Lichtmenge die den Sensor trifft

[Borgefjell]

Nutze ich das gleiche Objektiv mit einem Crop Sensor, verschenke ich in diesem Abstand Licht. Also müsste ich, um den Sensor voll auszuleuchte, den Abstand verringern. Wenn ich das mache, bleibt die Lichtmenge, die auf den Sensor trifft identisch.

Nur passiert das nicht, der Sensorabstand zum Objektiv ist bei Crop- und KB-Kamera identisch (bezw. Hersteller- und nicht Aufnahmeformat-Spezifisch)

Und ja, wenn du den Sensor näher an das Objektiv schieben würdest, dann würdest du die Leuchtdichte erhöhen - nur leider auf Kosten der Bildqualität, es wird nämlich nichts mehr scharf. Das Prinzip, das du meinst wird aber durch Sammellinsen wie z.B. den Metabones Speed Booster etc. auch praktisch verwendet.

 

[01af]

Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Woher soll denn mehr Licht kommen?

Vom größeren Bildwinkel natürlich.

Also fällt bei gleicher Blende und gleicher Brennweite immer gleich viel in Richtung Sensor.

Selbstverständlich. Und der größere Sensor fängt davon mehr auf als der kleinere. Meine Güte, daß man so eine Trivialität erst noch erklären muß ...

Daran verändert sich auch nichts, wenn ich den Sensor weiter hinten positioniere, damit das Licht auf einer größeren Fläche ankommt.

Aber ganz im Gegenteil – dann veränderte sich alles mögliche ... außer der Lichtmenge natürlich. Aber die Helligkeit fiele ab, bei doppelter Entfernung auf ein Viertel, so daß man für die gleiche Belichtung viermal so lange belichten müßte. Von den Folgen für die Fokuslage einmal ganz abgesehen ...

Sind die Sensoren im gleichen Format (sprich Verhältnis der Seitenlängen gleich) und nutzen jeweils das maximale Licht (sprich: die Ecken werden gerade noch beleuchtet), dann ist auch die Lichtmenge auf dem Sensor gleich.

Logisch.

Und sind die Sensoren nicht im gleichen Format, sondern verschieden groß, dann fangen sie – bei gleicher Helligkeit – unterschiedliche Lichtmengen ein, nämlich proportional zu ihrer Fläche. Übrigens, das Seitenverhältnis spielt bei diesem Vergleich keine Rolle; es zählt hier nur die Flächengröße.

 

[kaktus123]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

.



Weil sich bei den fraglichen (nicht allen) Zoomobjektiven die maximale Öffnung mit der Brennweite ändert.

genau auf das wollte ich hinaus und ist insofern somit die Antwort auf die TO Eingangs- Frage ....

bei einer Festbrennweite ist dieser Winkel immer gleich ....da wird einizg mit der Blende den rest in Sachen Licht gemacht und bei einem "normalen" Zoom kannst du eben auf 2 Arten auf die Lichtmenge einwirken......

das ganze im vergleich wenn bei Zoom+Fixlinse ISO und zeit je gleich sind

 

[01af]

Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Genau auf da wollte ich hinaus und ist insofern somit die Antwort auf die Eingangs-Frage ...

Das hat mit der Eingangsfrage gar nichts zu tun.

 

[kaktus123]

von wegen Winkel

http://www.nikon.de/de_DE/product/nikkor-lenses/simulator

du kannst dich mehr oder weniger vom fenster entfernen (Brennweite ändern) und änderst "den Winkel" je weiter nach hinten im raum gehst umso dunkler wird es für dich.......zusätzlich kannst aber auch noch die Vorhänge (Blende) mehr oder weniger schliessen


nun ja, den ganzen rest der allfälligen Frage sehe ich als reine Mathematik an

 

[Bepag]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Und sind die Sensoren nicht im gleichen Format, sondern verschieden groß, dann fangen sie – bei gleicher Helligkeit – unterschiedliche Lichtmengen ein, nämlich proportional zu ihrer Fläche.

