Zuschnitt - Bildwinkel - Weitsicht -  Schärfentiefe - optimale Blende - Offenblende bei HDR - Hyperfokaldistanz - Inhaltsverzeichnis

1.2 Panorama-Voraussetzungen

Ein Panorama wird im eigentlichen Wortsinn durch einen weiten Aufnahmewinkel charakterisiert. Die „Allsicht“ (Pano-Rama aus dem Griechischen) ist am besten mit einem Rundumblick erfüllt, der zudem auch den Zenit und Bodenbereich abdeckt. Setzt man die Rundumsicht von 360 Grad in Beziehung zur maximalen Vertikal-Sicht von 180 Grad, dann ergibt sich ein Verhältnis von 2:1. Dieser natürliche Formfaktor zeigt auf, dass Panoramen nicht nur einen grossen Bildwinkel sondern auch eine grössere Breite als Höhe aufweisen.

Typische Foto-Bildformate nutzen allerdings 1,5:1 bzw. umgerechnet 3:2, wie etwa Kleinbildkameras aber auch die meisten DSLR. Kompaktkameras und spiegellose Systemkameras orientieren sich hingegen oft am 4:3–Ratio. Das hat einerseits historische Gründe, denn früher war dieses 4:3 Verhältnis bei Fernsehern und auch Computermonitoren üblich. Andererseits können so die Objektive kompakter gebaut werden, weil das 4:3-Verhältnis kleinere Leuchtkreise der Objektive und damit eine kompaktere Bauform zulässt.

Die annähernd quadratische Form kommt einem vom Objektiv stets abgedeckten Kreis näher als die rechteckigere Form im 3:2-Verhältnis der kleinbildkonformen DSLR. Entsprechend wurde von Olympus auch das Fourhirds-Konzept für DSLR und später auch die minimierte Version für kleinere Aufnahmesensoren (MircoFourThirds) in Kooperation mit Panasonic eingeführt.

Unserem natürlichen Sehempfinden kommen jedoch breitere Horizontalformate eher entgegen, so dass sich Breitbildfernseher im 16:9-Format etabliert haben. Mit rund 1,8:1 entspricht dieses Verhältnis fast dem natürlichen Panorama-Formfaktor von 2:1. Grund ist nicht nur der Quotient aus 360:180 Grad sondern auch die seitliche Anordnung unserer Augen, die das Gesichtsfeld in der Breite erweitern.

Experimentell lässt sich schnell ermitteln, dass noch schemenhafte Elemente bei gerade gehaltenem Kopf ganz an den seitlichen Rändern des Gesichtsfeldes erkennbar sind, die links und rechts einen Winkel von über 180 Grad, ja sogar knapp über 200 Grad abdecken. Oben und unten ist der Betrachtungswinkel jedoch eingeschränkter; man kann bei gerade gehaltenem Kopf weder die Füsse erspähen noch in den Zenit blicken und erreicht vertikal nur rund 120 Grad. Das Verhältnis unseres Gesichtsfeldes liegt wohl nicht ganz bei 2:1 aber nähert sich diesem schon weitgehend an.

Die simpelste Methode, um aus einem „normalen“ Foto, hier im 4:3-Verhältnis, ein Panorama zu erzeugen, besteht im nachträglichen Beschnitt.

Zuschnitt aufs Panorama-Format

Der simpelste „Trick“, ein 2:1-Verhältnis aus einem normalen Fotoformat zu generieren, besteht im Zuschnitt. Oben und unten beschneidet man einfach die Ränder und schon wird dem Betrachter das Gefühl vermittelt, dass er es mit einem Panorama-Bild zu tun hat. In Bildbearbeitungs- und auch einige Betrachtungsprogrammen gehört eine solche Zuschnittfunktion längst zum Standard.
Auch modernere DSLR bieten den Zuschnitt bereits kameraintern an. Entweder gleich bei der Aufnahme z.B. durch Wahl einer 16:9-Bildqualität oder nachträglich in der Wiedergabefunktion. Unterstützt wird dabei allerdings selten das RAW-Format, so dass qualitätsbewusste Fotografen meist auf den nachträglichen Beschnitt in der Bildbearbeitungssoftware oder im RAW-Konverter angewiesen sind.

