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Brennweite, Crop-Faktor und KB-Äquivalent

Die ganze Wahrheit über ein leidiges Thema

Seit es digitale Kameras gibt, geistert der Begriff des "Crop-Faktors" oder "Formatfaktors" (anfangs gar "Brennweiten-Verlängerungsfaktor" genannt) durch die Fotowelt. In dem Zusammenhang ist auch von einem "Kleinbild-Äquivalent" (englisch "35 mm Equivalent") die Rede.

Leider hat sich dieser Crop-Faktor, so gut er anfangs gemeint war, zu einem Ärgernis entwickelt. In fast jedem Foto-Forum tauchen noch täglich Fragen dazu auf. Für Neueinsteiger ist das Thema eine Hürde, sobald sie neue Objektive kaufen oder vergleichen. Wie muss ich umrechnen? Muss ich überhaupt umrechnen? Warum schreiben die Hersteller nicht gleich die "richtige" Brennweite aufs Objektiv drauf?

Während die Anwender noch rätseln, machen sich einige Kamerahersteller die Verwirrung zunutze und streuen in ihrer Werbung gezielte Fehlinformationen - indem sie Äquivalent-Brennweiten als echte Brennweiten ausgeben und dann mit der angeblich hohen Lichtstärke werben. Wer das glaubt, wird vielleicht falsche Vergleiche mit anderen Kameraklassen anstellen und deswegen einen Fehlkauf tätigen.

Es kann also nicht schaden, dem Thema Crop-Faktor und Kleinbild-Äquivalent nochmal gründlich nachzuspüren.

Historische Hintergründe

Das ganze Unheil hat seinen Ursprung in einer Zeit lange vor Einführung der Digitalfotografie. Kern des Übels ist gar nicht der Cropfaktor selber (der war lediglich die logische Folge), sondern die Verwendung von Brennweiten als Maß für den Bildwinkel.

In der Geschichte der Analogfotografie gab es zwar allerhand Filmformate mit verschieden großen Negativen bzw. Dias, aber die meisten erreichten jeweils nur begrenzte Marktanteile. Dafür stach ein einzelnes Filmformat heraus, dessen Verbreitung im Lauf der Zeit alle Anderen übertraf: das sogenannte Kleinbildformat, das ein Bildfenster von 24 x 36 mm Größe hatte. (Die Bezeichnung "Kleinbild" wirkt heute unverständlich, da es aus heutiger Sicht recht groß ist. Es entstand aber schon in einer Zeit, als noch überwiegend große Plattenkameras in Gebrauch waren.)

Der weltweit verbreitete Kleinbild-Standard (international übrigens als "35-mm-Film" bekannt - wegen der Breite des Filmstreifens) führte dazu, dass sich Fotografen an die Winkel bestimmter Brennweiten gewöhnten. Solange die Kameras mit Kleinbild-Film arbeiteten, konnte man Brennweiten über Herstellergrenzen und Kameraarten hinweg vergleichen. Daher kam niemand mehr auf die Idee, eine Norm für den eigentlichen Bildwinkel aufzustellen. Man hätte z. B. eine Grad-Angabe etablieren können oder einen Bildwinkelfaktor. Doch das erschien damals als unnötig, weil ohnehin alle Amateurkameras und ein Großteil der Profikameras dieselbe Bildfenstergröße hatten und man zum Vergleich genauso gut die Brennweiten verwenden konnte.

Und dann kam die Digitalfotografie. Wenn die Hersteller gekonnt hätten, hätten sie wohl von Anfang an Sensoren in Kleinbild-Größe gebaut, um nahtlos an ihre vorhandenen Spiegelreflex-Systeme anzuschließen. Aber die Herstellung von Sensoren dieser Größe erwies sich als sehr aufwendig und teuer. Bildsensoren in KB-Größe wären anfangs für die meisten Fotografen unerschwinglich gewesen. Gleichzeitig zeichnete sich ab, dass man mit digitaler Technik eine höhere Informationsdichte als mit Filmemulsion bekommt und daher auch mit geringeren Sensorflächen arbeiten kann. So drängte eine Menge Digitalkameras mit kleinen Sensoren auf den Markt. Statt mit Filmfenstergrößen rechnete man jetzt also mit Sensorgrößen, aber die optischen Gesetze blieben dieselben.

Das Problem dabei: Dieselbe Brennweite produziert an einem kleineren Sensor einen engeren Bildwinkel. Ein Objektiv, das am KB-Format noch ein Weitwinkel war, ist am kleineren Sensor plötzlich eine Normalbrennweite oder sogar ein Tele. Umgekehrt, um am kleineren Sensor denselben Bildwinkel zu bekommen, muss man eine kürzere Brennweite verwenden. Langjährige Kleinbildfotografen waren erst mal verwirrt.

Da besannen sich Hersteller und Fachpresse auf ein Verfahren, das man vorher schon für Videokameras verwendet hatte: Man rechnet die Brennweite einfach auf das gewohnte Maß um.
Also sagte man dem Fotografen: Wenn Du diese neue Kamera verwendest, multipliziere alle Deine Objektiv-Brennweiten mit einem "Verlängerungsfaktor"!
(Später einigte man sich auf die weniger irreführende Bezeichnung "Crop-Faktor" - in Anspielung darauf, dass die Sensoren der neuen Kameras nur einen Ausschnitt aus dem KB-Format abdeckten. Der Begriff "Formatfaktor" wäre noch neutraler gewesen, setzte sich aber nicht richtig durch.)

Solange die digitale Fotografie eine Sache weniger Technikfreaks war, funktionierte die Behelfs-Umrechnung auf KB-Brennweiten sehr gut. Doch als auch immer mehr Laien auf Digitalkameras umstiegen, wurde die Definition der Umrechnung immer schlampiger gehandhabt und teilweise falsch wiedergegeben. Aus der Erklärung "Die Brennweite verhält sich wie..." wurde plötzlich "Die Brennweite wird zu...". Ein scheinbar kleiner Unterschied - aber er löst bis heute falsche Vorstellungen aus. (Eine Äquivalent-Brennweite mag denselben Bildwinkel haben, aber in Bezug auf Schärfentiefe und andere Faktoren weicht ihr Verhalten durchaus ab.)

