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Stroboskopeffekt in längerer Belichtung

changer

Themenersteller
Hallo Technikfreunde,
ich war heute morgen bei uns am Bach unterwegs und habe kleinere Stromschnellen mit längerer Belichtungszeit fotografieren.
Beim Sichten der Bilder habe ich eine Art Stroboskopeffekt in dem Bild bemerkt, den ich mir nicht erklären kann. Das Bild ist eine Einzelbelichtung, aufgenommen mit einer Sony A7RII mit Polfilter und 1/3 Sekunden Belichtungszeit.
Ich habe einen Ausschnitt als Screenshot gemacht und die Stelle mit Pfeilen markiert
Kann jemand den Effekt erklären?
Viele Grüße
Matthias
 

Anhänge

Hallo,
könnte auch sein, dass an der Stelle (an der Gabelung) ein kleines Ästchen die Wasseroberfläche durchbricht, durch die Strömung ins Schwingen kommt und dadurch zwei pulsierende Wasserstrahlen erzeugt.

Mit freundlichen Grüßen
Thomas
 
Dürfte meiner Meinung nach am elektronischen Verschluß liegen.

Spannend, dann erkläre mal bitte :)

Ich tippe eher auf den Anti-Flacker Modus, und dass die Kamera fälschlich Flackern erkannt hat und versucht dieses zu reduzieren, in dem sie die Belichtung versucht mit der Flackerfreequenz zu synchronisieren.

Der Effekt ist übrigens im gesamten Bild zu sehen, nicht nur an marketer Stelle.

Grüße
Florian
 
Spannend, dann erkläre mal bitte :)

Durch das zeilenweise auslesen des Sensors während der Belichtung, dadurch kann ein rolling-shutter Effekt entstehen.

Beispiele dafür gibt es im Netz genug.

ODER:

Ich tippe eher auf den Anti-Flacker Modus, und dass die Kamera fälschlich Flackern erkannt hat und versucht dieses zu reduzieren, in dem sie die Belichtung versucht mit der Flackerfreequenz zu synchronisieren.

Der Effekt ist übrigens im gesamten Bild zu sehen, nicht nur an marketer Stelle.

Grüße
Florian

In diesem Fall kann man hoffentlich den Anti-Flacker ausschalten.
 
Ah cool, ja rolling shutter ist natürlich noch eine gute Idee.
Das Auslesen sollte aber eigentlich recht schnell gehen und Größenordnungen kleiner sein, als 1/30s. Man sieht auch den Tropfen sich hoch und dann wieder runter bewegen, das sollte bei Verursachung durch rolling shutter auch nicht der Fall sein.

Matthias, kannst du mal prüfen ob der anti flacker Modus angeschaltet war?

Grüße
Florian
 
Man sieht auch den Tropfen sich hoch und dann wieder runter bewegen, das sollte bei Verursachung durch rolling shutter auch nicht der Fall sein.

Wenn der Tropfen am Boden aufprallt, wieder hochspringt und dann wieder zu Boden fällt ...
ist das gezeigte Ergebnis eine deutliche Folge des "rolling shutter" und zeigt die parabelförmige "Flugbahn" des Tropfens auch in den Abständen der "Leuchtpunkte" im Zeitablauf.


Wer eine bessere Erklärung hat : ich bin da sehr offen für andere Meinungen :D


edit: eine Resultat als Folge eines "Anti-Flacker-Modus" mag dabei möglich sein ... aber eigentlich soll so etwas das Flackern = Pulsieren ja unterdrücken ... oder ?
 
Zuletzt bearbeitet:
Aus der Fallzeit lässt sich folgendes ermitteln:

mit:
h : Höhe in m
g : Fallbeschleunigung etwa 9,81 m/s²
t : Fallzeit

t = sqrt(2 * h / g)

mit h = 0.05m, abgeschätzt am grünen Blatt

ergibt sich:

t = sqrt( 2 * 0.05 / 9.81) = 0.1s
Das zweimal, rauf und runter = 0.2s

Belichtungszeit war 1/3s also 0.333s
da passt der Parabelflug komplett hinein.


Der Wassertropfen (Parabelflug) wurde in 0.2s ca 20-mal abgebildet.
Fuer eine Abbildung des Wassertropfen wurde dann 0.2s / 20 = 0.01s
also 10ms gebraucht, der Wassertropfen zeigt aber keine Strichspur,
sondern verbrauch nur ca. 1/5 der Zeit, das sind dann ca, 2ms

Sieht aus wie eine Mehrfachbelichtung bei der beim Zusammenrechnen
nur die helleren Pixel übernommen werden.

Gibt's weitere Ideen?
 
