Warum ist ein Objektiv dunkler als andere, wenn dieselben Einstellungen angewendet werden?

Ich besitze eine Nikon D500 DSLR mit einem Nikkor 16-80 mm 1: 2,8-4E ED VR-Objektiv.

Ich habe festgestellt, dass dieses Objektiv bei genau denselben Einstellungen (gleiche ISO, gleiche Blende, z. B. F8.0, gleiche Verschlusszeit, z. B. 1/800, gleicher Weißabgleich usw.) dunklere Fotos erzeugt als andere DX-Objektive, die ich besitze, wie Nikkor 18-105 mm 1: 3,5-5,6 G ED VR, verwenden natürlich dasselbe Kameragehäuse.

Um die gleiche Belichtung zu erzielen, muss ich die ISO-Empfindlichkeit erhöhen oder die angewendete Blende / Verschlusszeit ändern.

Die Tatsache, dass ein Objektiv "dunkler" zu sein scheint, spiegelt sich auch im Belichtungsmesser in der Kamera wider, wenn diese beiden unterschiedlichen Objektive montiert werden. Das gleiche Verhalten wurde beobachtet, wenn genau dieselben Objektive mit einer Nikon D3200-Kamera getestet wurden.

Warum passiert dies? Liegt das an einem anderen T-Stop? Wie kann ich wissen, welcher T-Stop-Wert für die beiden Objektive gilt? Sollte der Nikkor 16-80 mm nicht auch in Bezug auf den T-Stop besser sein als der Nikkor 18-105 mm (wie aus verschiedenen Bewertungen hervorgeht, die ich gelesen habe)?

Bearbeiten: Hier sind zwei Beispielbilder, die ich gerade mit den zuvor genannten Einstellungen aus meinem Fenster genommen habe. Sie wurden unter den gleichen Bedingungen und zur gleichen Szene gebracht, wobei die Sonne sie beleuchtete. Ich machte das erste Bild mit 16-80 mm, wechselte dann das Objektiv und machte das zweite Bild mit 18-105 mm, beide bei 35 mm. (Die Bilder wurden verkleinert, um den Upload hier zu ermöglichen.)

Obwohl die Durchlässigkeit der Linsen diesen Unterschied erklären könnte, könnte ein Teil davon auch auf die Möglichkeit zurückzuführen sein, dass der elektronische Aperturmechanismus des 16-80 falsch kalibriert ist. Ich weiß nicht, ob der Blendenmechanismus dieses Objektivs mehr oder weniger dazu neigt, falsch kalibriert zu werden, aber ich gehe davon aus, dass die Möglichkeit nicht Null ist.

Ich stimme Ihnen zu, dass der T-Stop der 16-80 nicht viel schlimmer sein sollte als der der 18-105. Der Unterschied in der Anzahl der Elemente / Gruppen ist nicht groß, und wenn überhaupt, sollte das Pro-Objektiv bessere Beschichtungen haben. Der Unterschied im EV in Ihren Beispielfotos beträgt etwa 1/2 bis 2/3 Stopp. Dies würde auf einen unannehmbar niedrigen T-Stop für das Pro-Objektiv hinweisen.

Wenn für das Objektiv noch Garantie besteht, können Sie Nikon einen Blick darauf werfen und es gegebenenfalls kostenlos anpassen.

Wir sind auf die Genauigkeit unserer Kameraeinstellungen angewiesen, um eine „korrekte“ Belichtung zu erzielen. In der heutigen Zeit garantieren eingebaute Mess- und Chiplogik ein gutes Ergebnis. Ich finde das bemerkenswert, weil „richtige“ Belichtung ein Weg ist, der voller Fallstricke ist. Wir legen die Abhängigkeit von den Blendenmarkierungen und den Einstellungen für die Verschlusszeit sowie von den ISO-Werten fest. Wir werden Glück haben, wenn alle diese Einstellungen plus der Zählerstand wie versprochen liefern. Es tut mir leid zu berichten, dass es in Mudville oft keine Freude gibt.

Bei den meisten Objektiven werden die Blendeneinstellungen mithilfe einer bescheidenen mathematischen Formel abgeleitet. Wir berechnen die Brennweite der Linse durch den Arbeitsdurchmesser, um die Blendenzahl zu berechnen. Die Blendenzahl soll universell sein. Mit anderen Worten, wir stellen unser Objektiv auf 1: 8 ein, in der Annahme, dass es auf Film oder digitalen Sensor übertragen wird, die gleiche Menge an Lichtenergie wie jedes andere Objektiv, das auf dieselbe Blende eingestellt ist. Es tut mir wieder leid zu berichten, dass die resultierenden Belichtungen allzu oft nicht übereinstimmen.

