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So berechnen Sie die Makrovergrößerung mit Zwischenringen und Crop-Sensoren

Um die Makrovergrößerung mit einem Zwischenring abzuschätzen, verwenden Sie Vergrößerung ≈ native Vergrößerung + Zwischenringlänge ÷ Brennweite des Objektivs. Geben Sie beide Längen in Millimetern an. Der Crop-Faktor beeinflusst den Bildausschnitt, erhöht aber nicht den optischen Abbildungsmaßstab. Bei der Berechnung mit Zwischenringen ist außerdem Vorsicht geboten, wenn sich die Brennweite eines Objektivs beim Fokussieren ändert. Bill Claffs optische Erklärung, Nikons Erklärung des Crop-Faktors.

Dieser Leitfaden hilft Ihnen dabei, die passende Zwischenringlänge für die Aufnahme eines kleinen Objekts auszuwählen, abzuschätzen, wie viel davon ins Bild passt, und das tatsächliche Ergebnis zu messen. Die Rechenbeispiele verwenden ausdrücklich illustrative Gerätespezifikationen.

28. Oktober 20267 Min. LesezeitVon Metlivi Editorial Team

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Abschnitt 1

Was misst die Makrovergrößerung?

Die Vergrößerung, auch Abbildungsmaßstab genannt, vergleicht die physische Größe des Bildes auf dem Sensor mit der tatsächlichen Größe des Motivs. Bei 1:1 oder 1× bildet ein 10 mm großes Motiv ein 10 mm großes Bild auf dem Sensor ab. Bei 1:2 oder 0,5× misst sein Bild 5 mm. Nikon beschreibt die Abbildung in Lebensgröße anhand dieser Größen auf der Sensorebene. Nikon: Makrofotografie zu Hause ausprobieren.

Die grundlegende Berechnung lautet m = Bildgröße auf dem Sensor ÷ tatsächliche Motivgröße. Die Vergrößerung auf dem Bildschirm ist eine separate Größe: Wenn Sie ein Foto auf einem Monitor vergrößern, ändert sich seine angezeigte Größe, nicht aber der Abbildungsmaßstab bei der Aufnahme.

Diese Unterscheidung ist beim Kameravergleich wichtig. Ein 10 mm breites Motivbild nimmt einen größeren Anteil eines kleineren Sensors ein, obwohl seine physische Bildgröße weiterhin 10 mm beträgt. Das ergibt sich direkt aus der Definition des Abbildungsmaßstabs.

Abschnitt 2

Wie berechnet man die Vergrößerung mit einem Zwischenring?

Ein Zwischenring ist ein hohler Abstandshalter zwischen Kamera und Objektiv. Wird das Objektiv weiter vom Sensor entfernt, ist eine nähere Fokussierung und eine höhere Vergrößerung möglich. Zwischenringe enthalten keine zusätzlichen optischen Elemente und lassen sich kombinieren. Addieren Sie bei der Berechnung der Gesamtlänge die angegebenen Verlängerungen. Cambridge in Colour: Makro-Zwischenringe und Nahvorsätze.

Verwenden Sie m ≈ m₀ + E/f, wobei gilt:

m ist die geschätzte Vergrößerung mit Zwischenring.
m₀ ist die Vergrößerung des Objektivs ohne Zwischenring bei der gewählten Fokuseinstellung.
E ist die zusätzliche Verlängerung in Millimetern.
f ist die Brennweite des Objektivs bei dieser Fokuseinstellung, in Millimetern.

Claff leitet diesen Zusammenhang aus Bildweite und Brennweite des Objektivs her. Wie Zwischenringe die Vergrößerung beeinflussen.

Bei einem illustrativen 50-mm-Objektiv mit einer nativen maximalen Vergrößerung von 0,20× ergibt ein 20 mm langer Zwischenring m ≈ 0,20 + 20/50 = 0,60×. Das ist eine Schätzung für die Einstellung auf die kürzeste Fokusdistanz, unter der Annahme, dass die maßgebliche Brennweite des Objektivs ungefähr 50 mm beträgt.

Stellen Sie das Objektiv stattdessen auf unendlich, nähert sich seine native Vergrößerung null. Die vereinfachte Schätzung lautet dann m ≈ E/f. Derselbe 20-mm-Zwischenring würde an diesem 50-mm-Objektiv somit ungefähr 0,40× ergeben. Die Position des Fokusrings gehört daher in Ihre Berechnung; die Länge des Zwischenrings allein bestimmt das Ergebnis nicht.

Verwenden Sie in dieser Formel die tatsächliche Brennweite des Objektivs. Setzen Sie bei einem mit 50 mm beschrifteten Objektiv nicht die um den Crop-Faktor angepasste äquivalente Brennweite ein.

Abschnitt 3

Wie verändert ein Crop-Sensor den Makro-Bildausschnitt?

