mini|Modernes Fischaugen-Zoomobjektiv mit einer Brennweite von 8–15 mm mini|Lichtstarkes Fischaugenobjektiv Laowa 4 mm f/2,8 von Venus Optics mit einem Bildwinkel von 210° und einem Gewicht von 135 Gramm für Micro Four Thirds mini|Auf der Photokina 1970 vorgestellt und 1972–1983 gefertigt.Das Fisheye-Nikkor 6mm f/2.8 hatte den bisher größten Bildwinkel von 220° im KB-Format.
Ein Fischaugenobjektiv, kurz Fischauge (), ist ein fotografisches Objektiv, das einen großen Bildwinkel erfasst, typisch 180° in der Diagonalen, wodurch es ein komplettes menschliches Gesichtsfeld abbilden kann. Es weist zugleich eine starke tonnenförmige Verzeichnung auf. Gerade Linien, die nicht durch die Bildmitte laufen, werden dadurch gekrümmt abgebildet. Es bildet Flächenverhältnisse oder radiale Abstände meist getreuer ab als ein gewöhnliches, gnomonisch (verzeichnungsfrei) projizierendes Weitwinkelobjektiv.
Konventionelle Objektive bilden eine senkrecht zur optischen Achse stehende Objektebene proportional ab (siehe unten: Abbildungsfunktionen) und können deshalb nur Bildwinkel von weniger als 180° erfassen. Fischaugen hingegen erreichen durch ihre Verzeichnung Bildwinkel von 180°, im Extremfall sogar bis zu 220°, bei Entwürfen 270° und 310°, und können eine Hemisphäre oder mehr abbilden. Trotz der großen Bildwinkel ist der Helligkeitsabfall zum Bildrand hin leichter korrigierbar als bei Weitwinkelobjektiven, weil der Flächen-Abbildungsmaßstab von einer Objektebene auf die Bildebene zum Bildrand hin abnimmt (während er bei verzeichnungsfreier Abbildung konstant ist) und das Licht sich auf eine kleinere Fläche konzentriert.
Das weltweit erste in Serie produzierte Fischaugenobjektiv wurde 1962 von Nikon vorgestellt (Fisheye-Nikkor 1:8, f = 8 mm).Additional Information on 8mm f8 Fisheye-Nikkor Lens (englisch) Das Objektiv ragt weit in das Kameragehäuse hinein, sodass der Spiegel hochgeklappt und arretiert werden muss. Ein externer Sucher wird am Blitzschuh angebracht.
Mittlerweile gibt es eine Vielzahl an Herstellern, die Fischaugenobjektive produzieren. Für einäugige Spiegelreflexkameras sind sie meist als Retrofokusobjektive ausgeführt, damit der Spiegel zwischen Verschluss und Hinterlinse genug Platz hat. Moderne spiegellose Kamerasysteme mit erheblich kürzeren Auflagemaßen ermöglichen einen geringeren Abstand von Optik und Sensor, was Gewicht und Preis verringert oder bei gleichem Aufwand größere Bildwinkel oder höhere Lichtstärken ermöglicht.
Miniaturfischaugenobjektive für sehr kleine Sensoren, wie sie in Überwachungskameras oder Action-Camcorder eingesetzt werden, sind noch preiswerter, so dass noch größere Bildwinkel bis 280° angeboten werden, und nicht mehr kosten als ein 180°-Retrofokus-Fischaugenobjektiv für das Kleinbildformat. Inzwischen gibt es davon auch vergrößerte Varianten mit Bildwinkeln bis zu 250° für spiegellose Systemkameras., (Tabelle: Schaltfläche More Info, dann Image Height)
Typen Tafel 1: Typen der Formatausnutzung zirkular beschnittener Kreis Vollformat circular cropped circle full frame134px 134px 134px 3:2 52 % Sensor78 % Bildfeld, 92 % Sensor59 % Bildfeld 4:3 59 % Sensor86 % Bildfeld, 90 % Sensor61 % Bildfeld134pxZirkular-Fischauge für das Kleinbildformat 134pxVollformat-Fischauge mit rudimentärer Streulichtblende 134pxAufnahme mitZirkular-Fischauge134pxKleinbild-Zirkular-Fischauge an DX-Format-Kamera 134pxInnenraum mit Vollformat-Fischauge fotografiert Man unterscheidet Fischaugen-Objektive einerseits nach ihrer Projektionsart (siehe Abbildungsfunktionen weiter unten) und nach ihrem Bildkreisdurchmesser im Verhältnis zum Aufnahmeformat.
