Crop Faktor – was ist das?

Crop Faktor – Verlängerungsfaktor – Brennweitenverlängerung – Formatfaktor sind jede Menge Begrifflichkeiten, die immer wieder Verwirrung stiften. Was ist ein Crop Faktor und wie rechnet man damit? *fotowissen hilft weiter:

Anmerkung: Dieser Artikel wurde ursprünglich 2016 erstellt, und im August 2019 wieder überarbeitet.

Crop Faktor

Die Erklärung zum Crop Faktor finden Sie im Artikel und wird Sie sicher auch von der Herleitung interessieren:

Der Crop Faktor der Sensoren beträgt:

• Vollformat 1x (Referenzgröße)
• Canon 1,6x
• andere Hersteller 1,5x
• Micro-Four-Thirds-Kameras (Olympus, Panasonic) 2x
• Fujifilm GFX Mittelformat 0,79x

Objektiv und Blende

Bei digitale Spielreflexkameras können Fotografen an verschiedenen Objektiven kleinste Blenden von 22 oder sogar 32 einstellen. Bei kleinen digitalen Kompaktkameras sind ganz andere Objektiv Brennweiten (und Abstände vom Objektiv bis zum Sensor) verbaut. Hier ist die Blende f8.0 schon super knackig scharf von Vordergrund bis Hintergrund. Als Resultat hat eine offenste Blende von 2.8 bei einer Kompaktkamera keine wirklich geringe Tiefenschärfe. Das Foto mit f2.8 ist im Hintergrund eines Portraits nicht so unscharf wie bei einer Kamera mit größerem Sensor (zum Beispiel Spiegelrefelexkamera).

Fotografen sagen: das Motiv ist nicht gut freistellt. Die Kompakten Digitalkameras sind in anderen Worten fast immer knackig scharf (siehe Smartphones). Das ist nicht immer erwünscht, denn im Portraitbereich zum Beispiel, möchte man den Menschen scharf und den Vordergrund wie Hintergrund möglichst unscharf fotografieren. Dabei “lenkt” der Fotograf den Blick des Betrachters auf den Menschen. Der Hintergrund liegt in einer Tiefenunschärfe, ist in anderen Worten unscharf und lenkt damit nicht ab vom Portrait.

Fazit: je größer die Sensorfläche, desto kleiner wird die Schärfentiefe der Kamera (bedingt durch die Brennweite). Smartphones oder Kompaktkameras sind für Portraits mit unscharfem Hintergrund nicht so gut geeignet wie eine digitale Spiegelreflexkamera mit gleicher Blendenöffnung. Daher versuchen Smartphone Hersteller diese Hintergrundunschärfe mit einem Trick zu errechnen.

Brennweitenverlängerung – Verlängerungsfaktor – Crop Faktor

Zurück zum “Verlängerungsfaktor”, “Brennweitenverlängerung” und “Formatfaktor” oder “Crop Faktor“. Gleich vorab: die Begriffe Verlängerungsfaktor sowie Brennweitenverlängerung sind verwirrend und werden oft ebenso falsch angewandt.

Ein Crop-Sensor ist im Vergleich zum Vollformat-Sensor kleiner, wurde demnach “beschnitten” (deutsch für cropping). Crop-Sensoren sind in der Regel preiswerter in der Produktion als Vollformatsensoren oder gar Mittelformatsensoren.

Bei digitalen SLRs / Spiegelreflexkameras, werden 24 x 36mm (so genanntes Kleinbildformat) als Standardformat bzw. Vergleichsformat definiert (kein Crop Faktor). Oft steht an den Brennweiten der Begriff “kleinbildäquivalent”.

Das Kleinbildformat rührt vom analogen Film (in anderen Worten: analoges Material). Daher kennen wir die alten Brennweiten der Objektive auf 24 x 36mm Film. Heute nutzen viele digitale Vollformatkameras diese 24 x 36mm als Aufnahmefläche und nennen sich ebenso “Kleinbildformat”.