Nikon erklärt, dass ein kleinerer Sensor einen engeren zentralen Ausschnitt des vom Objektiv projizierten Bildes aufzeichnet, ohne die optischen Eigenschaften des Objektivs physisch zu verändern. Eine Änderung der Sensorgröße bei gleichbleibendem optischem Aufbau lässt daher den Abbildungsmaßstab unverändert. Nikon: Was ist der Crop-Faktor und wie berechne ich ihn?.

Um die Motivbreite zu berechnen, die ins Bild passt, stellen Sie die Definition des Abbildungsmaßstabs um: Motivfeldbreite = aktive Sensorbreite ÷ Vergrößerung. Verwenden Sie die dokumentierte Sensorbreite der Kamera und den tatsächlich aufgezeichneten Bildbereich. Der folgende Vergleich verwendet hypothetische Sensoren mit 36 mm beziehungsweise 24 mm Breite:

Optische Vergrößerung	Bildfeldbreite bei einem 36 mm breiten Sensor	Bildfeldbreite bei einem 24 mm breiten Sensor
0,50×	72 mm	48 mm
0,60×	60 mm	40 mm
1,00×	36 mm	24 mm

Bei 0,60× wird ein 20 mm breites Objekt als 12 mm breites Bild projiziert. Es nimmt ein Drittel der Breite des 36-mm-Sensors und die Hälfte der Breite des 24-mm-Sensors ein. Bei gleicher optischer Vergrößerung ergibt der kleinere Sensor einen engeren Bildausschnitt.

Für einen Vergleich des horizontalen Bildausschnitts berechnen Sie Vollformat-äquivalente Vergrößerung = m × 36/Sensorbreite. 0,60× auf dem illustrativen 24 mm breiten Sensor entspricht somit horizontal derselben Motivabdeckung wie 0,90× auf einem 36 mm breiten Sensor. Kennzeichnen Sie diesen Wert als Bildausschnitts-Äquivalent; die optische Vergrößerung bleibt 0,60×.

Die direkte Verwendung der Sensorbreite vermeidet außerdem Mehrdeutigkeiten beim Vergleich von Formaten mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen. Berechnen Sie die vertikale Abdeckung separat als Sensorhöhe ÷ m, wenn die Motivhöhe darüber entscheiden könnte, ob das Motiv ins Bild passt.

Abschnitt 4

Wie viel Zwischenringlänge brauchen Sie, damit Ihr Motiv ins Bild passt?

Beginnen Sie mit dem gewünschten Bildausschnitt. Sei W die tatsächliche Breite des Motivs, S die Sensorbreite und p der Anteil der Bildbreite, den das Motiv einnehmen soll. Alle physischen Maße müssen in derselben Einheit angegeben werden.

Aus der Definition des Abbildungsmaßstabs ergibt sich, dass die erforderliche Bildbreite auf dem Sensor p × S beträgt. Daher gilt Zielvergrößerung = p × S/W. Umgestellt nach der Zwischenringlänge lautet die Schätzung erforderliche Verlängerung ≈ f × (Zielvergrößerung − m₀).

Angenommen, ein 30 mm breites Dekorationsobjekt soll 80 % des Bildes auf einem hypothetischen 24 mm breiten Sensor einnehmen. Sie haben das illustrative 50-mm-Objektiv mit einer nativen maximalen Vergrößerung von 0,20×:

Zielvergrößerung = 0,80 × 24/30 = 0,64×.
Erforderliche Verlängerung ≈ 50 × (0,64 − 0,20) = 22 mm.
Voraussichtliche Bildfeldbreite = 24/0,64 = 37,5 mm.
Motivanteil = 30/37,5 = 80 %.

Eine verfügbare Zwischenringlänge in der Nähe dieses Werts bietet einen guten Ausgangspunkt. Unter denselben Annahmen zeigen diese Berechnungen, warum es zu einem unnötig engen Bildausschnitt führen kann, alle verfügbaren Zwischenringe einzusetzen:

Zusätzliche Verlängerung	Geschätzte Vergrößerung	Bildfeldbreite beim illustrativen 24-mm-Sensor	Passt das 30-mm-Motiv horizontal ins Bild?
0 mm	0,20×	120 mm	Ja, mit viel Platz rundherum
12 mm	0,44×	54,5 mm	Ja
20 mm	0,60×	40 mm	Ja, es nimmt 75 % der Breite ein
36 mm	0,92×	26,1 mm	Nein, bei dieser Fokuseinstellung

Ergibt die Berechnung eine Verlängerung von null oder weniger, erfordert der gewünschte Bildausschnitt bei der gewählten nativen Einstellung keine zusätzliche Vergrößerung. Probieren Sie das Objektiv ohne Zwischenring aus und passen Sie Fokus und Kameraposition an. Wenn Sie den Fokus ändern, berechnen oder messen Sie das resultierende Verhältnis erneut.

Abschnitt 5

Wann wird die vereinfachte Formel für Zwischenringe ungenau?