Schließlich stand eine neue Generation von Fotografen in den Startlöchern, die gar nichts mehr wusste vom alten Kleinbild-Standard. Sie verstanden überhaupt nicht mehr, wozu eine derartige Umrechnung sinnvoll sei. Das ursprüngliche Argument, "alle" Fotografen könnten sich unter den Kleinbild-Brennweiten etwas vorstellen, traf auf sie ja nicht mehr zu.
Allerdings war es da schon zu spät, noch ein neutrales Maß für den Bildwinkel einzuführen. Die Umrechnung auf Kleinbild-Brennweiten war schon zu etabliert, und eine Abkehr zu diesem Zeitpunkt hätte die Verwirrung nur noch größer gemacht.

Also müssen wir, um Kameras und Objektive über Sensorgrößen hinweg vergleichen zu können, weiterhin mit dieser unglücklichen Behelfslösung namens "Kleinbild-Äquivalent" leben.

Definition von Crop-Faktor und KB-Äquivalent

In der Fotografie verwendet man verschiedene Bildwinkel: Einen sehr großen Bildwinkel bezeichnet man als Weitwinkel. Einen sehr engen Bildwinkel bezeichnet man als "Tele" (umgangssprachlich "man holt ein Motiv näher heran"). Irgendwo dazwischen liegt ein normaler Bildwinkel, der in etwa dem menschlichen Sehfeld entspricht. An Zoomobjektiven kann man verschiedene Bildwinkel einstellen. Objektive mit festem Bildwinkel nennt man "Festbrennweiten".
Und damit sind wir schon beim Thema. Im fotografischen Alltag spricht nämlich niemand von Bildwinkeln, sondern man nennt stattdessen Brennweiten. Denn um die unterschiedlichen Bildwinkel herzustellen, bedarf es verschiedener Brennweiten des Objektivs. Statt "Tele" sagt man dann auch "lange Brennweite", und statt "Weitwinkel" spricht man von "kurzer Brennweite". Die Brennweite, die ungefähr einen natürlichen menschlichen Blickwinkel abbildet, nennt man "Normalbrennweite".

Die große Frage ist, welche Brennweiten lang, normal oder kurz sind (in absoluten Zahlen ausgedrückt). Und an diesem Punkt wird es schwierig. Das hängt nämlich davon ab, welcher Bereich der Abbildung tatsächlich bildwirksam genutzt wird - also wie groß das Bildfenster einer analogen Kamera bzw. die Sensorfläche einer Digitalkamera ist.

Eine alte Faustregel sagt: Die Normalbrennweite entspricht der Diagonale des Bildfensters/Sensors; das wären 43,3 mm für Kleinbild bzw. "Vollformat". In der Praxis haben sich allerdings etwas längere Brennweiten als Normalbrennweiten durchgesetzt - an Kleinbild um die 50 mm. Die Normalbrennweite einer Kamera mit eher kleinem Sensor (z. B. eine durchschnittliche Kompakte) liegt demnach bei rund 10 mm. Die Normalbrennweite einer Kamera mit Sensor in APS-C-Größe (das trifft auf die meisten heutigen digitalen Spiegelreflexkameras zu) liegt bei ungefähr 33 mm. Für digitale Mittelformatsysteme braucht man Normalbrennweiten von 75 mm und mehr.

Will man die Bildwinkel von Kameras unterschiedlicher Sensorgrößen vergleichen, helfen uns die absoluten Brennweitenzahlen allerdings nicht weiter. Genau hier kommt die Kleinbild-Äquivalent-Brennweite ins Spiel. Die Erfinder des Kleinbild-Äquivalents gingen von folgender Prämisse aus: Das Kleinbildformat ist in der Fotografie die Norm, an der alle Anderen sich messen lassen müssen.

Um Bildwinkel vergleichen zu können, rechnen wir die Brennweiten von Kameras, deren Sensorgröße nicht dem KB-Format entspricht, in "äquivalente KB-Brennweiten" um.

Das Kleinbild-Äquivalent ist die Brennweite, die man an einer Kleinbild-Kamera benötigen würde, um denselben Bildwinkel zu erzielen wie mit der tatsächlich verwendeten Brennweite an der tatsächlich verwendeten Sensorgröße.

Der Crop-Faktor ist der Umrechnungsfaktor zwischen tatsächlicher Brennweite und KB-Äquivalent-Brennweite.

Als Formel:  KB-Äquivalent-Brennweite = Echt-Brennweite * Crop-Faktor

Um dies konkret in die Tat umzusetzen, muss man auch noch definieren, welcher Bildwinkel gemeint ist. Wenn das Seitenverhältnis der verglichenen Sensoren vom KB-Standardverhältnis 3:2 abweicht (z. B. wenn der Sensor ein Seitenverhältnis von 4:3 hat), unterscheiden sich die Crop-Faktoren für vertikalen und horizontalen Winkel. In solchen Fällen ist es allgemein üblich, den diagonalen Winkel zum Vergleich heranzuziehen; er bildet automatisch einen Kompromiss, d. h. das äquivalente Bild aus der 4:3-Kamera zeigt dann in der Höhe etwas mehr und in der Breite etwas weniger vom Motiv als das Bild aus der 3:2-Kamera. Völlig deckungsgleich können Bilder mit unterschiedlichem Seitenverhältnis nun mal nicht werden.

Falls man eine Kamera mit umschaltbarem Seitenverhältnis benutzt (was bedeutet, dass je nach Format ein bestimmter Teil des Sensors ungenutzt bleibt), sollte man den Crop-Faktor am tatsächlich genutzten Format orientieren. Zum Beispiel wenn der Sensor eigentlich ein 4:3-Seitenverhältnis hat, dies in der Kamera aber per Menü-Einstellung auf 3:2 oder gar 16:9 beschnitten wird, erhöht sich dadurch der Crop-Faktor, weil sich die genutzte Sensorfläche verkleinert.

