Ich weiß, dass Digitalkameras ISO-Optionen haben und dass ISO die Lichtempfindlichkeit der Kamera ist. Wenn Sie jedoch eine höhere ISO einstellen, können Sie ein verrauschtes Bild erhalten. Ich weiß auch, dass es zwei weitere Kameraoptionen gibt, Verschlusszeit und Blende.
Wie ist die Beziehung zwischen ihnen? Gibt es eine Gleichung oder so etwas?
Wenn ich beispielsweise die ISO auf 640 einstelle, wie soll ich dann die Verschlusszeit und die Blende einstellen?
Antworten:
Es gibt eine Gleichung, und gemäß Konvention ist sie wirklich einfach aufgebaut. Grundsätzlich sind fünf Faktoren zusammen zu berücksichtigen:
und schließlich aber nicht zuletzt:
Das ist eine Menge zu beachten, weshalb das Ausschalten des Auto- Modus so einschüchternd sein kann. Aber fangen wir einfach an.
Die Fotografie hat eine Konvention, die als Belichtungswertskala bezeichnet wird . Dies ist eine Reihe von Zahlen, die im Allgemeinen im Bereich von ein- oder zweistelligen Zahlen auf beiden Seiten von Null liegen. Jede Zahl entspricht den Einstellungen für Blende und Verschlusszeit, wodurch dieselbe Lichtmenge gesammelt wird - was bedeutet, dass bei gleicher Szene und Empfindlichkeit dieselbe Belichtung im Endergebnis erzielt wird.
Es ist oft bequem, sich diese Zahlen als typische Szenen vorzustellen, die bei diesem Elektrofahrzeug in der Regel als korrekt angesehen werden. Zum Beispiel ist bei ISO 100 die volle Sonne ungefähr 15, die Innenräume normalerweise ungefähr 6 und eine Landschaft, die von einem Viertelmond beleuchtet wird, ungefähr -6. Weitere Details hier oder in diesem praktischen Rundschreiben zusammengefasst:
Jeder Faktor hat seine eigene Skala, aber wir nennen jeden vollständigen Schritt auf einer der Skalen " One Stop ", und - endlich bin ich zur einfachen Sache gekommen! - Das Coole ist, dass Sie in Bezug auf die resultierende Helligkeit einen Stopp eines beliebigen Faktors gegen einen Stopp eines anderen austauschen können.
Warum willst du das tun? Zwei grundlegende Gründe. Erstens hat jeder Faktor Grenzen:
Zweitens wirkt sich neben der Belichtung jeder Faktor auf die andere Weise auf das Bild aus, und dies ist für den kreativen Prozess der Fotografie von grundlegender Bedeutung:
Unabhängig vom Faktor bedeutet eine Änderung um eine Stufe, dass die Lichtmenge von diesem Faktor verdoppelt oder halbiert wird .
Ich sagte, es gäbe eine Gleichung und gab dann keine. Es ist im Grunde das:
aperture × shutter duration × sensitivity × light = exposure
ABER, mach dir keine Sorgen um das Multiplizieren von irgendetwas - du musst nur Stopps addieren und subtrahieren .
(Wenn Ihre Augen durch Mathematik glasig werden, überspringen Sie diese Klammer. Wenn Sie jedoch neugierig sind, liegt dies daran, dass das Stoppsystem eine Protokollskala ist und wir effektiv nur Exponenten hinzufügen, was dem Multiplizieren entspricht. Aber noch einmal Das Tolle ist, dass dies in der Art und Weise, wie wir mit Kameras arbeiten, vorab berücksichtigt wird , sodass Sie nie wieder darüber nachdenken müssen, wenn Sie nicht möchten.)
Für jede der einzelnen Skalen:
und bei der Belichtung selbst finden Wie die richtige Belichtung wählen? .
