Kapitel 4: Malen mit Licht

auch für Kompaktkameras!

Kapitel 4: Malen mit Licht

Beitragvon rst » So 4. Jul 2010, 08:16

Malen mit Licht - ISO-Werte, Brennweite, Blende und Belichtungszeit.

Wollte einer mit Licht malen – er müsste das Licht genau unter Kontrolle haben, so genau wie der Maler seine Farben.

Fotografieren – das Wort kombiniert die altgriechischen Worte photos (Licht) und graphein (schreiben, malen, zeichnen) und bezeichnet ein bildgebendes Verfahren, bei dem mit Hilfe optischer Systeme Bilder bleibend aufgezeichnet werden. Dies kann analog (Film) oder Digital (Sensor) erfolgen.

Wollen wir fotografieren, so müssen wir uns also mit der Problematik der Steuerung des Lichteinfalls auf unser Aufnahmemedium befassen und den Mitteln, die uns erlauben, auf diese Steuerung Einfluss zu nehmen.

Beginnen wir am hinteren Ende, am Sensor. Wie viel Licht muss da ankommen? Und wenn man diese Lichtmenge weiß, gilt die dann für die hellen oder die dunklen Stellen im Bild?

Man hat sich darauf geeinigt, als Grundlage für die Belichtungsmessung eine sogenannte 18% Graukarte zu benutzen. Solche Graukarten sind tatsächlich käuflich erhältlich und dienen einerseits zur Ermittlung der korrekten Belichtung, andererseits in der Digitalfotografie auch dem Weißabgeich, mit dem die Farbtemperatur des Bildes bestimmt wird. Uns interessiert heute nur der Aspekt der Belichtungsmessung.

Jeder Belichtungsmesser ermittelt bei korrekter Einrichtung, die Belichtungswerte die benötigt würden, würde er nicht in eine Landschaft, sondern eine 18% Graukarte in der richtigen Helligkeit abbilden müssen. Diese mittlere Belichtung liefert im Allgemeinen brauchbare Werte. Die Graukarte heißt 18% Graukarte, weil sie Mittelgrau ist und 18% des auftreffenden Lichtes reflektiert. Dies ist übrigens der Grund warum viele Kameras Probleme haben, Schnee weiß darzustellen. Wenn das Motiv nichts enthält als Schnee enthält und das Standardprogramm verwendet wird, ist der später 18% grau. Viele Kompaktkameras haben deshalb ein Motivprogramm für Schnee oder Strandmotive, mit dem reichlicher belichtet wird.

So weit so gut. Wir wissen nun, dass Belichtungsmesser die Lichtmenge angeben, bei der eine 18% Graukarte in der richtigen Helligkeit abgebildet wird. Das kann doch aber nur dann funktionieren, wenn alle Sensoren für dieses Grau genau die gleiche Lichtmenge benötigen.

Da dies aber nicht der Fall ist, hat man Skalen eingeführt, die die Empfindlichkeit des Aufnahmemediums beschreiben. Heute üblich sind die ASA/ISO Zahlen, die eine lineare Skala zur Verfügung stellen. Linear heißt hier: Ist die einem Sensor A zugeordnete ISO Zahl (sagen wir ISO 400) doppelt so hoch wie die einem Sensor B zugeordnete Zahl (hier also ISO 200) , so ist der Sensor doppelt so empfindlich, braucht also nur die Hälfte der Lichtmenge. Die andere früher gebräuchliche Skala ist die logarithmische DIN – Skala, bei der ein Anstieg um 3 DIN jeweils eine Verdopplung der Empfindlichkeit anzeigte.

Während die analogen Fotografen die Empfindlichkeit durch Auswahl des passenden Filmmaterials festlegten, benutzen moderne Digitalkameras elektronische Tricks (Signalverstärkung) um die Empfindlichkeit des Sensors zu verändern.

Man fragt sich jetzt, warum man dann nicht immer mit der maximalen Empfindlichkeit arbeitet. Die Antwort: Wie schon in der analogen Fotografie wird bei hoher Empfindlichkeit (hoher ASA-Zahl) die Qualität des Bildes deutlich schlechter. Die analogen Fotos zeigten Körnung (also eine Struktur in monochromen Flächen), in digitalen Fotos sieht man einem ähnlichen Effekt bedingt durch das sog. Rauschen des Sensors. Man kann diesen Effekt an den untenstehenden Beispielbildern sehr schön beobachten. Beide Bilder sind Ausschnitte in voller Vergrößerung d.h. jeder Bildpixel der Aufnahme entspricht einem Pixel deines Monitors.

Bild 1 entstand bei der Sensoreinstellung ISO 1600
[align=center]Bild[/align]

Bild 2 entstand bei der Sensoreinstellung ISO 200
[align=center]Bild[/align]

Niemand, dem an guten Fotos gelegen ist, wählt freiwillig eine hohe Empfindlichkeit. Begründung siehe oben.