Ein Spezialfall ist die Umrechnung, falls das zu vergleichende Sensorformat größer als das KB-Format ist, also wenn es um Mittel- und Großformatkameras geht. Hier ergibt sich ein Crop-Faktor, der kleiner als 1 ist - was die Bezeichnung "Crop-Faktor" unpassend erscheinen lässt. Trotzdem kann man die Umrechnung stur nach derselben Methode erledigen. Zum Beispiel für ein größeres Mittelformat ergibt sich ein Crop-Faktor von 0,6 gegenüber dem KB-Format.

Falls man eine Kompaktkamera mit fest angebautem Objektiv hat und gern den Crop-Faktor wissen möchte, sucht man danach in den technischen Daten vergebens. Da heißt es beispielsweise: "Brennweite 5,0 - 20,0 mm (KB 28 - 112 mm)"
Der Nutzer bekommt also das fertige KB-Äquivalent geliefert und spart sich das Umrechnen. Wer trotzdem den Crop-Faktor wissen möchte, kann ganz leicht durch Division zurückrechnen. Man teilt jeweils das KB-Äquivalent durch die tatsächliche Brennweite. Im genannten Beispiel wäre dies 28 geteilt durch 5 oder 112 geteilt durch 20. Da kommt jeweils ein Crop-Faktor von 5,6 raus.

Tücken des Umrechnens

Was seit den Anfängen der Digitalfotografie zur Verwirrung beiträgt, ist der uneinheitliche Umgang mit dem Crop-Faktor.

Im Fall von Kameras mit fest angebauten Objektiven wird erst gar kein Faktor als solcher angegeben. Stattdessen nennen die Hersteller von vornherein die äquivalenten Kleinbild-Brennweiten; manche schreiben die Äquivalente sogar vorn aufs Kameragehäuse drauf. Die tatsächlichen Brennweiten stehen nur noch ganz klein vorn auf dem Rand des Objektivs - und in manchen Fällen nicht mal dort. Kein Wunder also, wenn technisch weniger vorgebildete Nutzer glauben, die Äquivalente seien die wahren Brennweiten. Trotz gleichen Bildwinkels ist eine Äquivalent-Brennweite aber nicht dasselbe wie die echte Brennweite, weil z. B. die Schärfentiefe ganz anders verläuft.

Auf Wechselobjektiven für Systemkameras stehen weiterhin die wahren Brennweiten drauf; wer das KB-Äquivalent wissen will, muss den Crop-Faktor seiner Kamera kennen und dann selber die Brennweite umrechnen. Das gilt ausdrücklich auch für Objektive, die speziell für Kameras mit kleineren Sensoren gebaut wurden.
Viele Anfänger fragen sich, warum auf diesen Objektiven nicht gleich die "fertig umgerechneten" Brennweiten angegeben werden. Die fehlende Umrechnung ist nicht etwa ein Versäumnis der Hersteller - im Gegenteil: Die Brennweite ist nun mal eine physikalische Größe und sollte ehrlich genannt werden, und das KB-Äquivalent steht nicht von vornherein fest: Teilweise kann man dieselben Objektive an Kameras mit verschieden großen Sensoren verwenden. Manche Kameras erlauben sogar Formatumschaltung und zusätzliche Crops, z. B. um mit einer Teilfläche des Sensors zu arbeiten und dadurch eine höhere Serienbild-Geschwindigkeit zu erzielen. Da wäre es Blödsinn, einen Crop-Faktor schon in die Angabe auf dem Objektiv mit einzurechnen. Der Crop-Faktor ergibt sich erst aus der genutzten Sensorfläche.

Nochmal der deutliche Hinweis, weil es da so oft Missverständnisse gibt:

Objektive, die speziell für Kameras mit kleinerem Sensor gebaut wurden (je nach Hersteller z. B. als DX-Objektive oder EF-S-Objektive bezeichnet), unterscheiden sich von KB-Objektiven nur durch den kleineren Bildkreis, den sie ausleuchten können; durch diese Einschränkung können besonders Weitwinkelobjektive etwas leichter und billiger gebaut werden. Würde man diese Objektive an einer Kleinbild- bzw. "Vollformat"-Kamera verwenden, hätte man eine deutliche Vignettierung zu den Ecken hin.
Auf die eigentlichen Brennweiten und die Berechnung des KB-Äquivalents hat diese Besonderheit jedoch keinerlei Einfluss - auch wenn man im Internet häufig etwas Anderes liest. Die Brennweiten, die draufstehen, sind die echten. Möchte man das KB-Äquivalent solcher Objektive wissen, muss man es - genau wie bei allen anderen Wechselobjektiven - selber aus Brennweite und Crop-Faktor errechnen.
Oder anders ausgedrückt: Man muss für die Umrechnung nicht unterscheiden, wofür das Objektiv ursprünglich gebaut wurde. Alle Brennweitenangaben auf Wechselobjektiven sind direkt miteinanander vergleichbar und auch gleich zu behandeln.

Fehler bei der Umrechnung passieren häufig, wenn man Kameras und Objektive, deren Crop-Faktor man selber anwenden muss, mit den fertig umgerechneten Äquivalenten der Kompaktkameras vergleicht. Wer z. B. eine Spiegelreflexkamera (DSLR) mit Crop-Faktor 1,5 besitzt und nun eine Kompaktkamera mit vergleichbarem Brennweitenbereich sucht, vergisst allzu leicht das Umrechnen der Brennweiten seiner Wechselobjektive. Je nach Situation kann es auch passieren, dass man versehentlich doppelt umrechnet, also den Crop-Faktor ein zweites Mal anwendet. Selbst erfahrenen Fotografen, denen die Äquivalent-Umrechnung eigentlich geläufig ist, unterlaufen hier noch Flüchtigkeitsfehler.

In den EXIF-Daten digitaler Kameras steht auf jeden Fall die echte Brennweite drin, die für das Bild benutzt wurde. Manche Kameras nennen zusätzlich die KB-Äquivalent-Brennweite. Da gilt es, aufzupassen. Wenn man sich mal daran gewöhnt hat und beide Werte sicher unterscheiden kann, ist das KB-Äquivalent in den EXIF-Daten jedoch sehr nützlich und erspart so manche eigene Umrechnung.