Als “Normalobjektiv” auf einer SLR (Spiegelreflexkamera) bezeichnet man ein 50mm Objektiv. Dass dies nicht ganz stimmt, wissen nur wenige. Bei etwa 55 mm ist ein Objektiv im Verhalten ähnlich wie das menschliche Auge. Es vergrößert nicht und verkleinert nicht. Wir reden nicht über den Blickwinkel, der beim menschlichen Auge breiter / weiter ist als bei einem Normalobjektiv, sonder über die Vergrößerung.

Beispiel: Nehmen wir also an, Sie schauen durch Ihr 50mm-Objektiv in der Vollformatkamera, zum Beispiel auf eine Vase (scharfstellen bitte). Sie ändern nicht die Entfernung zum Objekt und gucken jetzt über den Sucher auf die Vase, also ohne durch die Kamera zu schauen. Dann ist das, was Sie sehen, ähnlich weit weg, wie durch den Sucher. Sie haben weder eine Verkleinerung noch Vergrößerung der Vase beim Schauen durch den Sucher. Allerdings ist der Blickwinkel durch den Sucher kleiner. Sie sehen weniger links, rechts, oben und unten durch die Kamera als mit dem menschlichen Auge.

Kauft man heute eine preiswertere digitale SLR, dann hört man immer wieder vom Begriff Brennweitenverlängerung, Crop Faktor oder Verlängerungsfaktor. Crop ist noch der treffendste Ausdruck, denn die Objektive bleiben dieselben, sie verlängern sich nicht wirklich. Man kann zu Deutsch auch Formatfaktor sagen. Auch das trifft es gut.

Der Crop-Faktor ist der Umrechnungsfaktor zwischen den Aufnahmeformaten mit kleinerem Chip im Vergleich zum Vollformatchip (kleinbildäquivalente Brennweite).

Mit dem Crop-Faktor (in der Regel 1.5 bis 1.6) hat man in der digitalen Kamera einen kleineren APS-C Sensor (im Vergleich zum Kleinbild 24 x 36mm) und dieser sieht nur einen Ausschnitt des Motivs, welches das Kleinbild / Vollformatkamera sieht. Die Brennweite des Objektivs ändert sich nicht!

Allerdings “wirken” die gleichen Objektive auf einer Cropkamera wie eine Brennweitenverlängerung, denn durch den kleineren Ausschnitt des Sensors, den kleineren Blickwinkel und große Megapixelzahlen kommen im Grunde Ausschnittvergrößerungen zustande.

Crop Faktor Sensorgröße Brennweite – Vergleich Vollformat APS-C

Um das noch genauer zu erläutern, dürfen wir nicht Äpfel mit Birnen vergleichen. Wenn Ihnen diese Erläuterungen zu komplex werden sollten, dann bitte einfach im Kapitel “APS-C Sensoren” weiterlesen.

Vergleichen wir einen Vollformatchip mit einem Cropchip, dann haben wir ein großes Problem: die Megapixel der Kameras. Nehmen wir zum Vergleich zwei Canon Digitalkameras, die fast alle Fotoamateure kennen:

• EOS 7D – Sensorgröße APS-C, 22,3 x 14,9 mm, 5184 x 3456 Pixel = 17,92 Megapixel
• EOS 5D Mark II – Sensorgröße Vollformat, 36 x 24mm, 5616 x 3744 Pixel = 21,03 Megapixel

Vergleichen wir die beiden Fotos mit gleichem Abstand zum Objekt und gleicher Brennweite von 50mm:

Vergleichen wir die beiden Fotos, sehen wir bestätigt, dass die 7D mit 50mm Objektiv nur einen Ausschnitt der 5D II “sieht” / aufnimmt. Außerdem sieht es so aus, als wäre das Motiv vergrößert. Man kann also schnell zu dem Schluss kommen, dass die 7D eigentlich mit einem im Kleinbild vergleichbaren 80mm Objektiv (50mm mal Crop Faktor / Verlängerungsfaktor) belichtet. In der Tat erhalten wir mit einem 85mm Objektiv auf der 5D Mark II ein sehr ähnliches Foto:

Anmerkung: alle Fotos aus RAW ohne Veränderung in JPG gewandelt. Leider hatte ich kein reines 80mm Objektiv zur Verfügung, daher das 85mm von Canon.

