Gibt es einen vernünftigen Grund, warum ¹⁄₁₂₅ nicht genau die Hälfte von ¹⁄₆₀ ist?


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Die folgenden Verschlusszeiten sind bei den meisten DSLR-Kameras üblich:

  • 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000

Wenn Sie sich von links nach rechts bewegen oder die Verschlusszeit erhöhen, halbieren Sie die Lichtmenge, die auf den Sensor trifft. Mit anderen Worten, Sie verringern die Lichtmenge für jeden Schritt um eine Stufe. 1/30 ist also die Hälfte von 1/15 und 1/60 ist die Hälfte von 1/30. Aber dann kommt man zu 1/125, was nicht die Hälfte von 1/60 ist. Die Hälfte von 1/60 ist 1/120. Das ist die grundlegende Mathematik.

Sie brechen also die Sequenz oder das Muster. Aber wenn Sie fortfahren, macht es wieder Sinn. 1/250 ist also tatsächlich die Hälfte von 1/125 und 1/500 ist tatsächlich die Hälfte von 1/250 und 1/1000 ist tatsächlich die Hälfte von 1/500 usw.

Es scheint hier also zwei verschiedene Sequenzen zu geben.

  • 1/15, 1/30, 1/60

  • 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000

Gibt es einen vernünftigen Grund dafür?

Ich weiß, dass man manchmal von halben oder sogar von einem Drittel eines Punktes spricht. Aber was ist dann 1/125 die halbe Blende oder dritte Station von ? Wenn Sie 1/60 um ein Drittel erhöhen, erhalten Sie 1/180. Diese Einstellung ist in der Standardsequenz nicht vorhanden. Der nächstgelegene ist 1/160. Wenn Sie 1/60 um die Hälfte erhöhen, erhalten Sie 1/120 und es existiert auch nicht.

Wird das alles willkürlich von den Kameraherstellern festgelegt, oder gibt es vielleicht einen Grund und eine Geschichte dahinter?


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Ja, es ist eine böse Verschwörung zwischen den Kameraherstellern. Sie reduzieren die Verschlusszeiten ein wenig, um Geld zu sparen, und hoffen, dass Sie es nicht bemerken. Lass sie nicht davonkommen. Steh auf und fordere deine Millisekunden zurück!
Olin Lathrop

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Obwohl dies auf dem Etikett steht, stimmt es tatsächlich, dass die Verschlusszeiten diese Bruchteile sind? Ich wäre nicht im geringsten überrascht, wenn die Verschlusszeiten tatsächlich 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512, 1/1024 und so weiter wären und die Zahlen wären gerundet auf "nette" Vielfache von fünf für Leute, die nicht daran gewöhnt sind, in Zweierpotenzen zu denken.
Eric Lippert

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@Eric: Der Punkt ist, dass es egal ist. Angesichts verschiedener anderer Fehlerquellen bei der Ermittlung der genauen Belichtung ist die Differenz von 0,034 Blendenstufen zwischen 1/1000 Sekunde und 1/1024 Sekunde irrelevant. Sie benötigen sorgfältig kalibrierte empfindliche Geräte, um diesen Unterschied feststellen zu können. Der Fehler in der tatsächlichen Blende, der Fehler im realen ISO, der Fehler in der Verschlusszeit und das vom Objektiv absorbierte Licht werden das alles überfrachten. Außerdem wird in modernen Kameras die automatische Belichtung einige davon ausgleichen. Ist Ihre automatische Belichtung auf 0,034 Blendenstufen eingestellt? Das habe ich nicht gedacht.
Olin Lathrop

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Null: n / 1, 1/1, 1/2, 1/4, 1/8, nicht 1/16.
ein Lebenslauf

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@ olin-lathrop: du könntest weniger glücklich darüber sein, wenn du versuchst, eine Zeitrafferaufnahme mit einer Belichtung von 30 Sekunden und einem Intervall von 32 Sekunden einzurichten, und die Kamera mit einem Fehler ausfällt, weil die Belichtung von 30 Sekunden nicht innerhalb eines Intervalls von 32 Sekunden passt - und NICHT aufgrund von Langsamkeit Auslöser, weißt du?
Euri Pinhollow

Antworten:


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Tatsächlich ist 1/125 die Hälfte von 1/60, ± 0,06 Blende.