Zirkular Fischaugenobjektive, deren Bildkreisdurchmesser (höchstens) so groß ist wie die kürzere Kante des Aufnahmeformates der Kamera, heißen Zirkular-Fischauge (auch „Kreisbild-Fischauge“ oder „Rundbild-Fischauge“), weil sie ein kreisrundes Bild innerhalb des rechteckigen Aufnahmeformates entwerfen. Der Bildkreis des Objektivs wird zu 100 % genutzt. In Tafel 1 ist die größtmögliche Sensorausnutzung angegeben; sie fällt durch einen praktisch etwas kleineren Bildkreis geringer aus. Um den Bildkreis nicht zu beschneiden, haben Zirkular-Fischaugen keine Streulichtblende. Zirkulare Fischaugen sind die erste Wahl, wenn möglichst viel von der Umgebung (gewöhnlich eine Halbkugel) erfasst werden soll. Die zuerst entwickelten Fischaugenobjektive waren Zirkular-Fischaugen. Mangels eines Vollformat-Fischauges einen rechteckigen Bereich auszuschneiden verringert die Sensor- oder Filmausnutzung weiter auf maximal 31 % (3:2) oder 36 % (4:3) und wäre denkbar ungünstig.
Vollformat Fischaugenobjektive, deren Bildkreisdurchmesser (mindestens) so groß ist wie die Diagonale des Aufnahmeformates der Kamera, heißen „Vollformat-Fischauge“ (auch „Diagonal-Fischauge“ wegen der Doppeldeutigkeit des Begriffs „Vollformat“ für Sensorausnutzung oder Sensorgröße). Sie erreichen ihren größten Bildwinkel (gewöhnlich 180°) nur über die Bilddiagonale; ihre horizontalen und vertikalen Bildwinkel sind entsprechend kleiner und Teile des Bildfeldes des Objektivs werden nicht genutzt. Der Sensor wird dagegen zu 100 % ausgenutzt. Die Streulichtblende fällt sehr klein aus und begrenzt das Bildfeld auf einen annähernd rechteckigen Bereich, der nur wenig über das vorgesehene Aufnahmeformat reicht. Als Fischaugen in der allgemeinen Fotografie populär wurden, begannen die Kamerahersteller Vollformat-Fischaugen zu entwickeln. Das rechteckige Format ist am angenehmsten für die direkte Wiedergabe der originalen Bilder (ohne Umrechnung).
Beschnittener Kreis Wenn die Kamera nicht das Sensorformat hat, für das das Fischaugenobjektiv vorgesehen ist, ändern sich Bildwinkel und Formatausnutzung. Mit bestimmten Kombinationen lässt sich ein nutzbares Bildfeld in Form eines beschnittenen Kreises als Zwischenformat von Kreis- und Vollbild erzielen. Es ergeben sich eine gute Sensorausnutzung und meist weniger Verluste beim rechteckigen Beschneiden der in einen anderen Projektionstyp umgewandelten Bilder.
Entweder wird ein Zirkular-Fischauge für das Kleinbildformat an einer APS-C- oder DX-Kamera oder ein Vollformat-Fischauge für das DX-Format an einer vollformatigen Kleinbildkamera verwendet. Im zweiten Fall beschneidet die Streulichtblende das Bild und muss abgenommen werden. Wenn sie nicht abnehmbar ist, kann sie mit einem Werkzeug gekürzt werden (Rasur des Objektivs). Einige Fischaugen-Zoomobjektive können ebenfalls einen beschnittenen Kreis erzielen.
Im Idealfall ist das Bildfeld ein zweiseitig beschnittener Kreis. Der Bildkreisdurchmesser ist dann (höchstens) so groß wie die längere Seite des Aufnahmeformates. Der Bildwinkel wird z. B. beim Querformat an den runden Bildkanten sowohl diagonal als auch horizontal maximal; nur vertikal ist er kleiner. In der Praxis gibt es auch den dreiseitig beschnittenen Kreis, wenn der Sensorbereich nicht mittig zum Bildkreis ist (z. B. flächentreues Sigma 8 mm Fisheye [älteres Modell mit Blende F/4] und Kamera mit APS-C-Sensor), oder den vierseitig beschnittenen Kreis, wenn die Abbildungsfunktion einen größeren Bildkreis erzeugt (z. B. winkellineares Canon 8-15 mm Fisheye bei 8 mm und Kamera mit APS-C-Sensor).
