3.8. Belichtungszeit und ISO-Empfindlichkeit

Fotoschule onLine - Kreative Digitalfotografie verständlich erklärt

Ziehen wir zum Einstieg in die praktischen Einstellungen zur Belichtung einmal ein Zwischenfazit. Wir haben bereits Eingangs ­definiert, dass die wesentlichen Faktoren der Belichtung das vorhandene Umgebungslicht, die Blendenöffnung, die Empfindlichkeit des Bildsensors und die Belichtungszeit sind.

Das Umgebungslicht ist ein Faktor, der sich oft nicht aus­reichend kontrollieren lässt, so lange man die Lichtsituation nicht mit Blitzen beeinflussen oder zu einem anderen Zeitpunkt an den Ort zurück­kehren möchte.

Nutzen wir die Blende um nach dem System der ›Vier Schritte‹ die Schärfentiefe kreativ zu beeinflussen, können wir die Blendenöffnung nicht mehr nutzen, um auf die Intensität des Umgebungslichts zu reagieren. Es bleiben dem Fotografen also zwei Stellschrauben, um eine optimale Belichtung zu erzielen: Die ISO-Empfindlichkeit und die Dauer der Belichtung. Beides unterliegt Einschränkungen. So lässt sich die Belichtungszeit nicht beliebig ausdehnen, so lange man aus freier Hand, und nicht mit einem ­Stativ fotografieren möchte. Sie sollte kürzer sein als der Kehrwert der Blende. Bleibt im Moment die ISO-Empfindlichkeit.

ISO-Empfindlichkeit des Bildsensors

Als wir uns zuerst über die Blende unterhalten haben, habe ich Ihnen die bekannte ›Wasserglas-Metapher‹ vorgestellt und anschließend meine Variation davon, die ›Regen und Trichter‹-Metapher, erklärt. Die Wasserglas-Metapher erklärt den Zusammenhang zwischen Blendenöffnung und Belichtungszeit. Die Regen und Trichter Metapher bringt Zeit und Blendenöffnung in Verbindung mit dem Umgebungslicht. Was uns nun als vierte ­Dimension zu Licht, Blende und Zeit als Stellschraube noch fehlt, ist die ISO-Empfindlichkeit.

Als flexible Variable ist die ISO-Empfindlichkeit noch relativ jung. In der analogen Fotografie lässt sich die ISO-Empfindlichkeit ­lediglich ändern, indem man den Film wechselt. Erst die Einführung von Bildsensoren als Aufnahmemedium macht es möglich, den ISO-Wert durch eine Einstellung der Kamera zu ändern.

Zu Beginn der Digitalfotografie war der erreichbare Spielraum noch gering. Ausgehend von einem Basiswert von ISO100, bei dem die meisten Digitalkameras eine optimale Abbildungsleistung er­reichen, stieg das so genannte Bildrauschen durch Anheben der Empfindlichkeit sprunghaft an. Werte ab und jenseits von ISO800 führten auch bei hochwertigen Kameras zu absolut inakzeptablen Störungen in den Aufnahmen. Deshalb musste es heißen: Die ISO-Empfindlichkeit sollte so gering wie möglich eingestellt werden.

Mittlerweile geben sich Kameras mit mittleren und großen Bildsensoren bereits bis in den Bereich von ISO800 und darüber hinaus kaum mehr Schwächen im Rauschverhalten, und sogar Kompaktkameras liefern bei ISO 800 durchaus akzeptable Resultate.

Um zu illustrieren, was die ISO-Empfindlichkeit ist, habe ich noch einmal eine Metapher mit Wasserglas und Regen heran gezogen. Allerdings lasse ich den Trichter als Stellvertreter für die Blendenöffnung weg.

Viel Umgebungslicht | Bei dichtem Regen kann ich auch mit ­einem Glas mit schmalem Durchmesser in kurzer Zeit genug Wasser ­sammeln, um es rasch zu füllen. Genau so kann ich bei ausreichendem Umgebungslicht mein Sammelbecken (der Bildsensor) rasch bis zur optimalen Belichtung füllen.

Viel Licht Viel Regen. Das Glas füllt sich trotz geringer Aufnahmefähigkeit (schmaler Form) rasch.

Ist die Niederschlagsmenge hingegen gering, dauert es viel länger, bis das Glas mit einem kleinen Durchmesser ausreichend voll ist.

Wenig Licht Bei geringem Regen dauert es natürlich länger das Glas voll zu bekommen.