Woher weißt du, was der EV einer Szene ist und mit welchen Werten du anfangen sollst? Sie können raten, oder Sie können ein Belichtungsmessgerät verwenden. Früher war es sehr üblich, diese als separate Geräte zu verwenden, aber jetzt ist in jeder Kamera eine sehr schöne eingebaut. (Die separaten Geräte werden immer noch verwendet, aber das ist ein fortgeschritteneres Thema.) Dies ist, was Ihre Kamera verwendet seine automatischen Modi - sie nehmen einen Zählerstand auf und wählen dann mit einem Programm die entsprechenden Belichtungsfaktoren aus. (Mehr unter Wie ermitteln DSLRs, welche Blende im P-Modus ausgewählt werden muss? )
Das automatische Messgerät gibt Ihnen Einstellungen für Blende, Verschluss und ISO, die Ihnen eine mittlere, durchschnittliche Helligkeit geben sollten. Sie können es jedoch mit "EV-Kompensation" anders sagen - siehe Wenn ich die EV-Kompensation ändere, wie wirkt sich das auf meine Blende, Verschlusszeit oder ISO aus? für viele Details.
Sie fragen: "Wenn ich beispielsweise die ISO auf 640 einstelle, wie soll ich dann die Verschlusszeit und die Blende einstellen?" und die Antwort lautet: es kommt darauf an. Sie messen, um dies herauszufinden, und konsultieren entweder eine EV-Tabelle oder - praktischer - lassen Sie die Kamera einfach einen Startpunkt vorschlagen (wenn Ihre Kamera im manuellen Modus keine Taste hat, notieren Sie sich einfach, in was sie ausgewählt wurde automatischer Modus). Und dann bist du bereit für ...
Wenn Sie das resultierende Bild abdunkeln oder aufhellen möchten, können Sie die Blende, die Verschlussdauer, den ISO-Wert oder die Szenenbeleuchtung ändern (bis zu den inhärenten Grenzen der einzelnen Faktoren). Wenn Sie beispielsweise ein Bild, das mit ISO 400, 1: 8 und einer Verschlusszeit von ¹⁄₁₂₀ einer Sekunde aufgenommen wurde, um eine Stufe aufhellen möchten , können Sie einen beliebigen Faktor ändern: ISO auf 800 , Blende bis 1 : 5,6 oder Verschluss bis ¹⁄₆₀th . (Wenn Sie alle drei ändern, würde dies natürlich eine Änderung um drei Stopps bewirken.)
Wenn Sie die Belichtung , das gleiche halten wollen , aber einen Faktor ändern, können Sie ändern , entweder der anderen Faktoren in der entgegengesetzten Richtung. Wenn Sie zum Beispiel für ISO 400, f / 8, ¹⁄₁₂₀th die Bewegung mit einem Verschluss von ¹⁄₂₄₀th besser einfrieren möchten, können Sie die Belichtung beibehalten, indem Sie entweder ISO auf 800 oder Blende auf f / ändern. 5.6. Oder Sie können die Beleuchtung um eine Stufe ändern und ISO und Blende in Ruhe lassen.
Das "Belichtungsdreieck" ist ein Begriff, der vom Fotoautor Brian Peterson für Blende, Verschlussdauer und ISO populär gemacht wurde. Ich mag es aus zwei Gründen nicht - erstens gibt es wirklich mehr als drei Faktoren, und zweitens, selbst wenn wir nur diese drei betrachten, gibt es kein Dreieck an ihnen. Sie können viel, viel mehr darüber lesen unter Was ist das "Belichtungsdreieck"? - einschließlich einer alternativen Darstellung, die Sie möglicherweise hilfreicher finden, wenn Sie über die Geometrie nachdenken möchten.
Die Gesamtexposition, die Sie erhalten, wird von vier Faktoren bestimmt:
Die letzten drei sind Kompromisse, die wir in der Kamera steuern können, und werden zusammen oft als "Belichtung" bezeichnet, die zum Aufnehmen eines Bildes verwendet wurde. In einigen Fällen können wir die Szenenhelligkeit steuern, z. B. mit Lichtern in einem Studio oder mit einem Blitz. Kameras steuern manchmal Blitze, aber für diese Antwort sagen wir, dass die Szenenhelligkeit angegeben ist, und wir möchten die anderen 3 Elemente anpassen, um die gewünschte Belichtung zu erzielen.
