Fototechnik allgemein Zusammenhang zwischen Empfindlichkeit, Blende und Belichtungszeit

kuni-r

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Hallo,

aus gegebenem Anlass hab ich mal eine alte Mail rausgekramt, in der es um diese obigen Zusammenhänge geht.

Ist vielleicht für alle die, interessant, die mit Digital in die Fotografie eingestiegen sind und jetzt die eventuell an der kamera vorhandenen Einstellmöglichkeiten besser nutzen wollen:

=========================== [ SCHNIPP ] ==============================

Hallo Patrick, bitte laecheln!

!!! Am 01.07.98 hat Patrick Lutz an Alle
!!! zum Thema "F: Blende"
!!! folgende wichtige Anmerkung gemacht:

PL> Ich heisse Patrick, bin 15 Jahre alt, und werde im Dezember 16.
PL> Ich gehe auf ....

Erst mal herzlich willkommen!

PL> Ich habe vor ca. einer Woche eine Spiegelreflexkamera hier
PL> gefunden, eine Porst reflex CX4. Die ist zwar schon sehr alt,
PL> aber ist soweit ich weiss nicht das schlechteste. Ich benutze

Das Alter spielt erstmal keine Rolle. Du wirst mit dieser Kamera
schoene Bilder machen. (Die modernen Kameras machen vieles
automatisch, was Du von Hand einstellen musst, da kommen wir
nachher drauf, aber dafuer wirst Du in Kuerze kapiert haben, was
beim Fotografieren so ablaeuft.)

PL> zur Zeit Kodak VR Plus 100 Filme, sind die empfehlenswert? Ich
PL> bekomme die Doppelpacks hier sehr guenstig bei Aldi.

Das ist zum Testen und Lernen sicher ein guter Entschluss.

PL> Ich habe auf der Kamera ein 1:3,5/35mm Weitwinkel mit 52mm
PL> Durchmesser. Spaeter moechte ich natuerlich auch Nahaufnahmen
PL> machen. Leider weiss ich aber nicht was so ein Objektiv kostet,
PL> falls jemand Preise vorliegen hat fuer ein passendes
PL> Makro-Objektiv, waere es schoen, wenn dieser jemand mir diese
PL> Preise einmal zusenden koennte.

Ich kenne jetzt Deine Kamera nicht im Einzelnen, kann mir aber
vorstellen, dass das Objektiv mit einem Schraubgewinde auf das
Kameragehaeuse geschraubt ist. Wenn das so ist, wirst Du am
besten auf dem Gebraucht-Markt nach einem Makro-Objektiv suchen.

PL> Hauptsaechlich moechte ich eigentlich wissen wofuer die
PL> Blendeneinstellung gedacht ist. Ich kann also mit dem Objektiv
PL> die Schaerfe einstellen, und ich kann die "Blende" einstellen,
PL> aber leider veraendert sich nichts, wenn man die Blende
PL> veraendert. Wofuer ist sie dann also gedacht?

Da wird sich nichts Sichtbares veraendern, weil das Teil
vielleicht eine sogenannte "Offenblendmessung" hat. Je hoeher
die Zahl, desto kleiner wird die Objektivoeffnung bei der
Aufnahme. Aber erstmal von vorne:

Ob genuegend und die richtige Menge Licht auf den Film faellt, um
ein Negativ zu belichten, ist von drei Faktoren abhaengig:

1) von der Lichtempfindlichkeit des Films. (Du nimmst den Kodak
VR100, was bedeutet, dass der Film ISO 100/21ø Empfindlichkeit
hat. Das ist ein "normalempfindlicher" (Standard)Film. Eine
Zeit lang wurde die Empfindlichkeit in DIN angegeben, was fuer
Deinen Film 21 DIN bedeuten wuerde. Danach wurde die
Empfindlichkeit in ASA angegeben, das entspricht 100 ASA. Die
neue ISO-Angabe ist eine Mischung aus beiden Zahlen.