Die Ungenauigkeit der Objektiveinstellung ist für die Filmindustrie zu groß. Das Aufnehmen einer einzelnen Szene kann Millionen kosten, daher steht der Ruf auf dem Spiel. Diese Branche entschied sich für ein Upgrade auf den T-Stop. Dies ist eine sehr genaue Blende, die auf einem tatsächlichen Maß der Lichtenergie basiert, die die Linse durchquert.

Warum sollte die Blende ungenau sein? Sie ergibt sich aus dem Verhältnis der Brennweite zum Arbeitsdurchmesser. Es berücksichtigt nicht: A. Lichtverlust aufgrund der Tatsache, dass die Glaslinsen hinsichtlich der Transparenz nicht perfekt sind. B. Jede Linsenoberfläche ist poliert, so dass aufgrund von Oberflächenreflexionen etwas Licht verloren geht. C. Lichtstrahlen, die nur durch die Klingen der Iris streifen, werden fehlgeleitet. D. Streustrahlen aufgrund nicht korrigierter Linsenaberrationen verfehlen ihre Markierung. E. Andere Störungen nicht zitiert.

Einige Standbildobjektive werden über die T-Stop-Methode kalibriert. Es ist mir ein Rätsel, warum alle High-End-Kameraobjektive die Blende im Gegensatz zur Blende verwenden.

(Diese Antwort basiert auf der Annahme, dass Sie keine unterschiedlichen "schützenden" UV-Filter, ND-Filter, Polarisationsfilter oder andere Filtertypen für beide Objektive verwenden. Wenn Sie für jedes Objektiv unterschiedliche Filter verwenden, sollte dies ziemlich offensichtlich sein woher die Unterschiede meistens kommen.)

Warum ist ein Objektiv dunkler als andere, wenn dieselben Einstellungen angewendet werden?

Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass das 18-105-mm-Objektiv mit mechanischer Blendensteuerung fälschlicherweise heller belichtet als das 16-80-mm-Objektiv mit elektronischer Blendensteuerung .

Der Unterschied ist subtil, aber signifikant.

Das heißt, die elektronisch gesteuerte Blende des 16-80-mm-Objektivs liefert wahrscheinlich eine genauere Belichtung als die mechanisch gesteuerte Blende des 18-105-mm-Objektivs.

Wenn dies bei allen DX-Objektiven der Fall ist, liegt das Problem höchstwahrscheinlich in der mechanischen Blendenverbindung der Kamera und nicht in den Verbindungen der DX-Objektive. Wenn dies auch bei anderen Kameragehäusen der Fall ist, müssen Sie die allgemeinen Unterschiede zwischen der mechanischen Blendensteuerung und der elektronischen Blendensteuerung berücksichtigen. Oder vielleicht ist das Gestänge des D3200 Ihres Freundes genauso abgenutzt oder um ungefähr den gleichen Betrag verbogen wie Ihr D500.

Ein kleiner Hintergrund¹

Als Ende der 1980er Jahre die AF-Technologie aufkam, versuchte Nikon, ein System zu entwickeln, mit dem alte F-Mount-Objektive bis in die späten 1950er Jahre als manuell fokussierte Objektive auf den neuen AF-fähigen Körpern verwendet werden können. Sie entschieden sich dafür, den Fokusmotor in der Kamera so zu platzieren, dass er die Fokuselemente im Objektiv über eine mechanische Verbindung antreibt, anstatt den Fokusmotor im Objektiv zu platzieren. Darüber hinaus haben sie beschlossen, die mechanische Verbindung zwischen Kamera und Objektiv beizubehalten, um die Blende und die zugehörige Messung so zu steuern, dass sie mit älteren F-Mount-Objektiven abwärtskompatibel ist. Pentax verfolgte diesen Ansatz ebenfalls.

Einige andere große Kamerahersteller entschieden sich für eine saubere Pause und die Schaffung eines neuen Objektivmontagesystems mit einer vollelektronischen Verbindung zwischen Kamera und Objektiv sowie für die Platzierung des Fokusmotors im Objektiv. Minolta führte 1985 eine neue A-Halterung mit einem vollelektronischen System ein (diese wurde schließlich zur Sony A-Halterung, nachdem Sony Minolta gekauft hatte). Canon führte das ähnliche EOS-System 1987 ein. Keines der beiden Systeme erlaubte es Benutzern, frühere Objektive in älteren von Minolta bzw. Canon gekauften Halterungen mit den neuen Kameras zu verwenden, die die neuen Halterungen verwendeten. Schon früh gewann Nikon Marktanteile, indem die neuen AF-Kameras und Objektive abwärtskompatibel mit vorhandenen F-Mount-Kameras und -Objektiven gemacht wurden.¹

Während Minolta (1985) und Canon (1987) Kamerasysteme mit vollelektronischer Halterung einführten, haben Pentax und Nikon den größten Teil des Zeitraums nach und nach elektronische Verbindungen zu ihren vorhandenen Montagesystemen in mehreren schrittweisen Schritten eingeführt. Pentax tat dies früher und aggressiver als Nikon.

