Was der Abbildungsmaßstab angibt
Der Abbildungsmaßstab beschreibt das Verhältnis zwischen der Größe eines Motivs auf dem Sensor und seiner tatsächlichen Größe. Ein 20 mm langer Käfer, der auf dem Sensor 10 mm misst, ist im Maßstab 1:2 abgebildet. Die Angabe wird als Verhältnis oder als Dezimalzahl geschrieben, 1:2 entspricht also dem Wert m = 0,5.
Für Landschaften und Porträts ist der Maßstab winzig: Ein Gesicht in drei Metern Entfernung landet mit 85 mm etwa bei 1:34. Erst ab ungefähr 1:10 spricht man vom Nahbereich, ab 1:1 von echter Makrofotografie. Normale Objektive erreichen an ihrer Naheinstellgrenze meist 1:7 bis 1:4, spezielle Makroobjektive dagegen den vollen Maßstab 1:1.
Abbildungsmaßstab berechnen aus Brennweite und Abständen
Aus der Linsengleichung folgt m = b / g, also Bildweite durch Gegenstandsweite. Mit der Brennweite lässt sich das umschreiben zu m = f / (g − f) oder m = (b − f) / f. Wer den Abbildungsmaßstab berechnen will, braucht also nur zwei Größen: die Brennweite und den Abstand des Motivs zur vorderen Hauptebene des Objektivs.
Ein Rechenbeispiel mit einem 100-mm-Objektiv: Steht das Motiv 300 mm vor der Hauptebene, ergibt sich m = 100 / 200 = 0,5, also 1:2. Rückt es auf 200 mm heran, wird m = 100 / 100 = 1, der Maßstab beträgt 1:1. Die Bildweite liegt dann bei 200 mm, doppelt so viel wie bei Unendlich.
Moderne Makroobjektive mit Innenfokussierung verkürzen im Nahbereich ihre effektive Brennweite, weshalb Hersteller den gemessenen und nicht den rechnerischen Wert angeben. Ein 100-mm-Makro erreicht 1:1 deshalb oft schon bei rund 15 Zentimetern Arbeitsabstand. Um den tatsächlichen Abbildungsmaßstab im Feld zu berechnen, genügt ein einfaches Lineal: Sensorbreite durch die gemessene Motivfeldbreite teilen.
Maßstab 1:1 und das Motivfeld am Vollformat
Bei 1:1 entspricht das abgebildete Motivfeld exakt der Sensorgröße. Am Vollformat sind das 36 × 24 mm, also etwa die Fläche einer großen Sonderbriefmarke. Eine Ameise von 8 mm Länge füllt dann knapp ein Viertel der Bildbreite. Für eine formatfüllende Aufnahme desselben Tieres wären rund 4:1 nötig, ein Fall für Mikroskopobjektive oder Vergrößerungsobjektive in Retrostellung.
Häufig wird übersehen, dass sich der Maßstab auf den Sensor bezieht und nicht auf die Bildschirmdarstellung. Ein Foto bei 1:1 wirkt auf einem Monitor stark vergrößert, weil das 36 mm breite Bild auf 60 Zentimeter Bildschirmbreite gestreckt wird. Die eigentliche Vergrößerung für das Auge entsteht also erst bei der Wiedergabe, nicht im Objektiv.
Sensorgröße und Makro am kleinen Format
Ein kleinerer Sensor ändert den Abbildungsmaßstab nicht, wohl aber das Motivfeld. Ein Makroobjektiv mit 1:1 bildet an APS-C einen Ausschnitt von etwa 24 × 16 mm ab, an Micro Four Thirds rund 17 × 13 mm. Bei gleicher Ausgabegröße erscheint das Insekt größer, obwohl es auf dem Sensor gleich groß abgebildet wird.
Für das Makro am kleinen Format ergibt sich daraus ein praktischer Vorteil: Bei gleichem Motivfeld genügt ein kleinerer Maßstab, und die Schärfentiefe fällt bei gleicher Blende etwas größer aus. Ein Motivfeld von 36 mm Breite verlangt an Micro Four Thirds nur etwa 1:2. Dafür verringert die höhere Pixeldichte den Spielraum, bevor Beugung sichtbar wird.
Auszug berechnen: Zwischenringe und Balgengerät
Damit ein Objektiv näher fokussieren kann, muss es weiter vom Sensor entfernt werden. Der zusätzliche Auszug beträgt genau Brennweite mal Maßstab: Für 1:1 mit einem 50-mm-Objektiv sind 50 mm Auszug nötig, für 1:2 nur 25 mm. Zwischenringe liefern feste Längen, ein Balgengerät erlaubt stufenloses Verstellen über einen deutlich längeren Weg.
Die Planung folgt daraus fast von selbst: gewünschten Maßstab wählen, mit der Brennweite multiplizieren, passende Ringe kombinieren. Mit einem Satz aus 12, 20 und 36 mm lässt sich an einem 50 mm jede Stufe bis etwa 1,4:1 vorab berechnen und einstellen. Kurze Brennweiten liefern mit wenig Auszug viel Vergrößerung, allerdings bei sehr kleinem Arbeitsabstand.
Wirksame Blende und Lichtverlust im Makro
Mit wachsendem Auszug verteilt sich das Licht auf eine größere Fläche. Die wirksame Blende ergibt sich aus Blendenzahl mal eins plus Maßstab. Bei 1:1 wird aus eingestellter Blende 8 also wirksam Blende 16, das bedeutet zwei Stufen weniger Licht. Kameras mit Messung durch das Objektiv gleichen das automatisch aus, externe Belichtungsmesser dagegen nicht.
Für das Makro hat das zwei Folgen. Die längere Belichtungszeit macht ein Stativ oder einen Blitz nötig, und die Beugung setzt bereits bei niedrigeren eingestellten Werten ein, weil die wirksame Blende zählt. Wer bei 2:1 auf f/11 abblendet, arbeitet effektiv mit f/33 und verliert sichtbar Detail, weshalb f/5,6 bis f/8 dort üblich bleiben.