Bei der Betrachtung der Verschlusszeiten sollte klar sein, dass sie als Kehrwert für schöne runde Zahlen gewählt wurden. Beginnen Sie mit 1 Sekunde und teilen Sie es durch 2. Beachten Sie, dass Sie die Diskrepanz zwischen 1/16 s und 1/15 s verpasst haben. Wenn Sie in strengen mathematischen Vielfachen von 2 weitermachen, sollte 1/60 s wirklich 1/64 s sein, 1/1000 s sollte wirklich 1/1024 s sein usw.

Das Grundproblem ist, dass wir es in der Fotografie gewohnt sind, mit Faktoren von 2 umzugehen, aber eine Folge von Faktoren von 2 funktioniert in unserem Dezimalzahlensystem nicht für nette Zahlen. Wir stellen also fest, dass 10 3 in der Nähe von 2 10 liegt , und stellen fest, dass der 0,034-Blendenfehler keine Rolle spielt.

Durch das Hinzufügen von geringfügigen Verschiebungen im Faktor 2 zur Verschlusszeitsequenz, um sie als runde Zahlen in unserem Dezimalsystem zu behalten, können die Benutzer leichter mental rechnen.


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@KRyan Wahrscheinlich. Ich wünschte, die höheren ISO-Nummern würden auch dieser Regel folgen - Begriffe wie ISO 51.200 sind albern und leiden unter der gleichen übermäßigen Genauigkeit. Wir sollten es einfach ISO 50k nennen.
Mattdm

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@mattdm Zumal die tatsächliche Empfindlichkeit gegenüber dem angegebenen ISO-Wert bei den meisten Digitalkameras um mehr als die Differenz zwischen 51.200 und 50 KB bei dieser Einstellung abweicht.
Michael C

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@bdesham: Ich weiß es nicht und es spielt keine Rolle. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Verschluss um 1/4 Blende verschoben wird. Selbst wenn der Verschluss auf 1/10 Blende genau ist (genau für praktische Fotografiezwecke), ist dies immer noch die dreifache Differenz zwischen 1/1000 s und 1/1024 s. Selbst wenn ein qualitativ hochwertiger Verschluss auf 1/1000 s abzielt, kann es leicht zu einer Abweichung von mehr als 1/1024 s kommen. 1/1000 s mit einem Fehler von 0,1 Blende ist 1/1072 bis 1/933 Sekunden.
Olin Lathrop

2
@MaxRied In diesem Fall sollten Sie Geräte verwenden, die so genaue Belichtungszeiten aufweisen, nicht Consumer- oder DSLR-Kameras.
Michael C

4
@Max: Erstens hat Michael recht. Es ist unvernünftig zu erwarten, dass selbst eine Profikamera so genau ist, da sie nichts für die professionelle Fotografie tut. Es würde zusätzliche Kosten verursachen, wenn 99,999% der Kunden sich nicht darum kümmern. Zweitens werden wirklich genaue wissenschaftliche "Verschlüsse" normalerweise durch Steuern des Lichts gemacht. Beispielsweise kann eine Reihe von LEDs mit einer Genauigkeit von weniger als einer Mikrosekunde ein- und ausgeschaltet werden. Sie können solche LEDs problemlos für 1/1000 s (1 ms) + -0,01% (innerhalb von 100 ns) einschalten.
Olin Lathrop

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Die Differenz zwischen den "tatsächlichen" Verschlusszeiten bei Potenzen von 2 (32, 16, 8, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512, 1/1024 usw.) und die von uns verwendeten gerundeten Zahlen (30, 15, 8, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000 usw.) ist so trivial, dass sie die Grenzen der meisten existierenden Kameras übertrifft unterscheiden. Die meisten DSLRs für Privatanwender und Profis sind nicht auf die 0,034-Stopp-Differenz zwischen 1/1000 und 1/1024 Sekunden oder sogar auf die 0,06-Stopp-Differenz zwischen 1/125 und 1/120 Sekunden genau.

