerheblich. Ein farbiger Bildpunkt besteht dabei aus aus drei Teilbildpunkten, nämlich einem roten, einem grünen und einem blauen. Die Anzahl der Farbbildpunkte beträgt daher exakt ein Drittel der physikalisch vorhandenen Fotozellen. Diese drastische Reduzierung auf ein Drittel wurmt die Hersteller natürlich sehr, und so versuchen Sie durch allerhand Schätzalgorithmen die Anzahl der Farbbildpunkte künstlich hochzurechnen. Wie das geht? Im Prinzip ganz einfach: Man nutzt aus, daß das Auge für Helligkeitsschwankungen empfindlicher reagiert als auf Farbschwankungen. Die Farbe kann man nur einmal pro Farb-Tripel bestimmen, aber man kann mit Schätzalgorithmen versuchen, die Helligkeitsveränderungen aus der Helligkeitsinformation der roten, grünen und blauen Teilbildpunkte zu erraten. Aus der erratenen Helligkeitsinformation zusammen mit der Farbinformation werden neue Farbbildpunkte berechnet, die dann letztendlich als Bildinformation genutzt werden. Dies ist auch der Wert, der werbewirksam angegeben wird. Er liegt üblicherweise nur um ein Drittel unter der Anzahl der physikalischen Bildpunkte, d.h. ungefähr die Hälfte der farbigen Bildpunkte ist geschätzt (von 100% physikalischen Bildpunkte sind 33% echte Farbbildpunkte; mit Faktor 2 durch Schätzung kommt man auf 66%, also ein Drittel weniger als physikalische Bildpunkte). Leider handelt man sich durch die Schätzerei einige Probleme ein, die sich in einer Bildverschlechterung manifestieren. Diese Verschlechterung ist stark abhängig vom zu fotografierenden Objekt und fällt manchmal kaum, manchmal jedoch sehr stark auf. Das ist der Preis, den man für möglichst viele Bildpunkte zahlen muß. Zusätzlich werden die Bilder von der Kameraelektronik so gut wie immer geschärft, d.h. die Kantenkontraste werden künstlich verstärkt. Die gleiche Funktion kennen Sie sicherlich von Bildverarbeitungsprogrammen. Und sicherlich ist Ihnen schon einmal aufgefallen, daß eine solche Funktion zwar in vielen Fällen vorteilhaft ist, nicht selten aber durch übertriebene Kantenkontraste bildverschlechternd wirkt.

Sicher werden Sie sich jetzt fragen, wieviele Megapixel Sie wirklich benötigen. Die Antwort hängt davon ab, was Sie damit machen möchten. Für Internetanwendungen sind Bilder mit 640x480 oder 800x600 Bildpunkten aus Gründen der Dateigröße und damit der Ladezeit die Obergrenze. Dies entspricht ca. 300.000 bzw. 480.000 Bildpunkten. Rechnet man großzügigerweise, daß man die Bilder aus Qualitätsgründen linear um den Faktor 0,5 herunterrechnet, bevor man sie verwendet, ergibt sich ein Faktor von 4 (2 für die Höhe und 2 für die Breite), was 1,2 bzw. 1,9 Megapixel (d.h. 1280x960 bzw. 1600x1200 Bildpunkte) ergibt. Bei dieser Rechnung sind die eingerechneten Reserven allerdings extrem groß. Eine mittlerweile altertümliche Kamera mit 1,3 Megapixeln ist in der Praxis für diese Anwendung meistens mehr als ausreichend.

Wenn Sie die Kamera für die Erstellung von Papierbildern verwenden wollen, hängt es vom Format ab, wieviele Pixel Sie benötigen. Denn im Druck benötigt man etwa 300 dpi, damit aus normalem Betrachtungsabstand das Auge keine einzelnen Punkte erkennen kann. Wer genau hinschaut und näher herangeht, kann die Rasterung jedoch problemlos entdecken. Dies ist allerdings mit dem Filmkorn bei analogen Kameras nicht anders. Die genannten 300 dpi beziehen sich auf farbige Bildpunkte, also nicht etwa auf das viel feinere Raster, mit dem Tintenstrahldrucker die einzelnen Farben nebeneinander drucken müssen, um so farbige Bildpunkte mit beliebigem Helligkeitswert nachzuahmen! 300 dpi (dpi = dots per inch, also Punkte pro Zoll) entsprechen ungefähr 120 Bildpunkte pro Zentimeter. Zur Berechnung der Mindestanzahl der Pixel muß man also lediglich die Kantenlänge der beiden Seiten des Fotos miteinander und dann mit 120 x 120 = 14400 multiplizieren. Für das Digitalbildformat 9x13,5 (basierend auf Analogformat 9x13) ergeben sich so 9 x 13,5 x 14400 = 1.749.600 Bildpunkte, beim Format 13x19,5 (basierend auf Analogformat 13x18) sind es 3.650.400 Pixel als Minimalanforderung. Mehr braucht man auch bei größeren Formaten nicht wirklich, weil man große Fotos üblicherweise nicht im Leseabstand betrachtet sondern aus größerer Entfernung. Daher braucht man keine Auflösung von 300 dpi, sondern es reicht ein deutlich kleinerer Wert. Eine Faustregel aus der Analogfotografie, die auch bei der Digitalfotografie korrekt ist, besagt, daß eine Aufnahme, die im Format 18x24 scharf erscheint (bei 300 dpi ergeben sich dann 6 Megapixel), es auch bei einem beliebigen größeren Format ist.

Nicht so weit verbreitet sind Kameras, bei denen keine nebeneinanderliegenden Farbfilter zum Einsatz kommen, sondern bei denen die Sensoren für die 3 Grundfarben hintereinanderliegen. Hierbei wird ausgenutzt, daß verschiedenfarbiges Licht eine unterschiedliche Eindringtiefe in das Halbleitermaterial hat. Ein großer Vorteil ist hierbei, daß die einzelnen Bildpunkte aus drei Farben plus Helligkeitsinformation bestehen. Wenn der Hersteller die Anzahl der physikalischen Farbpunkte angibt, ist die Bildqualität bei gleicher Pixelzahl deutlich besser als bei Kameras mit Streifenfilter. Bislang hat sich dieses Prinzip jedoch (noch?) nicht am Markt durchgesetzt.

Sensorgröße und Rauschen

Eine sehr unangenehme Eigenschaft von elektronischen Bildsensoren ist das Rauschen. Ursache für das Rauschen ist die Brownsche Molekularbewegung der freien Ladungsträger, die von der Temperatur abhängt: Je wärmer es ist, desto stärker ist das Rauschen. Man kann es nur durch Abkühlen auf den absoluten Nullpunkt (0 K, d.h. -273,16 °C) wirklich unterbinden. Der Effekt ist, daß während der Belichtungszeit selbst dann, wenn der Sensor absoluter Dunkelheit ausgesetzt ist, die einzelnen Pixel mehr oder minder ausgesteuert werden. Da das Rauschen ein stochastischer Effekt ist, d.h. rein zufällig erfolgt, ist der Grad der Aussteuerung eines einzelnen, physikalischen Pixels erstens in jedem Moment anders und zweitens auch anders als die seines unmittelbaren Nachbarn. Während einer Aufnahme werden die durch eintreffende Elektronen oder aber durch Rauschen hervorgerufene Ladungen (der Sensor kann sie nicht voneinander unterscheiden) aufintegriert, d.h. gesammelt. Ohne Lichteinfall wird durch das Rauschen die gesammelte Ladung im Laufe der Zeit immer größer, wodurch das entsprechende Pixel immer heller wird. Wie hell das aus 3 physikalischen Pixeln bestehende Farbpixel wird und welche Farbe es durch das Rauschen bekommt, hängt davon ab, wie stark das Rauschen der physikalischen Pixel während der Belichtungszeit war. Wenn man nur lang genug "belichtet", erhält man daher als Bild ein buntes Durcheinander, ohne daß auch nur ein einziges Photon auf den Sensor getroffen wäre. Bei besseren Kameras wird zwar oft ein sogenanntes Dunkelbild (also eine Aufnahme ohne Lichteinfall auf den Sensor) zur Korrektur verwendet, aber damit erreicht man vorzugsweise eine Verbesserung der durch Leckströme verursachten hell werdenen Pixel und weniger beim Rauschverhalten.

