Belichtungszeit vs. Blende

Hallo zusammen,
Ich habe mir letztens folge frage bezüglich der Sternen Fotografie gestellt.
Was macht den Himmel heller ? Eine längere Belichtungszeit oder eine weiter geöffnete Blende ? Mir ist schon klar das man bei Sternenaufnahmen nicht zulange belichten darf...

Liebe grüße Yannik

Beides! Bei einer längeren Belichtungszeit kommt mehr Licht auf den Sensor und bei einer weiter geöffneten Blende kommt auch mehr Licht auf den Sensor. Bei Sternenfotografie bietet sich eine weiter geöffnete Blende an, um Bewegungsspuren der Sterne zu vermeiden. Die Grenze der Blendenöffnung sind dann immer optische Fehler der Objektive, d.h. ob Punkte als Punkte dargestellt werden. Schärfentiefe ist hingegen kein Problem.

Der Klassiker:

www.fotolehrgang.de

Nur am Rande ...

Ggf. kann man (neben Blende und Belichtungszeit) auch mit dem "dritten
im Bunde" ... der Empfindlichkeit (ISO-Einstellung) die Belichtung (und
damit die Helligkeit des Himmels) beeinflussen.

RainerT schrieb:

Nur am Rande ...

Ggf. kann man (neben Blende und Belichtungszeit) auch mit dem "dritten
im Bunde" ... der Empfindlichkeit (ISO-Einstellung) die Belichtung (und
damit die Helligkeit des Himmels) beeinflussen.

Zum Vergrößern anklicken....

Ohne die ISO zumindest ein bisschen hoch zu drehen wird es ohne Nachführung schwer überhaupt Sterne zu knipsen. Mehr als 15s bis 25s (je nach Ausrichtung der Kamera, Sensor usw.) führen nämlich zu Sternstreifen. Und mehr als 2.8 oder 1.8 oder allenfalls noch 1.4 an Blende aufmachen geht ja nicht.
Wobei du hier dann bei den meisten Kameras und je nach vorhandenem Licht bis ISO 3200 oder manchmal auch noch ISO 6400 ganz gut arbeiten kannst.

Allerdings haben Hohe ISO bei wenig Licht und langen Belichtungszeiten (anders als z.B. bei Fällen mit Hohen ISO und viel Licht und daher kurzen Zeiten) das Problem, dass man ein Rauschen in den Dunkelbereichen kriegt, das sich nur schwer bis gar nicht mehr entfernen lässt ohne die Sterne mit zu entfernen.

Merken kann man sich das mit folgender qualitativen Daumenregel:

Helligkeit des Bildes = (ISO * Zeit ) / Blendenzahl

Je höher die ISO und je länger die Zeit und je kleiner die Blendenzahl, desto mehr Helligkeit kommt aufs Bild.

felix_hh schrieb:

Merken kann man sich das mit folgender qualitativen Daumenregel:

Helligkeit des Bildes = (ISO * Zeit ) / Blendenzahl

Zum Vergrößern anklicken....

Die Formel finde ich eher ungeeignet.
Man würde doch für Einstellungen, die die gleiche Belichtung bringen auch
die gleiche Abschätzung erwarten ... das ist aber nicht der Fall.

Beispiel:
100iso ... 1/100sec ... f8 ... gibt 100 * 1/100 / 8 = 1/8
aber
200iso ... 1/100sec ... f11 ... gibt 200 * 1/100 / 11 = 2/11

die Formel wird erst besser, wenn du die Blendenzahl quadratisch nimmst.
(Ist auch klar ... Iso und Belichtungszeit beschreiben Grössen, die 'direkt proportional' in
die belichtung eingehen ... d.h. eine Änderung um Faktor 2 der Grösse bringt auch eine
Änderung um Faktor zwei der Lichtmenge ... die Blende beschreibt einen Faktor, der
quadratisch eingeht ... eine Änderung um Wurzel(2) der Blende ändert die Lichtmenge
um Faktor 2 ... daher muss man korrekterweise die Blende im Quadrat nehmen.)

RainerT schrieb:

Die Formel finde ich eher ungeeignet.
(...)

Zum Vergrößern anklicken....

Die Formel dient nicht zur exakten Berechnung, sondern zur Veranschaulichung der Zusammenhänge. Deswegen ist die Formel ja auch nur qualitativ, nicht quantitativ:

Wenn du im Zähler einer der Faktoren, also Zeit oder ISO um eine Stufe (oder 1/3 Stufe) größer machst und gleichzeitig die Blendenzahl eine Stufe (oder 1/3) Stufe größer machst, dann hast du immer noch die gleiche Helligkeit.