Gleiches gilt für abwechselnde ganze Blenden. f / 1.4 ist eine gerundete Version von √2 und alle anderen Blenden, die ungerade Vielfache von √2 enthalten: f / 2.8, 5.6, 11, 22 usw. werden tatsächlich ausgeführt (bis auf 16 signifikante Stellen) ) f / 2.828427124746919, 5.65685424949238, 11.31370849898476, 22.62741699796952, 45.25483399593904, 90.50966799187808 usw. Beachten Sie, dass f / 22 tatsächlich näher an f / 23 und f / 90 rundet. Dies ist völlig unerheblich, da alle außer den genauesten Objektiven für Laborzwecke die Blende nicht genau genug steuern können, um sowieso einen so geringen Unterschied zu erzeugen.

Die größte Abweichung im Belichtungsdreieck zwischen tatsächlichen und theoretischen Werten bei den meisten DSLRs ist die ISO-Empfindlichkeit. Viele Hersteller werden diese Zahl verfälschen, einige sogar um 2/3, damit ihre Leistung bei "ISO 1600" besser aussieht, da die Messungen in Wirklichkeit mit der tatsächlichen Empfindlichkeit von beispielsweise ISO 1057 durchgeführt wurden, als die Kamera eingestellt wurde nach ISO 1600! Das ist ungefähr 20 Mal ungenauer als die Differenz zwischen 1/1000 und 1/1024 Sekunden. Die folgende Grafik zeigt die tatsächlichen Empfindlichkeiten von drei DSLRs der Spitzenklasse bei verschiedenen von DxO Labs gemessenen Vollstopp-ISO-Einstellungen. Bei Einstellung auf ISO 1600 sind die folgenden Kameras tatsächlich empfindlich gegenüber dem in Klammern angegebenen ISO-Wert: Canon EOS 1D X (1222), Nikon D4 (1192), Sony SLT Alpha A99 (913). Viele andere DSLRs sind ähnlich.

DxO Mark ISO Vergleich


2
Haben Sie einen Grund für die Behauptung, dass Hersteller bei ISO solch ... zweifelhafte Taktiken anwenden?
David Richerby

Beim Fotografieren von Dingen wie altmodischen Fernsehgeräten können die Unterschiede zwischen 1/59 Sekunde, 1/60 und 1/61 oder zwischen 1/29, 1/30 und 1/31 sehr gut sichtbar sein (je kürzer die - besonders die, die schneller als 1/60 sind - sind durchaus zu beanstanden). Ich weiß nicht, ob eine 60-Hz-Stromleitung irgendetwas mit der Wahl von 1/60 als Zeit zu tun hat, aber manchmal kann es viel nützlicher sein als 1/64.
Supercat

1
@supercat Ich bezweifle, dass 1/60 genau 1/60 ist. Vielleicht 1/64 oder 1/58 für das, was wir wissen. Ich bezweifle, dass Kamerahersteller so starke Toleranzen anwenden. NTSC (und HD in den Ländern, in denen es NTSC gab) ist nicht mehr die Powerline 60Hz, sondern 59.94Hz.
Marco Mp

2
@DavidRicherby Siehe folgenden Link. Klicken Sie auf "Messungen -> ISO-Empfindlichkeit". Wenn ISO 1600 eingestellt ist, entsprechen Canon 1D X, Nikon D4 und Sony A99 ISO 1222, ISO 1192 bzw. ISO 913. dxomark.com/Cameras/Compare/Side-by-side/…
Michael C

2
@supercat Der Großteil der Welt verwendet 50Hz, daher bezweifle ich, dass dies irgendetwas damit zu tun hat.
David Richerby

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Ich bin ein wenig überrascht, dass dies niemand weiß, aber die auf Kameras angezeigten Verschlusszeiten sind einfach das Ergebnis von Konventionen. Bis etwa 1939 gab es zwei verschiedene Konventionen, aber das ist nebensächlich.