Was anderes habe ich ja nie behauptet.

Ich habe doch vorausgesetzt, dass der Sensor jeweils die für diese Sensorgröße maximale Lichtmenge empfängt.

Und der größere Sensor fängt davon mehr auf als der kleinere.

Aber nur, wenn der kleine Licht verschenkt. Wenn er aus dem Bildkreis einen Teil herauscropt.

Das wäre aber eine andere Voraussetzung. Meiner Argumentation liegt ja zugrunde, dass jeder Sensor ein gleiches Seitenverhältnis aufweist und mit den Ecken am Bildkreis anliegt.

Übrigens, das Seitenverhältnis spielt bei diesem Vergleich keine Rolle; es zählt hier nur die Flächengröße.

Selbstverständlich. Aber mit dieser Formulierung wollte ich festlegen, dass die Sensoren beide rechteckig sind und gleich gebaut. Ein runder/ovaler/vieleckiger Sensor, der in der gleichen Entfernung wie ein rechteckiger Sensor motniert ist hat ja eine größere Fläche...

edit:

Aber ganz im Gegenteil – dann veränderte sich alles mögliche ... außer der Lichtmenge natürlich. Aber die Helligkeit fiele ab, bei doppelter Entfernung auf ein Viertel, so daß man für die gleiche Belichtung viermal so lange belichten müßte. Von den Folgen für die Fokuslage einmal ganz abgesehen ...

Der Helligkeitsverlust leuchtet mir noch nicht ganz ein. Wenn die Pixelanzahl gleich groß ist, fängt das entfernte Pixel ja wieder mehr Licht ein. (Ich gehe davon aus dass dieses dann größer ist). Bitte korrigiere mich, wenn ich falsch liege

Den fokus sollten wir außen vor lassen. Das ist denke ich ein anderes Problem.

 

[01af]

Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

[...] Wenn er aus dem Bildkreis einen Teil herausschneidet. Das wäre aber eine andere Voraussetzung.

Nein, wäre es nicht.

Also noch einmal von vorn: Bei gleichen Lichtverhältnissen und gleicher relativer Öffnung ist die Helligkeit und damit die Belichtung für alle Sensoren gleich, und der größere Sensor, sofern voll ausgeleuchtet, fängt dabei die größere Lichtmenge ein. Basta.

Meiner Argumentation liegt ja zugrunde ...

Deiner "Argumentation" liegt irgend ein grundlegendes Mißverständnis zugrunde. Ich vermute, dir ist der Unterschied zwischen Helligkeit und Lichtmenge nicht klar. Der ist ähnlich wie der Unterschied zwischen Spannung und Ladung ... oder der zwischen Temperatur und Wärme.

Wenn die Pixelanzahl gleich groß ist, fängt das entfernte Pixel ja wieder mehr Licht ein. (Ich gehe davon aus dass dieses dann größer ist). Bitte korrigiere mich, wenn ich falsch liege

Wer über einzelne Pixel nachdenkt, liegt fast immer falsch. So auch hier.

 

[Bepag]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Bei gleichen Lichtverhältnissen und gleicher relativer Öffnung ist die Helligkeit und damit die Belichtung für alle Sensoren gleich

Sofern die Sensoren im gleichen Abstand angeordnet sind. Bei steigender Entfernung und einer nicht unendlich erstreckte Lichtquelle müsste doch die Helligkeit abnehmen. Oder? Weil sich eben der Lichtstrom auf eine größere Fläche verteilt.

...und der größere Sensor, sofern voll ausgeleuchtet, fängt dabei die größere Lichtmenge ein.

Vorne ins Objektiv tritt eine Lichtmenge ein. Angenommen, die kommt hinten wieder verlustfrei raus, dann muss jedes Objekt, das in einer Bildfläche prozentual zum Bildkreis eine bestimmte Oberfläche einnimmt die gleiche Menge an Licht einsammeln.