Die ISO-Einstellung steuert, wie empfindlich der Sensor ist. Damals, als Sensoren Film waren, haben Sie dies anhand dessen entschieden, was Sie in die Kamera geladen haben. Filme hatten verschiedene Kompromisse zwischen Empfindlichkeit und Körnung. Die empfindlicheren Filme waren körniger.
Mit den heutigen digitalen Sensoren können Sie die Empfindlichkeit Frame für Frame auswählen. Genau wie beim Film gibt es jedoch einen Kompromiss. Tatsächlich haben die meisten Sensoren eine einzige native Empfindlichkeit, dann wird der Ausgang des Sensors verstärkt (oder in einigen Fällen sogar gedämpft), bevor er digitalisiert wird. Das Problem bei der Verstärkung des Sensorsignals besteht darin, dass Sie das inhärente Rauschen zusammen mit dem Bildsignal verstärken. Einige Sensoren sind besser (weniger verrauscht) als andere. Ermöglichen Sie daher eine stärkere Verstärkung, bevor das Rauschen im Vergleich zum Bildsignal groß genug wird, um unangenehm zu sein.
Die Verschlusszeit ist so ziemlich das, wonach es sich anhört, und wie lange das Bild auf den Sensor projiziert wird. Längere Zeiten lassen den Sensor mehr Daten in Bezug auf sein Rauschen sammeln und sind daher unter diesem Gesichtspunkt besser. Natürlich gibt es einen Kompromiss. Alles, was sich in der Szene bewegt, oder die gesamte Szene, wenn Sie die Kamera bewegen, wird umso mehr unscharf, je länger der Verschluss geöffnet ist.
Wenn Sie beispielsweise bei einem Sportereignis ein Bild aufnehmen und jemand mit 3 m / s seitwärts zu Ihrer Ansicht läuft, sieht er bei einer Verschlusszeit von 1 Sekunde wie eine 3 Meter breite Unschärfe aus. Bei 1/100 Sekunde wäre die Unschärfe 3 Zentimeter und bei 1/1000 Sekunde nur 3 mm. Es gibt keine einheitliche Antwort darauf, was besser ist. Dies ist einer der Gründe, warum Kameras Ihnen diese Auswahlmöglichkeiten bieten. Möglicherweise möchten Sie, dass jemand, der läuft, unscharf wird, um Geschwindigkeit zu zeigen. Auf der anderen Seite möchten Sie vielleicht den sofortigen Ausdruck auf dem Gesicht zeigen, wenn Schweißtropfen in der Luft gefroren hängen.
In jedem Fall gibt der Sensor durch die Belichtung von 1/1000 zehnmal weniger Licht zum Arbeiten, sodass sein Signal zehnmal näher an seinem Rauschpegel liegt.
Dies ist etwas abseits, aber digitale Sensoren akkumulieren im Laufe der Zeit auch etwas Rauschen. Aus diesem Grund begrenzen Digitalkameras die Belichtungszeiten normalerweise auf etwa 30 Sekunden. Im Gegensatz zu Filmen können Sie einen digitalen Sensor nicht einfach für längere Zeit mit schwachem Licht erfassen lassen.
Die Blende oder Blende steuert, wie viel Licht das Objektiv durchlässt. Die Blendenzahl ist tatsächlich das Verhältnis des effektiven Durchmessers (um Licht durchzulassen) der Linse geteilt durch ihre Brennweite. Dies geschieht, weil dadurch das Lichtdurchlassmaß von Linsen unabhängig von der Brennweite normalisiert wird. Beispielsweise projiziert ein auf 1: 8 eingestelltes 50-mm-Objektiv die Szene mit der gleichen Helligkeit wie ein auf 1: 8 eingestelltes 200-mm-Objektiv. Durch das 200-mm-Objektiv wird jedes Szenenelement viermal größer, sodass es über 16-mal mehr Fläche verteilt ist. Das bedeutet, dass 16-mal mehr Licht von der Szene gesammelt werden muss, um die gleiche Helligkeit zu erzielen. Alles, was bei diesem normalisierten Aperturmaß berücksichtigt wird, nennen wir Blende.
