Sensorgröße und Blende

tewahipounamu · 16. Feb. 2022

Moin,

Das ist definitiv Unfug, was er an der Stelle erzählt. Dass der Sensor als Ganzes mehr Licht einfängt, ist zwar richtig, aber das ist für die Bildhelligkeit irrelevant. Für diese ist wichtig, wie viel Licht auf jeden Punkt fällt (nicht Pixel, die sind für diese Betrachtung irrelevant) – und das ist an derselben Stelle bei beiden Aufnahmen gleich viel. Wie er an die Bilder kommt, die er da im Video zeigt, weiß ich nicht, da müsstest du ihn fragen.

In dem Video sind in der Tat eine ganze Reihe von merkwürdigen und irreführenden, wenn nicht falschen Aussagen – einer der Kommentare unter dem Video spricht das ja auch an.

nwsDSLR · 16. Feb. 2022

basser7 schrieb:
Ich habe das Video gefunden...

5:38
Das Bild, über das ich schrieb, wird hier gezeigt.

In dem Video sind einige Dinge falsch dargestellt. Die beiden gezeigten Lego-Bilder müssten nach Adam Ries gleich hell sein. Wie es zu der Abweichung kommt, ist rätselhaft. Auch die Erklärung mit der Differenz der Cropfaktoren (3,5-1,5 = 2), mit der er die Blendenzahl anpasst, ist nicht korrekt. Man muss nämlich den Quotienten nehmen (3,5/1,5 = 2,33). Der Fehler fällt nicht so schnell auf, weil die Ergebnisse hier annäherungsweise gleich sind.

Einzig, wie er die Wirkung einer Normalbrennweite mit der menschlichen Tiefenwahrnehmung erklärt, finde ich hilfreich. Oft wird nämlich gesagt, diese würde dem menschlichen Blickwinkel oder Sichtfeld entsprechen... Aber das ist ein anderes Thema.

Gast_525567 · 18. Feb. 2022

tewahipounamu schrieb:
wie viel Licht auf jeden Punkt fällt

Problematisch. Soweit ich das ermittelt habe, werden in der Photometrie Kontinuumsmodelle verwendet. Also BELICHTUNG ist z.B. sowas wie LICHT(menge) PRO FLÄCHE. Einzelne Punkte haben keine Fläche.

tewahipounamu · 18. Feb. 2022

Ja, ersetze “Punkt” durch Fläche beliebiger, aber gleicher Größe (und natürlich kleinerer als der der kleineren der beiden Sensoren). Ich meinte nicht Punkte im mathematischen Sinn, also von infinitesimaler Größe, und hatte gehofft, dass das dennoch verständlich bleibt. Aber man kann das missverstehen.

RalphBecker · 18. Feb. 2022

pablos schrieb:
Also BELICHTUNG ist z.B. sowas wie LICHT(menge) PRO FLÄCHE. Einzelne Punkte haben keine Fläche.

Belichtung ist Beleuchtungsstärke mal Zeit wobei Lichtstrom pro Fläche die Beleuchtungsstärke ist. Als Formel: H = E x t

Gast_525567 · 19. Feb. 2022

RalphBecker schrieb:
Belichtung ist Beleuchtungsstärke mal Zeit

Jo, die Blendenzahl regelt die Beleuchtungsstärke auf dem Sensor und die Wahl der Belichtungszeit legt dann endgültig die Belichtung des Sensors fest.

Zur Helligkeit des Bildes ist es dann nur noch ein kleiner Schritt. Die hängt dann nur noch von der ISO ab, also davon, welche Belichtung (= LICHT(menge) PRO FLÄCHE) der Sensor maximal verträgt, bevor er voll läuft.
Kameras belichten typischerweise etwa 3 Blenden weniger als maximal möglich wäre. Und wenn man z.B. immer 3 Blenden unter der (von der ISO abhängigen) Maximalbelichtung bleibt, werden die Bilder gleich hell, egal bei welcher ISO oder welchem Sensor. Ja, das sollte ungefähr so passen, denke ich.

Silberstern · 19. Feb. 2022

Ich werde mich nicht an der Diskussion beteiligen, weil es müßig ist. Nur zwei Hinweise, die hier nicht bzw. nur halbherzig berücksichtigt werden.