Wenn du das dagegen quantitativ beschreiben bzw. berechnen willst, dann musst du das logarithmisch definieren, da die Blendenzahl vom Durchmesser der Blende abhängt.
Helligkeit = log2 ((Blendenzahl^2 * 100)/(ISO * Zeit)

Somit hast du dann z.B. im Vergleich z.B. schon bei identischen ISO Die Gleichung

log2(Blendenzahl_1^2/Zeit_1) = log2(Blendenzahl_2^2/Zeit_2) bzw.
Blendenzahl_1^2/Zeit_1 = Blendenzahl_2^2/Zeit_2,

die du lösen müsstest, wenn du ausrechnen willst, welche Blende du z.B. bei einer veränderten Zeit einstellen musst für eine identische Belichtung. Die Lösung wäre dann Blendenzahl_2 = Blendenzahl_1 * sqrt(Zeit_2/Zeit_1).
Das ist natürlich kein Hexenwerk, notfalls kann man die Wurzel ja auch schnell mit dem Taschenrechner berechnen. Aber das ist dann für schnell mal was einstellen doch zu kompliziert.

Bei der qualitativen Lösung schaut man sich einfach an:
Die Zeit soll jetzt drei Stufen länger werden - dann muss ich die Blendenzahl einfach nur drei Stufen kleiner machen, damit die Öffnungsfläche entsprechend 3 Stufen größer ist. Und die Belichtung passt wieder. Entsprechend muss man das mit anderen Faktoren machen.

Gegeben:
ISO 100, f/8, 1/125s

Nun will man Blende 11, das ist eine Stufe mehr, das Ergebnis der Formel wird 1 Stufe kleiner. Also muss man entweder die Zeit um 1 Stufe verlängern (auf 1/60s) oder die ISO um eine Stufe hoch drehen auf ISO 200, damit der Term wieder eine Stufe größer wird.

Will man statt Blende 11 auf Blende 16 gehen, dann wird alles 2 Stufen kleiner. Also muss man entweder die Zeit 2 Stufen verlängern (auf 1/30s) oder aber die ISO zwei Stufen empfindlicher einstellen auf ISO 400. Oder aber die Zeit um eine Stufe verlängern (auf 1/60s) und zudem die ISO eine Stufe empfindlicher einstellen (auf ISO 200).

Alternativ kann man natürlich die obige Formel verwenden.
Will man hier von f/8 auf f/11 gehen und die Iso beibehalten, dann müsste man nur folgende Gleichung lösen: t2 = (11^2)/(8^2) * 1/125s = 121/8000s = ca. 1/66s, also muss man 1/60s einstellen.

Und da bevorzuge ich in der Praxis dann doch die qualitative Methode...

felix_hh schrieb:

Wenn du das dagegen quantitativ beschreiben bzw. berechnen willst

Zum Vergrößern anklicken....

Will ich gar nicht.

Ich möchte nur, dass für äquvalente Belichtungen die gleiche Zahl
rauskommt ... und das tut sie nach deiner Formel eben nicht ....
nach meiner Erweiterung deiner Formel dagegen schon.

felix_hh schrieb:

Und da bevorzuge ich in der Praxis dann doch die qualitative Methode...

Zum Vergrößern anklicken....

Ich will es die ja nicht ausreden ... aber ... 4 Beispiele, die alle
zur gleichen Belichtung führen:

Beispiel 1: 100iso 1/100sec f/8 - nach deiner Rechnung 1/8
Beispiel 2: 200iso 1/200sec f/8 - nach deiner Rechnung 1/8
Beispiel 3: 400iso 1/400sec f/8 - nach deiner Rechnung 1/8
Beispiel 3: 100iso 1/1600sec f/2 - nach deiner Rechnung 1/32

dagegen nach meiner Erweiterung deiner Rechnung:

Beispiel 1: 100iso 1/100sec f/8 - nach meiner Rechnung 1/64
Beispiel 2: 200iso 1/200sec f/8 - nach meiner Rechnung 1/64
Beispiel 3: 400iso 1/400sec f/8 - nach meiner Rechnung 1/64
Beispiel 3: 100iso 1/1600sec f/2 - nach deiner Rechnung 1/64

Ich würde einfach sagen, dass deine "qualitative Methode" dich
hinters Licht führt.

Nochmal:
Die qualitative Formel

(ISO* Zeit) / Blendenzahl taugt nicht um konkrete Zahlenwerte zu berechnen. Das ist keine konkrete Formel um irgendwas zu berechnen, sondern lediglich der qualitative Zusammenhang zwischen Blende, Iso und Zeit - wenn man diese Werte nicht absolut als Zahlenwerte, sondern rein diskret betrachtet, also als Stufen.
D.h. man hat hier in der qualitativen Formel eben nicht "1/100s", "1/200s" oder "8" oder "ISO 100" - sondern "ISO Stufe 1", "ISO Stufe 2", .. "Zeit Stufe 1", "Zeit Stufe 2", ... "Blende Stufe1", "Blende Stufe 2".. usw.