Natürlich gibt es wieder einen Kompromiss. Eine breitere offene Linse (niedrigere Blendenzahl) gibt dem Sensor mehr Licht, was zu einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis führt. Die Schärfentiefe (die Entfernung, über die Szenenobjekte fokussiert werden) ist jedoch geringer. Unvollkommenheiten in der Linse werden ebenfalls stärker hervorgehoben.
Bei sehr kleinen Aperturen (größere Blendenzahlen) wird die Beugung zum Problem. Die Lichtstrahlen, die nur über die Ränder der Aperturblende hinausschauen, werden ein wenig gebogen, anstatt geradeaus weiterzumachen. Dies geschieht nur, wenn sie sich in der Nähe von etwas befinden, das sie blockieren würde. Dies ist also nur für den Ring der Lichtstrahlen von Bedeutung, die direkt innerhalb der Öffnung verlaufen. Wenn die Apertur kleiner eingestellt wird, befindet sich ein größerer Teil der Lichtstrahlen nahe am Rand, und diese gebogenen Strahlen machen mehr Licht aus, das auf den Sensor trifft. Das Ergebnis ist, dass helle Objekte in der Szene dazu führen, dass auch andere Bereiche des projizierten Bildes heller werden. Der Gesamteffekt besteht darin, den Kontrast zu verringern und den Eindruck einer geringeren Schärfe zu erwecken.
Normalerweise ist 1: 5,6 oder so der Sweet Spot, aber das hängt von der jeweiligen Linse ab. Meistens machen Sie sich darüber keine allzu großen Sorgen, und Objektive guter Qualität machen bei 1: 2 immer noch gute Bilder, und bei 1: 22 ist eine Beugung schwer zu bemerken. Ich habe Makrobilder mit 1: 64 aufgenommen, und der Schärfeverlust durch Beugung war ziemlich offensichtlich.
Meistens tauschen wir jedoch die Blende zwischen mehr Licht und einer zu geringen Schärfentiefe aus.
Die Gesamtbelichtung wird daher durch die ISO-Einstellung, die Verschlusszeit und die Blende gesteuert. Die verschiedenen Ergebnisse, die Sie gegeneinander austauschen, geben dem Sensor meistens genug Licht, so dass das Bildsignal im Vergleich zu Rauschen, Bewegungsunschärfe (oder Verwacklung der Kamera) und Schärfentiefe groß ist.
Als allgemeine Richtlinie wird eine normale Szene bei vollem Sonnenlicht bei 1: 16 gut belichtet und die Verschlusszeit auf 1 geteilt durch den ISO-Wert eingestellt. Dies kann beispielsweise 1: 16, 1/100 Sekunde und ISO 100 sein. Oder es kann 1: 16, 1/250 Sekunde oder ISO 250 sein.
In der Fotografie ist ein Belichtungsfaktor von zwei ein deutlich wahrnehmbarer, aber kein besonders großer Schritt. Wir denken normalerweise daran, die Belichtung in zwei Schritten anzupassen. Sie können sich einen Faktor 2 als "Standardinkrement" in der Fotografie vorstellen.
ISO passt sich linear an. ISO 200 ist doppelt so hoch wie ISO 100.
Die Verschlusszeit ist ebenfalls linear. Da wir die Verschlusszeitnummern normalerweise als Kehrwerte (1/100 Sekunde, 1/250 Sekunde usw.) schreiben, wird die untere Zahl verringert, um die Belichtung zu erhöhen. 1/50 Sekunde ist die doppelte Belichtung von 1/100 Sekunde.