1. Brennweite vs Bildwinkel: Um den gleichen Bildwinkel zu erzeugen, werden bei unterschiedlichen Sensorgrößen unterschiedliche Brennweiten benötigt. D.h. bei gleichem Bildwinkel sind die Brennweiten unterschiedlich. Mit größerer Brennweite steigt die absolute Blendenöffnung. Praxisbeispiel:

https://camerasize.com/compact/#692.346,800.472,858.820,wd,t

Ähnliche Bildwinkel, ähnliche relative Blenden (das Fuji ist etwas lichtschwächer) deutlich unterschiedliche absolute Blendenöffnungen.

Höhere absolute Blendenöffnung = größere absolute Lichtmenge die auf den Sensor fällt.

2. Die ISO-Zahl ist keine physikalische Größe, sondern beschreibt im analogen Bereich die Lichtempfindlichkeit des Films. Bei digitalen Sensoren ist sie das Äquivalent für den Belichtungsindex. Je kleiner die Sensorfläche ist, desto mehr elektrische Leistung muss für die Signalverstärkung aufgewendet werden (ISO Norm 5800), wenn man eine äquivalente Bildgröße mit gleich großen Pixeln als Ergebnis haben will. Daraus resultieren auch die Unterschiede bei der Rauscharmut: Ein MFT-Sensor muss unter den vorgenannten Bedingungen (sic!) bei gleicher ISO Zahl mit vierfacher Signalverstärkung (halbe Kantenlänge) als ein Vollformatsensor ausgelesen werden, um ein gleich helles Bild zu erzeugen. Das entspricht so ziemlich den noch verwendbaren ISO-Zahlen bei den Kameras: MFT 1600, APSC 3200, VF 6400... und der Blendenäquvialenz.

In der Praxis spielen natürlich noch andere Faktoren eine Rolle, die das Ergebnis beeinflussen, bspw. Technikstand (Sensorbauart...), Pixeldichte des Sensors, technische Abweichungen (tatsächliche Blendenzahl, ISO-"Betrug"...) alles was nach dem Auslesen passiert (Rauschunterdrückung, Bildgrößenanpassung etc.).

01af · 19. Feb. 2022

Silberstern schrieb:
Ich werde mich nicht an der Diskussion beteiligen, weil es müßig ist.

Warum tust du's dann!?

.

Silberstern schrieb:
Nur zwei Hinweise, die hier nicht bzw. nur halbherzig berücksichtigt werden.

Und das wird hoffentlich auch so bleiben, denn deine Hinweise sind überflüssig und nicht wirklich hilfreich.

.

Silberstern schrieb:
Höhere absolute Blendenöffnung = größere absolute Lichtmenge, die auf den Sensor fällt.

Das ist zwar richtig, stellt aber den Kausalzusammenhang falsch dar. Denn bei gleicher Motivhelligkeit und gleicher Belichtung fällt auch dann die größere absolute Lichtmenge auf den größeren Sensor, wenn die Bildwinkel nicht gleich sind. Und bei gleicher Sensorfläche und gleicher Belichtung, aber unterschiedlichen Bildwinkeln sind bei gleicher Belichtungszeit die absoluten Blendenöffnungen verschieden, aber die Lichtmengen trotzdem gleich. Die tiefere Ursache für unterschiedliche Lichtmengen bei gleicher Belichtung sind nämlich ganz einfach die unterschiedlich großen Sensorflächen – da ist kein Geschwurbel über relative und absolute Blendenöffnungen nötig.

.

Silberstern schrieb:
Die ISO-Zahl ist keine physikalische Größe, sondern [...]

Das ist nun leider alles kompletter Humbug.

TVKC · 19. Feb. 2022

Lieber Silberstern, deine Iso-Theorie stimmt nicht. ISO ist im Wesentlichen ISO, egal wie groß der Sensor ist.

Das Bild der 4/3-Sensors rauscht NUR deshalb mehr als ein vergleichbares Bild eines Kleinbildformat-Sensors, weil man es viel stärker vergrößern muss, um es auf gleiche Ausgabegröße zu bringen. (klar, der Sensor ist kleiner)
Durch dieses stärkere Vergrößern sieht man das Rauschen einfach stärker. Das ist das ganze Geheimnis.

m@sche · 20. Feb. 2022

Silberstern schrieb:
... Je kleiner die Sensorfläche ist, desto mehr elektrische Leistung muss für die Signalverstärkung aufgewendet werden (ISO Norm 5800), wenn man eine äquivalente Bildgröße mit gleich großen Pixeln als Ergebnis haben will. ...