Re: Stroboskopeffekt bei längerer Belichtung

Das sind rotierende oder schwingende Tröpfchen. Sie sind nicht kugelförmig, sondern eher scheibchenförmig und wenden dem Betrachter während ihres Fluges mal die schmale und mal die breite Seite zu. Und die schmale Seite ist im gegebenen Licht kaum oder gar nicht zu erkennen; nur in einer bestimmten Orientierung blitzen sie deutlich sichtbar auf.

Bei anderen Tropfenbahnen in jenem Bild ist der "Stroboskop-Effekt" teils kaum, teils gar nicht zu erkennen.
 
Wenn der Tropfen am Boden aufprallt, wieder hochspringt und dann wieder zu Boden fällt ...
ist das gezeigte Ergebnis eine deutliche Folge des "rolling shutter" und zeigt die parabelförmige "Flugbahn" des Tropfens auch in den Abständen der "Leuchtpunkte" im Zeitablauf.


Wer eine bessere Erklärung hat : ich bin da sehr offen für andere Meinungen :D

Wenn der Sensor zeilenweise von oben nach unten oder umgekehrt ausgelesen wird, dann kann aber ein sich bewegendes Objekt nicht gleichzeitig nebeneinander auf einer Zeile im Bild erscheinen. Links nach oben bewegend und rechts nach unten bewegend. Denn zum Auslesezeitpunkt der jeweiligen Zeile ist das Objekt entweder links nach oben oder recht nach unten bewegend unterwegs (oder umgekehrt) und nicht an zwei Stellen gleichzeitig.


Ich dachte auch schon an einfache Schatten von umliegendem Blätterdach, aber die Parabelbahn des markierten Tropfens ist für zufällige Schatten zu perfekt. Man sieht ja sogar, dass die Geschwindikeit des Tropfens an der höchsten Stelle langsamer war, da dort der Abstand zwischen den Punkten kleiner ist.

Und ich sehe es an allen einzelnen Wasserstrahlen, die als solche Untescheidbar sind. Auf die schnelle auf das Bild geschaut deutlich über zehn Stück. In der großen Wassermenge ist es natürlich nicht unterscheidbar. Von daher auch nichts rotierendes oder Drehendes.

M@sche hat doch ausgerechnet, der Tropfen sei in 0,2 s 20 mal belichtet worden. Passt doch perfekt zum Antiflacker. 100 Hz.

Grüße
Florian
 
Bei einer Verschlusszeit von 1/3 Sekunde spielt das Flackern von nicht kontinuierlich leuchtenden Lampen, wie z.B. LED-Lampen die mit doppelter Netzfrequenz flackern, keine Rolle. Bei einer 1/3 Sekunde ist der Verschluss die längste Zeit ganz offen, also kein Schlitz, die Belichtungsschwankung wirkt immer auf die gesamte Sensorfläche, es kommt zu keiner Streifenbildung.

Was Sony bei der Anti-Flicker-Funktion genau macht, kann ich aus der Beschreibung von Sony nicht erkennen. In der Bedienungsanleitung steht, dass das Auslösen auf das Flimmern synchronisiert? wird, es somit auch zu kleinen Auslöseverzögerungen kommen kann. Wenn die Verschlusszeit allerdings zu kurz eingestellt ist, wird das auch nicht helfen.
Dass das aufgezeichnete Bild korrigiert wird, steht nirgends - folglich kann der hier festgestellte Stroboskopeffekt nicht durch die Anti-Flicker-Funktion verursacht sein.
 
https://helpguide.sony.net/ilc/1720/v1/de/contents/TP0001663437.html - betrifft zwar die a7rIII und nicht die a7rII - aber möglicherweise hat sich da zwischen den Modellen nicht großartig was geändert.

Demnach würde die Kamera ein Flimmern nur erkennen, wenn die Lichtquelle entweder mit 100Hz oder 200Hz flimmert. Es dürfte ziemlich unwahrscheinlich sein, dass dies unter freiem Himmel (ok unter freiem Blätterdach) der Fall war.

Zudem dürfte es so sein, dass diese Funktion ohnehin nur bei kürzeren Belichtungszeiten anspringen dürfte. Bei 1/3s würde eine 100Hz-Lichtquelle ja ~30x pulsieren. Das hätte auf das Bildergebnis ja keine Auswirkung.
Gibt es in den Sony-Exifs einen Eintrag, wenn sich die Funktion aktiviert hat? Wäre in dem Zusammenhang interessant.

Die einzige Erklärung wäre für mich im Moment dass hier tatsächlich eine Stroboskop-Lichtquelle mitgemischt hat. Blitze waren hier nicht zufällig mit im Spiel?
 