Angenommen, wir nutzen einen kleinen und einen großen kreisrunden Sensor. Jeden setzte ich hinter das Objektiv. Jeweils so, dass beide das gesamte Licht einsammeln, das aus dem Objektiv kommt. Dann muss die Lichtmenge gleich sein, obwohl der Abstand des Sensors zum Objektiv unterschiedlich groß ist.

Basta.

Das klingt komisch und wenig sachlich

Deiner "Argumentation" liegt irgend ein grundlegendes Mißverständnis zugrunde. Ich vermute, dir ist der Unterschied zwischen Helligkeit und Lichtmenge nicht klar.

Das mag sein. Darum hinterfrage ich das ja. Weder der Vergleich mit Spannung/Ladung oder Temperatur/Wärme bringt mich hier weiter.

 

[Gast_129296]

Stell Dir zwei Rasenflächen vor, eine doppelt so gross, wie die andere.
Beide im selben Regen.

Auf beide fällt pro Fläche dieselbe Menge Wasser, das Gras wächst daher auf beiden gleich schnell.

Insgesamt fällt aber mehr Wasser auf die grosse Fläche, hier wächst also mehr Gras.

Zur Lichtmenge, stell Dir ein analoges negativ einer Ritschratsch Click vor, daneben ein KB negtiv.

Beide mit identischem Bildausschnitt gleichlang belichtet, gleiche Blende und ISO. Das Ritschratsch Click Negativ ist dirchter am Objektiv, das KB ist dafür grösser, sammelt bezogen auf den Rasen oben also mehr Licht.

Willst Du nun beide auf 10*15 vergrössern, so musst Du im Vergrösserer die kleinere Fläche ausgleichen, indem der Kopf des Vergrösserers weiter nach oben muss,
Dadurch musst Du dann länger belichten.

Vielleicht hilft das Bild.

 

[Borgefjell]

Bepag hat bedingt recht - wenn der Sensor gerade so weit vom Objektiv entfernt ist, wie es sein muss um so viele Strahlen wie möglich einzufangen, dann fangen alle Sensoren gleich viel absolute Lichtmenge ein (der Extremfall wäre dann ein Brennpunkt). Nur leider geht diese Annahme völlig an der Praxis vorbei, denn das Ziel ist ja neben dem Licht auch das Motiv vor der Kamera abzubilden - und damit das klappt braucht es zwischen Kamera und Objektiv einen definierten Abstand, was dann dazu führt, dass wirklich nur eine Teilmenge des Lichtes vom Cropsensor genutzt wird, bzw auf KB- und Crop-Sensor die gleiche Lichtmenge pro Fläche fällt und damit der größer Sensor halt um Cropfaktor^2 mehr Gesamtlichtmenge einfängt.

 

[Bepag]

Auf beide fällt pro Fläche dieselbe Menge Wasse

Danke für deinen Erklärungsversuch. Aber ich steh immer noch auf dem Schlauch.

Dass pro Fläche gleich viel drauf fällt ist ja klar.
auch klar ist, dass ein kleinerer Sensor weniger Lichtmenge abbekommt, wenn er nur einen Teil des "Lichtkegels" auf einer Schnnittfläche des Kegels abfängt, im Vergleich zum großen.

Ich denke aber, ein Cropobjektiv und ein KB Objektiv unterscheiden sich in der größe des "Lichtkegels". Sprich, um bei deinem Vergleich zu bleiben: das Cropobjektiv nutzt einen Trichter.

Andersherum betrachtet, bei nutzung eines Objektivs (abwechselnd) für beide Sensoren, WOBEI DIE SENSOREN SO POSITIONIERT SIND, DASS JEWEILS DIE MAXIMALE LICHTAUSBEUTE erreicht wird (sprich mit ihren Ecken an die Ränder der Schnittfläche des "Lichtkegels" stoßen), dann kommt auf beiden Sensoren die gleiche Lichtmenge an!