Die Signalverstärkung mittels ISO-Empfindlichkeit (Faktor = ISO / Basis-ISO) ist unabhängig von der Sensorgröße.
Die Belichtung erzeugt einen Signalpegel pro Fläche, die Sensorgröße sowie die Senselgröße spielen dabei fast keine Rolle.

Das Thema wurde auch hier schon mal diskutiert:
Praxisbezogene Frage zu Belichtung/Lichtstärke und Vollformat vs. Cropsensor
https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=16062858&postcount=150
https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=16062874&postcount=152

Gast_525567 · 20. Feb. 2022

m@sche schrieb:
Das Thema wurde auch hier schon mal diskutiert:

...alle Jahre wieder.....

Was mich mal interessieren würde, weil es hier ja praktisch um Grundlagen geht.

Kennt jemand eine web-Seite, auf der die Bedeutung der Blendenzahl für die Belichtung richtig gut hergeleitet wird? Mit "richtig gut" meine ich so, dass man es mit "normalen" Schulkenntnissen nachvollziehen kann.

01af · 20. Feb. 2022

pablos schrieb:
Kennt jemand eine Web-Seite, auf der die Bedeutung der Blendenzahl für die Belichtung richtig gut hergeleitet wird? Mit "richtig gut" meine ich so, daß man es mit "normalen" Schulkenntnissen nachvollziehen kann.

Mit normalen Schulkenntnissen könntest du's dir selber herleiten.

m@sche · 21. Feb. 2022

pablos schrieb:
... die Bedeutung der Blendenzahl für die Belichtung ...

An der Lochkamera ist das einfach erklärbar:

In einem schwarzes Zimmer (Kammer, Kamera) mit einer weißen Wand gegenüber dem kreisrunden Fenster, wird die weiße Wand durch das einfallenden Licht beleuchtet. Die Beleuchtungsstärke auf dieser weißen Wand hängt - bei sonst gleicher Helligkeit draußen - nur von der Fenstergröße/Fensterfläche und dem Abstand der weißen Wand von diesem Fenster ab.

Die Beleuchtungsstärke auf der weißen Wand ist proportional der Fensterfläche und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands (physikalisches Abstandsgesetz) zum Fenster.

Um einfacher zu rechnen, wird statt dem Verhältnis der Fensterfläche zum Quadrat des Abstands, nur der Fensterdurchmesser zum Abstand berechnet. Dieses Verhältnis ist dann um Wurzel 2 kleiner, was dann bei einer Belichtungsstufe (Verdoppelung oder Halbierung der Lichtmenge) zu dem Faktor Wurzel 2, und somit zu der Blendenreihe 0,7 – 1,0 – 1,4 – 2 – 2,8 – 4 – 5,6 u.s.w. führt.

Da die Lochkamera nur eine mehr oder weniger scharfe Abbildung hervorbringt, wird das runde Fenster durch eine Sammellinse ersetzt, deren Brennweite genau dem Abstand Fenster zur weißen Wand entspricht.

Die Lichtstärke (Öffnungsverhältnis) ist dann der Durchmesser der Sammellinse dividiert duch die Brennweite.

Die Blendenzahl ist 1 / Lichtstärke.

Gast_525567 · 21. Feb. 2022

m@sche schrieb:
Die Beleuchtungsstärke auf der weißen Wand ist .... umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands (physikalisches Abstandsgesetz) zum Fenster.

Also wenn man die weiße Wand näher ans Fenster rückt, wird die Beleuchtungsstärke auf der weißen Wand beliebig groß. Das ist ein schöner Trick mit dem man Energieversorgungsprobleme lösen könnte.

blaubaer_65 · 21. Feb. 2022

m@sche schrieb:
Die Beleuchtungsstärke auf der weißen Wand ist ......... umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands (physikalisches Abstandsgesetz) zum Fenster.