Das bedeutet, es sieht mit einer Cropkamera leicht so aus, als ob die Brennweite verlängert wird. Das das nicht richtig ist, haben wir jetzt schon mehrfach gelesen, denn das Objektiv bleibt doch dasselbe. Daher “wirkt” das Foto wie mit einer verlängerten Brennweite fotografiert. Der Gedankenfehler ist: beide Kameras haben ähnlich viele Megapixel. Würden wir den Sensor der 7D auf adäquate Megapixel herunterrechnen, wie sich die Größe der Sensoren verhält, dann hätte die Cropkamera nur noch 3482 x 2321 Pixel = 8 Megapixel. WOW, was ist das denn nun?

Wenn wir nicht Äpfel mit Birnen vergleichen möchten, dann müssen wir die sehr viel größere Aufnahmefläche der Vollformatkamera mit dem der Cropkamera vergleichen. Heraus kommt ein Faktor von 0,62 (7D zu 5D). Legen wir diesen Faktor zu Grunde, dann dürfte das Foto von der 7D nur noch 3482 x 2321 Pixel haben um auf die gleiche Pixeldichte (Pixel pro Quadratmillimeter) zu kommen. Beide hätten etwa 24336 Pixel pro Quadratmillimeter (wenn Sie Fehler finden bitte melden, danke!).

Jetzt sehen Sie, dass die Digitale Cropkamera nur noch einen exakten Aussschnitt von der Vollformatkamera festhält:

Aber da ist doch noch die Sache mit der Schärfentiefe?

Als Beispiel für die unterschiedliche Schärfentiefe von Cropsensor zu Vollformatsensor haben wir bei diesem Foto die Möglichkeit mal zu vergleichen. Für dieses Motiv war eine Blende f4 völlig ausreichend, um es auf der Oberfläche der Kiste scharf abzubilden. Hier hätte vermutlich bei sauberer Ausrichtung der Kamera sogar eine f2.o ausgereicht:

• Vollformat 91.9cm bis 100.3cm = 8.4 cm Schärfentiefe
• Cropkamera 93.4cm bis 98.7cm = 5.31 cm Schärfentiefe

Jetzt fragen wir uns natürlich, was erzählt uns da der Autor? Am Anfang des Artikel steht doch, je kleiner der Sensor, desto größer die Schärfentiefe? Ja stimmt. Um denselben Bildausschnitt mit der EOS 7D zu fotografieren wie mit der EOS 5D II, müssen wir ja auf der Cropkamera ein 31mm Weitwinkelobjektiv verwenden. Das sind dann für die Cropkamera bei gleicher Distanz:

• Cropkamera 89.4cm bis 103.6cm = 14.18 cm Schärfentiefe

Von wegen Äpfel mit Birnen vergleichen, lach. Hinweis: Bei diesen Fotos betrug der Abstand von den Sensoren zum Objekt etwa 96cm.

APS-C Sensoren (Crop 1.5 oder 1.6)

Vollformatsensoren

Tipp Objektivnamen und Brennweiten an der Kompakt-, Kleinbild-, SLR-Kamera (am Standard der des Kleinbilds 24x36mm orientiert):

• Fisheye Objektiv (rundes Foto): 8-15mm
• Weitwinkelobjektiv: 11-50mm
• Normalobjektiv: 50-60mm (es gibt Fotografen, die bezeichnen ein 80mm-Objektiv als Normalobjektiv)
  
• Teleobjektiv: ab 60mm bis zum Beispiel 1.000mm oder höher
  
• Zoomobjektive sind Objektive, die man in der Brennweite verändern kann (z.B. 70-200mm oder 18-55mm)
• Shiftobjektive sind seltene Objektive, mit deren Hilfe man stürzende Linien in der Produkt- oder Architekturfotografie ausgleichen kann, aber auch die Schärfeebene verändern kann
• Makroobjektive dienen z.B. der Tierfotografie (Insekten) oder auch Blumen, Produkte etc.. Diese Objektive sehen kleine Dinge ganz groß, wie eine Lupe und haben kleinere Naheinstellgrenzen
  