Die F-Zahlen-Mathematik ist komplizierter. Die Belichtung geht mit dem Logarithmus des Kehrwerts der Blendenzahl einher. Da dies mental kompliziert wird, wurden eine Reihe von Blendenzahlen vorberechnet, die die Hälfte der Belichtung der vorherigen verursachen. Jede dieser Blendenzahlen muss die Quadratwurzel von 2 höher sein, um die Hälfte der Belichtung zu erzielen. Ab f / 1 (fast nie) erhalten wir daher die Progression f / 1, f / 1.4, f / 2, f / 2.8, f / 4, f / 5.6, f / 8, f / 11, f / 16, f / 22. Diese Werte werden so häufig verwendet, dass frühe Kameras häufig Arretierungen am Blendenring hatten, um eine positive Einstellung auf einen dieser Werte zu ermöglichen und eine Einstellung nach oben oder unten durch Gefühl zu ermöglichen, während sie durch den Sucher schauen. Diese Arretierungen wurden auch "Stopps" genannt, daher stammt der Begriff "Blende".
Da die gemeinsamen Blenden jeweils einen Helligkeitsfaktor von 2 ab dem nächsten darstellen, wird der Begriff "Blende" bei der Belichtung als Faktor 2 verwendet, selbst wenn die Blende selbst nicht verändert wird. In der Fotografie ist es beispielsweise üblich zu sagen, dass ISO 400 "2 Blendenstufen" mehr als ISO 100 ist oder dass 1/500 Verschlusszeit 1 Blende von 1/250 Verschlusszeit ist.
Wir denken normalerweise an Belichtung als "Blenden" nach oben oder unten. Angenommen, Sie haben ein Bild mit ISO 200, 1: 5,6 und 1/250 Sekunden aufgenommen. Dies kam zu dunkel heraus und Sie hatten das Gefühl, dass es 2 Blendenstufen mehr Belichtung benötigt (Faktor 4 mehr Licht). Sie können eine der folgenden Möglichkeiten ausprobieren, um diese zusätzlichen 2 Blendenstufen zu erhalten:
ISO 200, f / 2,8, 1/250 s
ISO 400, f / 4, 1/250 s
ISO 400, f / 5,6, 1/125 s
ISO 200, f / 4, 1/125 s
Während die Belichtung jedes dieser vier obigen Beispiele äquivalent ist, werden die Schärfentiefe, die Bewegungsunschärfe und das Verhältnis von Sensorsignal zu Rauschen nicht gleich sein. Die meisten modernen Sensoren weisen im Vergleich zur vollständigen Belichtung bei ISO 400 nur ein geringes Rauschen auf, sodass der letzte Kompromiss in diesen Beispielen in den meisten Fällen wahrscheinlich kein Problem darstellt.
Auch hier dreht sich alles um Kompromisse. Es gibt keine richtigen oder falschen Antworten, nur was mit Ihrer Kamera, mit Ihrer Szene und mit dem, was Sie zeigen möchten, funktioniert.
Wenn Sie sich eine Kamera einfach als Lichtsammler / -rekorder oder Photonenzähler vorstellen und ignorieren, dass tatsächlich ein Bild einer Szene aufgenommen wird, besteht eine sehr einfache Beziehung zwischen ISO, Blende und Verschlusszeit:
Das aufgenommene Gesamtlicht 1 ist proportional zu ISO × Blende × Verschlusszeit × verfügbarem Licht in der Szene
Behandeln Sie das verfügbare Licht für den Rest dieser Erklärung als eine Konstante, die Sie nicht kontrollieren können.
Wenn Sie beispielsweise einen der drei Regler (ISO, Blende, Verschlusszeit) um den Faktor 2 erhöhen, müssen Sie einen der beiden verbleibenden Regler halbieren, um das gleiche gesammelte Gesamtlicht beizubehalten. 2 ( Anmerkung 1 unten)
Wir haben also drei Eingangsregler (ISO, Blende, Verschlusszeit), um einen einzigen Ausgang zu erzeugen, das gesammelte Gesamtlicht. Während wir nicht an die Gesamtzahl der gesammelten Photonen denken, denken wir an korrekt belichtete Bilder. Um ein gewünschtes korrekt belichtetes Bild zu erhalten, passen wir die drei Steuerelemente basierend auf ihrem Effekt im gewünschten Bild an, basierend auf der einzelnen aufgenommenen Szene.