Bald erwies sich das neue "Ultra-Sonic Motor" -Design, das Canon für alle außer den Low-End-Objektiven verwendete, in Bezug auf Autofokusgeschwindigkeit und -genauigkeit im Vergleich zu der von Nikon, Pentax und anderen verwendeten mechanischen Verbindung als weit überlegen. Fast über Nacht eroberte Canon einen Großteil des professionellen 35-mm-Marktes, den Nikon jahrzehntelang dominiert hatte, insbesondere unter denjenigen, die Sport / Action drehten. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, erweiterte Nikon Mitte der neunziger Jahre sein F-Mount-System um elektrische Kontakte und begann mit der Entwicklung von AF-I-Objektiven mit Motoren für große Teleobjektive, die schwerere Fokuselemente erfordern. AF-S-Objektive mit AF-Motoren, die dem USM-Ring-Typ USM sehr ähnlich konstruiert waren, erschienen erst 1998. Nikon setzte auch weiterhin AF-Motoren in ihren Körper ein, um die vorhandenen AF-Objektive anzutreiben, denen ein eigener Motor fehlte.

Bis weit ins 21. Jahrhundert hinein bot Nikon jedoch nur mechanisch gesteuerte Blenden in allen Objektiven an.

Abgesehen von einigen 2008 eingeführten Perspective Control-Objektiven (Tilt / Shift) bot Nikon bis zum AF-S 800 mm 1: 5,6E VR im Jahr 2012 kein F-Mount-Objektiv mit elektronisch gesteuerter Blende an. Mehrere andere High-End-Objektive (und teure) 'E'-Objektive folgten.

Das AF-S 16-80 mm 1: 2,8-4E Dx VR war das erste E-Objektiv von Nikon, das nicht mehr als 2.000 US-Dollar kostete. Es wurde in der zweiten Jahreshälfte 2016, etwa dreißig Jahre nach den ersten Massenverbraucherobjektiven mit elektronisch gesteuerten Blenden, eingeführt. In den vergangenen Jahren wurden auch mehrere andere neue Halterungen / Systeme eingeführt, die nur die elektronische und nicht die mechanische Kommunikation zwischen Kamera und Objektiv verwenden. Darunter: das Four Thirds und das Micro FourThirds-System eines Konsortiums aus Olympus und Panasonic, Sonys E-Mount, Fujis X-Mount, Samsungs NX-Mount (jetzt nicht mehr verfügbar) und sogar das kompakte Nikon 1 / CX-Mount (ebenfalls nicht mehr verfügbar) ) im Jahr 2011 angekündigt.

Als Mitte der 1980er Jahre Kameras eingesetzt wurden, die die gesamte Kommunikation zwischen elektronischen Kameras und Objektiven nutzen, wurden die Vorteile elektronisch gesteuerter Blenden in den drei Jahrzehnten zwischen Mitte der 1980er und Mitte der 2010er Jahre immer deutlicher ::

• Schnellere Betätigung. Die in elektronischen Objektiven verwendeten Servos sind kompakter und das System hat deutlich weniger Spielraum. Ohne Rückstellfedern können die Servos die Blende auch nach der Belichtung so schnell öffnen, wie sie gestoppt wurde.
• Geringere Anfälligkeit für sehr kalte Temperaturen verlangsamt den Stopp unmittelbar vor der Aufnahme eines Bildes.
• Bessere Schuss-zu-Schuss-Genauigkeit, wenn beide Systeme neu und richtig eingestellt sind.
• Es ist nicht erforderlich, die Verbindungsmechanismen sowohl an der Kamera als auch an jedem Objektiv regelmäßig zu testen und einzustellen, wenn sie sich abnutzen und / oder wenn sich die Einstellschrauben lösen.
• Mangelnde Anfälligkeit für das Verbiegen der mechanischen Verbindung, wenn das Objektiv an der Kamera angebracht ist. Wenn der Hebel der Kamera verbogen ist, ist er bei allen mechanisch gesteuerten Objektiven, die mit der Kamera verwendet werden, ungenau. Dies äußert sich normalerweise in einer Überbelichtung.

T-Stop-Unterschiede

Es besteht auch die Möglichkeit, dass 35 mm, was der Sweet Spot für das Verhältnis von Blende zu Blende des 18-105 mm-Objektivs im weit geöffneten Zustand zu sein scheint , auch eine Brennweite ist, zwischen der das 16-80 mm-Objektiv einen größeren Unterschied aufweisen kann Blendenzahl und Blende. Obwohl Sie beide Objektive mit 1: 8 verwenden, neigen die meisten Objektive dazu, Unterschiede zwischen der angegebenen Blendenzahl und der tatsächlichen Lichtmenge, die von einem Objektiv beim Stoppen übertragen wird, "beizubehalten". Objektivhersteller tun dies, um den Abstand zwischen den einzelnen Blenden im Bereich der Blendeneinstellungen einzuhalten. Bei Zoomobjektiven treten häufiger Unterschiede zwischen Blendenzahl und Blende auf, wenn das Objektiv weit geöffnet ist und die Brennweite geändert wird.