Der Vorteil des Beschnitts liegt in der Bildanmutung, die ein gewöhnliches Foto in ein Panorama zu transformieren scheint. Der Bildwinkel ändert sich jedoch nicht; ganz im Gegenteil, dem Betrachter werden vertikal sogar Bildinhalte entzogen. Dennoch wirkt allein das geänderte Verhältnis rein psychologisch und vermittelt den Eindruck, dass mehr zu sehen wäre. Nachteilig ist allerdings die verkleinerte Datenbasis, die sich auch in einer reduzierten Druckausgabe-Fläche bemerkbar macht.

Panorama-Faktor Bildwinkel

Ein möglichst weiter Winkel ist der zweite wichtige Faktor, der ein Bild zu einem Panorama macht. Hierüber entscheidet der Bildwinkel, der meist durch die Objektivbrennweite aber auch durch die Sensorgrösse bestimmt wird. Als Normalobjektive werden umgangssprachlich Brennweiten mit 50mm bezeichnet, die am Kleinbildformat (analog als Vollformat-Sensor bei DSLR bezeichnet) genutzt werden. Sie decken einen Bildwinkel von knapp 50 Grad ab und bilden z.B. Portraits in natürlicher Weise ab. Vereinfacht spricht man auch von 50-Grad als natürlichem Sehwinkel. Diese Vereinfachungen sind praktisch, wenngleich sie nicht ganz stimmen.

Das Gesichtsfeld deckt horizontal über 200 Grad ab und die mit 50-Grad gemeinte Normalsicht bezieht sich auf den Bereich der scharfen Detailbetrachtung (gelber Augenfleck), die allerdings viel geringer als 50 Grad sondern eher bei 1 - 2 Grad liegen dürfte. Allerdings entstehen bei 50mm-Brennweiten bzw. 50 Grad Bildwinkel keine perspektivischen Verzeichnungen (stürzende Linien) oder Relationsverschiebungen im Hintergrund, wie sie bei Weitwinkelobjektiven auftreten.

Der Zuschnitt wurde hier von 4:3 auf 2:1 in Adobe Lightroom vorgenommen. Eine solche Beschnitt-Funktion (auch als Freistellfunktion bezeichnet) bietet praktisch jedes Bildbearbeitungsprogramm und auch viele Bildbetrachter mit Zusatzoptionen.

50mm-Brennweiten reichen jedoch für per Einzelaufnahme erfasste Panoramen nicht aus. Auf kleineren Sensoren etwa bei APS-C-Grösse (rund 15 x 22mm) mutieren 50mm schon zum Teleobjektiv und haben eine Bildwirkung wie ein 80mm-Objektiv. Hier spielt der sogenannte Crop- bzw. Brennweitenverlängerungs-Faktor die wesentliche Rolle, der in der DSLR-Mittelklasse meist bei 1,5x oder 1,6x, bei MicroFourThirds-Kameras bei 2x und an Kompaktkameras oft bei 4,6x und darüber liegt.

Eine Powershot der G-Klasse mit einem theoretischen 50mm-Objektiv bestückt hätte eine Bildwirkung, die am Vollformatsensor rund 230mm und somit einem längeren Teleobjektiv entspräche. Die Normalbrennweite wird also immer im Zusammenhang mit der Sensordiagonale betrachtet, die im Kleinbild, bzw. digitalen Vollformat bei rund 50mm, exakter jedoch bei 43mm, an APS-C-Sensoren (Crop von 1,6x) bei 27mm und an Kompaktkameras (z.B. mit 1:1,7‘‘-Sensoren) bei 9mm liegt.