Zu Zeiten mechanischer Kameras verfügten Handwerker über ein einfaches Gerät, mit dem die tatsächliche Verschlusszeit einer Kamera ermittelt werden konnte. Sie stellten fest, dass Kameras verschiedener Hersteller markenspezifische Vorspannungen aufweisen, z. B. Leica-Verschlusszeiten von 1/10, 1/20, 1/40, 1/80, 1/200, 1/400, 1/800. Hasselblad-Fensterläden tendierten nach oben, wie ich mich erinnere. Dies war von geringer Bedeutung, da die Geschwindigkeitsbewertung des Films in Kombination mit der Temperatur, dem pH-Wert und den Rührschwankungen der Verarbeitungslösungen leicht um +/- 50% variieren würde.

Ich sollte auch erwähnen, dass die meisten mechanischen Kameras zwei separate Zeiteinstellungen für langsame und hohe Geschwindigkeiten hatten. Tatsächlich hatten sehr frühe Kameras mit Fokusebene nur eine "hohe" Geschwindigkeit, wobei verschiedene Verschlussöffnungen mit fester Breite aus einer Rolle Verschlussstoff ausgewählt wurden, um die tatsächliche Belichtung zu ändern, ohne die Zeit überhaupt zu verändern. Langsame Geschwindigkeiten wurden erzeugt, indem ein Verschluss mit voller Blende für eine bestimmte Zeitdauer "verweilte".


Das ist interessant, scheint aber nicht viel damit zu tun zu haben, warum wir jetzt 1 / 60s und 1 / 125s auf Kameras haben.
Philip Kendall

1
Warum weiß das wohl niemand?
Mattdm

Die frühesten Speed ​​Graphics, die um die Wende des 20. Jahrhunderts verwendet wurden, verwendeten eine Kombination aus Schlitzbreite und Federspannung, um alle verfügbaren Verschlusszeiten abzudecken. Siehe piercevaubel.com/cam/catalogs/…
Michael C

3

Die Regel ist auch bei längeren Verschlusszeiten nicht exakt: 1/15, 1/8 , 1/4, 1/2 usw.

Ich denke, der einzige Grund dafür ist, dass es sich um die Standard-Vollblendenserie handelt (zu der 1/125 gehört), die irgendwann als Standard vereinbart wurde, damit die Belichtungsberechnung beim Arbeiten mit der Vollblendenserie einfacher ist. Ich denke nicht, dass die kleinen "Fehler" eine bedeutende Auswirkung auf die Verdopplung oder Halbierung der Lichtmenge für Ihre Belichtung haben.


1 Sekunde ist die Basis für die gesamte Skala. Alles andere basiert auf Potenzen von 2 für 1 Sekunde. 32, 16, 8, 4, 2, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512, 1 / 1024, 1/2048, 1/4096, 1/8192.
Michael C

3

Diese Zahlen stammen aus der Zeit vor einem Jahrhundert, als die Kamera noch mechanisch war. Es gab keine Möglichkeit, einen Verschluss so genau zu bauen, dass es einen Unterschied zwischen 1/120 und 1/125 gegeben hätte ... Und 1000 ist für 1024 vom Menschen lesbar ...


1

Die tatsächlichen Verschlusszeiten, die wir verwenden, sind notwendigerweise Zweierpotenzen, aber die mit MARKIERUNG gekennzeichneten nominalen Verschlusszeiten sind nur zweckmäßige gerundete Annäherungen. Wir VERWENDEN NICHT die MARKIERTEN Zahlenwerte, die Kamera kann die tatsächlichen Potenzen von zwei ersetzen und verwenden. 1/30 ist 1/32, 1/60 ist 1/64 und 1/125 ist 1/128 Sekunde. Die Markierungen zeigen möglicherweise drei Sequenzen, aber die Kamera verwendet nur die EINZIGE Potenz von zwei Sequenzen.