Bitte auch nicht davon verwirren lassen, dass statt "KB-Äquivalent" manchmal von "35-mm-Äquivalent" oder "35-mm-Brennweite" die Rede ist. Diese ominösen 35 mm haben nichts mit Brennweiten zu tun, sondern beziehen sich auf die Breite des analogen Kleinbild-Films inklusive Perforationsrand (siehe Abbildung eine KB-Filmstreifens weiter oben). Das Wort "Kleinbild" ist nämlich nur im deutschen Sprachraum gebräuchlich; in der englischsprachigen Welt hat sich die Bezeichnung "35 mm Film" eingebürgert. Heutzutage ist diese Namensgebung etwas unglücklich, weil man für die Äquivalent-Rechnung nur die Filmfenster-Größe braucht, während die Gesamtbreite des analogen Filmstreifens niemanden mehr interessiert.

In dem Zusammenhang noch ein Hinweis zu den ähnlich verwirrenden Größenangaben der kleineren Sensoren: Die Sensoren von Kompaktkameras werden oft in Zoll-Größen angegeben - ausgehend von 1" (1 Zoll) in kuriosen Brüchen wie 1/2,3" oder 1/1,8". Es hilft in diesem Fall aber nichts, Zoll in Zentimeter umzurechnen. Diese Größenangaben leiten sich nämlich von den Außendurchmessern bilderzeugender Röhren ab, wie sie früher in Fernsehkameras benutzt wurden. Die bildwirksame Diagonale ist deutlich kleiner. Eine Kamera mit sogenanntem 1"-Sensor hat nicht etwa die vollen 25,4 mm (1 Zoll) Bilddiagonale, sondern nur 16 mm.

Wann man umrechnen sollte - und wann nicht

Bei all dem Durcheinander kann man sich auch die Frage stellen, ob man überhaupt noch umrechnen muss. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl von Hobbyfotografen, die ihr Hobby z. B. mit einer "Crop-DSLR" mit 24 x 16 mm großem Sensor angefangen hat. Diese Leute haben sich längst an die Brennweiten ihrer jetzigen Kamera gewöhnt - genauso, wie die Fotografen zur Analogzeit sich an die KB-Brennweiten gewöhnt hatten. Dementsprechend sehen sie keinen Grund, im Alltag eine Umrechnung vorzunehmen. Wer als junger Mensch mit dem Euro aufgewachsen ist, kommt ja auch nicht plötzlich auf die Idee, alle Beträge in D-Mark umzurechnen.

Diese Leute haben vollkommen recht. Wer weiß, wie sich seine Kamera mit einer bestimmten Brennweite verhält, muss nicht auf einen "Standard" umrechnen. Es ist also keineswegs ein "Pflicht-Umrechnung", ohne die man nicht fotografieren könnte. Man kann sich genauso gut die Brennweiten so merken, wie sie sind.

Wenn man auf eine Kamera mit anderer Sensorgröße umsteigt, muss man sich dann natürlich umgewöhnen. Und wenn man Brennweiten mit anderen Kameras vergleicht (z. B. mit Kompaktkameras), muss man deren KB-Äquivalent-Angaben ggfs. auf die eigene Kamera runterrechnen (siehe auch nächster Abschnitt). Da stellt sich die Frage, ob man nicht lieber gleich durchgehend mit KB-Äquivalenten arbeitet.

Ein wenig zugunsten des alten Kleinbild-Standards spricht auch die Tatsache, dass zumindest die Hersteller von Spiegelreflexkameras sich diesem Sensormaß wieder verstärkt zuwenden. Unter der Bezeichnung "FX" oder "Vollformat" (englisch "Full Frame") erlebt der KB-Standard derzeit einen zweiten Frühling im gehobenen DSLR-Segment; die Sensoren dieser Kameras haben wieder dieselbe Größe wie die Filmfenster der klassischen KB-Kameras. Die großen Sensoren sind zwar immer noch ein Stück teurer als die kleineren, aber sie werden allmählich bezahlbar und haben aufgrund ihrer Größe gewisse technische Vorteile. Wer mittelfristig über einen Umstieg auf dieses Sensorformat nachdenkt, könnte sich per Äquivalent-Rechnung gleich an die entsprechenden Brennweiten gewöhnen.

Eine allgemeine Rückkehr zum KB-Standard, also dass eines Tages 24 x 36 mm die meistverwendete Sensorgröße in allen Kameraklassen wird, kann man jedoch ausschließen. Für kompakte Kameras hätten die großen Sensoren eher Nachteile, und auch kleinere Sensoren erreichen ja längst ein hohes Qualitätsniveau. In hochwertigen DSLRs mag das "Vollformat" derzeit im Trend liegen, aber dem Großteil der normalen Kamerakäufer werden die KB-Brennweiten auch langfristig nur noch als Äquivalent begegnen.

Alternative Crop-Faktoren mit anderer Basis

Möchte man zwei Kameras vergleichen, von denen keine dem KB-Format entspricht, kann man auf eine weitere Idee kommen: Warum sollte man beide auf einen "allgemeinen Standard" umrechnen? Es reicht doch, die Brennweiten einer der Kameras auf die der anderen Kamera umzurechnen - also einen "individuell definierten" Crop-Faktor zu benutzen, dessen Basis nicht das KB-Format ist.

Angenommen, jemand benutzt abwechselnd eine DSLR mit einem Crop-Faktor von 1,6 und eine Kompaktkamera mit einem Crop-Faktor von 5,2. Dann wird es gelegentlich vorkommen, dass Bildwinkel verglichen werden sollen. Man möchte z. B. wissen, mit welcher der Kameras man mehr Weitwinkel- oder mehr Telewirkung erzielt. Oder man möchte wissen, welche Objektive man für die DSLR benötigt, um mindestens denselben Bildwinkelbereich wie die Kompaktkamera abzudecken.
Im Normalfall wird man die Brennweiten beider Kameras auf das KB-Äquivalent umrechnen (d. h. jeweils mit dem Crop-Faktor multiplizieren) und dann vergleichen. Möchte man die passende Brennweite für ein neues Objektiv an der DLSR wissen, wird man die benötigte KB-Äquivalent-Brennweite durch den Crop-Faktor teilen.