Panoramen fordern jedoch nach Bildwinkeln, die oberhalb von 100 Grad liegen. Dafür werden Objektive im Kleinbildformat von 18mm und kleiner benötigt. Nutzt man z.B. eine EOS 5D jedoch mit dem Setobjektiv von 24 – 105mm Brennweite, dann wird nur ein Bildkreis (Diagonale) von maximal 84 Grad erreicht. An Mittelklasse DSLR (APS-C-Sensoren) mit Kitobjektiv von 18-55mm reichen die 18mm sogar nur für 73 Grad. Hier kommt erst ein Objektiv mit 11mm der panoramagerechten Forderung eines 100-Grad Bildwinkels nach.

Weitsicht

Eine weitere Forderung: Panoramen sollten eine möglichst weiträumige Sicht bieten. Es empfiehlt sich,  eine möglichst unverstellte bzw. unverbaute Szene abzulichten, sonst wird die „Allsicht“ zu stark eingeschränkt.

Obwohl beide Aufnahmen mit 17mm am Vollformatsensor abgelichtet und auf ein 2:1-Verhältnis beschnitten wurden, fällt es beim rechten Bild leichter, von einem Panorama zu sprechen. Die unverstellte Weitsicht ist hier eher als im linken Bild erfüllt.

Durchgehende Schärfentiefe

Als 4. Forderung an ein Panorama gilt auch eine grösstmögliche Schärfentiefe, bei der Details sowohl im Vorder- als auch Hintergrund scharf eingefangen werden. Der Betrachter kann dann wie in einer realen Umgebung auch im fotografierten Panorama beliebig entscheiden, auf welches Detail er fokussiert. Das ist mit Weitwinkelobjektiven meist ein geringeres Problem, wenn auf die Hyperfokaldistanz fokussiert wird. Wird auf sie scharfgestellt, dann reicht die Schärfentiefe vom Nahbereich bis unendlich.

Auch hier spielt die Sensorgrösse eine Rolle: je kleiner der Sensor, umso höher die Schärfentiefe. Allerdings sind auf kleineren Sensoren die Pixel meist viel enger als auf grösseren gepackt, so dass hier schneller Beugungsunschärfen bei Nutzung einer höheren Blendenzahl auftreten (Beugungsscheibchen erfasst mehr als ein Pixel). In der Praxis erreicht man daher an grossen Sensoren durch stärkeres Abblenden und höheren ISO-Wert (der dann rauschfreier bleibt), eine vergleichbare Schärfentiefe, Rauschfreiheit und Belichtungszeit wie an kleineren Bildsensoren. Es spricht also nicht viel dafür, allein aus Gründen einer höheren Schärfentiefe auf eine Kompaktkamera zu wechseln (die bereits bei f8 deutliche Beugungsunschärfen ähnlich der Blende f22 an Vollformatsensoren erzeugen).

Mit dem Canon 8-15mm/4,0L USM Fischauge wurde bei 12mm eine Schärfenreihe durchgeführt. Rechts ist im 100%-Ausschnitt zu erkennen, dass die Blende 16 schon ein wenig unschärfer und die Blende f22 deutlicher in der Auflösung abfällt. Die förderliche Blende von f11 lässt sich an der hier benutzten 5D Mark II (6,4 Mikrometer Pixel) somit auch optisch nachvollziehen.

Die optimale Blende

Die Pixelgrösse lässt sich schnell ermitteln, wenn man die Gesamtpixelzahl und Sensorgrösse kennt. An einer 5D Mark II beträgt beispielsweise die Gesamtpixelzahl in der Breite 5.616 (einfach im grössten Bildformat aufnehmen und die Breite ablesen) und die Sensorlänge rund 36mm. Dividiert ergibt sich ein Pixelpitch von 6,4 Mikrometer und multipliziert mit dem Faktor 1,64 eine förderliche Blende f=10,5. D.h. oberhalb von f11 lässt die Detailschärfe nach, wenngleich sich die Schärfentiefe auch weiter ausdehnt.