Der Signal-/Rauschabstand ist u.a. abhängig davon, wie groß ein physikalisches Pixel ist, denn das Rauschen ist unabhängig von der Pixelgröße, da es nur durch die Brownsche Molekularbewegung verursacht wird. Das Nutzsignal ist hingegen abhängig davon, wieviele Photonen während der Belichtung auf dem Sensor "einschlagen". Bei gleichem Lichteinfall kann man das Nutzsignal durch einen größeren Sensor drastisch erhöhen und damit auch den Signal-Rauschabstand erhöhen, sprich das sichtbare Rauschen reduzieren. Denn bei gleichem Lichteinfall schlagen auf einer größeren Fläche mehr Photonen ein.

Leider kostet jeder Quadratmillimeter Sensorfläche ordentlich Geld. Da zudem der Herstellungspreis nicht nur proportional mit der Sensorgröße zunimmt sondern exponentiell, ist es nicht wirklich verwunderlich, weshalb die Hersteller gern möglichst kleine Sensoren verwenden. Die einzelnen physikalischen Pixel haben daher eine Kantenlänge von nur ganz wenigen μm (= Millionstel Meter). Da die Sensorgrößen in den letzten Jahren gleich geblieben sind, sind die einzelnen Pixel wegen der zunehmenden Pixelzahl der Sensoren immer kleiner geworden (bei billigen Kameras nur knapp über 1 μm), wodurch ihr Signal-/Rauschverhältnis stark gelitten hat. Dies ist eine verhängnisvolle Entwicklung, denn mit guten Digitalkameras der ersten Generation konnte man auch in der Dämmerung problemlos fotografieren, während mit den 14-Mio.-Pixel-Modellen heutiger Tage bei gleichen Lichtbedingungen viele Details im Rauschen untergehen. Abhilfe würde eine größere Sensorfläche bieten, aber die verbietet sich aus Preisgründen. Bei billigen Kameras geht man eher den umgekehrten Weg und verwendet, obwohl es sich technisch verbietet, trotz höherer Pixelzahl kleinere Sensoren. Das sieht man den Bildern dann auch deutlich an.

Bei besseren digitalen Sucherkameras haben die Bildsensoren üblicherweise eine Bilddiagonale von 1/1,8" (= 14 mm), bei billigeren lediglich 1/2,5" (= 10 mm), also ungefähr Daumennagelgröße. Bei digitalen Spiegelreflexkameras sind sie ein gutes Stück größer und messen in der Diagonale je nach Hersteller und System meistens zwischen ca. 25 und 29 mm, manchmal 34 mm und in (teuren) Einzelfällen 43 mm (= volles Kleinbildformat), was u.a. die deutlich bessere Bildqualität der Spiegelreflexkameras bei gleicher Pixelzahl erklärt. Leider steigt der Preis eines Sensors deutlich überproportional mit der Sensordiagonalen, weshalb wirklich große Sensoren nur in sehr teuren Kameras zu finden sind.

Objektiv

Vor allem bei digitalen Sucherkameras üblich und auch sehr zu empfehlen ist ein Zoom-Objektiv, bei dem man die Brennweite in einem Verhältnis von 1:3 bis 1:4 variieren kann. Mehr ist wie bei der analogen Fotografie nicht sinnvoll, da dann die Abbildungsqualität über Gebühr nachläßt. Achten Sie beim Kauf einer Kamera unbedingt darauf, daß es sich um ein optisches Zoom handelt, denn insbesondere vergleichsweise preiswerte Kameras verfügen lediglich über ein sogenanntes digitales Zoom. Hinter diesem wohlklingenden Namen verbirgt sich ein unglaublicher Schwachsinn: Wenn man das Bildformat nicht vollständig ausnutzt sondern nur einen Teil aus der Mitte, wirkt das so, als ob man die Brennweite verlängert hätte. Warum das so ist, ist in

Objektiv erklärt. Dies funktioniert zwar im Prinzip ganz gut, hat aber einen ganz großen Nachteil: Wenn man nur die Bildpunkte in der Bildmitte verwendet, reduziert sich selbstverständlich die Gesamtanzahl der Bildpunkte im Bild. Bei Verwendung eines "digitalen 2-fach-Zooms" bleibt nur ein mageres Viertel an Bildpunkten übrig, denn in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung wird nur jeweils die Hälfte der Bildpunkte genutzt. Aus einer 2-Megapixel-Kamera wird so eine nur noch für Internetanwendungen brauchbare 500.000-Pixel-Kamera, wobei davon ohnehin schon die Hälfte der Bildpunkte mehr oder weniger geraten sind (siehe

Megapixel).

Um trotzdem wieder die gleiche Pixelzahl wie ohne digitales Zoom zu erreichen, muß man aus dem hohlen Bauch Zwischenwerte hinzufügen. Zu jedem Bildpunkt müssen daher 3 weitere Bildpunkte hinzuerfunden werden (aus 1 mach' 4). Da aber ohnehin nur die Hälfte der Bildpunkte echte Bildpunkte waren, sieht die Gesamtrechnung noch viel ungünstiger aus: Zu jedem echten Farbbildpunkt müssen satte 7 Bildpunkte hinzuerfunden werden (aus 1 mach' 8). Dies funktioniert natürlich genausowenig zuverlässig, wie man die Lottozahlen vorhersagen kann, so daß sich die Bildschärfe ganz drastisch verschlechtert. Den absolut gleichen Effekt erreicht man, wenn man in einem Bildverarbeitungsprogramm nachträglich aus einer ganz normalen Aufnahme einen Ausschnitt aus der Mitte herausschneidet und diesen dann auf die gewünschte Pixelzahl hochrechnen läßt. Das hat dann sogar noch den Vorteil, daß man den genauen Ausschnitt nach der Aufnahme pixelgenau festlegen kann. Nebenbei bemerkt ist die Qualität des Hochrechnens d.h. Erfindens von Zwischenwerten bei Bildverarbeitungsprogrammen dank der viel höheren Rechenleistung eines PCs verglichen mit dem vergleichsweise leistungsschwachen Prozessor in der Kamera etwas besser, weil man leistungsfähigere Schätzalgorithmen verwenden kann. Digitale Zooms braucht deshalb wirklich kein Mensch und dienen nur der Kundenverdummung. Sie wurden von den Herstellern ursprünglich lediglich dazu eingesetzt, digitale Kameras mit Festbrennweite und einfachster Bauart, die nahezu unverkäuflich sind, durch eine unglaublich billige Softwareerweiterung unbedarften Käufern als Zoom-Kamera verkaufen zu können. Leider hat die Werbung mittlerweile schon dazu geführt, daß bereits Mittelklassekameras mit Digital-Zooms ausgerüstet sein müssen, weil offenbar von manchen Käufern tatsächlich Nachfrage danach besteht (gemäß "digital ist modern und sowieso immer besser") und sich kein Hersteller im hart umkämpften Markt eine Blöße geben will. Nur bei besseren und damit teureren Modellen findet man diesen Unsinn nicht (oder noch nicht?).

Ein gutes Objektiv, bei digitalen Sucherkameras vorzugsweise ein Zoom-Objektiv, ist daher das A und O für gute Bilder und mindestens ebenso wichtig wie ein guter Bildsensor. Die Probleme (Auflösung, Kontrast, Verzeichnung, Streulichtempfindlichkeit etc.) sind natürlich die gleichen wie bei der konventionellen Fotografie. Wie dort gilt auch hier, daß bei einem Brennweitenverhältnis von mehr als 3 oder 4 die Abbildungsqualität leidet. Die Fläche des digitalen Bildsensors ist mit Ausnahme einiger weniger sehr teurer professioneller Spiegelreflexkameras mit entsprechend hohem Preis immer kleiner als das Kleinbildformat. Dadurch verringert sich der Bildwinkel eines Objektivs im Vergleich zum Kleinbildformat um einen bestimmten Faktor (siehe

Objektiv), die wirkt wie eine scheinbare Verlängerung der Brennweite. Die meisten Leute können mit dem Begriff Bildwinkel relativ wenig anfangen, kennen aber die Wirkung der verschiedenen Brennweiten beim Kleinbildformat recht gut. Deshalb ist es üblich, die Brennweite bei Digitalkameras in der Form "entspricht Kleinbildformat x mm" anzugeben.