Stellen Sie beispielsweise den 30-Sekunden-Verschluss Ihrer Kamera ein und der tatsächliche Wert beträgt 32 Sekunden. Notwendigerweise wegen 1,2,4,8,16,32 Sekunden, und wir müssen jeden Stopp genau verdoppeln, damit das Konzept funktioniert. Die Markierungen halten es jedoch für zweckmäßig, 30 Sekunden und 1/30 Sekunden lang dieselben Zahlen anzuzeigen, wobei es sich bei beiden nicht um genaue tatsächliche Werte handelt, die von der Kamera tatsächlich verwendet werden. Es ist ein sehr altes System, von früher, als Binärdateien üblich waren (1/128 klang seltsam), und die Dinge spielten keine so große Rolle. Weitere Informationen finden Sie unter http://www.scantips.com/lights/fstop.html

Zum Beispiel hat die Kamera sowohl eine dritte als auch eine halbe Blende von 1/10 und 1/20 Sekunde, aber der gleiche markierte Wert kann nicht sowohl eine dritte als auch eine halbe Blende sein, die 1/6 Blende voneinander entfernt sind. Und das ist es nicht. Die Kamera weiß es richtig zu machen. Stopps müssen Zweierpotenzen sein.

Zum Beispiel, was wir f / 11 nennen, ist f / 11.31. Dies ist nur eine runde Sache in den nominalen Markierungen, aber die Kamera weiß es richtig zu machen.

Das einzige Mal, dass wir uns mit diesem kleinen Unterschied (der nur in unserem Verstand und in den Markierungen existiert) befassen könnten, ist, wenn wir selbst numerische Berechnungen durchführen. Wir berechnen kleine Inkonsistenzen mit den Nominalzahlen, aber die tatsächlich verwendeten Zahlen zeigen genaue Zusammenhänge.

Und wenn die Kamera es tut, kommt es richtig heraus. Die Kamera verwendet genaue Werte, markiert jedoch nominell gerundete Näherungswerte.


Beim Aufnehmen von Bildern mit einem ~ 30Hz- oder ~ 60Hz-CRT-Bild besteht ein großer visueller Unterschied zwischen einer Verschlusszeit von 1/30 Sekunde und 1/32 Sekunde. Eine Verschlusszeit von 1/32 Sekunde würde etwa 1/8 des Bildschirms durch fast eine Blende unterbelichten. Während Standbilder von Monitoren mit Filmkameras oft keine perfekten Ergebnisse liefern, ist der unterbelichtete Bereich normalerweise viel kleiner als 1/8 des Bildschirms.
Supercat

0

In einfachen Worten, die "Basis" -Belichtung in Kameras in den "alten Tagen" betrug 1/125 Verschluss bei 1: 8 Blende auf ISO100-Film. Dies würde bei hellem Tageslicht gut tun. Ich gehe davon aus, dass die Kameraverschlüsse tatsächlich für 1/125 Sekunde kalibriert wurden. Ein Stopp schneller zu machen bedeutete nur, auf 1/250, 1/500 zu verdoppeln und weiterzumachen. Wenn Sie langsamer werden, möchten Sie es dem Benutzer nicht mit einem schrecklichen Dezimalbruch ausdrücken, also war 1/60, 1 / 30,1 / 15, 1/8 und so weiter "gut genug", selbst wenn die Kamera dies könnte Gut so gut wie die Belichtung von 1/125 zu verdoppeln.


In den "alten Tagen" war ISO 100 ein Wunschtraum. Die frühesten Kameras verwendeten Emulsionen mit einem ISO-Äquivalent von etwa "1". Die Basislinie für die Belichtungszeit war 1 Sekunde, nicht 1/125. Die konventionelle Skala bewegt sich dann von 1 Sekunde in beide Richtungen als Zweierpotenzen: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1 / 512 usw. in der kürzeren Richtung und 2, 4, 8, 16, 32 usw. in der längeren Richtung. Die "sonnige 16" -Regel ist eigentlich etwa 1/3 Pause von EV 15, die Sie zitieren. "Sunny 16" gibt an, dass die Verschlusszeit der Kehrwert der Filmgeschwindigkeit ist. Für ASA 100 wäre es 1/100 @ f / 16.
Michael C
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