Alternativ könnte man nun den "direkten" Crop-Faktor ermitteln. Den bekommt man, indem man den Crop-Faktor des größeren Sensors durch den des kleineren Sensors teilt - in diesem Beispiel erhält man 5,2 geteilt durch 1,6 - also 3,25.
Mit dieser neuen Zahl kann man nun direkt ermitteln, welche Brennweite der DSLR in Sachen Bildwinkel der Brennweite an der Kompaktkamera entspricht. Zum Beispiel würde man, um den Bildwinkel von 6 mm Brennweite an der Kompakten zu erreichen, an der DSLR eine Brennweite von 19,5 mm benötigen. Den Umweg übers KB-Äquivalent (das in diesem Fall 31,2 mm wäre) hätte man sich damit gespart.

Machbar ist der individuelle Crop-Faktor auf jeden Fall. Mathematisch spricht zumindest nichts dagegen. Die Sache hat allerdings zwei Haken: Erstens birgt die Einführung individueller Crop-Faktoren eine Vielzahl weiterer Verwechslungsmöglichkeiten; selbst wenn man mathematisch fit ist und den Sachverhalt hundertprozentig begriffen hat, wird man sich aufgrund des Durcheinanders ab und zu verrechnen. Und zweitens liegen im Fall von Kompaktkameras meist schon die KB-Äquivalent-Brennweiten vor, so dass ein individueller Crop-Faktor nur ein unnötiger Umweg wäre. Man denke z. B. an die KB-Äquivalente, die in den EXIF-Daten vieler Kameras drinstehen - von den Prospektangaben und Werbeaussagen ganz zu schweigen. Da gibt es wenig Grund, noch eine zusätzliche eigenwillige Umrechnung durchzuführen.

Auch Blende und ISO-Wert umrechnen?

Was man allzu leicht übersieht: Das KB-Äquivalent nach gängiger Definition ist ausschließlich ein Maß für den Bildwinkel - also den Bildausschnitt, den man von einem bestimmten Standpunkt aus aufnimmt. Der Bildwinkel/Bildausschnitt ist fraglos sehr wichtig, aber er sagt längst nicht alles über ein Bild aus. Was fehlt, ist ein Vergleich der Bildqualität und der Schärfentiefe.

Wer ein Foto einmal mit einer "Vollformat"-Kamera bei 200 mm Brennweite und Blende 2,8 macht, und dann dasselbe mit einer Crop-5-Kompaktkamera bei 40 mm Brennweite und ebenfalls Blende 2,8 nachahmt, erhält - trotz identischem KB-Äquivalent - nicht das genau gleiche Bild. Der Bildwinkel und somit der Bildausschnitt ist zwar derselbe, die Schärfentiefe ist jedoch auf dem Bild aus der Kompaktkamera sehr viel größer. Falls beide Bilder bei gleicher ISO-Zahl aufgenommen sind, kann außerdem die Bildqualität der Kompaktkamera nicht mit der aus der großen DSLR mithalten; das fällt bei genauer Betrachtung schon in ISO100-Bildern auf und erst recht bei Verwendung höherer ISO-Werte. Es ist auch unabhängig davon, ob beide Sensoren dieselbe Auflösung besitzen.

Dass kleine Sensoren nicht so rauscharm sein können wie große, ist den meisten Fotografen mittlerweile klar. Ein kleinerer Sensor kann bei gleicher ISO-Zahl insgesamt nicht so viel Licht einfangen wie ein größerer. Die Belichtungsrechnung stimmt zwar, aber wenn das Bild gleich groß ausgegeben wird, wird es deutlicheres Rauschen zeigen. Je kleiner der Sensor ist, umso stärker muss sein Bild vergrößert werden, und umso deutlicher kommen Bildfehler zum Vorschein. In der analogen Fotografie hätte ja auch niemand erwartet, dass ein Bild aus einer Kleinbildkamera in gleicher Ausgabegröße dieselbe Bildqualität hat wie ein Bild aus einer Großformatkamera. So ist das auch in der digitalen Welt: Wollte man mit kleinerem Sensor eine vergleichbare Bildqualität erzielen, müsste man einen deutlich niedrigeren ISO-Wert verwenden (sofern technisch möglich).

Auch die größere Schärfentiefe der kleinen Sensoren bzw. das größere Freistell-Potential der großen Sensoren ist allgemein bekannt. Blendenzahlen sind laut Definition das Verhältnis von Eintrittspupille (vereinfacht gesagt: absolute Blendenöffnung) und Brennweite. Die gleiche Blendenzahl an einem Objektiv mit kürzerer Brennweite hat eine wesentlich kleinere absolute Öffnung und bringt, gepaart mit der kleineren Sensorfläche, eine geringere Lichtaufnahme. Um dieselbe Menge Licht auch auf den kleinen Sensor zu bringen, müsste man trotz kürzerer Brennweite die (absolute) Blendenöffnung genauso groß lassen. Gleichbleibende Öffnung bei kürzerer Brennweite ergibt aber laut Definition eine niedrigere Blendenzahl. So erklärt sich nicht nur die abweichende Gesamt-Lichtaufnahme, sondern auch die unterschiedliche Schärfentiefe, die verschieden große Sensoren bei gleicher Blendenzahl und gleicher KB-Äquivalent-Brennweite zeigen.

Fehlt nur noch eine Möglichkeit, diese ganzen Zusammenhänge in Zahlen zu fassen.