Denn wenn ich ALLES was hinten beim Objektiv rauskommt, auffange, dann ist es unerheblich, in welchem Abstand ich das tue. Ein kleiner Sensor wäre hier näher dran. ein großer weiter weg. Aber beide fangen ALLES Licht ein (wenn zB beide Sensoren kreisrund sind und die Oberfläche mit der jeweiligen Schnittfläche des "Lichtkegels" identisch ist). Also auch die gleiche Lichtmenge.

Keine Frage: Wenn ich im gleichen Abstand zum Objektiv einen Großen und einen kleinen Sensor platziere, dann kriegt der kleine eine geringere Lichtmenge ab, als der große, weil ja Licht "verschenkt" wird.

 

[Yoda]

das Cropobjektiv nutzt einen Trichter

Nein. Dann wäre die Lichtstärke des Cropobjektivs kleiner größer, im Extremfall f/<1. [Fehler korrigiert]

... Also auch die gleiche Lichtmenge.

Nein.

Wir sprechen doch von "gleicher" Brennweite und "gleicher" Blende. Dann bleibt es dabei, dass in Summe natürlich in derselben zeit (immer) mehr Licht auf dem gesamten KB-Sensor landet als auf dem Crop-Sensor. Immer. Der Rasenteil der Cropkamera ist immer nur ein Ausschnitt aus dem KB-Rasen. Verschiebst Du die Crop-Rasenflächenebene, änderst Du die Brennweite oder bekommst eine unscharfe Abbildung.

Oder habe ich Dich nun falsch verstanden?

Hier liegt das Problem. So funktioniert das nicht mit unterschiedlichen Sensorformaten - der Fokus würde ja gar nicht mehr stimmen. Der Abstand bleibt gleich, Du baust nur das Objektiv um, so dass das Bild großer wird, der Maßstab bleibt aber gleich, Du siehst also mehr von dem, was vor der Kamera vor sich geht. Jetzt vergrößerst Du noch den Sensor um das Bild auch nutzen zu können. Voilà, mehr Licht auf dem Sensor.

Korrekt.

 

[CUA]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

aber ganz im gegenteil – dann veränderte sich alles mögliche ... Außer der lichtmenge natürlich. Aber die helligkeit fiele ab, bei doppelter entfernung auf ein viertel, so daß man für die gleiche belichtung viermal so lange belichten müßte.

Unsinn. Eine Verdoppelung des Auflagemaßes hat nicht diese Auswirkung.

C.

 

[Gast_169861]

KB Objektive und "Cropobjektive" unterscheiden sich überhaupt nicht. Der Bildwinkel wird ja nur über die Sensorgrösse definiert. Am KB hat das gleiche Objektiv eben einen grösseren Bildwinkel.
Das Objektive für Cropkameras gerechnet werden bedeutet ja nur, dass sie am grösseren Bildkreis unschärfer werden und eventuell vigenettieren aber nicht dass sie weniger Licht einfangen.

Gruss, Uwe

 

[01af]

Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Sofern die Sensoren im gleichen Abstand angeordnet sind.

Hör doch bitte endlich einmal auf, das, was ich sage, ständig mit irgendwelchem Unfug ergänzen zu wollen!

Wenn "Anordnung im gleichen Abstand" zu den Bedingungen gehörte, dann hätte ich das bereits dazugesagt. Wir reden aber von gleicher relativer Öffnung (vulgo: gleicher Blende) – und jetzt rate mal, warum die relative Öffnung "relativ" heißt!

Basta.

... klingt komisch ...

... ist aber so.

Dann muß die Lichtmenge gleich sein, obwohl der Abstand des Sensors zum Objektiv unterschiedlich groß ist.

Stimmt. Doch dann wären die Blenden nicht gleich groß. Wir setzen aber gleiche Blende voraus – schon vergessen?

Weder der Vergleich mit Spannung/Ladung oder Temperatur/Wärme bringt mich hier weiter.