Die Anti-Flacker Funktion war ja erst mal nur eine Vermutung von mir, mir der Hoffnung dass das entweder durch jemanden mit Hintergrundwissen, wie diese arbeitet oder der TE durch Versuch bestätigen kann.
Dass die bei 1/3s keinen Sinn macht, ist natürlich ein Argument. Frage ist, ob diese intelligent ein und ausgeschaltet wird und natürlich noch wie das Prinzip funktioniert.
Wenn es nur die Synchronisierung der Startzeit der Belichtung ist, können wir das hier als Ursache ausschließen.

Noch eine andere Idee :

Wenn die Beleuchtung durch die Sonnenspiegelung in einer Wasseroberfläche stattgefunden hat, könnten auch Wellenberge/-täler darin die "Stroboskop" beleuchtung verursacht haben. Aber nur, wenn die Tropfen sich im Schatten des direkten Sonnenlicht befunden haben, sonst wäre der Effekt zu schwach.

Grüße
Florian
 
Sieht aus wie eine Mehrfachbelichtung bei der beim Zusammenrechnen
nur die helleren Pixel übernommen werden.

Leider weiß ich die Quelle nicht mehr, vermutlich war es das MagicLantern Forum. Dort wurde erklärt, dass der Sensor während einer Langzeitbelichtung mehrfach ausgelesen wird. Ich hätte hier aber etwas im Sekundenbereich erwartet.

Hier berichtet ein Leica-Nutzer etwas ähnliches, aber mit wesentlich längeren Zeiten: https://www.l-camera-forum.com/topic/193925-m9-long-exposure-readout/

Wenn Sony das in so einer kurzen Frequenz machen würde und es zu Artefakten käme, wäre das aber ein Hammer in der Größenordnung des Star Eater Problems.

War ganz sicher keine zusätzliche Lichtquelle, wie ein LED "Dauer"licht, in Benutzung? Das wäre die einfachste Erklärung. Oder halt ein Tropfen, der nicht einfach kugelförmig ist, was 01af sagt.
 
War ganz sicher keine zusätzliche Lichtquelle, wie ein LED "Dauer"licht, in Benutzung? Das wäre die einfachste Erklärung.
ISO 100 / F10 - das müsste eine LED mit reichlich Leistung gewesen sein - selbst wenn spiegelnde Wassertropfen durchaus effiziente Oberflächen sind, kann ich mir das nicht wirklich vorstellen.

Die Erklärung mit den spiegelnden Wellen find ich ansich nicht so verkehrt - allerdings sieht der Bahnverlauf der einzelnen Tropfenabbildungen so aus, als ob hier eine eher exakte Frequenz eingehalten worden wäre und die "Pulse" sehr kurz ausgefallen sind. Spiegelungen des Sonnelichts durch Wasserwellen sind ja dann doch eher "random".

Wäre schön wenn der TO sich nochmal melden würde und ggf. auch alles an Exif hier posten würde was sich so rauslesen lässt.
 
Wenn der Sensor zeilenweise von oben nach unten oder umgekehrt ausgelesen wird, dann kann aber ein sich bewegendes Objekt nicht gleichzeitig nebeneinander auf einer Zeile im Bild erscheinen.

Sie sind eher nicht in der selben Zeile: sie sind deutlich versetzt ... im unteren Bereich überdeutlich zu sehen.

Meinen ersten Gedanken "Spiegelung" habe ich daher sofort verworfen.

Drehende, flache Tropfen ? ... dazu sind es mir zu viele an verschiedenen Positionen in der Fläche der Aufnahme gleichzeitig innerhalb von 0,3 Sekunden.
 
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Drehende, flache Tropfen ? ... dazu sind es mir zu viele an verschiedenen Positionen in der Fläche der Aufnahme gleichzeitig innerhalb von 0,3 Sekunden.
Die markierte Parabelflugbahn eines einzelnen Tropfen passt sehr gut zu dem gezeigten Bild. Der flache Tropfen dreht sich, so dass er zweimal in einer Umdrehung das Licht zur Kamera spiegelt.
Die Oberflächenspannung des Wassers macht aus dem flachen Tropfen mit der Zeit einen kugelförmigen Tropfen. Dies scheint aber wesentlich länger zu dauern als die abgebidete Flugzeit von ca. 0,2s, und kommt somit nicht zur Geltung.
 
Die markierte Parabelflugbahn eines einzelnen Tropfen passt sehr gut zu dem gezeigten Bild. Der flache Tropfen dreht sich, so dass er zweimal in einer Umdrehung das Licht zur Kamera spiegelt.
Die Oberflächenspannung des Wassers macht aus dem flachen Tropfen mit der Zeit einen kugelförmigen Tropfen. Dies scheint aber wesentlich länger zu dauern als die abgebidete Flugzeit von ca. 0,2s, und kommt somit nicht zur Geltung.

Bei allen als einzeln zu erkennenden Tropfen im Bild?
 
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