Die hier vorgestellte Theorie geht davon aus, dass die Gesamt-Lichtmenge, die einen Bildsensor erreicht, ein Maß für die erzielbare Bildqualität ist (ungeachtet gewisser Abweichungen durch unterschiedlich aufgebaute Sensoren in der Praxis).
Der Crop-Faktor ist ein lineares Maß und lässt sich direkt auf Brennweiten und Blendendurchmesser anwenden. Sobald es um die Fläche geht, etwa beim ISO-Wert, muss man mit dem Quadrat des Crop-Faktors rechnen. (Wenn z. B. ein Sensor doppelt so breit und doppel so hoch ist, hat er die vierfache Fläche.) Daraus lassen sich, zusätzlich zur schon bekannten Brennweiten-Umrechnung, zwei weitere Formeln ableiten:

KB-Äquivalent-Brennweite = Echt-Brennweite * Crop-Faktor

KB-Äquivalent-Blendenwert = Echt-Blendendenwert * Crop-Faktor

KB-Äquivalent-ISO-Wert = Echt-ISO-Wert * (Crop-Faktor)²

So entsteht ein vollständiger (auch qualitativer) Vergleich verschiedener Sensorformate. Wie man schnell sieht, sind die Umrechnungen von Blendenwert und ISO-Wert belichtungstechnisch neutral: Der höhere ISO-Wert wird von der größeren Blendenzahl (also kleineren Blendenöffnung) vollständig ausgeglichen. Wenn man nur die Belichtung ermitteln will, kann man sich die Umrechnung sparen. Es geht hier um die Einschätzung von Schärfentiefe und Bildqualität (Artefaktneigung/Rauschen).

Ich weiß, dass diese Umrechnung, wenn man noch nicht damit vertraut ist, erst mal abstrakt und schwer zu verdauen ist. Man kann sich derselben Sachverhalt vielleicht auch andersrum erklären:
Um eine bestimmte Schärfentiefe und Rauscharmut zu erhalten, braucht man unabhängig von der Sensorgröße immer die gleiche eingefangene Menge an Licht. Das bedeutet, man braucht eine (absolut) gleich große Blende. Für einen kleinen Sensor erfordert der gleiche Bildwinkel eine geringere Brennweite; hieraus ergibt sich eine kleinere Blendenzahl. Für einen großen Sensor erfordert der gleiche Bildwinkel eine größere Brennweite; hieraus ergibt sich eine größere Blendenzahl. Der absolute Durchmesser der Blende bleibt dabei gleich. Der ISO-Wert muss zum Ausgleich für den kleineren Sensor niedriger, für den größeren Sensor höher sein - denn der ISO-Wert beschreibt ja laut Definition die "Lichtempfindlichkeit pro Fläche" und nicht etwa die Gesamt-Empfindlichkeit des Sensors.

Hier nun ein Beispiel, das die Umrechnung in der Praxis zeigt:
Angenommen, wir benutzen eine Superzoom-Kamera mit Crop-Faktor 5 bei 40 mm Brennweite (also KB-Äquivalent 200 mm), ISO100 und Blende 2,8. Um ein vergleichbares Bild mit einer "Vollformat"-DSLR zu machen, müssten wir dort laut obiger Formel 200 mm Brennweite, ISO2500 und Blende 14 verwenden. Wir müssen an der DSLR wegen ihrer viel längeren Brennweite viel stärker abblenden, um die Schärfentiefe der Kompaktkamera zu erreichen; gleichzeitig müssen wir den ISO-Wert nach oben anpassen, um die kleinere Blendenöffnung auszugleichen. Das ist - laut Theorie - unterm Strich kein Nachteil, denn der große Sensor rauscht mit ISO2500 genauso stark wie der kleine Sensor mit ISO100. Insgesamt bekommen ja auch beide Sensoren gleich viel Licht ab - nur im Fall des kleinen Sensors ist alles auf eine kleinere Fläche zusammengestaucht. Die Blende ist (in absoluten Zahlen) in beiden Fällen gleich groß: Bei 200 mm und Blendenzahl 14 ergibt sich - genau wie bei 40 mm und Blendenzahl 2,8 - jeweils ein Durchmesser von 14,3 mm. Am Ende passt dann alles logisch zusammen.

Die Umrechnung ist sehr nützlich beim Vergleich unterschiedlicher Kamerasysteme. Wenn z. B. ein Hersteller Festbrennweiten für das MicroFourThirds-Format (Crop 2,0) mit einer Lichtstärke von 0,95 anbietet, kann man ausrechnen, dass man für dasselbe Bildergebnis an einer KB-Kamera mit Blende 1,9 und dem vierfachen ISO-Wert arbeiten könnte. Schon sieht die Lichtstärke nicht mehr so sensationell aus. Genauso verhält es sich mit angeblich besonders lichtstarken Kompaktkameras mit Crop-Faktor 4,8: Was die Kompakte bei ISO100, Blende 1,8 und 5,8 mm Brennweite liefert, kann eine KB-DSLR mit ISO2300, Blende 9 und 28 mm Brennweite schon lange - und braucht dazu bei weitem kein besonders lichtstarkes Objektiv. Man könnte genauso gut eine Crop-1,5-DSLR bei ISO1000, Blende 5,6 und 18 mm Brennweite nehmen. Da kommt - theoretisch - immer ein vergleichbares Bild raus mit gleichem Bildausschnitt, gleicher Schärfentiefe und gleichem Artefakt-/Rauschniveau.
Das heißt ja nicht, dass z. B. eine Kompaktkamera mit Lichtstärke 1,8 etwas Schlechtes wäre. Im Vergleich zu vielen anderen Kompakten ist sie immer noch gut für Lowlight - aber eben nicht im Vergleich zu einer DSLR mit Kit-Zoom.