In der Praxis ist ISO normalerweise das letzte der einzustellenden Steuerelemente, das Sie am wenigsten interessiert. 3 Normalerweise komponieren Sie für die Schärfentiefe (Blende) oder stoppen die Aktion oder implizieren eine Bewegung (kurze oder lange Verschlusszeit) oder einige Kombinationen davon. Sobald diese angewählt sind, wird ISO mehr oder weniger für Sie ausgewählt, um die gewünschte Belichtung zu erhalten. Wenn Ihre Wahl der Blende und der Verschlusszeit einen unerwünscht hohen ISO-Wert (dh Körnigkeit oder Rauschen) erfordert, um die richtige Belichtung zu erzielen, müssen Sie natürlich einige Entscheidungen treffen:
Anmerkungen:
Im Zusammenhang mit Filmen ist ISO ein Maß für die Lichtempfindlichkeit des Aufzeichnungsmediums. Je höher der ISO-Wert ist, desto empfindlicher ist der Film für proportional weniger einfallendes Licht, wobei der Kompromiss besteht, dass die Filmkörnung ("Rauschen" des Films) mit dem ISO-Wert zunimmt.
Im Zusammenhang mit der digitalen Fotografie beschreibt ISO nicht die Lichtempfindlichkeit des Bildsensors. Der Sensor hat eine feste Empfindlichkeit für eine bestimmte Menge an einfallendem Licht und erzeugt eine bestimmte Spannung. Die resultierende Spannung wird jedoch entweder verstärkt (multipliziert), bevor sie in einen digitalen Wert umgewandelt wird, oder der digitale Wert nach der Umwandlung wird gemäß dem für die Aufnahme eingestellten ISO-Wert multipliziert oder beides. In Bezug auf das aufgenommene Bild funktioniert die digitale ISO ähnlich wie die Film-ISO.
In Bezug auf die Blende habe ich nicht gesagt, die ƒ-Zahl zu halbieren . Das aussagekräftige Maß für die Apertur ist eine Querschnittsfläche . Denken Sie daran, dass die Fläche proportional zum Quadrat des linearen Maßes über die Fläche ist, dh: A ∝ d ². Somit Doppel / Halbierung der Öffnung Bereich , die ƒ-Nummer muss um den Faktor √2 oder etwa 1.414 erhöht / verringert werden ...
Bei der Verwendung von Filmen war ISO sowohl etwas, das Ihnen viel mehr am Herzen lag, als auch etwas, über das Sie relativ wenig Kontrolle hatten (sowohl hinsichtlich des ISO-Bereichs als auch der Möglichkeit, ISOs basierend auf dem verfügbaren Film auszuwählen). In gewisser Weise ist ISO für DSLRs der Kompensationsfaktor, mit dem Sie Blende und Verschlusszeit besser auswählen können. Es ist immer noch wichtig, aber nicht wirklich als vorrangige Wahl. Ich kann mir nicht vorstellen, dass sich viele Fotografen einer Szene nähern und denken, "unabhängig von den anderen Einstellungen möchte ich ISO 400 für diese Aufnahme".
Diese Erklärung ignoriert Probleme wie Zusammensetzung, Schärfentiefe, Rauschen (Körnung) usw. vollständig. Natürlich sind diese für ein gutes Bild äußerst wichtig .
Alle Fotografen sollten sich die grundlegenden vollständigen "Stopps" der Belichtung merken, ausgedrückt in Verschlusszeit, Blende und ISO.
Sobald Sie mit ihnen vertraut sind, ist es bei jeder Änderung einer der Variablen sehr einfach, eine der anderen Variablen so anzupassen, dass sie der gleichen Belichtung entsprechen.
1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 usw. (halb oder doppelt ist 1 Punkt)
f / 1,4 f / 2,0 f / 2,8 f / 4,0 f / 5,6 f / 8 f / 11 usw.
ISO100 ISO200 ISO400 ISO800 ISO1600 ISO3200 ISO6400 usw. (halb oder doppelt ist 1 Punkt)
Wenn Sie gemäß der ursprünglichen Frage ISO640 verwenden und die ISO um 1 Punkt ändern (halbieren oder verdoppeln Sie die ISO auf 320 oder 1250), würden Sie die Blende oder die Verschlusszeit um 1 Punkt einstellen.