Wichtig ist außerdem eine hohe Lichtstärke des Objektivs, damit man nicht nur bei hellem Sonnenschein fotografieren kann, ohne daß sich das eingebaute Blitzgerät zuschaltet und die Bildstimmung verhagelt. Diesbezüglich werden Digitalkameras mit zunehmender Pixelzahl leider immer schlechter: Da man immer mehr Pixel auf den gleichgroßen Sensor packt (größer würde überproportional mehr Geld kosten), werden die einzelnen Pixel immer kleiner. Eine kleinere Fläche bedeutet aber auch, daß bei gleichen Lichtverhältnissen weniger Photonen auf dem Pixel "einschlagen". Da das Rauschen des Sensors eine untere, physikalisch bedingte Grenze nicht unterschreiten kann, nimmt das Bildrauschen durch Erhöhung der Pixelzahl bei gleichbleibender Sensorfläche zu. Dies könnte man durch eine lichtstärkere Optik kompensieren. Bei Sucherkameras ist aus Kostengründen aber leider eher das Gegenteil der Fall, denn mit allgemein sinkenden Preisen werden die Objektive von Ausnahmen abgesehen immer lichtschwächer. Aber auch bei digitalen Spiegelreflexkameras werden teilweise Objektive angeboten, über deren Lichtstärke jeder die Nase rümpft, der auch nur halbwegs weiß, was man unter dem Begriff

Lichtstärke versteht. Bei billigen Wechselobjektiven ist mittlerweile eine Lichtstärke von 1:5,6 bei der längsten Brennweite leider eher die Regel als die Ausnahme. Bei der kürzestmöglichen Brennweite eines Objektivs ist die Lichtstärke normalerweise höher, weshalb man sie auch gerne angibt. Die Angabe 4,0-5,6/18-55mm kaschiert leider ein wenig, daß das Objektiv dort, wo's wegen Verwacklungsgefahr darauf ankommt, nämlich bei der längsten Brennweite, nur einen Blendenwert von 5,6 besitzt, also extrem lichtschwach ist (die Anfangslichtstärke 1:4,0 ist ohnehin schon schlecht genug). Wenn man sich vor Augen führt, daß solche Zooms sozusagen die variablen Nachfahren des altehrwürdigen

Standardobjektivs sind, das üblicherweise eine Lichtstärke von 1:1,4 oder 1:1,7 hatte, erkennt man den Verfall der guten Sitten - von der Bildqualität ganz zu schweigen.

Digitale Spiegelreflexkameras mit Wechselobjektiven sind ähnlich flexibel wie konventionelle Spiegelreflexkameras, weil man hier beim Objektiv und der Brennweite aufgrund der Tatsache, daß man es wechseln kann, keine Kompromisse eingehen muß. Wenn Sie als Ergänzung zu Ihrer vorhandenen Ausrüstung ein digitales Kameragehäuse des gleichen Herstellers anschaffen, können Sie oft die vorhandenen Objektive auch an diesem verwenden. Allerdings ist die Fläche des Bildsensors meistens kleiner als das Kleinbildformat. Dadurch verringert sich der Bildwinkel, was wie eine scheinbare Verlängerung der Brennweite um einen bestimmten Faktor wirkt. Bei einem Faktor von beispielsweise 1,7 hat ein Standardobjektiv mit 50 mm bei einer digitalen Kamera den gleichen Bildwinkel wie ein 85-mm-Objektiv beim Kleinbildformat und entspricht damit einem leichten Teleobjektiv. Ein ganz normales Zoom 28-70 mm mutiert im Beispiel zu einem Objektiv mit 50-120 mm (bezogen auf Kleinbildformat), während man ein extrem teures 14-mm-Ultraweitwinkelobjektiv bemühen muß, um in den gemäßigten Weitwinkelbereich vorstoßen zu können. Richtige Weitwinkelaufnahmen sind nicht möglich, weil sich selbst mit den in der Kleinbildfotografie verwendeten kürzesten Brennweiten durch den Verlängerungfaktor ein zu geringer Bildwinkel ergibt. Allerdings ist auf diesem Gebiet durch Erscheinen spezieller Zoom-Objektive mit sehr kurzer Brennweite, die nicht mit analogen Kameras genutzt werden können, weil sie nicht das gesamte Kleinbildformat ausleuchten, langsam Besserung in Sicht. Die Auswahl ist aber leider auch nach nunmehr vielen Jahren immer noch sehr bescheiden, und Festbrennweiten, hohe Lichtstärken oder gar Fish-Eye-Objektive sind immer noch entweder überhaupt nicht oder nur für einzelne Kameramarken zu bekommen.

Bedauerlicherweise ist bei den reinen Digitalobjektiven allgemein ein klarer Trend zur Billigproduktion festzustellen, auch wenn es vereinzelt für mehr Geld auch bessere Qualität gibt. Wenn man für ein digitales Kameragehäuse für 1000 € standardmäßig ein Zoom-Objektiv der untersten Qualitätsstufe für unter 100 € als Grundkonfiguration anbietet, kann man dies nur als schlechten Scherz bezeichnen. Genausogut könnte man einen Porsche Turbo standardmäßig mit einem leistungsschwachen Motörchen aus dem Citroën 2CV ("Ente") anbieten. Nur würde diesen kaum jemand kaufen, während katastrophale Gehäuse-/Objektivkombinationen unverständlicherweise reißenden Absatz finden. Die wenigen wirklichen Weitwinkelobjektive werden leider weitgehend nur in Form von Zoom-Objektiven angeboten, die aufgrund ihrer zahlreichen Linsen sehr streulichtanfällig sind und zahlreiche Blendenreflexe produzieren, wenn sich die Sonne im Bild befindet. Dabei haben ohnehnin im Superweitwinkelbereich selbst Festbrennweiten genug Probleme in Bezug auf Verzeichnung, Randabschattung, Kontrast an den Bildrändern, Blendenreflexe und Streulicht, die sich bei Zoom-Objektiven noch weiter verstärken. Das ist umso bedauerlicher, als man die Möglichkeit des Zoomens im Superweitwinkelbereich ohnehin nicht wirklich benötigt.

Die in Sucher- oder Bridge-Kameras fest eingebauten Objektive sind leider in ihrer Qualität, von wenigen Ausnahmen teurer Modelle abgesehen, oft noch schlechter als billige Wechselobjektive. Dies wird dadurch begünstigt, daß bei der konventionellen Fotografie ein schlechtes Objektiv zu sichtbar schlechten Bildern führt, so daß nur Unwissende sich über den Tisch ziehen lassen und dieses Produkt kaufen, bei digitalen Kameras mit integriertem Objektiv jedoch durch Bildschärfungsalgorithmen, Kontrasterhöhung und andere Tricks das Ergebnis schöngerechnet werden kann, wovon in fast jeder digitalen Kamera reger Gebrauch gemacht wird. Dagegen ist nicht grundsätzlich etwas einzuwenden, wenn dies in Maßen geschieht. Denn ein wirklich gutes Objektiv ist teuer, das Programm zum Schönrechnen hingegen billig und der Preisdruck vor allem im Billig- und Mittelklassebereich hoch. Die Bildverbesserungsalgorithmen sind tatsächlich in der Lage, bei bestimmten Aufnahmen das vergleichsweise schlechte Objektiv so schönzurechnen, daß es dem Betrachter des Bilds nicht auffällt. In anderen Aufnahmesituationen kann aber der Schuß gewaltig nach hinten losgehen, was sich in einer Bildverschlechterung manifestiert. Dies ist auch der Grund, warum in manchen Fachzeitschriften bestimmte Tests durchgeführt werden, die aus Sicht der konventionellen Fotografie gesehen keinen rechten Sinn ergeben.