Für die folgenden Betrachtungen gehen wir von einer fest vorgegebenen Empfindlichkeit aus.
Betrachten wir als nächstes, zur Vorbereitung unserer weiteren Überlegungen, folgende Zeichnung:

[align=center]Bild[/align]

Jedes Objektiv hat eine (oder bei Zoomobjektiven mehrere) Brennweiten. Wir sehen auf der Zeichnung dass ein Objektiv mit längerer Brennweite (blaue Linien) nur einen Teil des vom Objektiv mit kürzerer Brennweite (schwarze Linien) anvisierten Motivs (grüne Linie) sieht. Das aber ist belichtungstechnisch ein Problem. Wir erinnern uns: Der Belichtungsmesser misst das vom Motiv reflektierte Licht. Das heißt andersherum: wenig Motiv, wenig Licht. Die Brennweite hat also Einfluss auf die Belichtung.

Man bedient sich eines Tricks um diese Einflussgröße zu eliminieren. Man gibt die Dicke des Objektivs nicht als absolute Zahl an, sondern setzt sie zur Brennweite ins Verhältnis. Hat man zum Beispiel ein 100 mm Objektiv mit 25 mm lichter Weite, so ist das Verhältnis 4. Hat man dagegen ein 200 mm Objektiv mit 25 mm lichter Weite, ist das Verhältnis 8.
Nun zurück zu unserem Gedankengang.

Gut, jetzt wissen wir wie viel Licht der Sensor braucht. Denken wir uns für den Moment, Licht sei Wasser und der Sensor brauche eine Badewanne voll. Wenn wir die Badewanne volllaufen lassen, haben wir die Möglichkeit Warm- und Kaltwasserhahn voll aufzudrehen. Die Wanne ist dann schnell voll aber das Wasser sicher zu kalt, um darin ein Bad zu nehmen. Wir können auch nur den Warmwasserhahn ein wenig aufdrehen. Wir haben dann zwar heißes Wasser, es dauert aber viel länger die Wanne zu füllen.

Der Wasserhahn, der auf und zugedreht wird, heißt in der Fotografie Blende, die Zeit die das Wasser läuft, Belichtungszeit.

Wir oder die Kameraautomatik stellen also Zeit und Blende so ein, dass am Ende die korrekte Lichtmenge auf den Sensor gelangt ist (Wanne ist voll). Zu wenig würde heißen, das Bild ist unterbelichtet (die Wanne ist z.B. nur halbvoll), zu viel wäre überbelichtet (die Wanne läuft über).
Mit der Blende verändern wir – ähnlich wie mit dem Wasserhahn – die Größe der Öffnung. Wegen des Problems mit der Brennweite (siehe oben) wird in der Fotografie nicht als absolute Zahl (z.B.) 30 mm, sondern als Verhältnis zur Brennweite angegeben.

Entscheidend ist dabei jedoch nicht der Durchmesser der Öffnung, sondern die Fläche, die bei einem Rohr oder Objektiv annähernd kreisrund ist. Diese berechnet sich, indem man den Durchmesser durch zwei teilt, das Ergebnis quadriert und mit der Kreiszahl Pi multipliziert.

Wenn man nun möchte, dass sich von Blendenstufe zu Blendenstufe die einfallende Lichtmenge verdoppelt, muss man dafür sorgen, dass sich die Fläche der Öffnung verdoppelt. Aus der obigen Kreisflächenformel ergibt sich damit rein mathematisch, das der Durchmesser dazu jeweils mit ca. 1,4142 (Wurzel aus zwei) multipliziert werden muss, oder in absteigender Reihe, dadurch geteilt.
Nehmen wir an, die Blende eines Objektives sei ganz offen, die Öffnung gleich der Brennweite. Hier hätten wir das Verhältnis 1. Soll nur noch die Hälfte des Lichtes durch die Blende kommen, müssen wir den Durchmesser durch 1,4 142 (Wurzel aus 2) teilen. Da die Formel für das Verhältnis aber lautet „Brennweite geteilt durch lichte Weite“, ergibt sich als gerundetes Ergebnis der Kehrwert 1,4. Wenn wir das weiter fortsetzen, erhalten wir die seltsame, aber allen Fotografen bekannte Reihe:
1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22; 32; genannt die Blendenzahlen.
In machen Fällen werden noch Zwischenwerte angegeben.

Wir merken uns: Kleine Zahl – große Öffnung – viel Licht. Große Zahl – kleine Öffnung – wenig Licht
Dieses umgekehrte Verhältnis kommt durch die Tatsache zustande, das der Blendendurchmesser (die lichte Weite) im Nenner eines Bruches steht.