Wir bleiben der Einfachheit halber bei der "100". Ist die
Zahl doppelt so gross, heisst das auch doppelte
Empfindlichkeit, 4x so gross heisst 4fache Empfindlichkeit.
Das ergibt folgende Reihe:

50 ASA, 100 ASA, 200 ASA, 400 ASA, 800 ASA, 1600 ASA

PL> Und dann ist an der Kamera noch da, wo bei den
PL> "Schnappschusskameras" der Blitz sitzt, so eine Art Gitter,
PL> hinter einem kleinen Stueck Plexiglas. Sieht so aus wie ein
PL> Lichtsensor oder sowas, aber den muss ich ja per Hand
PL> einstellen, darum kann es das eigentlich nicht sein. Darueber

Doch, das muesste der Belichtungsmesser sein.

PL> ist so ein Raedchen, an dem man irgendetwas einstellen kann.
PL> Darueber befindet sich dieser "Filmzurueckdreher".
PL> Was sollte man an dem Raedchen einstellen? Folgende Zahlen
PL> stehen auf dem Raedchen drauf:
PL> 60,30,15,8,4,2,1,2,4,8,15,30,60,125,250,500,1000 Von der 2 bis
PL> zur 60 sind die Zahlen gruen, die 1-15 sind orange, und die
PL> 30-1000 sind weiss. Ich weiss absolut nicht was das heissen

jetzt kommen wir zum naechsten Punkt, der relevant fuer eine
richtige Belichtung ist,

2) der Zeit, in der das Licht auf den Film auftrifft. Auch hier
gibt's dann wieder eine Reihe, die Du in Vergleich mit der
Empfindlichkeit setzen kannst.

PL> 60,30,15,8,4,2,1,2,4,8,15,30,60,125,250,500,1000

Die Reihe geht von 60 Sekunden ueber 30, 15, ... bis zu 1
Sekunde und von dort ueber 1/2, 1/4, 1/8, 1/15 1/30 bis zu
1/60 und weiter bis zu 1/1000 Sek. Jeder Sprung, verdoppelt
oder halbiert. Alle Zahlen, die weiss sind, also ab der 1/30
Sekunde, kannst Du ohne Verwackeln belichten. alle laengeren
Belichtungszeiten musst Du mit Stativ oder einer Auflage
belichten.

Also, wenn Du mit einem VR 100-Film zum Beispiel 1/60 Sekunde
belichten musst, um "richtig" zu belichten, dann kannst Du bei
einem Gold 200 (200ASA) kuerzer belichten, um das gleiche
Ergebnis zu erhalten, naemlich 1/125 Sek. Mit einem Fuji
Superia 400 (400ASA) kannst Du dann schon 1/250 Sek nehmen.

So, und damit's noch verwirrender wird, kommt der dritte Faktor
dazu, naemlich die Groesse des Loches, durch das Licht auf den
Film faellt,

3) die Blende. Auch sie ist in einer Reihe angegeben, die von
Wert zu Wert eine Verdoppelung/Halbierung erfaehrt.

2 - 2.8 - 4 - 5.6 - 8 - 11 - 16 - 22 - 32
^grosses Loch ^^kleines Loch
viel Licht wenig Licht
kurz belichten lang belichten
niedrige Empfindlichkeit hohe Empfindlichkeit

Das bedeutet in der Praxis: Du hast bei ASA 100 mit 1/125 Blende
8 als richtige Belichtung gemessen und eingestellt, und kannst
jetzt genausogut Blende 16 und 1/30 belichten oder Blende 5,6 und
1/250 oder Blende 2.8 und ...? - na, verstanden?

PL> soll, bzw. was man daran verstellen kann. Das Rad hat auch noch
PL> eine Skala, die mit 2 anderen Skalen (ASK und DIN) irgendwie
PL> zusammenhaengen muessen. Das ist alles total verwirrend, ich
PL> kann aus diesen Zahlen keinen Sinn erkennen. Daneben ist auch
PL> eine Anzeige. Ein Kreis und wenn ich das Rad ganz nach rechts
PL> drehe, zeigt ein Zeiger darauf, der je weiter ich nach links
PL> drehe, immer weiter nach rechts wandert.

Dieser Kreis und die Nadel, ist ein "Nachfuehr-Belichtungsmesser"
Du bringst die Nadel mit dem Kreis in Uebereinstimmung, damit bei
eingestellter Filmempfindlichkeit (ASA100) richtig belichtet
wird.