Digitale Spiegelreflexkameras mit Wechselobjektiven bieten trotz gleicher Pixelzahl normalerweise eine bessere bis deutlich bessere Bildqualität als digitale Kameras mit fest eingebautem Objektiv. Der erste Grund ist der meistens deutlich größere Bildsensor, der deutlich weniger rauscht als sein mickriger Kollege in der Kamera mit fest eingebautem Objektiv. Der zweite Grund liegt darin, daß selbst billige Wechselobjektive normalerweise eine bessere Qualität als eingebaute Optiken besitzen. Dies gilt erst recht, wenn nicht das billigste verfügbare Objektiv verwendet wird sondern ein lichtstarkes Qualitätsexemplar. Qualität hat allerdings leider ihren Preis.

Schärfentiefe / Blende

Der im Vergleich zum Kleinbildformat kleine Bildsensor und die damit verbundenen geringen Brennweiten führen zu einem Phänomen, das für engagierte Fotografen entscheidend sein kann: Je kürzer die Brennweite ist, desto höher ist die Schärfentiefe. Dies hat zur Folge, daß selbst bei kleinen Blendenwerten, also voll geöffneter Blende, der Schärfentiefenbereich ziemlich groß ist. Bei gleichem Bildwinkel ist er immer größer als beim bekannten Kleinbildformat, so daß nicht selten das Bild von vorne bis hinten scharf ist. Bei Knipsbildern ist dies zwar oft erwünscht, aber das in der anspruchsvollen Fotografie so beliebte Spiel mit Schärfe und Unschärfe als bildgestaltlerisches Mittel ist damit unmöglich. Und wenn einmal die Schärfentiefe (z.B. im Nahbereich) trotzdem nicht ausreicht, kann man bei vielen Digitalkameras nicht einfach die Blende schließen, um mehr Schärfentiefe zu erlangen, weil sie schlicht und ergreifend keine verstellbare mechanische Blende besitzen. Zwar kann man manchmal manuell einen Blendenwert einstellen, aber damit verstellt man nur selten die Blende des Objektivs sondern meistens nur die Signalverarbeitung des Bildsensors, d.h. man beeinflußt dessen Empfindlichkeit. Auf die Schärfentiefe hat dies natürlich keinen Einfluß.

Für Portraitaufnahmen oder künstlerische Aufnahmen, für die man beim Kleinbildformat gern hochlichtstarke Objektive verwendet, um den Hintergrund in Unschärfe versinken zu lassen, sind digitale Kameras völlig ungeeignet (von aufgrund ihrer Größe sündhaft teuren Bildwandlern für Mittel- oder Großformatkameras, deren Preis im Bereich eines nagelneuen Mittelklassewagens liegt, einmal abgesehen). Hervorragend geeignet sind digitale Kameras aller Bauarten zur Dokumentation und immer dann, wenn ein hoher Schärfentiefebereich gewünscht wird. Für Makroaufnahmen sind digitale Spiegelreflexkameras mit Wechselobjektiven nahezu ideal: In Verbindung mit einem ordentlichen Makroobjektiv (nicht Zoom-Objektiv mit Makroeinstellung!) ergibt sich eine gute Bildqualität bei beeindruckender Schärfentiefe schon bei voll geöffneter Blende. Daher kann man oft noch aus der Hand fotografieren, wo man bei einer "analogen" Spiegelreflexkamera schon lange ein Stativ benötigt, weil man zur Erzielung der gleichen Schärfentiefe deutlich abblenden muß, was die Belichtungszeit stark verlängert. Und benötigt man noch etwas mehr Schärfentiefe, blendet man beim digitalen System einfach noch ein wenig ab, was beim Kleinbildformat nur begrenzt möglich ist, weil das Objektiv ja bereits abgeblendet ist und der maximal einstellbare Blendenwert eine bauartbedingte Obergrenze besitzt.

Bildspeicherung

Die vom Bildsensor gelieferten Daten müssen bis zur weiteren Verwendung auf einem digitalen Medium gespeichert werden. Üblicherweise verwendet man hierzu Flash-ROMs. Das sind elektronische Bauteile, die den Speicherinhalt nicht verlieren, wenn man die Spannungsversorgung abklemmt. Sie kennen diesen Typ von Speicherbausteinen sicherlich von Ihrem Rechner, denn das BIOS ist in einem ganz ähnlichen Speicherbaustein untergebracht. Zur besseren Handhabung baut man solche Speicherbausteine in kleine, flache Gehäuse ein. Diese sind, je nach Hersteller, in unterschiedlichen und damit zueinander inkompatiblen Bauformen namens CompactFlash Card (CF Card), Multimedia Card (MM Card), SecureDigital Card (SD Card), SmartMedia Card, xD-Picture Card oder Memory Stick erhältlich, deren Preise sich bei gleicher Speicherkapazität z.T. beträchtlich unterscheiden. Weniger bzw. nicht mehr gebräuchlich sind Disketten, kleine CD-Rs oder winzige Festplatten (Microdrive). Die Speicherkarten unterscheiden sich hinsichtlich der Größe und der Zugriffsgeschwindigkeit, wobei CompactFlash-Karten schon seit Jahren die beste Performance sprich höchste Schreib-/Lesegeschwindigkeit bieten und trotzdem den günstigsten Preis aller Speicherkarten besitzen. Ihr einziger Nachteil ist ihre etwas größere Bauform. Speziell für kleine Kameras sind daher SD-Cards recht weit verbreitet, die mittlerweile mit ähnlicher Geschwindigkeit und fast identischem Preis erhältlich sind. Die anderen Speicherkartentypen sind entweder herstellerspezifisch sprich überteuert oder vom Aussterben begriffen. Es ist sinnvoll, bei Ihrer Kaufentscheidung zu berücksichtigen, welchen Speichertyp die ins Auge gefaßten Kameras benötigen. Abgesehen von den Performanceunterschieden können hieraus nämlich nicht unerhebliche Mehrkosten entstehen.

Trotz hoher Speicherkapazität kann man im Rohformat (engl. RAW-Format), bei dem wirklich alle Bilddaten ohne Verlust abgespeichert werden, nur sehr wenige Bilder auf einer Speicherkarte unterbringen. Bei beispielsweise 14 Millionen farbigen Bildpunkten und 16 Bit Farbtiefe pro Farbkanal ergeben sich immerhin 84 MB pro Bild, so daß selbst auf eine 4-GB-Karte nur 48 Bilder passen, was ca. 1,3 konventionellen Kleinbildfilmen entspricht. Das ist natürlich in den meisten Fällen inakzeptabel. Allerdings nutzt nur dieses Speicherformat die technischen Möglichkeiten voll aus und sollte aus Qualitätsgründen eigentlich ausschließlich verwendet werden. Um mehr Fotos auf dem Speichermedium unterzubringen, kann man Komprimieralgorithmen verwenden, um die Datenmenge drastisch zu reduzieren. Fast immer kommt die JPEG-Komprimierung zum Einsatz, die man auch im Internet sehr gerne für Bilder verwendet (JPG-Dateien). Es handelt sich hierbei um ein verlustbehaftetes Komprimierungsverfahren, d.h. man kann daraus nicht wieder das Originalbild 100% identisch wiederherstellen. Bei ganz normalen Bildern und nicht übertrieben starker Komprimierung ist der Unterschied jedoch kaum sichtbar. Bei harten Kontrasten (z.B. Abbildung von gedruckter Schrift) und hoher Komprimierung hingegen entstehen sogenannte Blockartefakte, die sehr störend wirken. Zumindest bei besseren Kameras kann man daher den Komprimierungsgrad je nach Erfordernis umschalten und für besonders kritische Motive auch abschalten.