Warum nur überrascht mich das nicht ...

 

[Borgefjell]

Keine Frage: Wenn ich im gleichen Abstand zum Objektiv einen Großen und einen kleinen Sensor platziere, dann kriegt der kleine eine geringere Lichtmenge ab, als der große, weil ja Licht "verschenkt" wird.

Und genau das ist bei den Kameras der Fall, einfach weil der Abstand Sensor/Objektiv entsprechend der optischen Rechnung definiert ist. Wurde aber auch schon zig mal geschrieben, du bist aber anscheinend mit einer sehr selektiven Wahrnehmung ausgestattet. Zusätzlich gehst du davon aus, dass es möglich ist den Sensor irgendwo so zu positionieren, dass das Licht des Objektives komplett auf diesen trifft. Das ist nicht der Fall, ein Objektiv ist komplizierter aufgebaut, als eine Lupe etc.

 

[Bitterschoko]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Den fokus sollten wir außen vor lassen. Das ist denke ich ein anderes Problem.

Das glaube ich, ist eben dein Verständnisproblem.
Wenn man so wie du annimmt, dass der Fokus keine Rolle spielt, mögen deine Überlegungen ja stimmen. Die Frage ist nur, was hat das mit Fotografie zu tun? Ich bekomme nur ein Bild auf einem Sensor, wenn der Fokus stimmt. Am einfachsten ist es dann sich ein auf unendlich eingestelltes Objektiv vorzustellen, und der Vergleich verschieden großer Sensoren hat eben nur dann Sinn, wenn auf dem Sensor ein Bild entsteht! Schiebst du den Sensor in z-Achse (optische Achse des Objektivs) hin und her, bekommst: scharf -> unscharf -> unschärfer -> Schemen -> einheitliches Grau.
Du kannst also den Fokus nicht außer Augen lassen! In der Fotografie will ich ein Bild haben! Deine Überlegungen müssen auch für ein scharfes Bild stimmen, sonst hat das nichts mehr mit Fotografie zu tun!

 

[Bepag]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Warum nur überrascht mich das nicht ...

Vielleicht weil:
Spannung das Resultat eines Ladungsunterschieds ist, aber
Temperaturunterschiede eine Wärme hervorrufen.

Somit wären beide Beispiele, schon mal gegensätzlich.

Helligkeit ist eine eher subjektive Wahrnehmung. Lichtstärke als physikalische Größe und Lichtmenge verhalten sich wieder anders. Ein Lichtstärkenunterschied hat ja nun keine Lichtmenge zur Folge.
Lichtmenge ist meiner Meinung nach eher ein Lichtstrom in einer Zeit.

Nein. Dann wäre die Lichtstärke des Cropobjektivs kleiner, im Extremfall f/<1.

Eine kleinere Lichtstärke wäre doch eine größere Blendenzahl?

Abgesehen davon wurde neulich in einem parallelen Thread plausibel erklärt, dass (wenn ich das richtig in Erinnerung habe) f/0.5 theoretisch möglich wäre.

Verschiebst Du die Crop-Rasenflächenebene, änderst Du die Brennweite oder bekommst eine unscharfe Abbildung.

Brennweite ist eine Objektiveigenschaft. Was dahinter geschraubt wird, kann dies nicht beeinflussen.

Das ist nicht der Fall, ein Objektiv ist komplizierter aufgebaut, als eine Lupe etc.

Meiner Meinung nach kann jedes Linsensystem (bei fixer Brennweite) auf eine Linse reduziert werden. Dies ist viel anschaulicher.

Bitte korrigiert mich, wenn diese Annahme falsch ist.

Das glaube ich, ist eben dein Verständnisproblem.
Wenn man so wie du annimmt, dass der Fokus keine Rolle spielt, mögen deine Überlegungen ja stimmen. Die Frage ist nur, was hat das mit Fotografie zu tun?

Ein Verständnisproblem weniger, glaube ich (GLAUBE ich ).

