Lichtempfindlichkeit bei langen Belichtungen

[Didl]

Eine sehr technische Frage:
Braucht man mehr als doppelte Belichtungszeit, um bei (sehr) schlechten Lichtverhältnissen ein doppelt so helles Bild zu kriegen?
Ich habe nämlich beobachtet, das bei Lichtverhältnissen, die sehr lange Belichtungszeiten benötigen (mehr als 200 sek), das Bild nicht mehr viel heller wird, wenn man es statt 200, 400 sek belichtet.
Ich weiss, vom analogen Film, dass da die Lichtempfindlichkeit des Filmes abnimmt, und man, je dunkler es ist, umso länger belichten muss (also keine lineare Funktion zwischen Bildhelligkeit und Belichtungszeit, sondern eine Exponential-Funktion).
Ist das bei Digi-Sensoren auch so? Ich hörte, dass sei genau nicht der Fall.
Oder ist es einfach zu dunkel, sodass einfach nie genug Licht auf den Sensor kommt - ich beziehe mich hier auf das Histogramm - das zeigt immer eine Unterbelichtung an. Quasi: "heller" als das aufgenommene "Objekt" eben "dunkel" ist, kann ein Bild nicht werden (Ich hoffe man versteht mich).
Ich denke, das durch eine "Lichtsammelaktion", sprich sehr, sehr lange Belichtungszeiten auch eine gute Belichtung zustande kommen kann oder? Ich hab das aber noch nicht geschafft. Mir ist klar, das so ein Bild dann nicht mehr die tatsächlichen "Licht"verhältnisse wiedergibt, aber um solche Spielereien gehts mir.
Ich mache manchmal so Experimente im Wald - sehr finster - keine Gefahr der Überbelichtung durch irgendwelche Lichtquellen.
Da lasse ich dann bis zu 10 Min belichten - aber das Bild ist meist noch unterbelichtet - und auf jeden Fall nicht unbedingt heller als ein Bild, das nur 5 min. Belichtet wurde.
Oder muss man da dann bis zu 20 oder 30 min belichten?

Ok, ich hoffe, man versteht mich...
mfG Didl

 

[petersausk]

Ciao,

zur Klärung:
Es ist ja klar dass wenn das Objekt absolut schwarz ist (und sozusagen KEIN Licht aussendet), dann kannst Du solange belichten wie Du willst - das Objekt wird nicht heller ! Das ist natürlich der (theoretische) Grenzfall - nur zur Verdeutlichung. In Deinem Fall bist Du eben so stark unterbelichtet, dass der Zugewinn an Signal (durch 2x längere Belichtung) auf Deinen Pixeln praktisch nicht sichtbar ist (innerhalb des Rauschens).

Aber im Prinzip ist es so:
- wenn ein Objekt - sagen wir 4 Blendenstufen - unterbelichtet ist auf einem Photo, und Du belichtest 2x länger (entsprechend 1 Blendenstufe), dann wird Dein Bild nachher nur noch 3 BS unterbelichtet sein, also heller werden in Deinem Histogramm
- irgendwann nach 3 weiteren Faktoren 2x = 8x wird es 'korrekt' belichtet sein
- DSLRs sind linear, d.h. doppelte Belichtungszeit, doppelte Zählrate auf dem Chip registriert
- der Schwarzschildeffekt (Exp-Funktion) gilt bei DSLRs also nicht !

ABER:
Bei Langzeitbelichtungen sammelst Du aber den sog. Dunkelstrom in jedem Pixel auf (und - nur am Rand - das Verstärkerglühen). Diese Effekte wirst Du bei langen Belichtunsgzeiten deutlich sehen (1...10min). Dies kann z.B. die Kamera selbst auskorrigieren: die Kameras haben oft einen Menüpunkt 'Rauschunterdrückung' für Langzeitbelichtungen (diese Benamung ist Quatsch) - tatsächlich wird nach der Aufnahme noch ein gleich lang 'belichtetes' Bild mit geschlossenem Verschluss gemacht und dieses 'Dark' vom eigentlichen Bild abgezogen (es enthält die gleichen Absolutwerte an aufgesammeltem Dunkelstrom und Verstärkerglühen - jedenfalls solange sich die Temperatur nicht stark ändert, d.h. >10Grad). Durch diese Vorgehensweise werden die Effekte ausreduziert. Das ganze geht auch ohne die Kamera-Funktion im Nachhinein in Software (am besten vor Bayer-Interpolation, aber auch in 16-bit TIFF, weniger gut in Jpeg). Man muss dann aber diese Darks selber aufnehmen (und am besten mehrere übereinanderlegen + mitteln um das Rauschen zu unterdrücken - 9 Stück würden reichen um prektisch keinerlei zusätzlichen Rauschbeitrag mehr zu liefern, d.h. ca <10%).

Gruss, Peter

 

[Nightshot]

Peter hat das schon schön dargestellt. Wenn du doppelt so lange belichtest, dann hast du eine Blende gewonnen, aber dadurch ist das Bild nicht immer gleich doppelt so hell.

Du machst die Helligkeit am Histogram fest. Hier sind Werte von 0 bis 255, aber die müssen für den vollen Dynamikumgang des Sensors reichen. Sagen wir mal er hat einen Dynamikumgang von 8 Blendenstufen, dann müssen die irgendwie auf die 255 Werte verteilt werden. Wie die Werte genau verteilt werden kannst du hier sehen:
http://www.dpreview.com/reviews/canoneos30d/page21.asp

Deine Nachtaufnahmen sind also unterbelichtet, sagen wir mal im Mittel -3 Blenden. Wenn du nun doppelt so lange belichtest sind wir bei -2, das macht aus einem RGB Wert von 16 gerade mal 35. Nicht die Welt oder? Aber laut RGB Wert eine Verdopplung, auch wenn es dir nicht doppelt so hell erscheint.

Wenn du dein Bild in RAW machst, kannst du nahezu beliebig deine Blendenwerte den RGB Werten zuordnen. Damit schiebst du natürlich immer auch das Rauschen in den sichtbaren Bereich.

 

[Didl]

Dank an euch zwei. Sehr gut und verständlich ausgeführt. Ich war mir recht sicher, hier einem Denkfehler zu erliegen, bzw. hab ich gar nicht gedacht
Macht alles Sinn!
Vielen Dank,
mfG Didl