Jede Sensorgröße hat in der Praxis ihre Vor- und Nachteile - denn nicht alle Äquivalente, die man errechnen kann, findet man auch in der Praxis wieder. Wenn ich zum Beispiel versuche, eine Aufnahme im Kleinbildformat mit ISO100 und 85 mm Brennweite bei Blende 1,4 mit einer Crop-5-Kamera nachzuahmen, wird das nicht gelingen. Ein Objektiv mit 17 mm Brennweite und Blende 0,28 gibt es ebensowenig wie einen Crop-5-Sensor mit ISO4. Genausowenig werde ich am Markt fündig, wenn ich das KB-Gegenstück zu einer Superzoom-Bridgekamera mit 60-fachem Zoom suche: Für ein Objektiv mit Lichtstärke 2,8 - 5,9 und Brennweite 3,58 - 215 mm an Crop 5,6 müsste ich an einer Kleinbild-Kamera ein Objektiv mit Blende 16 - 33 und 20 bis 1200 mm Brennweite verwenden. So große optische Zoomfaktoren gibt es nur an Kameras mit kleinen Sensoren.
Solche Beispiele widerlegen aber nicht die theoretische Umrechnung. Sie zeigen lediglich auf, dass man aufgrund physikalischer und/oder finanzieller Grenzen nicht jedes Bild mit jeder Sensorgröße machen kann, und dass nicht jedes theoretisch denkbare Objektiv wirklich am Markt erhältlich ist. Das ist doch auch schon eine interessante Erkenntnis.

Auf der Seite "KB-Äquivalente gängiger Kamera-Objektiv-Kombinationen" finden Sie eine Reihe von fertig umgerechneten Beispielen anhand echter Kameras und Objektive.

Das Rechenverfahren, das ich hier beschreibe, ist nicht neu und trotzdem nicht unumstritten. Zuletzt ein ausführliches Video von Fotograf Tony Northrup hat heftige Diskussionen darüber ausgelöst. Ein Teil der Kritiker hat den Ansatz erst gar nicht richtig verstanden, aber es gibt durchaus auch berechtigte Einwände: Wenn man die Bildqualität einfach so umrechnet, berücksichtigt man ja nicht die Besonderheiten verschiedener Sensoren. Die Theorie hinter der Umrechnung geht von "vergleichbaren" Sensoren aus, die auf dem technisch exakt gleichen Stand sind. Ob die Auflösung der verglichenen Sensoren gleich ist, spielt für die Rechnung ebenfalls keine Rolle, da man nur das Ergebnis bei gleichem Ausgabeformat vergleicht; die Vor- und Nachteile verschiedener Pixeldichten (z. B. höheres Rauschen in kleineren Pixeln) sollen sich dabei von selber ausgleichen, weil kleinere Pixel nicht so stark vergrößert werden müssen wie große. Aber natürlich kommt am Ende nicht das exakt identische Rauschen heraus, sondern bestenfalls ein angenähertes; von der unterschiedlichen kamera-internen Bildverarbeitung (Entrauschung, Kontraste, Schärfung, Farben etc.) wollen wir gar nicht erst reden.
Es ist und bleibt eine theoretische und modellhafte Umrechnung, die man nicht auf beliebige Kameras 1:1 anwenden kann; mit der Schärfentiefe klappt es noch ganz gut, aber das Rauschverhalten von Sensoren kann trotz gleicher Größe je nach Typ, Baujahr und Hersteller schon recht unterschiedlich sein. Vielleicht sind in diesem Modelljahr die kleineren Sensoren etwas rauschärmer, aber nächstes Jahr kommt wieder eine neue Technologie für die großen Sensoren und verschafft diesen einen Vorsprung.
Zumindest langfristig gleichen sich diese Unterschiede wieder aus, so dass für allgemeingültige Systemvergleiche eine Berücksichtigung der Sensor-Besonderheiten nicht sinnvoll erscheint. Und die hier beschriebene Modell-Umrechnung von Brennweite, Blende und ISO liegt stets näher an der Wahrheit als die geschönte Darstellung in Kameraprospekten, wo nur die Brennweite umgerechnet wird.

Dass heutige Kameras insgesamt schon ein hohes Qualitätsniveau aufweisen und man auf kleineren Abzügen die Qualitätsunterschiede zwischen großen und kleinen Sensoren bzw. zwischen hohen und niedrigen ISO-Werten oft gar nicht sehen kann (abgesehen davon, dass auch viel getrickst wird, z. B. mit Rauschunterdrückung), bleibt von der theoretischen Umrechnung unberührt. Man spricht dann von einem "Sättigungseffekt": Man bekommt aus der Kamera viel mehr Qualität, als man für die jeweiligen Anwendung überhaupt braucht; dies nivelliert in der Praxis die Unterschiede. Anwendungen, die wirklich die letzten Qualitätsreserven aus einer Kamera kitzeln, sind eher die Ausnahme - eine Tatsache, die man im ganzen Megapixel- und Sensorgrößen-Wahn leicht übersehen kann.

Gebrauch und Missbrauch des KB-Äquivalents in der Werbung

Die Hersteller und Werbetreibenden haben es ja nicht leicht: Sie müssen Kameras und Objektive anpreisen in dem Wissen, dass ein großer Teil der potentiellen Käufer über wenig bis gar keine technischen Grundlagen verfügt. Vereinfachungen komplizierter Sachverhalte sind da an der Tagesordnung. Die KB-Äquivalent-Brennweiten spielen in der Werbung für Kompaktkameras eine dominierende Rolle; die Information, dass es nur Äquivalente sind, geht je nach Hersteller teilweise oder sogar vollständig unter. Eine modellhafte Umrechnung auch von Blenden und ISO-Werten (um Kameras klassenübergreifend vergleichen zu können) sucht man in der Werbung ohnehin vergeblich.
In Einzelfällen waren die Werbetreibenden schon frech genug, Abbildungen einer DSLR mit lichtstarkem Tele-Objektiv und einer Kompaktkamera mit angeblich gleichen Eigenschaften gegenüberzustellen.
Dass dann oft noch weiter mit den Brennweiten getrickst wird, indem ein nutzloses "Digitalzoom" in die Rechnung mit einbezogen und somit ein größerer Zoombereich vorgegaukelt wird, macht den Bluff komplett.