Anhand dieses Belichtungsmessers, kannst Du jetzt das oben
aufgefuehrte sehr gut ueberpruefen. Bei allen Praxisbeispielen
wird die Nadel mit dem Kreis uebereinstimmen, denn wenn Du das
Loch (die Blende) kleiner machst (die Zahlen werden groesser),
musst Du laenger belichten, damit die Belichtung insgesamt
korrekt ist.

PL> Es waere schoen, wenn mir jemand diese Fragen beantworten
PL> koennte, damit ich endlich anfangen kann. Ich brenne schon!!
PL> :-))

So jetzt noch ein Praxis-Tip: Du solltest beim Fotografieren aus
der Hand, an Deiner Kamera die Belichtungszeit nie laenger
einstellen, als 1/30 Sekunde, eher kuerzer, damit Du nicht
verwackelst. (Nimm zum Beispiel 1/60 oder 1/125 Sek.) Dann
drehst Du so lange an der Blende, bis der Zeiger des
Belichtungsmessers mit dem Kreis uebereinstimmt und die
Belichtung stimmt. (Filmempfindlichkeit muss eingestellt sein!)

Je kleiner jetzt die Oeffnung ist, (also je groesser die
Blendenzahl), desto groesser ist der Bereich, der noch scharf
abgebildet wird. Also: Blende 2, es ist nur scharf, was Du auch
scharf eingestellt hast, alles davor und dahinter ist unscharf.
Blende 22, Du hast einen grossen Bereich, der scharf ist,
vielleicht alles von 1 Meter bis unendlich. (Man nennt das
Schaerfentiefe.

Jedes Objektiv hat eine Skala, auf der Du ablesen kannst, welcher
Bereich bei welcher Blendeneinstellung scharf ist. Das koennte
so aussehen:

22 16 11 8 5.6 4 4 5.6 8 11 16 22
1m 2m 3m 4m 5m 7m 9m unendlich

Bei Blende 4 ist in unserem Beispiel also der Bereich von etwa
3,20 bis 3,80 m scharf, bei Blende 16 aber der Bereich von ca.
1,4m bis unendlich.

PL> Danke im voraus!

War mir ein Vergnuegen!

Hier nochmal eine Zusammenfassung der voneinander abhaengigen
Faktoren:

Empf. 25 50 100 200 400 800 1600 ASA
15 18 21 24 27 30 33 DIN
ISO 25/15ø 50/18ø 100/21ø 200/24ø 400/27ø 800/30ø 1600/33ø

Blende 2 2.8 4 5.6 8 11 16
Zeit 1/1000 1/500 1/250 1/125 1/60 1/30 1/15


Viel Foto-Spass wuenscht Manfred, (Sysop der KLICKBOX-BBS)

=========================== [ SCHNIPP ] =============================

Wenn man den Text mit einer fixed Schrift speichert und anschaut, stehen die einzelnen Positionen so untereinander, wie es sich gehört.
 
Es gibt aber kein festes Verhältnis Blende , Belichtungszeit, außer bei den unterschiedlichen Film ASA Zahlen.
Zumindest bei den alten Silberfilmcams tritt dann noch der Schwarzschildefekt auf.
Wie oben (kein festes Verhältnis ) bei extremen Belichtungszeiten.
Ob das bei DigiCAMS auch so ist weiß ich nicht.
Das nur so am Rande. Will jetzt aber keine Verwirrung stiften.Ist eher eine untergeordnete Sache.
gruß momo
 
Hallo Kuni!

Was die Formatierung des Textes mit einer dicktengleichen bzw. Nicht-Proportionalschrift angeht, das gibts schon alles hier im Forum:

Dies ist Verdana
Dies ist Courier

Was meinst Du, formatierst Du Dein obiges Posting noch um?
Gruß,

Ralf
 
momo schrieb:
Es gibt aber kein festes Verhältnis Blende , Belichtungszeit, außer bei den unterschiedlichen Film ASA Zahlen.
Bitte lies nochmal nach oder nimm einfach mal einen Belichtungsmesser in die Hand. Selbstverständlich gibt es ein festes Verhältnis zwischen Blende und Belichtungszeit, nämlich genau das von mir oben beschriebene. Woher nimmst Du Dein Wissen, daß es nicht so wäre?