Genau so dauert es bei geringem Umgebungslicht ­länger, bis der Sensor mit genug Licht für eine ausreichende Belichtung ­gefüllt ist.
Nun kann man aber durch Erhöhung der Empfindlichkeit die Fähigkeit des Sensors erhöhen Licht auszubeuten. Das ist etwa so, als würde man den Durchmesser des Wasserglases erhöhen und gleichzeitig die Höhe reduzieren. Das Volumen bleibt identisch, aber der Regen sammelt sich schneller, und das Glas ist schneller voll.

Wenig Licht mehr ISO Erweitert man die Aufnahmefähigkeit des Glases – in der Metapher, indem man den Durchmesser bei gleichbleibendem Volumen erweitert – kommt man ebenfalls wieder rasch zur gewünschten Füllmenge.

Sensorformat, Lichtausbeute und Rauschverhalten | Das Problem dabei: Je mehr man die Lichtausbeute des Bildsensors unter Strom stellt, um auch bei schwachem Umgebungslicht kurze Belichtungszeiten zu erreichen, desto mehr entstehen ­Störungen, die sich im Bild als Rauschen bemerkbar machen – man spricht vom Bildrauschen.

Größere Bildsensoren, wie Sie in System- und Spiegelreflexkameras in der Regel verbaut werden, haben bei gleich viel lichtempfindlichen Punkten (Sensorpixel) eine größere Fläche pro Pixel zur Verfügung. Sie können Licht effizienter einsammeln und liegen nicht so dicht neben ihren Nachbarn. Sie stören sich dadurch von Grund auf weniger gegenseitig was zu weniger Rauschen führt. Vereinfacht ausgedrückt.

Ein Pixel auf einem Bildsensor mit 12 Millionen Pixeln (12 Megapixel) auf einem Kleinbild-Sensor, im ­Format 36×24 mm, ist um ein vielfaches größer als ein Pixel auf einem Minisensor, im Format 7,3×5,7 mm, in einer Kompaktkamera mit 12 Megapixel. Das heißt auch, je größer der Sensor, desto größer die Sensorpixel, desto besser die Lichtausbeute und desto geringer das Bildrauschen.

Bildrauschen

Als Rauschen bezeichnet man eine körnige Struktur aus helleren und dunkleren Pixeln in Digitalbildern. Minimales Rauschen wird jedes Digitalbild aufweisen. Man kann es unter guten Bedingungen für die Belichtung allerdings so gering halten, dass es nicht zu erkennen ist. Wie stark eine Kamera dazu neigt unter bestimmten Bedingungen Rauschen zu produzieren, hängt von verschiedenen Faktoren ab.

Sensorformat | Zum Ersten, wie eben erwähnt, von der Größe des Sensors. Je kleiner der Bildsensor, desto anfälliger ist er für Bild­rauschen.

Belichtungszeit | Zum Zweiten von der Belichtungszeit: Je länger belichtet wird, desto mehr Rauschen entsteht. Das liegt vor allem daran, dass sich die Sensoren bei der Belichtung erhitzen und mehr Wärmet mehr Störungen produzier.

Helligkeit | Drittens zeigt sich das Rauschen vor allem in dunklen Bildbereichen und Schatten. Das heißt, bei Motiven mit großen und sehr dunklen Bereichen wird das Rauschen eher zum Problem als bei so genannten High-key-Bildern.

Qualität des Bildsensors | Last but not least: Die Qualität des ­Sensors. Hochwertigere (und leider auch teurere) Kameras be­inhalten bessere Sensoren und sollten weniger zum Rauschen neigen.

Rauschen im Bild |Die letzten Abbildungen unten zeigen eine Aufnahme, die mit einer Kompaktkamera bei ISO800 aufgenommen worden ist und einen vergrößerten Ausschnitt daraus. Ich persönlich finde, dass Rauschen manchen Bildern durchaus ­einen intimen Charme verleihen kann. Umso mehr, wenn die Bilder schwarzweiß entwickelt werden.

Bild
Diese Aufnahme zeigt, dass moderne Kompaktkameras heute in der Lage sind auch bei ISO800 noch gute Fotos zu produzieren.
Bildrauschen In der Vergrößerung ist das Rauschen allerdings deutlich zu erkennen. Neben der körnigen Struktur als die Rauschen zu sehen ist, hat es auch die negative Auswirkung Schärfe zu reduzieren.
Der Inhalt dieser Online-Fotoschule ist in erweiterter Form auch als Buch erhältlich:
»Die kreative Fotoschule – Fotografieren lernen mit Markus Wäger«
Rheinwerk-Verlag 2015, 437 Seiten, gebunden, komplett in Farbe
ISBN 978-3-8362-3465-8
Buch: 29,90; E-Book: 24,90
Weitere Informationen und Demokapitel auf der Website des Verlags;
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