Demnach müsste eine Großformatkamera für dieselbe Szene andere Belichtungsparameter benötigen. Tut sie aber nicht.

m@sche schrieb:
Da die Lochkamera nur eine mehr oder weniger scharfe Abbildung hervorbringt, wird das runde Fenster durch eine Sammellinse ersetzt, deren Brennweite genau dem Abstand Fenster zur weißen Wand entspricht.

Das heisst, mit einem Teleobjektiv muss ich mein Zimmer vulgo Auflagemass vergrössern? ist nciht der Fall und läge der Brennpunkt genau auf der Wand, dnn würde ich lediglich einen eingebrannten Fleck erzeugen. Kann also nicht sein.

01af · 21. Feb. 2022

pablos schrieb:
Also wenn man die weiße Wand näher ans Fenster rückt [...]

Da macht sich jemand die Mühe, deine triviale Frage zu beantworten, und daraufhin hast du nichts besseres zu tun als herumzublödeln!?

.

blaubaer_65 schrieb:
Demnach müßte eine Großformatkamera für dieselbe Szene andere Belichtungsparameter benötigen. Tut sie aber nicht.

Tut sie wohl. Ist doch gerade lang und breit erklärt worden – hast du denn gar nichts verstanden? Für die Großformatkamera ist z. B. f/5,6 bei gleichem Bildwinkel ein viel größeres Loch als f/5,6 für eine Kleinbildkamera.

.

blaubaer_65 schrieb:
Das heißt, mit einem Teleobjektiv muß ich mein Zimmer vulgo Auflagemaß vergrößern?

Nein, natürlich nicht. Stattdessen müßtest du dein Zimmer vulgo Bildweite vergrößern. Offensichtlich verwechselst du da ein paar Begrifflichkeiten.

Gast_525567 · 21. Feb. 2022

AW: Re: Sensorgröße und Blende

01af schrieb:
Da macht sich jemand die Mühe, deine triviale Frage zu beantworten, und daraufhin hast du nichts besseres zu tun als herumzublödeln!?

m@sche hat den Mumm dazu, hier was zu präsentieren, und nimmt sich auch noch die Zeit, mitten in der Nacht. Das verdient Respekt und Dank!

In den Überlegungen von m@sche ist ja wohl der Abstand r der Wand zum Fenster variabel und da frage ich mich eben, ob für kleine Abstände tatsächlich das 1/r^2-Gesetz für die Beleuchtungsstärke gilt. Die Erfahrung spricht dagegen, ich hab mir jedenfalls noch nie die Finger beim Fenster öffnen verbrannt. Möglicherweise hast du, lieber Olaf, andere Erfahrungen mit anderen Körperteilen gemacht und möchtst uns diese mitteilen?

01af · 21. Feb. 2022

pablos schrieb:
... ob für kleine Abstände tatsächlich das 1/r^2-Gesetz für die Beleuchtungsstärke gilt.

Bei hinreichend kleinen Fenstern schon. Und bei größeren Fenstern wird die Punktförmigkeit des Fensters eben durch die Sammellinse simuliert ... zumindest für die Bildebene.

.

pablos schrieb:
... ich hab mir jedenfalls noch nie die Finger beim Fensteröffnen verbrannt.

Aber warum die Brennweite "Brenn"weite heißt, hast du schon verstanden, oder?

blaubaer_65 · 21. Feb. 2022

AW: Re: Sensorgröße und Blende

01af schrieb:
Tut sie wohl. Ist doch gerade lang und breit erklärt worden – hast du denn gar nichts verstanden? Für die Großformatkamera ist z. B. f/5,6 bei gleichem Bildwinkel ein viel größeres Loch als f/5,6 für eine Kleinbildkamera.

Schau Dir mal #24 an.

01af · 21. Feb. 2022

blaubaer_65 schrieb:
Schau dir mal #24 an.

Nein. Stattdessen schaust du dir noch einmal #75 an.

Dort hattest du behauptet, die Unabhängigkeit der Belichtungsparameter vom Aufnahmeformat zeige, daß das Abstandsgesetz nicht gelte. Denn würde es gelten, so müßte eine Großbildkamera andere Belichtungsparameter als eine kleinformatige Kamera benötigen – was sie aber nicht tut.

Das bedeutet, du hast entweder das Abstandsgesetz oder die Belichtungsparameter (oder beides) nicht begriffen.

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