Die Sensorgröße kann man bei einer Reinigung des CMOS (der Sensor) der Kamera prima sehen. Der Sensor der Canon EOS 70D z.B. ist gerade mal 15*22.5mm (im Vergleich zum Kleinbildfilm von 24*36mm) klein. Rechnet man das Verhältnis um, so ergibt sich der Crop Faktor 1.6 (24mm/15mm=1.6 genauso wie 36m/22.5m=1.6).

Der APS-C Sensor der Kamera erfasst folgerichtig nur einen Teil des Bildes was hinten in die Kamera fallen würde, wenn es sich um eine analoge Kamera oder einen Vollformatsensor handeln würde. Der Sensor hat einen CROP (englisch), einen Beschnitt (deutsch) der technisch möglichen Aufnahmefläche, die durch das Objektiv für Vollformatkameras möglich wäre.

Warum man den Beschnitt durch den Sucher nicht sieht, also kein größeres Bild sieht, als der Sensor festhält, liegt daran, dass auch der Spiegel und der Sucher auf den kleineren Ausschnitt begrenzt sind. Man sieht durch die Vollformatkameras einen größeren Ausschnitt, ein größeres Bild im Vergleich zu einer APS-C-Sensor-Kamera.

Der Crop Faktor / Kleinbildäquivalenz

Durch den Crop Faktor, den Beschnitt, erhält man nur einen Teil des Bildes, den das Objektiv (einer Vollformatkamera) mit seinem Bildkreis eigentlich aufnehmen könnte. Somit hat man einen Crop Faktor, der bei den meisten digitalen Kameras (SLR und Spiegellose) 1.6 beträgt.

Bei Digitalkameras mit einem kleineren Sensor wird es schwieriger, ein echtes Weitwinkelfoto zu machen. Selbst ein echtes 10mm Objektiv entspricht dann “nur” noch 16mm Weitwinkel im Vergleich zum Kleinbild.

Der Crop Faktor der Sensoren beträgt:

• Vollformat 1x (Referenzgröße)
• Canon 1,6x
• andere Hersteller 1,5x
• Micro-Four-Thirds-Kameras (Olympus, Panasonic) 2x
• Fujifilm GFX Mittelformat 0,79x

Digitales Rauschen

Es gibt aber noch einen weiteren Unterschied. Hätten wir einen Sensor in APS-C Größe und einen Sensor im Vollformat, und hätten beide die 24 Millionen Pixel, dann würde der Vollformatchip meist weniger Rauschen produzieren. Vor allem bei höheren ISO Werten wie 800 ASA oder 1.600 ASA oder mehr. Mit der Erhöhung der Empfindlichkeit der Aufnahme, produziert der Chip immer mehr Rauschen. Das wird schlimmer je enger die Pixel beieinander liegen oder je kleiner die Pixel sein müssen. Auf einem Vollformatchip ist mehr Platz, die Kamera produziert weniger Rauschen. Ein Vorteil der teureren Vollformatsensoren (bei vergleichbaren Megapixeln).

Tipp: Unter Rauschen versteht man bei der digitalen Kamera ein “digitales Korn”, ähnlich dem Filmkorn bei empfindlichen analogen Filmen. Das Rauschen, welches vorwiegend im Blaukanal auftritt, erhält man oft bei Nachtaufnahmen oder Aufnahmen mit hoher Empfindlichkeit (ab 400 ASA geht das los, bei 3.200 ASA wird es schlimmer). Wen das mehr interessiert, dem rate ich mal die Pixel pro Fläche zu vergleichen. Vielleicht sind Sie überrascht zu rechnen, dass eine Nikon D810 nur 44.000 Pixel pro qmm unterbringt und eine Canon 7D II 63.000/qmm. Wer rauscht also mehr? Wie viele Megapixel muss meine Digitalkamera haben?