Die rote Linie des Anstands ist dann überschritten, wenn ernsthaft der Eindruck einer hohen Lichtstärke bei einer bestimmten KB-Brennweite erweckt wird, ohne in irgendeiner Form darauf hinzuweisen, dass nur eine äquivalente - also in Wahrheit viel kürzere - Brennweite gemeint ist. (Die gleiche Blendenzahl mit einer kürzeren Brennweite zu erzielen braucht einen geringeren Frontlinsendurchmesser und verursacht weniger Gewicht.)
Kenner bemerken den Trick natürlich sofort - und es wäre auch naiv, zu glauben, man könne aufgrund einer wundersamen Neuentwicklung plötzlich mit einem Bruchteil der Größe und des Gewichts einer KB-Kamera genau dasselbe Ergebnis erzielen. Aber viele Kunden sind leider keine Kenner und fallen regelmäßig auf irreführende Werbung rein; man muss sich ja nur die diesbezüglichen Einsteigerfragen in den Foto-Foren anschauen.

Canon und Nikon nennen zu Kompaktkameras in Prospekten und Werbungen ausschließlich die KB-Äquivalent-Brennweiten - teilweise mit, teilweise ohne Hinweis auf die Äquivalenz. In den technischen Daten sowie auf dem Rand der Objektive findet man immerhin noch die wahren Brennweiten.
In einzelnen Fällen überschreiten Canon und Nikon die rote Linie und werben für die Lichtstärke einer Kompaktkamera ohne Hinweis auf die viel kürzere Echt-Brennweite und den viel kleineren Sensor (z. B. heißt es bei Canon "24-mm-Ultra-Weitwinkelobjektiv mit 5fach Zoom und Lichtstärke 1:1,8" - oder bei Nikon "mit 7,1-fach-Zoom, großem Brennweitenbereich von 28 bis 200 mm und hoher Lichtstärke von 1:2,0 bis 1:4,0").

Auch Olympus geht nicht ehrlicher mit den Werten um, sondern lässt ebenfalls in der Werbung oft den Hinweis aufs Äquivalent weg ("28-300-mm-Brennweite bei einer konstanten Lichtstärke von 1:2.8 mit nur einem einzigen Objektiv"). Vorn auf dem Objektiv und in den technischen Daten findet man die echten Brennweiten noch.

Sony geht etwas frecher vor und nennt in der Werbung sogar grundsätzlich die KB-Äquivalente verbunden mit den echten Lichtstärken - ohne Hinweis auf die Äquivalenz der Brennweiten (z. B. "Das Vario-Sonnar® T* 24 - 70 mm F1,8 - 2,8 Objektiv von ZEISS ist vielseitig einsetzbar"). Immerhin findet man in den technischen Daten und vorn auf den Objektiven noch die echten Brennweiten.

Panasonic setzt mit einem Hinweis auf die Schärfentiefe noch eins drauf ("zeichnet sich durch höchste Lichtstärke aus, angefangen von F1,4 bei 24 mm Super-Weitwinkel bis hin zu F2,3 bei 90mm-Tele, und erlaubt einen kreativen Umgang mit der Schärfentiefe.") Hier soll also der Eindruck erweckt werden, man bekomme in Tele-Stellung die Schärfentiefe-Wirkung von 90 mm Brennweite und Blende 2,3. Klar, man kann auch bei (tatsächlichen) 17,7 mm Brennweite und Blende 2,3 ein bisschen mit der Schärfentiefe spielen, aber bei weitem nicht so wie mit 90 mm und Blende 2,3.
Erschwerend kommt hinzu, dass Panasonic auch auf der Website unter "Alle technischen Daten" die wahren Brennweiten verschweigt. Nur vorn auf dem Objektiv stehen sie noch drauf. Auf einigen Bridge-Kameras von Panasonic stehen dann aber noch in wesentlich größerer Schrift seitlich am Objektiv die Äquivalent-Brennweiten (ohne Hinweis) und die echten Lichtstärken - was ja wieder eine bewusste Irreführung ist.

Samsung nennt die echten Brennweiten zwar in den technischen Daten und vorn am Objektiv, wirbt aber leider auch mit den umgerechneten Brennweiten ohne entsprechenden Hinweis. Teilweise wird auch die fragwürdige Verbindung mit der Lichtstärke hergestellt ("Lichtstarkes F1.4-Objektiv mit 24-mm-Ultraweitwinkel"). Das Wort "KB-Äquivalent" taucht in den ganzen Beschreibungen nicht auf, nur in den technischen Daten.

Fujifilm und Pentax/Ricoh lassen die echten Brennweiten in der Werbung zwar ebenfalls weg, setzen aber relativ konsequent den Ausdruck "äquivalent zu Kleinbild" oder "umgerechnet auf KB" in Klammern dahinter, wann immer entsprechende Angaben erfolgen (außer in den verkürzten Schlagzeilen). In den Fußnoten wird gelegentlich sogar auf "Bildwinkel äquivalent zu Kleinbild" präzisiert. In den technischen Daten wird sauber zwischen Echt-Brennweiten und Äquivalent-Brennweiten unterschieden, und vorn auf den Objektiven stehen meist die echten Brennweiten. Ausrutscher habe ich an ein paar Ricoh-Modellen der untersten Preiskategorie entdedeckt: Da stehen vorn am Objektiv die KB-Äquivalent-Brennweiten ohne Hinweis drauf.

Als einziger Hersteller nennt Leica auch in der Werbung die echten Brennweiten - ergänzt vom klar gekennzeichneten KB-Äquivalent. Ein Beispiel: "Ihr vielseitiges Objektiv Leica DC Vario-Elmarit 1:2,8/4,5–108 mm ASPH. verfügt über einen enormen Brennweitenbereich von 25 mm Weitwinkel bis 600 mm Supertele im Kleinbildformat. Außerdem bietet sie eine durchgängige Lichtstärke von 1:2,8 im gesamten Brennweitenbereich." Das ist schon fast vorbildlich; über die Klarheit des Ausdrucks "im Kleinbildformat" mag man streiten. Vorn auf den Objektiven stehen natürlich auch die echten Brennweiten drauf. Eine Übersicht der technischen Daten war zumindest auf der Leica-Website nicht zu finden.

Autor: Andreas Beitinger
Letzte Änderung: Oktober 2014