Zumindest bei den alten Silberfilmcams tritt dann noch der Schwarzschildefekt auf.
Wie oben (kein festes Verhältnis ) bei extremen Belichtungszeiten.
Das hat aber nix mit den Verhältnissen zwischen Blende, Belichtungszeit und Empfindlichkeit zu tun. Es gibt auch Filme, die bis in den Langzeitbereich kein Schwarzschild-Verhalten zeigen. Jeder Film hat sein eigenes Schwarzschild-Verhalten. die Verlängerungsfaktoren werden auf dem "Beipackzettel" angegeben.

Ziemlich OT, aber zur Information über den Schwarzschild-Effekt:
Zitat:

Theoretisch muesste nach dem Reziprozitaetsgesetz die Wirkung auf
eine fotografische Emulsion die gleiche sein, wenn ein Film eine
Sekunde lang bei einer Beleuchtung von 100 Lumen belichtet wird
oder 100 Sekunden bei 1 Lumen.

Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn Belichtungszeit und
Lichtintensitaet einigermassen normal sind. Wenn die
Belichtungszeit abnorm lang oder kurz ist und wenn die
Lichtintensitaet entweder abnorm hoch oder niedrig ist, verliert
das Reziprozitaetsgesetz seine Gueltigkeit. Man spricht hier vom
"Schwarzschildeffekt" (nach seinem Entdecker benannt).

Der Schwarzschildeffekt macht sich in folgender Weise bemerkbar:
Wenn die Lichtintensitaet sehr niedrig ist, verdoppelt die
doppelte Belichtung keineswegs die Dichte (Schwaerzung) des
Films, sondern erzeugt weniger als zweifache Dichte. Soweit das
sehr kurze Belichtungszeiten betrifft, ergeben 1000 Belichtungen
zu je 1/1000 Sekunde keineswegs die Dichte, die eine einzige
Belichtung von einer ganzen Sekunde bewirkt, sondern rufen eine
geringere Wirkung hervor.

Da die verschiedenen Filme verschieden auf den Schwarzschild-
effekt reagieren, koennen nur Testaufnahmen dazu helfen,
festzustellen, wie lang die Belichtung verlaengert werden muss,
wenn die Lichtverhaeltnisse ungewoehnlich schwach oder die
Belichtungszeiten ungewoehnlich kurz (Elektronenblitz) sind.

In der Farbfotografie ergeben sich dadurch zusaetzliche
Komplikationen, dass die verschieden sensibilisierten Schichten
des Farbfilms in verschiedener Weise auf den Schwarzschildeffekt
reagieren. Dadurch wird das Farbgleichgewicht des Films
gestoert: Das Farbdia bekommt einen Farbstich.

Soweit Herr Feininger in seiner "Fotolehre"

Schwarzschild- und Intermittenz-Effekt erklaert man sich damit,
dass bei nur geringem Angebot freier Elektronen entweder die
Wahrscheinlichkeit von Rekombinationen groesser wird oder aber
zahlreiche Keime das Subkeimstadium nicht ueberschreiten koennen
und somit wirkungslos bleiben, waehrend beim Kurzzeiteffekt
infolge der hohen lokalen Konzentration von Silberatomen vermehrt
auch Fehlstellen im Kristallinneren besetzt, also mehr
(wirkungslose) Innenkeime gebildet werden. [.......]

Die Auswirkung des Schwarzschildeffektes wird durch die
Einfuehrung eines Exponenten, des sogenannten Schwarzschild-
Exponenten, in die Belichtungsgleichung H=E*t erfasst; man
schreibt H=E*t^p, wobei p Werte zwischen 0,7 und 1,4 annehmen
kann. ...

Das schreibt Herr Solf in seinem Buch "Fotografie"

ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ

Karl Schwarzschild war ein deutscher Astronom und lebte von 1873
bis 1916. Die Veroeffenlich der (mathematischen) Beschreibung
des nach ihm benannten Effekts findet sich in:

Publikationen der von Kuffnerschen Sternwarte V, 1900

Quelle: (E. von Angerer, Wissenschaftliche Photographie,
7.Auflage, 1958) - Helmut Faugel
Zitat Ende
 
Hallo!

