Optischer Zoom

Optischer Zoom

Das Verändern der Brennweite nennt man Zoomen beziehungsweise Zoom. Solche Objektive nennt man Zoom-Objektive oder auch Vario-Objektive. Unter dem Zoomfaktor eines Objektivs versteht man, um das wieviel-fache die Brennweite des Objektivs verlängert werden kann, bezogen auf die minimale Brennweite (Anfangsbrennweite). Die Änderung der Brennweite wird durch Verschiebung von Linsengruppen innerhalb des Objektivs erreicht. Zur Bedienung gibt es außen dafür entweder einen Drehring (Drehzoom) oder man kann einen Ring in Richtung der Objektivachse verschieben (Schiebezoom). Bei Kompaktkameras mit fest eingebautem Objektiv findet man dazu auch oft einen Regler am Gehäuse, oft um den Auslöser herum angeordnet.

Eine Kamera, die eine minimale Brennweite von 35 mm und eine maximale Brennweite von 140 mm besitzt, hat somit 4-fach Zoom, da 35 * 4 = 140. Wer mit 70 mm Brennweite fotografiert, verwendet also in diesem Fall 2-fach Zoom an. Der Zoomfaktor ist damit immer auf ein bestimmtes Objektiv bezogen (genauer: auf die Anfangsbrennweite des Objektivs) und damit zwischen verschiedenen Objektiven und Kameras nicht direkt vergleichbar.

Man nennt diese Art des Zooms auch optischen Zoom. Der optische Zoom entsteht also durch Verändern der Brennweite - je größer die Brennweite, umso größer der Zoom (beziehungsweise umso kleiner der abgebildete Ausschnitt). Der digitale Zoom, den Digitalkameras meist bieten, ist davon zu unterscheiden.

Digitaler Zoom

Der digitale Zoom entsteht, indem in das vom Kamerasensor erfasste Bild hineingezoomt wird, genau so, wie wenn man in einem Fotobearbeitungs-Programm oder Bildbetrachtungs-Programm mit der Lupenfunktion in das Bild hineinzoomt. Der Wert sagt dabei aus, um das wieviel-fache das Bild gekürzt wird (1/Faktor). Ein digitaler Zoom von 5 besagt also, dass das Bild auf 1/5 seiner Länge und Höhe zugeschnitten wird. Zoomen bedeutet hier immer, ein ursprüngliches Bild zu kürzen, das heißt, den Ausschnitt zu verkleinern. Wie bereits erläutert, könnte man auch den Formatfaktor eines kleineren Sensors gebenüber einem Sensor im Kleinbildformat als solch einen permanenten digitalen Zoom interpretieren.

Der digitale Zoom kann angewendet werden, um den Bildausschnitt weiter zu verkleinern, nachdem die Grenze des optischen Zooms erreicht ist. Er ist für den Extremfall gedacht, wenn der maximale optische Zoom für die gewünschte Aufnahme nicht ausreichend ist - er kann aber zu Qualitätsverlust führen, da er mit der Beschneidung des Fotos arbeitet und die Beschneidung von Fotos stets eine Verminderung der Pixelzahl zur Folge hat.

Bei Kameras wird der digitale Zoom meist unabhängig vom optischen Zoom angegeben. Der Hersteller beschreibt sein Produkt beispielsweise wie folgt: 3-fach optischer Zoom, 5- fach digitaler Zoom. Das heißt, dass man theoretisch bis (3 * 5) also 15-fachen Zoom erzeugen kann. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass wenn das Bild mit 3-fach Zoom aufgenommen wird, die Kamera nun noch einmal bis zu 5-fach in das Bild hineinzoomen kann und damit 5-fach digitalen Zoom erzeugt, der zusammen mit dem 3-fach optischen Zoom einen Zoom-Faktor von insgesamt 15 ergibt. Auf dem Monitor der Kamera wird dann aber oft auch der Gesamtzoom angegeben, z.B. "7.5x" bei 3-fach optischen + 2.5-fach digitalen Zoom.

Es wird oft behauptet, der digitale Zoom führt zu Qualitätsverlust und ist kein "echter Zoom",

was vom Prinzip her erst einmal korrekt ist. Es wird im Nachfolgenden aber gezeigt, dass der digitale Zoom nicht zwangsweise einen Qualitätsverlust bringt, sofern man nicht die volle Pixelzahl des Sensors benötigt.

Nehmen wir einmal an, der Kamerasensor habe 4000 x 3000 Bildpunkte (12 MP). Nehmen wir das größte Aufnahmeformat, eben 4000 x 3000, und verwenden den digitalen Zoom (zum Beispiel 2-fach digitaler Zoom), dann führt dies sofort zum Qualitätsverlust. Die Kamera nimmt das Foto also in 4000 x 3000 auf und vergrößert das Bild um einen Faktor 2, indem sie links und rechts 1000 Pixel und oben und unten 750 Pixel abschneidet. Die mittleren 2000 x 1500 Pixel bleiben übrig. Das Foto ist nun tatsächlich um Faktor 2 vergrößert, hat also 2-fach digitalen Zoom erfahren. Die Pixelzahl ist aber nur noch 3 MP, also bereits deutlich geringer als zuvor. Bei 4-fach digitalen Zoom wäre sie jetzt nur noch 1000 x 750. Das ist weniger als 1 MP und keine gute Qualität mehr. Der digitale Zoom hat in dem Fall also wirklich einen erheblichen Qualitätsverlust (drastische Reduzierung der Auflösung) bewirkt.

Fotografiert man nun jedoch ohnehin mit einer niedrigeren Auflösung, zum Beispiel 2000 x 1500, was für den Alltag durchaus okay sein mag, so kann 2-fach digitaler Zoom angewendet werden, ohne dass ein Verlust zu befürchten ist. Die Kamera nimmt das Foto dann erst einmal im Format 4000 x 3000 auf und beschneidet es wie bereits erläutert. Es liegt dann im Format 2000 x 1500 vor, also so wie auch vom Benutzer gewünscht ist, ist aber bereits 2-fach digital vergrößert.

Das Fazit ist damit, dass digitaler Zoom beim Fotografieren mit größter Auflösung immer zum Qualitätsverlust führt, beim Fotografieren mit geringerer Auflösung jedoch ein Spielraum besteht, in dem digitaler Zoom keinen Qualitätsverlust bewirkt. Viele Kameras zeigen beim digitalen Zoomen durch unterschiedliche Farbbalken an, bis wohin der digitale Zoom verlustfrei ist beziehungsweise ab wann er zum Qualitätsverlust führt.

Geht man von einem 12-MP-Sensor aus, so kann man sagen, dass alles bis 2-fach digitalem Zoom noch okay sein mag, da ein 3-MP-Bild für den normalen Gebrauch völlig ausreichend ist. Damit ließe sich der optische Zoom, wie groß auch immer er sein mag, verdoppeln.

Da sich der Effekt allerdings auch immer sehr einfach unabhängig von der Kamera bei der Nachbearbeitung erreichen läßt, ist es bei erfahrenen Fotografen durchaus üblich, den digitalen Zoom komplett zu deaktivieren und Bilder immer mit der maximal möglichen Anzahl von Pixeln abzuspeichern, um dann bei der Nachbearbeitung den Ausschnitt optimal festzulegen - denn dieser muß ja nicht immer mittig optimal sein, wie die Kamera das Bild automatisch zuschneiden würde. Bearbeitet man seine Bilder also ohnehin nach, empfiehlt es sich sicherlich, auf den digitalen Zoom komplett zu verzichten.