Die wichtigste Einschränkung besteht darin, die auf das Objektiv gedruckte Brennweite so zu verwenden, als bliebe sie bei jeder Fokusdistanz unverändert. Claffs ursprüngliche Analyse weist darauf hin, dass die Brennweite beim Fokussieren im Nahbereich häufig abnimmt, und zeigt, wie sich die vorhergesagte zusätzliche Vergrößerung ändert, wenn man die Brennweite bei Nahfokussierung verwendet. Wie Zwischenringe die Vergrößerung beeinflussen.

Betrachten Sie Berechnungen mit der aufgedruckten Brennweite als Planungswerte. Wenn der Hersteller eine Vergrößerungstabelle für die genaue Kombination aus Objektiv und Zwischenring bereitstellt, verwenden Sie diese Angaben, um die Vorhersage zu verfeinern.

Die Anleitung zum Canon EF50mm f/1.8 STM enthält ein nützliches Praxisbeispiel. Die native maximale Vergrößerung beträgt 0,21×, mit dem EF12 II ist eine Vergrößerung von 0,24–0,45× und mit dem EF25 II von 0,53–0,74× angegeben. Dabei handelt es sich um Bereiche für unterschiedliche Fokuseinstellungen. Anleitung zum Canon EF50mm f/1.8 STM, Spezifikationen der Zwischenringe.

Mit der aufgedruckten Brennweite von 50 mm ergibt sich bei 25 mm Verlängerung eine maximale Vergrößerung von 0,21 + 25/50 = 0,71×. Canon gibt dagegen 0,74× an. Dieser Vergleich zeigt, warum eine Näherungsformel keine dokumentierten Spezifikationen ersetzen sollte.

Die Vergrößerung sagt außerdem nichts darüber aus, wie viel Platz zwischen dem Motiv und der Vorderseite des Objektivs bleibt. Berücksichtigen Sie dies separat bei der Gestaltung des Bildausschnitts und der Beleuchtung. Zwischenringe verkleinern den Entfernungsbereich, in dem das Objektiv fokussieren kann; dabei geht auch die Fokussierung auf weit entfernte Motive verloren. Cambridge in Colour: Was bei Zwischenringen zu beachten ist.

Abschnitt 6

Wie lässt sich die tatsächliche Vergrößerung mit einem Lineal messen?

Mit einem Linealfoto lässt sich das Ergebnis überprüfen, ohne die Brennweite des Objektivs bei Nahfokussierung kennen zu müssen. Die folgende Methode leitet sich aus der Definition des Abbildungsmaßstabs ab: Wenn eine bekannte Motivbreite die gesamte aufgezeichnete Sensorbreite ausfüllt, entspricht die Vergrößerung dem Verhältnis dieser beiden Werte.

Ermitteln Sie die physische Sensorbreite in den offiziellen technischen Daten Ihrer Kamera. Verwenden Sie bei Aufnahmen mit beschnittenem Bildbereich die aktive Breite.
Montieren Sie den gewählten Zwischenring und das Objektiv, wählen Sie eine Brennweite und stellen Sie die zu prüfende Fokusposition ein.
Legen Sie ein Millimeterlineal parallel zur Sensorebene, sodass die Skala horizontal durch die Bildmitte verläuft.
Bewegen Sie die Kamera oder das Lineal, bis die Skala scharf abgebildet ist. Ändern Sie dabei nicht die Fokuseinstellung.
Nehmen Sie das vollständige Bild auf und lesen Sie die Entfernung auf dem Lineal zwischen dem linken und rechten Bildrand ab. Verwenden Sie keine nachträglich beschnittene oder perspektivisch korrigierte Version.
Berechnen Sie gemessene Vergrößerung = aktive Sensorbreite ÷ Linealspanne.

Wenn ein hypothetischer 24 mm breiter Sensor beispielsweise genau 30 mm des Lineals über die gesamte Bildbreite aufzeichnet, gilt m = 24/30 = 0,80×. Das ist der gemessene optische Abbildungsmaßstab. Das horizontale Vollformat-Bildausschnitts-Äquivalent beträgt 0,80 × 36/24 = 1,20×.

Halten Sie das Lineal parallel zum Sensor und lesen Sie vollständige Millimeterintervalle sorgfältig ab. Ein schräg liegendes Lineal oder ein veränderter Bildausschnitt führt zu Messfehlern. Notieren Sie die Zwischenringlänge, Brennweite, Fokuseinstellung, Linealspanne und den berechneten Abbildungsmaßstab, damit Sie den Aufbau reproduzieren können.

Verwenden Sie die Formel für Zwischenringe, um eine Ausgangskombination auszuwählen, die Sensorabmessungen, um den Bildausschnitt vorherzusagen, und das Linealfoto, um den tatsächlichen Abbildungsmaßstab zu ermitteln. Sobald das gemessene Bildfeld Ihr Motiv und den gewünschten Platz darum herum einschließt, ersetzen Sie das Lineal durch das Motiv und behalten diese optischen Einstellungen für die Aufnahme bei.

Abschnitt 7