Die Bildgröße von JPEG-Bildern beträgt je nach Auflösung und Komprimierungseinstellung wenige hundert Kilobytes bis zu einigen Megabytes. Der größte Nachteil bei JPEG-Bildern ist, daß diese Bilder die physikalische Farbtiefe der Kamera nicht ausnutzen, sondern pro Farbkanal nur 8 Bit verwenden. Eine Nachbearbeitung, und sei es nur die Veränderung der Bildhelligkeit, ist damit nur mit Qualitätsverlusten möglich, weshalb eine Speicherung im RAW-Format dringend anzuraten ist, sofern die Kamera die Möglichkeit dazu eröffnet (was bei Digital-SLR-Kameras fast ausnahmslos der Fall ist) und man nicht durch die begrenzte Speicherkapazität der Speichermedien zu einem anderen Vorgehen gezwungen ist. Das RAW-Format ist mit den Negativen der konventionellen Fotografie vergleichbar, während JPEG-Bilder mit den Abzügen vergleichbar sind. Und genau wie die in Fotolabors zum Einsatz kommenden Automatiken die Abzüge verhunzen können, können die in digitalen Kameras eingesetzten Algorithmen die Bilder manchmal nur suboptimal ins JPEG-Format umsetzen. Wer die Fotos nur im JPEG-Format speichert, wirft im übertragenen Sinne die wertvollen Negative gleich nach der Aufnahme weg und nimmt sich so die Möglichkeit, z.B. die scheinbare Unterbelichtung von Fotos, bei denen aber lediglich die Umsetzung ins JPEG-Format nicht im Sinne des Fotografen war, zu korrigieren.

Die heutzutage üblichen Speichermedien sind wiederverwendbar, d.h. sie können bei sorgfältiger Behandlung einige tausend Mal mit neuen Bildern überschrieben werden. In letzter Zeit sind diese Speichermedien, insbesondere SD und CompactFlash Cards, zwar überraschend preisgünstig geworden, so daß man sich durchaus mehrere Medien mit großer Speicherkapazität leisten kann, aber es ist immer noch erheblich einfacher und auch erheblich billiger, im Bedarfsfall im Urlaub zusätzliche Filme zu kaufen als zusätzliche Speicherkarten. Wer das empfehlenswerte RAW-Format benutzt, braucht immerhin fast soviele 4-GB-Karten wie im analogen Fall Filme mit nominell 36 Aufnahmen. Und wer kauft schon in weiser Voraussicht soviele Speicherkarten (oder alternativ entsprechend größere) bzw. leistet sie sich wirklich? Verschärfend kommt hinzu, daß man bei Digitalkameras gern mal etwas öfter auf den Auslöser drückt, weil's ja nichts kostet. In der Praxis sieht's hingegen in der Regel so aus, daß man sich eine oder vielleicht auch sogar einige wenige Speicherkarten kauft, die aber bei weitem nicht soviel Speicherkapazität besitzen, daß man einen ganzen Urlaub lang unbeschwert im RAW-Format fotografieren könnte. Also werden Fotos nur im qualitätsmindernden JPEG-Format abgespeichert.

Je nach Verwendung der digitalen Bilder kann es zudem ein großer Nachteil sein, daß ein Urhebernachweis der Bilder schwierig ist. Wer ein Negativ oder Dia besitzt, kann damit erstens nachweisen, daß er der Urheber der Aufnahme ist, und zweitens, daß es sich um eine reale Darstellung handelt. Wenn Sie z.B. Ihre digital erstellten Aufnahmen im Internet veröffentlichen, könnte jemand Ihre Bilder kopieren und dann behaupten, daß er der Urheber sei. Der Gegenbeweis ist nicht einfach zu führen. Bei Aufnahmen, die aus Nachweisgründen angefertigt wurden (z.B. Unfallaufnahmen), könnte sogar behauptet werden, die Fotos seien nachträglich elektronisch manipuliert worden. Tip: Bilder nie im Originalformat veröffentlichen sondern immer die Bildgröße der veröffentlichten Fotos verkleinern und das unveränderte Original sicher archivieren. Denn wer Bilder in größerer Auflösung besitzt, hat einigermaßen gute Chancen nachzuweisen, daß er das Original besitzt.

Datenübertragung zum Rechner

Irgendwie muß man die Bilddaten der Kamera auf den Rechner überspielen, damit man sie dort nachbearbeiten bzw. archivieren kann. Früher üblich war die Datenübertragung über die serielle Schnittstelle, wobei hierfür eine kameraspezifische Software zum Einsatz kam, die nur auf (aus heutiger Sicht) älteren Windows-Betriebssystemen lauffähig war. Da die serielle Schnittstelle im Idealfall (rechnerabhängig) nur Datenraten zuläßt, die etwa viermal so hoch sind wie die Datenübertragung über ISDN, dauert es sehr lange, bis man die Bilddaten übertragen hat. Aufgrund der um Größenordnungen höheren Geschwindigkeit nutzt man heutzutage fast ausnahmslos die USB-Schnittstelle. Alternativ zum Anschluß der Kamera an einen USB-Port kann man natürlich auch Speicherkarten mittels eines an den Rechner via USB angeschlossenen Kartenleser auslesen, der üblicherweise für sehr vieleKartentypen geeignet ist. Sofern die Kamera nur den langsamen USB 1.0 oder 1.1 unterstützt, kann der scheinbare Umweg über eine Kartenleser eine deutliche Zeitersparnis bedeuten.

Bilder ausdrucken

Wenn Sie über einen fotodruckfähigen Tintenstrahldrucker verfügen, können Sie die Bilder auf geeignetem Papier in nahezu Fotoqualität ausdrucken. Leider ist nicht nur das Spezialpapier sehr teuer sondern vor allem die Tinte. Es gibt Tintenstrahldrucker, bei denen im Fotodruck die Patronen bereits nach 5 DIN-A4-Blättern leer sind, was incl. Fotopapier einen Seitenpreis von 5 Euro ergeben kann. Wenn man die Bilder mit einem Bildverarbeitungsprogramm entsprechend auf einem Blatt positioniert, kann man darauf 4 Bilder in der Standardgröße 9x13 cm unterbringen. Für 4 Bilder 10x15 cm reicht der Platz nicht; es passen in dieser Größe nur 2 Bilder auf ein DIN-A4-Blatt. Entsprechend hoch ist der Preis für ein selbstgedrucktes Foto. Leider ist die Haltbarkeit der Farben im Sonnenlicht immer noch ein Punkt, den viele Hersteller nicht ernst nehmen, weshalb die Ausdrucke nicht selten recht schnell verblassen - mit herkömmlichen Abzüge ist sie überhaupt nicht vergleichbar.

Viel günstiger und qualitativ besser als das Selbstausdrucken ist es, ein Fotolabor zu bemühen. Dieses fertigt von Ihren Digitaldaten echte Fotos in den im Fotobereich üblichen Bildgrößen an (mit an den Digitalbereich adaptiertem Seitenverhältnis von 1:1,5). Die Preise sind zwar höher als für Abzüge von einem konventionellen Film, liegen aber ganz erheblich unter den Kosten beim Selbstdrucken. Sie können die Bilddaten per Internet in den Upload-Bereich eines Dienstleisters hochladen und bekommen die Bilder einige Tage später per Post. Bei einigen größeren Anbietern besteht auch die Möglichkeit, die Bilder in einer nahegelegenen Filiale abzuholen. Wenn Sie von vielen Bildern Fotos herstellen lassen wollen, ist es aufgrund der großen Datenmengen sinnvoller, die Daten auf CD-R(W) oder DVD-R(W) zu speichern und beim nächsten Fotohändler abzugeben statt über Internet zu übertragen. Sie sollten sich in beiden Fällen vorher erkundigen, welche Dateiformate möglich sind und mit welcher Auflösung das Labor arbeitet.