Welche genaue Zeit, welche genaue ISO, welche Blendenzahl für welche Stufe steht ist nicht so wichtig. Wichtig ist nur, dass eine ganze Stufe an der Kamera jeweils die Belichtung verdoppelt:
Wenn man die Blendenzahl um eine ganze Stufe kleiner verstellt, dann ändert sich der Wert der absoluten Blendenzahl um Wurzel(2) = 1.41. Was wegen Blende = f/D und A= Pi/4 D^2 genau eine Verdoppelung der Lichtfläche bedeutet. Das Bild wird also doppelt so stark belichtet. Ebenso verdoppelt sich die Belichtung, wenn man die Zeit um eine Stufe verstellt. Und sie verdoppelt sich auch, wenn man die ISO um eine Stufe verstellt.
Und genau deswegen kann man eine Stufe Blende mit einer Stufe ISO oder einer Stufe Zeit ausgleichen. Und kriegt die selbe Belichtung. Daher kann man eben auch Belichtungsstufe = ISO_Stufe * Zeit_Stufe * Blendenstufe^(-1) wunderbar anwenden. Der quadratische Faktor der Blendenzahl ist durch die Abstufung der Blendenreihe mit Wurzel(2) schon ausgeglichen.

(Willst du dagegen die Helligkeit als Lichtwert absolut und in Zahlenwerten ausrechnen, dann musst du die Formel LW = log2 (Blendenzahl^2 * 100/ISO * 1/Zeit) verwenden)

Zurück zu den Beispielen:

Gehen wir aus von ISO 100, f/8 und 1/100s als Basis. Und verwenden wir die qualitative Methode:

Geht man hier auf ISO 200 und und 1/200s (Beispiel 2), dann hat man hier eine Stufe höhere ISO und eine Stufe kürzere Zeit - und f/8 ist weiterhin die richtige Blende für eine gleiche Belichtung.

Man kann das natürlich auch direkt numerisch ausrechnen:
log2(8^2 * 100/100 * 1/(1/100)) = log2(Blende_2^2 * 100/200 * 1/(1/200))
<=> Blende_2 = 8


Beispiel 3: ISO 400, 1/400s ==> ISO geht um 2 Stufen hoch, Die Zeit wird 2 Stufen kürzer, also hebt sich der Effekt auf und f/8 ist weiterhin die korrekte Blende.
Beispiel 4: ISO100, 1/1600s ==> Hier wurde die Zeit um 4 Stufen verkürzt.
Also muss man die Blendenzahl 4 Stufen kleiner machen, damit die Belichtungsstufe vom Wert her gleich bleibt (deswegen steht die Blende auch im Nenner der qualitativen Formel, größere Zahlen führen hier zu kleineren Termen und umgekehrt)

==> nach der qualitativen Formel Belichtung = ISOstufe * Zeitstufe * Blendenstufe^-1 ist hier eben nicht f/32, sondern f/2 die
korrekte Belichtung.

Natürlich kann man das auch numerisch berechnen. Dann hat man folgende gleichung:
log2 (8^2 * 100/ISO100 * 100 1/s) = log2 (b_2^2 * 100/ISO100 * 1600 1/s)
<=> 6400 = b_2^2 * 1600 <=> b_2 = sqrt(6400/1600) = 2.
==> Als Blendenzahl muss 2 gewählt werden.

Nur ist das arbeiten über den Lichtwert bzw. die numerische Formel doch relativ kompliziert und einfach zu zeitaufwendig, wenn man schnell mal während eines Shootings eine andere Blende oder eine andere Zeit einstellen will.

Genau deswegen haben fotografen irgendwann mal diese Blendenreihe entworfen, die man auf den Objektiven sieht, diese Zahlen sind nicht zufällig so gewählt. Und jede Kamera hat normalerweise eine Zeiteinteilung in ganze Stufen, die eben die Belichtung jeweils verdoppelt.

So kann man in <1s die Blendenzahl um 3 Stufen größer verstellen und weiß dennoch auf Anhieb, wie man die Zeit einstellen muss, damit die Belichtung wieder passt: Einfach auch um 3 Stufen länger verstellen.

Hi -glaubt Ihr wirklich daß Eure Formelschlacht den TO befriedigen wird?
Ein einfacher 3satz würd's auch tun ...

Aber klar - log2(8^2 * 100/100 * 1/(1/100)) = log2(Blende_2^2 * 100/200 * 1/(1/200)) sieht schon besser handhabbar aus.

Manni1 schrieb:

Ein einfacher 3satz würd's auch tun ...

Zum Vergrößern anklicken....

...oder einfach Zeit-, Blenden- und ISO-Stufen abzählen.

felix_hh schrieb:

Das ist keine konkrete Formel um irgendwas zu berechnen

Zum Vergrößern anklicken....

Formeln mit denen man besser nicht rechnet werden üblicherweise
aber nicht mit dem Gleichheitszeichen geschrieben. Nach wie vor halte ich
diese "Formel" für extrem missdeutbar, insbesondere der Begriff
"Blendenzahl" ist, so wie von dir verwendet prädestiniert, für Fehler zu sorgen.

Es ist dann wirklich viel viel einfacher, alle beteiligten Werte in EVs
umzurechnen ... und diese einfach aufzuaddieren.

Aber schön ... für mich ists erledigt ... ich schreibe hier nicht weiter,
die Mahnung der Moderation ist bereichigt.
Ich plädiere für die Löschung eller Beiträge nach #4 da offtoppic.