Jetzt wirds ein bisschen moderner! Mir ließ der olle "Schwarzschild-Effekt", an den ich mich aus meinen Analog-Zeiten noch gut erinnern kann, keine Ruhe! Da musste ich glatt mein altes Fotobuch vom Herrn Solf rauskramen und anhand des Stichwortverzeichnisses alles noch mal nachklapern. Leider wußte der zur Zeit der Herausgabe des Buches noch verdammt wenig über Digitalfotografie.

Einen link, der auch allgemeinverständlich die Funktionsweise von CCDs erklärt, aber auch sonst ganz aktuell ist, hab ich noch gefunden: http://berlinadmin.dlr.de/Missions/express/kamera/kamera.shtml


Bei Digitalkameras gibt es - zumindest nach diesem link - keinen Schwarzschildeffekt!

Demnach stimmt die Aussage von kuni-r! Sonst könnten wir unsere Belichtungsmesser alle wegschmeißen!

Gruß

Günter
 
Hallo Günther,

danke für die Lanze, die Du für mich gebrochen hast. Ich hab schon überlegt, ob ich alle meine Lehrer von der Berufschule bis zum Meisterkurs verklagen sollte. ;) ;D ;)

Statt des Schwarzschild-Effekts gibt's dann in der Digifotografie halt das Rauschen bei Langzeitbelichtungen. Irgend einen Tod muß man halt leider immer sterben.
 
Halt Manfred!

Richtig lesen:

Die Full Well Capacity

Der Wert gibt die maximale Anzahl an Elektronen an, die ein Pixel aufnehmen kann, bevor es gesättigt ist. Danach ist das Pixel "voll" und überschüssige Elektronen werden entweder über das Anti-Blooming Gate abgeleitet oder die Elektronen fließen in die Nachbarpixel und erzeugen die Blooming Streifen.

Übliche Werte liegen zwischen 20 000 und ca. 400 000. Somit ist dieser Wert auch ein Faktor für die Empfindlichkeit der Kamera. Die Full Well Capacity ist meist direkt proportional zur geometrischen Pixelabmessung, d.h. große Pixeldimensionen (20 x 20my) ergeben eine hohe Full Well Capacity, kleine Pixeldimensionen 6.7 x 6.7my) ergeben niedrige Werte für die Full Well Capacity.

Zitat aus: http://www.sbig.de/universitaet/glossar-htm/f-w-capacity.htm

Aber jetzt wirds langsam OT!

Gruß

Günter
 
Hallo Günther,

guenter_w schrieb:
Halt Manfred!
Richtig lesen:
Die Full Well Capacity

Gut, das definiert die Allgemein-Empfindlichkeit des Sensors (also ob ich einen 100er oder einen 400er-Film verwende), soweit ich es verstanden habe.
Danach ist das Pixel "voll" und überschüssige Elektronen werden entweder über das Anti-Blooming Gate abgeleitet oder die Elektronen fließen in die Nachbarpixel und erzeugen die Blooming Streifen.
also zum Rauschen noch ein zusätzlicher Effekt, der bei Überbelichtung entsteht? (Quasi das, was die Überstrahlung beim Film ist)?

Ursprünglich ging es ja um das fixierte Verhältnis von Blende, Empfindlichkeit und Belichtungszeit. Das ist aber doch unabhängig von Schwarzschild-Effekt, Blooming, Rauschen oder sonstwas definiert:

Eine Blendenstufe = doppelte/halbe Empfindlichkeit
Eine Zeitstufe = eine Blendenstufe

Wobei Zeitstufen sich jeweils verdoppeln, Blendenstufen sich aber aus der mehrfachen Multiplikation von Sqrt(2) ~= 1.4142 ergeben, die die bekanntesten Blendenwerte angibt: 1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11 16 22 32 45 64 ...
Bei den ASA-Werten haben wir wieder die Verdoppelung - Halbierung und bei den DIN-Werten (alt) entsprechen jeweils 3 DIN einer Verdoppelung/Halbierung.

Mit allen drei Werten kann ich linear rechnen. Eine definierte "richtige Belichtung" bleibt eine richtige Belichtung, wenn ich die drei Werte jeweils wie oben beschrieben verändere.

Beispiel:
Korrekte Belichtung bei 100 ASA, Blende 8, 1/125sec.
Auch korrekt bei 400 ASA, Blende 22, 1/125sec.
oder bei 200 ASA, Blende 8, 1/250sec.
 
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