Vergleich zwischen Digital- und Analogfotografie

Allgemeines

Wenn Sie sich mit dem Gedanken tragen, eine digitale Kamera zu kaufen, sollten Sie sich die Vor- und Nachteile deutlich machen und mit den eigenen Anforderungen sachlich und nüchtern vergleichen, um das für Ihren speziellen Anwendungsfall beste System zu finden. Digitalkameras sind zwar schick und für bestimmte Anwendungen ideal, aber für die meisten Anwendungen sind zumindest die digitalen Sucherkameras mit ihren winzigen Bildsensoren immer noch von der Bildqualität her einfach zu schlecht (mit Bildqualität ist keineswegs nur die Auflösung gemeint!). Wenn Sie stets schnellstmöglichst die Bilder in digitaler Form benötigen, z.B. zwecks Veröffentlichung im Internet, Versenden per eMail oder zum Herumzeigen auf dem Notebook, ist die Sache klar, da bei digitalen Kameras die Bilder sofort und im richtigen Format, nämlich als Digitaldaten, verfügbar sind. Speziell für Anfänger können Digitalkameras theoretisch ebenfalls sinnvoll sein, da man das Ergebnis und ggf. die gemachten Fehler sofort begutachten kann. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß meistens völlig ohne Sinn und Verstand drauf losgeknipst wird, ohne auch nur einen einzigen Gedanken in eine sinnvolle Bildgestaltung zu investieren, schlicht weil eine Aufnahme kein Geld kostet und man irrigerweise meint, in der Masse der Murks-Aufnahmen auch einige gute Aufnahmen vorzufinden.

Oft wird als Argument für die Digitalfotografie eingewendet, daß viele professionelle Fotografen mittlerweile nur noch digital fotografieren. Die Aussage an sich ist richtig, aber man muß auch hinterfragen, welche Sorte Profis das sind und warum das so ist. Die Antwort ist einfach: Heutzutage werden sämtliche Presseerzeugnisse, Broschüren, Kataloge usw. mit dem Computer erzeugt, d.h. man benötigt die Fotos in digitaler Form, und das meistens recht zügig. Man muß auch sehen, mit was diese professionellen Fotografen fotografieren, wenn es auf Qualität ankommt. Diese Kameras kann sich als Durchschnittsamateur nicht leisten, denn ein qualitativ hochwertiges Digitalrückteil für eine Mittelformatkamera kostet wie weiter oben erwähnt knapp 40.000 €. Auf der anderen Seite gibt es die zahlreichen professionellen Zeitungsfotografen, bei denen es auf Qualität wegen des relativ groben Rasters in den Tageszeitungen wirklich nicht ankommt sondern auf schnelle Verfügbarkeit. Auch diese Fotografen sind Profis, und sie verwenden sogar Kameras der gleichen Marken, die sich auch Otto-Durchschnittsknipser leisten kann. Allerdings handelt es sich fast immer um die Profimodelle, die zu Profipreisen über den Ladentisch gehen. Künstlerisch tätige Fotografen verwenden hingegen aus qualitativen Gründen meistens noch analoge Kameras, vorzugsweise Mittelformatkameras oder sogenannte Fachkameras, bei denen das Negativ oft größer ist als die gängingen 9x13-Standardabzüge der Massenlabors.

Auflösung

Wenn Sie die Ergebnisse nicht sofort benötigen und speziell wenn Sie als Ergebnis Papierbilder haben möchten, ist die Entscheidung ebenfalls sehr einfach, denn Papierbilder lassen sich am einfachsten und qualitativ am besten als Abzüge von Negativfilmen herstellen. Wer Bilder zwar in digitaler Form aber in bestmöglicher Qualität haben möchte und darauf eine Stunde (Entwicklung im Minilab oder im eigenen

Fotolabor) bis einen Tag (Über-Nacht-Service) warten kann, fährt mit einer guten, konventionellen Spiegelreflexkamera samt eines guten Objektivs mit fester Brennweite in Verbindung mit einem qualitativ hochwertigen Filmscanner (oft Diascanner genannt, obwohl man damit immer auch Negative scannen kann) unter Verwendung von Negativfilmen am besten. Denn bei einer Abtastung mit 4000 dpi ergeben sich bei einem Kleinbildfilm mehr als 21 Millionen Pixel - echte Farbpixel ohne Interpolation wohlgemerkt (eine mit Digitalkameras vergleichbare Qualität erhält man, indem man dieses Bild mit einem Bildverarbeitungsprogramm auf 42 Millionen Pixel hochrechnen läßt). Ein ganz wesentlicher Aspekt abseits der Auflösung ist die Kontrastbeherrschung. Negativfilme besitzen einen sehr weiten Belichtungsspielraum, so daß deutlich mehr Bildinformation auf dem Negativ enthalten ist, als man nachher tatsächlich für das Bild nutzt. Bei CCD-Sensoren ist das nur eingeschränkt der Fall, wenn man die Bilder im kameraspezifischen RAW-Format abspeichert. Dieses RAW-Format hat allerdings den großen Nachteil, daß der Speicherbedarf im Vergleich zum JPEG-Format gigantisch ist, weshalb man es z.B. im Urlaub kaum verwenden kann. Nachträgliche Helligkeits-, Gradations- oder Farbkorrekturen wirken sich daher bei digitalisierten Bildern von Negativen im Gegensatz zu Bildern von Digitalkameras (abgesehen vom RAW-Format) nicht nennenswert qualitätsvermindernd aus. Wenn das noch nicht ausreicht, kann man eine Mittelformatkamera verwenden und erhält beim Format 6x8 cm ungefähr 120 Millionen echte Pixel, sofern man mit 4000 dpi scannt. Im 48-Bit-Format benötigt dann ein einziges Foto mehr als 700 MB im Arbeitsspeicher des Rechners. Soviel Auflösung benötigt man aber nur in den allerseltensten Fällen, und die Auflösung ist auch nur ein einzelner Aspekt unter vielen; ich will hier nur aufzeigen, daß Digitalkameras hinsichtlich der erzielbaren Anzahl der Bildpixel bei weitem nicht das Maß aller Dinge sind.

Wer jetzt behauptet, es sei nicht sinnvoll, wenn die Scan-Auflösung mehr als doppelt so hoch als die des verwendeten Objektivs ist, hat in Bezug auf die Auflösung absolut recht, da das limitierende Element fast immer das Objektiv ist. Allerdings muß man beim Scannen im Auge behalten, daß ein Farbfilm aus einzelnen Farbwölkchen besteht (oft als "Filmkorn" bezeichnet), die unterschiedlich groß und zudem völlig zufällig verteilt sind. Der Aufbau eines "analogen" Bilds ist daher grundsätzlich anders als der eines digitalen Bilds, was das Scannen nicht gerade eben erleichtert. Wenn die Seitenlänge der abgetastete Fläche, die im digitalisierten Bild ein Pixel ergibt, größer als die Hälfte der Seitenlänge des kleinsten Farbwölkchens ist, entstehen deutlich sichtbare Abtastartefakte, die sich als mitunter ziemlich grobkörniges "Korn" äußern, das auf dem Film garnicht vorhanden ist. In der Mathematik ist dies als Nyquist-Theorem bekannt. Vielleicht kennen Sie die Forderung, daß bei der Digitalisierung von Audiosignalen die Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch sein muß wie die höchste abzutastende Frequenz. Dies hat die gleiche Ursache. Die Auflösung aktueller hochwertiger Filmscanner ist mit nominell 4000 dpi (effektiv noch weit darunter, von den minderwertigen mit nominell 7200 dpi garnicht zu reden) noch lange nicht ausreichend, damit die Forderung "Seitenlänge eines Pixels kleiner als halbe Seitenlänge des kleinsten Farbwölkchens" zu erfüllen. Es ist daher absoluter Unfug, zum Systemvergleich am Computer das Bild einer Digitalkamera und das eingescannte Bild einer "analogen" Kamera zu vergleichen. Man wird hierbei nämlich immer ein durch Abtastartefakte hervorgerufenes grobes Pseudokorn sehen, das auf dem Negativ oder Dia nicht vorhanden ist. Wenn man einen aussagekräftigen Vergleich durchführen will, muß man von beiden Bildern ein großformatiges Papierbild erstellen lassen und einzelne Details dieser Papierbilder mit einer Lupe vergleichen.