Eine Powershot G12 hat z.B. einen Pixelpitch von 2,1 Mikrometer und eine förderliche Blende von nur rund f3,5. Letzteres konnte ich auch optisch verifizieren, denn schon bei f4,5 ist die fokussierte Einzelebenen-Schärfe niedriger als bei f3,5. Eine aktuelle Canon APS-C-DSLR wie z.B. die EOS 7D, 60D, 600D oder auch 550D mit 18 Megapixel (4,3 Mikrometer-Pixel) wird die förderliche Blende bereits bei f7,1 erreicht.

In der Praxis kann man regelmässig noch eine Blendenstufe oberhalb der förderlichen Blende gute Detailschärfen erreichen, selbst wenn das Bild am Computermonitor bei 100%-Auflösung betrachtet wird. Im für Panoramen wohl eher selten verwendeten, extremen Makrobereich spielt allerdings der Abbildungsmasstab eine Rolle und die förderliche Blende sinkt z.B. an Vollformatsensoren bei 5:1 auf f5,6 selbst mit grossen Sensorpixeln.

Als generelle DSLR-Faustformel wird bei Panoramen oft die Blende 8 als Standard voreingestellt, um eine gute Schärfentiefe bei Erhalt der Detailschärfe zu nutzen. Die hat auch den Vorteil, dass die meist lichtstärkeren Optiken etwas abgeblendet eine generell höhere Leistung erzielen. Bei abendlichen oder nächtlichen Aufnahmen können die Belichtungszeiten allerdings bei der förderlichen Blende bzw. f8 zu lang werden. Dies gilt insbesondere, wenn man noch Belichtungsreihen für HDR-Panoramen aufnimmt. Hier kann die kleinstmögliche, am Objektiv verfügbare Blendenzahl die nächtliche Panorama-Motivsession um Minuten verkürzen.

Offenblende bei HDR

Persönlich nutze ich z.B. das Canon 8-15mm/f4,0 L Fischauge mit einer 5D Mark II nachts regelmässig bei Offenblende f4,0 und führe je Bildabschnitt eine  effektiv 5stufige Belichtungsreihe bei 12mm durch. Insgesamt – je nach Motiv – werden oft 6 Abschnitte fotografiert, was eine Gesamtbildzahl von 30 Aufnahmen ergibt, deren längste Belichtung oft 30 Sekunden dauert. Ich benötige dann bei f4,0 insgesamt zwischen 6 - 8 Minuten als reine Aufnahmezeit. Bei Blende f8 läge die Zeit bereits beim Vierfachen und würde bis zu 24 Minuten dauern.

Nächtliche Architektur ist in HDR-Technik besonders reizvoll, doch mit wertvoller Kameratechnik halte ich mich an gut einsehbaren Plätzen nur ungern länger als nötig auf und auch Anwohner würden ggf. unnötig lange gestört. Im Winter spielt der Kältefaktor ebenfalls eine Rolle und kurze Aufnahmezeiten sind da willkommen, selbst wenn nicht das letzte Quäntchen an Detailschärfe im Bild wegen genutzter Offenblende vorhanden sein sollte.

Auch tagsüber können unkritische Landschaftsmotive (idR ohne Vordergrundmotiv) mit kleinstmöglicher Blendenzahl manchmal noch mit einer Belichtungsreihe aus sehr ruhiger Hand gelingen, da die Zeiten kürzer einstellbar als mit höherem Blendenwert sind. Nicht zuletzt sind auch Bewegtelemente mit der durch die kleine Blendenzahl begünstigten, kurzen Belichtungszeit unkritscher einzufangen (z.B. geringere Bewegungsunschärfen, geringere Gefahr, dasselbe Bewegtelement in zwei Abschnitten vor unterschiedlichem Hintergrund abzulichten).

Die Hyperfokaldistanz ermitteln

Um auf die ideale Schärfenebene – die sogenannte Hyperfokalsdistanz – für eine grösstemögliche Schärfentiefe zu fokussieren ist es am einfachsten, sich eines Schärfentieferechners im Internet oder per App auf einem Smartgerät zu bedienen. Ein sehr übersichtlicher Rechner findet sich unter http://www.dofmaster.com/dofjs.html. Persönlich habe ich auch auf einem iPod touch bwz. iPad einige Schärfentieferechner als App installiert.