Betrachten wir zum Beispiel verschiedene Blenden an einem 100mm Nikon-Objektiv älterer Bauart.
Blende 2,5 (ganz offen):
[align=center]Bild[/align]

Blende 8:
[align=center]Bild[/align]

Blende 22:
[align=center]Bild[/align]

Zurück zur Badewanne. In unserem Denkmodell hatten wir verschiedene Möglichkeiten Durchfluss und Zeit zu variieren. Wie sieht das beim Fotografieren aus?
Betrachten wir das folgende Bild eines Handbelichtungsmessers älterer Bauart.
[align=center]Bild[/align]

Wir sehen eine Fülle von Skalen. Ganz kurz zu den heute für uns relevanten. Vor der Messung wird auf der Skala unterhalb des Mittelpunkts die Empfindlichkeit eingestellt (hier 200 ASA/ 24 DIN). Dann betätigt man den für uns unsichtbaren Messknopf an der linken Gehäuseseite und der Zeiger auf der oberen Skala schlägt aus. Man dreht dann den Ring so, dass der Zeiger auf der Null in der Mitte der Skala steht (wie im Bild). Dann kann man auf der zweiten und dritten Skala von oben mögliche Zeit/Blendenkombinationen ablesen. Etwa bei 9 Uhr sind die Skalenbezeichnungen aufgedruckt: „ZEIT“ für die Belichtungszeit und „f/ „ für die Blendenzahl. Hinweis: auch die Bezeichnung f/ erinnert uns daran, das die Blendenzahl im Nenner steht. Auf diesen beiden Skalen stehen sich nun lauter gültige Zeit/Blendenkombination gegenüber, von denen wir uns irgendeine aussuchen können; die Belichtung wird stets korrekt 18% Grau ergeben.

Wir lesen mögliche Zeit/Blendenkombinationen ab: 1/25 sec bei Blende 16; 1/100 sec bei Blende 8; 1/400 sec bei Blende 4 usw.

Aber welche Kombination nimmt man jetzt?
Das kommt darauf an, was man aufnehmen will. Hier kommt auch bei modernen Automatikkameras das Auge des Fotografen ins Spiel.

Kurze Belichtungszeiten braucht man, um schnelle Bewegungen einzufrieren. Lange Belichtungszeiten können zum Verwackeln führen oder sind nur vom Stativ einzusetzen. Will ich mitziehen, brauche ich eine Belichtungszeit von 1/30 sec oder länger. Eine Automatik, der ich die Belichtungszeit vorgebe und die dann die passende Blende einstellt, wird oft mit dem Buchstaben S (shutter) gekennzeichnet.
In der Praxis überwiegen jedoch die Überlegungen eine bestimmte Blende vorzugeben und dann die zugehörige Belichtungszeit zu übernehmen. Die passende Automatik heißt üblicherweise A (aperture). Was hat das für Auswirkungen? Das Stichwort heißt hier Tiefenschärfe. Je weiter die Blende geöffnet ist, umso kleiner ist der Entfernungsbereich der scharf abgebildet wird. Möchte man also eine Blume fotografieren, aber den störenden Hintergrund nicht sehen, wählt man eine möglichst große Blendenöffnung, damit der störende Hintergrund in der Unschärfe verschwindet. Man nennt diese Technik „freistellen“. Will ich dagegen meinen Garten von vorne bis hinten scharf abbilden muss ich eine kleinere Blende (größere Zahl, da im Nenner) wählen. Dieses nennt man „abblenden“. Als Faustregel kann gelten dass, ausgehend von der eingestellten Entfernung, 1/3 des Schärfebereichs auf der dem Fotografen zugewandten Seite und 2/3 des Schärfebereichs auf der dem Fotografen abgewandten Seite der eingestellten Entfernung liegen.

Hier ein Beispiel zu verschiedenen, von der Belichtung her gleichwertigen Aufnahmen:

Bild 1: Blende 2,8 Belichtung 1/4000 sec
[align=center]Bild[/align]

Bild 2: Blende 8 Belichtung 1/400 sec
[align=center]Bild[/align]

Bild 1: Blende 16 Belichtung 1/125 sec
[align=center]Bild[/align]

Man kann, denke ich, an diesem relativ belanglosen Motiv sehr schön die Wirkung der verschiedenen Blendeneinstellungen sehen.

Je kleiner der Sensor und je kleiner die Brennweite, desto geringer ist allerdings dieser Effekt. Mit Kompaktkameras ist das Freistellen – wenn überhaupt – nur stark eingeschränkt möglich.

Und wie immer am Ende eines Newsletterartikels heißt es nicht nur einfach lesen und abnicken sondern nachvollziehen und ausprobieren.

Na gut, den Teil mit der Badewanne könnt ihr weglassen.

Rainer
Das Wort Gott ist für mich nichts als Ausdruck und Produkt menschlicher Schwächen, die Bibel eine Sammlung ehrwürdiger aber doch reichlich primitiver Legenden. >>Albert Einstein 1954<<
Benutzeravatar
rst
 
Beiträge: 2966
Registriert: So 27. Jun 2010, 19:09
Wohnort: Wetter (Ruhr)

Zurück zu Grundkurs

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast

cron