Kontrast

Digitale Kameras haben mit hohen Kontrasten und zusätzlich auch mit hellen Bildbereichen Probleme. Bei Langzeitaufnahmen (Nachtaufnahmen mit Belichtungszeiten im Minutenbereich) versagen digitale Kameras aller Art kläglich. Mit wachsender Belichtungszeit nimmt physikalisch bedingt das Bildrauschen immer weiter zu, und zusätzlich sorgen die unterschiedlichen Leckströme der einzelnen Pixel für einen Effekt, der im Bild sehr ähnlich wie Rauschen aussieht. Den Einfluß der Leckströme und in geringem Umfang auch des Rauschens werden in digitalen SLR-Kameras mit Hilfe eines Dunkelbilds teilweise kompensiert, aber es verbleibt ein unkompensierbarer Rest, der mit wachsender Belichtungszeit immer größer wird. Das Rauschen kann man zwar elektronisch in Form einer Rauschunterdrückung zulasten der Auflösung im Zaum zu halten, aber die Bildverschlechterung ist im direkten Vergleich zu analogen Aufnahmen sehr deutlich sichtbar. Die Ursache für das Bildrauschen ist das thermisch bedingte Rauschen der Halbleiter, der man ausschließlich durch eine niedrige Temperatur begegnen kann. In der professionellen Astronomie eingesetzte CCD-Kameras werden daher mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Solche Bildaufnehmer sind außerdem im Vergleich zu digitalen Kameras riesengroß und liegen preislich im Bereich einer Eigentumswohnung oder eines Hauses samt Grundstück. Auch bezüglich ihrer anderen Eigenschaften sind sie mit den hier beschriebenen Kameras überhaupt nicht zu vergleichen. Bei Dia- und Negativfilmen sind solche Phänomene hingegen gänzlich unbekannt.

Für die typischen Urlaubsfotos sind aus Qualitätsgründen Digitalkameras leider hochgradig ungeeignet. Denn Digitalkameras haben große Probleme mit hohen Kontrasten, die aber nicht nur unter südlicher Sonne oft vorkommen. Von der Handhabung und vom Preis her ist es außerdem problemlos möglich, mehrere Dutzend Kleinbildfilme mitzunehmen, während kaum jemand über genügend Speicherkarten verfügt, um sämtliche Urlaubsfotos im RAW-Format abzuspeichern. Zudem kann man Kleinbildfilme erforderlichenfalls problemlos vor Ort nachkaufen, was bei Speicherkarten eher schwierig ist. Ein großer Vorteil ist hingegen, daß man die Aufnahmen sofort begutachten kann, sodaß man bei mißlungenen Aufnahmen (sehr "beliebt" sind unterbelichtete Aufnahmen bei wenig Licht, bei denen auch der eingebaute Funzelblitz kaum Besserung bringt) ggf. weitere Aufnahmen machen kann. Ein ganz wichtiger Punkt ist vor allem für Urlaubsaufnahmen, daß die leider oft sehr hohe Auslöseverzögerung von Digitalkameras von im schlimmsten Fall bis zu 3 Sekunden Schnappschüsse absolut unmöglich macht. Hinzu kommt noch eine Verarbeitungszeit nach der Aufnahme, in der das Bild ggf. komprimiert und auf die Speicherkarte geschrieben wird. Diese kann etliche Sekunden betragen und blockiert eine erneute Aufnahme, sofern es sich nicht um eine Profikamera handelt. Wie ich aus eigener Erfahrung berichten kann, ist es ein sehr bescheidenes Gefühl zu sehen, wie sich das Motiv gemächlich entfernt, der Druck auf den Auslöser ohne jede Reaktion bleibt und man nichts tun kann, um den Vorgang zu beschleunigen.

Wer zusätzlich zu Papierbildern die Bilder in digitaler Form aber nicht höchstmöglicher Auflösung benötigt, dem sei ein preiswerter Filmscanner empfohlen. Selbst Low-End-Filmscanner mit 1350 dpi kommen auf knapp 2,5 Millionen echte Pixel (entsprechend 5 Millionen hochgerechneten Pixeln bei Digitalkameras), Mittelklassescanner mit 2700 dpi kommen immerhin auf knapp 10 Millionen echte Pixel (entsprechend 20 Millionen hochgerechneten Pixeln bei Digitalkameras), während bessere Geräte heutzutage durchweg 4000 dpi bieten, was mehr als 21 Millionen echten Pixeln (entsprechend 42 Millionen hochgerechneten Pixeln bei Digitalkameras) entspricht.

Archivsicherheit

Ein ganz wichtiger aber leider meistens sträflich unbeachteter Punkt ist die Archivsicherheit. Haben Sie nicht schon jahrzehntealte oder gar mehr als huntert Jahre alte Fotos in der Hand gehabt und sich über die alten Fotos gefreut, auch wenn sie etwas ausgeblichen oder vergilbt waren? Schwarzweißfotos auf Barytpapier, wie sie bis ca. 1960 üblich waren, sind nahezu unverwüstlich, und auch Farbfotos bieten trotz Farbverschiebungen einen Rückblick in die Vergangenheit. Wer die Negative sorgfältig aufbewahrte, kann auch heute noch nahezu farbstichfreie Farbfotos anfertigen lassen, von Schwarzweißnegativen erst garnicht zu reden. Mit dem Aufkommen der digitalen Fotografie droht das Schwelgen in alten Aufnahmen leider der Vergangenheit anzugehören, da sich die wenigsten Leute Sorgen um die Archivierung machen: Die meisten Fotos liegen nur elektronisch vor und drohen bei einem Festplattencrash ins Nirwana zu verschwinden.

Selbst bei sorgsamer digitaler Archivierung gibt es das Problem, daß die Lebensdauer der Datenträger vergleichsweise gering ist. Für die in der Frühzeit der PCs üblichen 5,25"-Floppy-Disks gibt es schon heute keine Lesegeräte mehr, die noch älteren 8"-Floppy-Disks waren hingegen schon in den 80er Jahren ausgestorben. Selbst wenn Sie einen Uraltrechner dafür mitarchivieren, wer sagt Ihnen, daß dieser in 10 Jahren überhaupt noch funktioniert? Außerdem kann ich aus persönlicher Erfahrung berichten, daß selbst bei sorgsam archivierten Floppy-Disks schon nach wenigen Jahren erste Lesefehler auftraten. Diese Problematik trifft auf jedes einigermaßen moderne digitale Speichermedium zu, egal ob es sich um altmodische Speicherbänder, Floppy-Disks, selbstgebrannte CDs bzw. DVDs, magnetooptische Medien (MO-Medien) oder komplette Festplatten handelt. Bei Festplatten besteht zudem die Gefahr, daß diese schon nach wenigen Jahren Lagerung im Schrank nicht mehr funktionieren (bei uns in der Abteilung war das bereits bei 3 unterschiedlichen Festplatten der Fall!). Das nach meiner Meinung derzeit zuverlässigste Speichermedium sind MO-Medien gefolgt von

DVD-RAMs, die man abgesehen von speziellen DVD-RAM-Geräten mit einer zunehmenden Anzahl von DVD-Brennern beschreiben und lesen kann. Aber auch DVD-RAMs überdauern zuverlässig wahrscheinlich keine Jahrzehnte.

Zusätzlich bleibt der große Nachteil, daß sich leider auch die Speicherformate verändern. Bereits heute sind viele Bildformate verschwunden, die in den 80er Jahren des vergangen Jahrhunderts noch benutzt wurden. Wer weiß, ob in 20 Jahren jemand das JPEG-Format überhaupt noch dem Namen nach kennt? Wie schnell selbst populäre Dateiformate verschwinden, können Sie am damals weitverbreiteten ARJ-Format sehen (ein Format für komprimierte Datendateien). Dieses wurde durch das ZIP-Format verdrängt, und heute kennt es kaum noch jemand. Man findet zwar immer noch Tools, die mit ARJ-Archiven umgehen können, aber dies ist nur eine Frage der Zeit. RAW-Formate ändern sich ohnehin offenbar mit jedem neuen Kameramodell. Wenn dann die zur Kamera gehörige RAW-Software nicht mehr auf dem neuen Betriebssystem des Rechners läuft, hat man ein großes Problem. Ein praktikabler Ausweg, der in der professionellen Archivierung angewendet wird, ist das Umkopieren auf neue Datenträger nach einer bestimmten Lagerungsdauer. Hierbei wird auf aktuelle Medien kopiert, womit auch das Problem fehlender Lesegeräte umgangen wird. Wenn Dateiformate zu verschwinden drohen, müssen alle betroffenen Dateien zusätzlich in ein neues Format umgewandelt werden. Dieser Prozeß ist mit viel Aufwand und vergleichsweise hohen Kosten verbunden und setzt eine permanente Überwachung der Datenträger und Beobachtung der Rechnerentwicklung voraus. Wenn man nur einmal etwas zu lange mit dem Umkopieren gewartet hat, sind die Daten sprich Bilder futsch. Für Privatanwender ist diese Methode daher nicht wirklich praktikabel.

