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Digitale Fotografie

Digitale Fotografie

Der lichtempfindliche Baustein

CCD-Sensor
Bei der digitalen Fotografie wird ein elektronisches Bauelement verwendet, um das Licht in elektrische Signale umzuwandeln. Dieser sogenannte Bildsensor besteht aus sehr vielen einzelnen Elementen. Jedes Element misst die auftreffende Lichtmenge und erzeugt ein elektrisches Signal als Messwert.

Vor dem Bildsensor liegt ein Farbfilter, der dafür sorgt, dass jedes Element des Bildsensors nur die Intensität einer Farbe (rot, grün, blau) aufzeichnet. Drei nebeneinanderliegende Elemente liefern also die Informationen für einen Bildpunkt, einen Pixel.

Bildwandlung

Matrix des Bildsensors
Die elektrischen Signale des Bildsensors werden so umgerechnet, dass für jeden Pixel drei Zahlenwerte vorliegen, die die Anteile des roten, grünen und blauen Lichts angeben. Diese Daten werden dann in einem gesonderten Speicherbaustein abgelegt.

Die Kamera


Wie bei einer analogen Kamera muss ein Gegenstand genau auf den Bildsensor abgebildet werden. Also hat auch jede Digitalkamera ein Objektiv. Das Fokussieren, also das Scharf-stellen, geschieht aber meist durch eine elektronische „Autofokus”-Einrichtung. Die Einstellung der Belichtung, also die Regelung der einfallenden Lichtmenge, geschieht ebenfalls meist vollautomatisch.

Für die automatischen Einstellungen gibt umfangreiche Möglichkeiten vor Vorgaben. Die Bedienungsanleitungen moderner Digitalkameras sind sehr umfangreich.
Strahlengang Digitalkamera
Der Sucher einer Kamera dient zum Auswählen des Bildausschnittes. Bei Spiegelreflex-Kameras schaut der Fotograf durch das Objektiv, solange er der Bildausschnitt auswählt. Beim Auslösen wird eine kleiner Spiegel umgeklappt, damit das Licht nun auf den Bildsensor fallen kann. Fast alle Digitalkameras verfügen über einen kleinen Bildschirm auf der Rückseite, auf dem sich der gewählte Bildausschnitt betrachten lässt, aufgenommene Bilder betrachtet oder die verschiedenen Einstellungen angezeigt werden können.

Die Auflösung


Die Anzahl der einzelnen lichtempfindlichen Segmente des Bildsensors bestimmt, wie viele Pixel eine Digitalkamera bei einer Aufnahme erzeugt. Wenn der Bildsensor z.B. in jeder Zeile 3264 Elemente hat und insgesamt 2448 Zeilen, dann kann ein Bild mit der Auflösung von
3264 mal 2448  =  7990272 Pixel  ≈  8 Megapixel
aufgenommen werden. Je mehr Pixel eine Kamera bei einer Aufnahme erzeugt, desto "genauer" ist das Bild. Dies gilt aber nur "im Prinzip", denn noch andere Faktoren beeinflussen die Schärfe einer Aufnahme, z.B. die Qualität des Objektivs und die Größe des Bildsensors.
zwei unterschiedliche Auflösungen

Kontrollfragen:

  1. Was bedeutet "Scharf-stellen"?
  2. Was können moderne Digitalkameras automatisch einstellen?
  3. Warum benötigen Digitalkameras keinen Film?
  4. Warum ist das rechte Bild (oben) detaillierter als das linke Bild?
  5. Kann man mit einer 8 Megapixel-Kamera auch ein Bild mit 4 Megapixel aufnehmen?
  6. Wie groß ist die Auflösung einer Digitalkamera, die in ein Handy eingebaut ist?
  7. Was bedeutet "Bildformat 4:3"?
  8. Welche sinnvollen Einstellmöglichkeiten bietet eine moderne Digitalkamera?
  9. Erläutern Sie den Satz bei Wikipedia: "Eine höhere Auflösung führt nicht zwangsläufig zu einem höheren Schärfeeindruck. Im Gegenteil: Eine zu hohe Dichte der „Marketingpixel“ führt unweigerlich zu Qualitätseinbußen."

Redaktionell verantwortlich: Frank Oppermann