Ein Vergleich:
Eine Vollformat-SLR hat

• i.d.R. weniger Rauschen
• höhere Kosten der Kamera
• bessere Tiefenunschärfe bei großer Blendenöffnung als bei Sensoren mit Crop
• bessere Weitwinkelwirkung und einen größeren Bildausschnitt im Sucher

Eine SLR mit kleinerem Chip mit “Crop” hat

• weniger Gewicht bei Teleobjektiven und vergleichbaren Megapixeln
  
• geringerer Preis und

Größenvergleich APS-C Sensor (Crop Faktor 1.6 innen Dunkelgrau) mit Vollformatsensor (außen, helleres Grau)

Tipp Seitenverhältnis: die meisten SLRs haben ein Seiten-Verhältnis des Fotos von 2:3 (der Sensor hat z.B. wie bei der 80D 14.9*22.3mm = 2:3). Die digitalen Kompakten haben meist ein Seiten-Verhältnis von 3:4, sind demnach quadratischer anmutend. Das ist auch wichtig bei der Bestellung von Abzügen zu beachten, sonst wird ständig etwas vom einen oder anderen Foto abgeschnitten. Es gibt auch bei einigen Kompakten (z.B. bei der DMC-LX1) ein echtes 16:9 Panoramaformat. Das verlangt auch andere Abzüge, die aber in der Regel ohne Aufpreis erstellt werden.

Tipp: Bei der DMC-LX1 ist die genaue Angabe auf dem Objektiv folgende: “Leica, DC Vario=Elmarit 1:2.8-4.9/6.3-25.2 ASPH”. Das heißt das Objektiv hat eine Brennweite von 6.3-25.2mm, das entspricht bei dieser Kamera beim Format 16:9 (dem Originalseitenverhältnis des Sensors) einer analogen Brennweite von 28-112mm (wie man im Handbuch nachlesen kann).

FAZIT:

Was bedeutet all das jetzt für Ihren Kamerakauf? Sollen Sie eine Canon 80D oder 5D IV kaufen? Sollen Sie eine Nikon D5500 oder D750 bezahlen?

Man kann als Antwort mal den Preis zu Rate ziehen. Die Cropkameras benötigen einen kleineren Bildkreis (Durchmesser der Linsen), weil ein kleinerer Cropsensor verbaut ist. Hierfür bieten die Hersteller Objektive für beide Kameraarten an, von denen die Cropobjektive (heißen bei Nikon “DX”, bei Canon “-S”) preiswerter sind. Die Cropkamera ist auf Grund des geringeren Preises (kleiner Chip, kleinere mögliche Objektivdurchmesser) auch die Digitalkamera, welche leichter ist. Schließlich braucht das Glas weniger Durchmesser und der kleinere Chip weniger große Kameragehäuse.

Heute sind die vielen Kameras von Fujifilm, Olympus, Panasonic und Sony mit APS-C Sensoren auf einem ähnlichen Qualitätsstandard wie manche Vollformat Kameras. Die Hersteller haben das Rauschen sehr gut in den Griff bekommen. Vergleichen wir eine 24 Megapixel Kamera von Canon (Vollformat) mit einer von Fujifilm (X-System, APS-C), so ist kaum ein Qualitätsunterschied zu finden. Vielmehr geht die Qualität meist zugunsten von Fujifilm aus, da dieser Hersteller keinen Tiefpassfilter vor dem Chip verbaut.

Wenn Sie die Schlepperei von schweren Spiegelreflexkameras leid sind, dann schauen Sie sich mal bei den APS-C Kameras um. Ich persönlich bin auf das X-System von Fujifilm umgestiegen. Hier rechnet man mit einem Crop Faktor von 1,5 um die kleinbildäquivalente Brennweite zu errechnen.

Thema Megapixel bei verschiedenen Sensoren als Ergänzung zum Thema >>

© Peter Roskothen ist Profi-Fotograf, Fototrainer, Fotojournalist – Brennweitenverlängerung – Crop Faktor – Verlängerungsfaktor – was ist das?

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