Die Hyperfokaldistanz lässt sich auch optisch ermitteln. Das funktioniert an DSLR der letzten Jahre in der verfügbaren Liveview am einfachsten. Idealerweise findet sich ein Motiv im Nahbereich, das sich von Hand verschieben lässt und vom Livebild erfasst wird. Die Liveview sollte gleichzeitig auch weit entfernte Strukturen erfassen und bei 100%-Zoom beide anzeigen. Am Scharfstellring des Objektivs (AF-Schalter am Objektiv auf MF stellen) wird jetzt bei 100%-Zoom-Ansicht solange in Richtung Nahbereich fokussiert, dass der Hintergrund noch so gerade eben scharf bleibt.

Durch Verschiebung des Vordergrundmotivs (z.B. eine Buchstütze, Becher etc.) oder bei ausreichend Platz durch Zurücksetzen des Stativs kann ermittelt werden, bis wohin die Schärfentiefe in den Vordergrund reicht. Jetzt markiert man sich am Scharfstellring die gefundene Position bzw. liesst an einer ggf. vorhandenen Skala die Position ab. Man sollte sich auch die gefundene Scharfstelle-Mindestdistanz merken bzw. ausmessen und diesen Wert stets im Hinterkopf behalten. Denn nur ab dieser Position bis zum Horizont wird durchgehend scharfgestellt. Man kann die Procedure auch unter Zurhilfenahme der Abblendtaste bei ausreichend Umgebungslicht für höhere Blendenzahlen optisch durchführen.

Im Schärfentiefe-Rechner „DOF-Master“ (http://www.dofmaster.com/dofjs.html) wird nach Eingabe von Kameramodell und Blende unten die Hyperfokaldistanz und die Schärfendehnung angegeben. Der „DOFMaster“ wird auch als App für iPhone bzw. iPod touch unter selbigem Namen angeboten (Screenshots mit freundlicher Genehmigung von Don Fleming).

Zahlreiche 360-Grad-Fotografen fixieren sich vor allem an Fischaugenobjektiven die ermittelte Hyperfokaldistanz mit Hilfe von Tesafilm bzw. Isolierband, so dass sich die Schärfe auch unterwegs nicht versehentlich verstellen kann. Am Nodalninja R1 (siehe nächstes Kapitel) nutze ich mit dem Canon 8-15mm den Standardring (ohne Inlay), der nicht nur das Fischauge in den Nodalpunkt bringt sondern gleichzeitig auch den Scharfstellring fixiert. Äusserst elegant, so komme ich ohne Klebeband aus.

Die frühmorgendliche Szene der venezolanischen Savannenlandschaft sollte in meiner 5D landen. Dummerweise war die Zeit für einen Stativeinsatz zu knapp und ich hatte auch nur eine 300mm-Brennweite montiert. Halb so schlimm, denn mit den drei flott aus der Hand durchgeführten Einzelaufnahmen im Programm AV konnte ich die Tafelberge und das kleine Dorf dennoch breitflächig erfassen. Die Einzelbilder zeigen allerdings einen unterschiedlichen Weissabgleich und Helligkeitsschwankungen (mittleres Bild), auch sind sie in der Höhe zueinander leicht verschoben. Das Ergebnis verrechnet das hier verwendete Stitch-Programm „PTGui“ allerdings dennoch recht ordentlich ohne gravierende Anschlussfehler.

Die optisch per Liveview ermittelte Hyperfokaldistanz liegt auf der Skala des (parfokalen) Canon 8-15mm-Fischauges direkt rechts neben der 1m-Markierung. Das deckt sich ziemlich genau mit den Angaben des Schärfentieferechners, der für den Vollformatsensor der 5D Mark II bei Blende f4,0 und Fokussierung auf 1,89m die Hyperfokaldistanz ausgibt. Die Schärfentiefe reicht bei dieser Einstellung von unendlich bis zur halben Hyperfokaldistanz (94,5cm).