Hier ist das Übertragungsprofil für die AF-S DX 18-105 mm 1: 3,5-5,6 G ED VR (Orange) und zwei weitere von DxO Mark veröffentlichte Nikon-Objektive (leider haben weder DxO noch Imaging Resources Messungen für die AF-S 16 veröffentlicht -80 mm 1: 28-4E ED VR):

Was wir in der oberen Tabelle für eine "theoretische" 18-105 mm 1: 3,5-5,6 erwarten würden, ist eine Linie mit einer mehr oder weniger konstanten Steigung von etwas etwas dunkler als T-3.5 links bis ungefähr der gleichen Menge etwas dunkler als T-5.6 auf der rechten Seite. Das sehen wir beim AF-S 24-120 mm 1: 3,5-5,6 G IF-ED VR (blau). Beim 24-120 mm 1: 3,5-5,6 gibt es im gesamten Zoombereich nur einen sehr geringen Unterschied zwischen der Nennblende und der gemessenen Blende. Aber das bekommen wir mit dem 18-105mm nicht.

Beachten Sie, dass einige andere Nikon DX-Zoomobjektive wie das AF-S 18-135 mm 1: 3,5-5,6 G IF ED (nicht gezeigt) und das AF-S DX 18-70 mm 1: 3,5-4,5 G IF ED (rot) verwendet werden ) haben ein fast identisches Profil im Vergleich zu den 18-105mm. Es scheint, dass Nikon bei einigen der kostengünstigeren DX-Objektive die weit geöffnete Blende bei den Brennweiten mit weiterem Winkel nur ein wenig schließt, um möglicherweise Aberrationen am Rand des Bildfelds zu begrenzen.

Ohne T-Stop-Messungen für die AF-S DX 16-80 mm 1: 2,8-4E ED VR ist es schwer zu sagen, ob der festgestellte Unterschied darauf zurückzuführen ist, dass das Objektiv beim Zoomen auf 35 mm einen höheren T-Stop-Wert aufweist. Es könnte interessant sein, einen ähnlichen Test mit 16-18 mm, 50 mm und 70-80 mm mit jedem Objektiv durchzuführen, um festzustellen, ob die Ergebnisse mit denen von 35 mm übereinstimmen.

_{¹ Einen noch umfassenderen Einblick in die Geschichte des Nikon F-Mount und dessen Vergleich mit den Halterungen der Wettbewerber seit Einführung von AF in den 1980er Jahren finden Sie in dieser Antwort auf eine andere Frage.}

_{² Durch die digitale Revolution waren kleine Belichtungsschwankungen ein größeres Problem als bei Filmen. Mit zunehmender Verbreitung von Zeitrafferfotografie und -videos mit Kameras, die in erster Linie für Standbilder entwickelt wurden, wurde dies immer wichtiger.}

Wie Sie bereits bemerkt haben, lassen die Linsen wahrscheinlich unterschiedliche Lichtmengen durch, was mit T-Blenden zusammenhängt. Dies kann erklärt werden, indem eine größere Anzahl größerer, dickerer Elemente enthalten wird, um Fehler zu korrigieren und die maximale F2.8-Apertur am breiten Ende zu berücksichtigen.

• Die Nikon AF-S NIKKOR 16-80 mm 1: 2,8-4E DX ED VR SWM IF verfügt über 17 Elemente in 13 Gruppen.

• Die Nikon AF-S DX NIKKOR 18-105 mm 1: 3,5-5,6 G ED VR verfügt über 15 Elemente in 11 Gruppen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Objektive besser sind als andere. Obwohl der 16-80 / 2.8-4 bei einer bestimmten Blende weniger Licht durchlässt als der 18-105 / 3.5-5.6, hat er eine größere maximale Blende und kann insgesamt mehr Licht durchlassen.

Wenn Sie nur den Unterschied zwischen den Objektiven kennen möchten, können Sie den Spotmeter an Ihrer Kamera verwenden. Führen Sie nach dem Messen der Einstellungen für mehrere Lichtquellen und Blenden einige Berechnungen durch, um festzustellen, wie viele Blendenunterschiede zwischen den Objektiven bestehen.

Wenn Sie T-Blenden berechnen möchten, können Sie diese mit einem Objektiv mit bekannten T-Blendenwerten vergleichen.

Siehe Was ist T-Nummer / T-Stop?