Die Problematik der digitalen Archivierung könnte man umgehen, indem man von allen Fotos Ausdrucke macht (aufgrund der teuren Papiere und vor allem Tinten ist das sehr kostspielig) und diese aufhebt. Daß die meisten Druckertinten unter Lichteinfluß recht schnell ausbleichen, ist bestens bekannt. Nur leider weiß niemand, wie langzeitstabil die heutigen Druckertinten bei dunkler Lagerung sind - wahrscheinlich nicht besonders. Eine Archivsicherheit ist damit keinesfalls gegeben. Ein Ausweg wäre das Ausbelichten auf richtigem Fotopapier, das bei dunkler Lagerung deutlich langzeitstabiler ist als Ausdrucke und überdies deutlich preisgünstiger. Aber wenn man diesen Weg geht, kann man auch gleich analog fotografieren. Dann hat man auch gleich den "Quelldatenträger" sprich ein Negativ, das man sehr platzsparend archivieren und von dem man bei Bedarf auch weitere Abzüge machen kann.

Welche für was nehmen?

Es gibt ideologisch vorbelastete Anwender, die vehement und teilweise abseits der Realität das eine oder andere System als das Non-plus-Ultra darstellt und das andere verteufeln. Solche Leute gibt es sowohl im analogen als auch digitalen Lager. Wenn man sich die Sache aber nüchtern und sachlich ansieht, wird man rasch feststellen, daß für bestimmte Anwendungen das eine System besser ist, für andere aber das andere. Nachfolgend finden Sie typische Anwendungsfälle aus der Praxis mit der Angabe, welches System dafür normalerweise besser geeignet ist. Bitte betrachten Sie diese Wertung nicht als Bibel, denn im ganz speziellen Einzelfall und aufgrund der persönlichen Wichtung kann es manchmal umgekehrt sein.

Aufnahmesituation	analog	digital	Warum?
Urlaubsfotos	X		Geringer Stromverbrauch, hoher Kontrastumfang
Aufnahmen für PC/Web		X	Kein Scannen notwendig
Portraits	X		Kleinerer Schärfententiefenbereich bei gleicher Lichtstärke des Objektivs
Makroaufnahmen		X	Größerer Schärfentiefenbereich
Nachtaufnahmen	X		Bildrauschen nicht mit Belichtungszeit zunehmend, hoher Kontrastumfang
Immer-dabei-Kamera		X	Dig. Sucherkameras können wg. kleineren Sensors kleiner als KB-Kameras gebaut werden
Aufnahmen mit hohem Kontrast	X		Größerer Dynamikbereich als digital
Teleaufnahmen		X	Bei gleichem Bildwinkel kürzere Brennweite, die oft eine höhere Lichtstärke besitzt
Weitwinkelaufnahmen	X		Nur für analog sehr kurzbrennweitige Weitwinkelobjektive verfügbar

Wie Sie sehen, kann objektiv betrachtet kein System das andere ad absurdum führen. Folgerichtig gibt es zahlreiche ernsthafte Fotografen, die sowohl analog als auch digital fotografieren. Ob man sich das selbst erlauben kann oder sich auf ein System beschränken muß, hängt natürlich nicht zuletzt auch davon ab, ob man sich diesen Luxus finanziell leisten kann oder will.

Fazit

Digitalkameras haben zwar verkaufszahlenmäßig analogen Kameras bereits den Rang ablaufen, im Moment spricht jedoch bei etlichen Anwendungen noch sehr viel für analoge Kameras - nicht nur der Preis sondern vor allem die Qualität und die Archivsicherheit. Sie glauben nicht, daß auf analogem Weg bessere Papierbilder zustande kommen als auf digitalem? Dann machen Sie doch einfach einen Test: Nehmen Sie eine digitale und eine vergleichbare analoge Kamera, machen damit die gleichen Aufnahmen und lassen Sie in beiden Fällen großformatige Papierabzüge herstellen. Wenn es sich um ein vernünftig arbeitendes Labor handelt, werden Sie mindestens bei kritischen Aufnahmen die Vorteile der analogen Fotografie sehen. Bitte vergleichen Sie keine Äpfel mit Birnen, d.h. eine High-End-DSLR mit einer billigen analogen Sucherkamera der untersten Kategorie; das wäre genauso unfair wie der Vergleich einer billigen digitalen Sucherkamera mit einer sogenannten Fachkamera mit einem Negativformat von gigantischen 18x24 cm. Sofern die Kameras auswechselbare Objektive besitzen, sollten Sie auch hier auf faire Bedingungen achten. Da es darauf ankommt, wieviel Qualität man für's Geld bekommt, sollten in beiden Fällen Kamera incl. Objektiv ungefähr das Gleiche kosten.

Wer lediglich Knipsbilder produziert, die ohnehin nur eine Lebensdauer von wenigen Wochen haben (sprich danach ohnehin nicht mehr angesehen werden), wird schon heute mit einer guten (!) Digitalkamera zufrieden sein; ein 150-Euro-Sonderangebot wird allerdings eher Frust als Lust erzeugen. Auch wer z.B. bei Urlaubsbildern schon bisher kein Problem damit hatte, daß bei im Labor vermurksten Abzügen sehr helle oder sehr dunkle Bildpartien völlig ohne Zeichnung blieben, wird möglicherweise auch hier mit einer Digitalkamera kein Problem haben. Wer aber höhere Ansprüche stellt, wird jedoch überlegen müssen, welche Technologie für die jeweilige Aufnahme die beste ist, und als Konsequenz je nach Anwendungsfall sowohl analoge als auch digitale Kameras benutzten. Ich persönlich nutze, sofern dies überhaupt technisch möglich ist, digitale Kameras nur für Bilder, die entweder ins Internet gestellt werden oder aus anderen Gründen sofort verfügbar sein müssen. Auch wenn ich die schnelle Verfügbarkeit digitaler Fotos sehr schätze und aus vielerlei Gründen lieber gestern als morgen auf Digital umstellen würde, kommen aus Qualitäts- und auch Archivierungsgründen in den allermeisten Fällen meine analogen Kameras zum Einsatz, denn für nicht wenige Aufnahmesituationen sind digitale Kameras (noch?) völlig ungeeignet. In nicht wenige Länder würde ich eine teure digitale Spiegelreflexkamera ohnehin überhaupt nicht mitnehmen wollen, um mich keiner Gefahr für Leib und Leben auszusetzen.

Es gibt jedoch einen Anwendungsfall, in dem digitale Sucherkameras unschlagbar sind: Aufgrund des im Vergleich zum Kleinbildformat winzigen Bildsensors und der damit bei gleichem Bildwinkel einhergehenden kleinen Brennweite lassen sich sehr kleine Digitalkameras bauen, wenn man sich als Hersteller ein wenig anstrengt und nicht an jedem Cent sparen will. Als Immer-dabei-Kamera sind solche Winzlinge sehr gut geeignet, da im Zweifelsfall ein schlechtes Foto (und sooo schrecklich schlecht sind die Bilder ja auch wieder nicht!) immer noch besser als gar keins ist. Von der absolut schrottigen Bildqualität von Mobiltelefonen mit eingebauter Kamera sind solche kleinen Digitalkameras jedenfalls weit entfernt, wenn es sich nicht gerade um eine extreme Billigkamera handelt, wie man sie z.B. ab und zu als Dreingabe beim Kauf anderer Geräte erhält.

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Letztes Update dieser Seite: 17.01.2010 (Untergeordnete Seiten können aktueller sein)