Bei der Umwandlung in die stereografische Projektion kann man nach dem rechteckigen Beschneiden ein Vollformatbild mit 180° diagonalem Bildwinkel erhalten (Von einem Vollformatbild ausgehend, wäre die stereografische Projektion kissenförmig. Das rechteckige Beschneiden würde die Kissenspitzen entfernen und damit den diagonalen Bildwinkel reduzieren). Evtl. sind Bildwinkel von 180° nicht mehr mit dem Originalformat, sondern nur mit einem breiteren Format (z. B. 16 : 9) des umgewandelten Bildes möglich.
Brennweite Vollformat-Fischaugen haben für das Kleinbildformat Brennweiten von etwa 16 mm und liegen damit im Bereich starker Weitwinkelobjektive. Für das gängige APS-C- oder DX-Format digitaler Spiegelreflexkameras mit Cropfaktor 1,5…1,6 beträgt die Brennweite je nach Projektionsart etwa 8 bis 10 mm.
Zirkular-Fischaugen haben die kürzeren Brennweiten. Die Brennweite liegt beim Kleinbildformat bei etwa 8 mm und beim APS-C- oder DX-Format bei etwa 4,5 mm.
Zoom-Fischaugen schließen mit ihrem Brennweitenbereich das zirkulare und das vollformatige Fischauge ein, wenn sie für diesen Zweck ausgelegt und für das vorgesehene Aufnahmeformat verwendet werden.Canon EF 8-15mm f/4L Fisheye USM an Kamera mit Sensor im Vollformat. Oder sie schließen die Lücke zwischen einem Vollformat-Fischauge und einem Weitwinkel- oder Universal-Zoomobjektiv und behalten dabei die tonnenförmige Verzeichnung im gesamten Zoombereich. für Kamera mit Cropsensor.
Fischaugen für andere Formate (z. B. Mittelformat – Cropfaktor ca. 0,5 oder Four Thirds – Cropfaktor 2) haben proportional zur Formatgröße entsprechend andere Brennweiten.
Bildwirkung mini|hochkant|Fischaugen-Bild (links) und entzerrte Aufnahme (rechts) Ein Fischaugenbild soll dem Bild entsprechen, welches ein Fisch hat, der von unten durch die Wasseroberfläche oder seitlich aus einem Aquarium schaut; so ist auch der Name des Objektivs entstanden (siehe unten Abschnitt Unterwasserblick).
Zwischen visueller Betrachtung des Objektes und der Betrachtung des Bildes gibt es Abweichungen, weil man durch Kopf- und Augenbewegung immer zentral auf jedes Detail schaut und es verzerrungsfrei wahrnimmt, die Optik aber Randdetails schräg erfasst.
Krümmung Die Abbildung einer langen, geraden Straße auf ganzer Länge muss folgende widersprüchliche Eigenschaften im Bild vereinen: In Bildmitte sind die Straßenränder parallel, und an beiden Bildseiten laufen die Straßenränder zu Fluchtpunkten zusammen. Das ist nur mit tonnenförmiger Verzeichnung möglich. Sie ist eine Voraussetzung für Fischaugen, denn nur so sind Bildwinkel von 180° und mehr möglich.
Geraden durch die Bildmitte bleiben Geraden. Bei Geraden außerhalb der Bildmitte wird die Krümmung desto stärker, je weiter sie an der Mitte vorbeigehen. Lange Kanten im Randbereich weisen eine starke Richtungsänderung auf. Das verfremdet vor allem sehr große Objekte.
Einsetzen kann man das Fischauge für Objekte, die kaum gerade Linien haben, z. B. für Panoramaaufnahmen von Landschaften. Für Objekte mit vielen geraden Kanten (Architektur) ist ein Fischauge nicht zu empfehlen. In Innenräumen ist der große Bildwinkel praktisch, weil man mit einem Bild einen ganzen Raum abbilden kann. Entweder akzeptiert man dann die gebogenen Linien, oder man wandelt das Bild so um, dass z. B. die Senkrechten und die zentralen Fluchtlinien gerade werden (Pannini-ProjektionPanini-Projektion (englisch).).
Personen am Bildrand stehen scheinbar krumm. Sie erscheinen nach außen durchgebogen. Dies kann man als Kompromiss für eine geringe Deformation der Köpfe (siehe Abschnitt Deformation) hinnehmen. Alternativ beseitigt eine geeignete Umwandlung (z. B. in die Pannini-Projektion) die Durchbiegung des Körpers bei ein wenig mehr verzerrten Köpfen.
Skalierung Nebeneinander liegende Objekte gleicher Größe werden je nach Lage im Bildfeld unterschiedlich groß dargestellt. Sie weisen unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe auf, so dass man von einer Maßstabsverzerrung sprechen kann.
Die hier gemeinte Skalierung entspricht der Kartografie und ist anders definiert als die Maßstabsverzerrung in der konventionellen Fotografie.