Aber der andere Punkt ist natürlich richtig.

Ich reite hier etwas auf theoretischen Betrachtungen herum, die für die praktische Fotografie nicht wirklich relevant sind. Oder gar unmöglich sind.

Daher schalge ich vor, dass wir die Diskussion beenden. Ich habe die meisten Standpunkte verstanden, denke ich. Und ihr habt in vielen Punkten recht. Die Diskussionsunterschiede ergeben sich eher daraus, dass wir aneinander vorbei reden

Abschließend, um zum Thema zurückzukommen haben wir ja schon festgestellt, dass diese Frage:

Wenn ich eine 50mm Fesrbrennweite (1.8) auf Blende 4 einstelle die Kamera auf 125stel und ISO 100 , das gleiche mit einem Zoomobjektiv (2.8-4.0) 17-70mm eingestellt auf 50mm, Blende 4, und die Kamera auf 125stel und ISO 100:
fällt in beiden Fällen die gleiche Lichtmenge auf den Sensor?

mit "JA" zu beantworten ist. Hier waren sich ja alle einig.

 

[Yoda]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Ein Lichtstärkenunterschied hat ja nun keine Lichtmenge zur Folge.

Binnen einer gewissen Zeiteinheit natürlich schon.

Lichtmenge ist meiner Meinung nach eher ein Lichtstrom in einer Zeit.

Eben. Und wenn nun zwei Objektive gleich lichtstark sind, wie viel Licht lassen sie pro Zeiteinheit und Fläche durch?
Genau -> die gleiche Lichtmenge.

Eine kleinere Lichtstärke wäre doch eine größere Blendenzahl?

Richtig. Danke. Hab's korrigiert.
Natürlich meinte ich den kleineren Blendenwert und damit eine größere Blende.

Abgesehen davon...

Nein. Nicht abgesehen davon, denn:
Wir reden hier doch über identische Blenden.

Brennweite ist eine Objektiveigenschaft. Was dahinter geschraubt wird, kann dies nicht beeinflussen.

Genau. Darum wird bei Blende 4711 auch jeder dahinterliegende Sensor immer gleichartig mit Licht versorgt. Natürlich nur im Rahmen des vom Objektiv abgebildeten Bildkreises. Pro Sensorfläche bzw. Abbildungskriesfläche ist die Lichtmenge identisch.
zum Beispiel:
Blende 4 ist Blende 4 und bleibt Blende 4.
Sind die Sensoren und die Bildkreise der Objektive unterschiedlich groß, ist die Lichtmenge beim größeren Sensor (sofern das Objektiv dies seitens Bildkreis leistet) entsprechend größer.

Meiner Meinung nach kann jedes Linsensystem (bei fixer Brennweite) auf eine Linse reduziert werden. Dies ist viel anschaulicher.

Stimmt. Aber eine genaue Betrachtung oder ein Vergleich bleiben komplex.

Abschließend, um zum Thema zurückzukommen haben wir ja schon festgestellt, dass diese Frage:
...
mit "JA" zu beantworten ist. Hier waren sich ja alle einig.

 

[Bepag]

AW: Re: Lichtmenge, die den Sensor trifft

Und wenn nun zwei Objektive gleich lichtstark sind, wie viel Licht lassen sie pro Zeiteinheit und Fläche durch?
Genau -> die gleiche Lichtmenge.

Sind die Sensoren und die Bildkreise der Objektive unterschiedlich groß, ist die Lichtmenge beim größeren Sensor (sofern das Objektiv dies seitens Bildkreis leistet) entsprechend größer.

Das widerspricht sich doch. Wenn zwei Objektive die gleiche Lichtmenge durchlassen, dann kann doch ein größerer Sensor nicht mehr aufnehmen, als ein kleiner Sensor?

Bei einem größeren Bildkreis ist ja der Lichtstrom pro Flächeneinheit dann geringer. (Die Lichtstärke nimmt ab).