Full Frame vs. APS-C, Belichtungszeit

[spud_murphy]

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Servus liebes Forum,

ich bin gerade in eine - nennen wir es, ein wenig euphemistisch - Unterhaltung zum Thema Belichtungszeiten bei Full Frame vs. APS-C-Kameras gestolpert und dabei mit einem Argument konfrontiert worden, dass ich so noch nicht kannte und für das ich eure Meinung hören wollte.

Die Argumentation ist wie folgt: FF und APS-C produzieren bei selber Blende, selbem Blickwinkel, selber Belichtungszeit und gleicher ISO ein gleich hell wahrgenommenes Bild nur deswegen, weil die ISO bei der APS-C-Kamera effektiv höher ist, als bei der FF-Kamera.

So weit, so klar ist mir, dass ISO zwischen verschiedenen Sensoren schwer vergleichbar ist. Meine Gegenfrage war jetzt, was passiert, wenn ich zwei Bilder mit der gleichen Kamera aufnehme, einmal bei (z.B.) 36mm/f4 und einmal bei 18mm/f4 und das letzte Bild mit Faktor 2 croppe.

Antwort: Dann kriegst du zwei Bilder gleicher Helligkeit, aber die ISO beim zweiten Bild ist effektiv nicht mehr bei 100, sondern bei 400 (warum 2 Belichtungsstufen?), daher ist das Rauschen im zweiten Bild höher. (Für mich schwer zu sagen, weil ja doch 3/4 der Pixel fehlen...)

Die Begründung sei, dass ich im zweiten Bild weniger Licht hätte und deswegen das Signal/Noise-Verhältnis schlechter wäre. Nur bin ich mir nicht so sicher, ob das stimmt? Bei 18mm komprimiere ich den Bildausschnitt halt auf 'ne kleinere Fläche - aber verliere ich dabei Licht?

Warum wird das Bild dadurch inhärent mehr Rauschen aufweisen? (Wie gesagt, ich seh' es nicht in meinem Beispiel...)

Würde mich sehr über Denkanstöße freuen - irgendwas scheine ich an der ganzen Thematik jedenfalls noch nicht begriffen zu haben.

Viele Grüße

spud_murphy

bearbeitet 7. November 2023 von spud_murphy

[fujirai]

vor 32 Minuten schrieb spud_murphy:

gleich hell wahrgenommenes Bild nur deswegen, weil die ISO bei der APS-C-Kamera effektiv höher ist, als bei der FF-Kamera.

das stimmt nicht.

vor 32 Minuten schrieb spud_murphy:

Meine Gegenfrage war jetzt, was passiert, wenn ich zwei Bilder mit der gleichen Kamera aufnehme, einmal bei (z.B.) 36mm/f4 und einmal bei 18mm/f4 und das letzte Bild mit Faktor 2 croppe.

Genau so ist es. Wenn Du von einem Bild die Hälfte abschneidest und wegwirfst, dann rauscht die übrige Hälfte deshalb nicht stärker.

Denk mal wie das früher bei Film war: Mit 100 ASA Kleinbildfilm und 100 ASA 6x6 Film hast Du die gleiche Belichtungszeit bei gleicher Blende. Der Film ist nur anders zugeschnitten, es ist das gleich Material. Und an einem Belichtungsmesser hat man früher auch keine Einstellung für das Filmformat gehabt, weil die Belichtung bzw. Empfindlichkeit hängt davon nicht ab.

 

[spud_murphy]

vor 21 Minuten schrieb fujirai:

Denk mal wie das früher bei Film war: 

Erstmal vielen Dank für die Antwort, aber es hat einen Grund, warum ich die Frage bei den "Newbies" platziert habe.  

Will sagen, die Zeit kenne ich leider nicht mehr. 

So richtig geblickt, was mir mein Gegenüber da sagen wollte, habe ich ehrlich gesagt dennoch nicht, am Ende wollte er auch nie über Belichtungszeiten gesprochen haben, was schräg ist, da ich gefragt habe, ob er über Belichtungszeiten spricht und er bejaht hat. (Sprich, ich hab' jetzt irgendwie keine tragfähige Erklärung dafür mehr, warum FF im Mittel weniger rauscht. Liegt das dann nur daran, dass die gleiche Menge Licht weniger komprimiert wird?)

bearbeitet 7. November 2023 von spud_murphy

[mjh]

vor 1 Stunde schrieb spud_murphy:

Die Argumentation ist wie folgt: FF und APS-C produzieren bei selber Blende, selbem Blickwinkel, selber Belichtungszeit und gleicher ISO ein gleich hell wahrgenommenes Bild nur deswegen, weil die ISO bei der APS-C-Kamera effektiv höher ist, als bei der FF-Kamera.

Das ist Unsinn.

Zunächst einmal: Bei gleicher Blende ist es auf dem Sensor gleich hell. Das gilt unabhängig von der Brennweite und der Sensorgröße, und das ist auch der Grund, weshalb die Blendenzahl so eine praktische Größe ist. Wenn mir ein Handbelichtungsmesser sagt, dass ich bei ISO 100, 1/250 Sekunde und Blende 4 ein gut belichtetes Bild bekomme, kann ich an jeder beliebigen Kamera mit irgendeinem beliebigen Objektiv diese drei Werte einstellen und bekomme ein gut belichtetes Bild.

Die Blende ist ja das Verhältnis der Brennweite zur Eintrittspupille, also dem Durchmesser der Öffnung, durch die das Licht in das Objektiv fällt. Warum die Öffnung wichtig ist, erklärt sich von selbst – durch eine größere Öffnung fällt mehr Licht. Die Brennweite kommt ins Spiel, weil eine längere Brennweite das Licht über eine größere Fläche verteilt, und bei gleicher Öffnung wird es auf dem Sensor dunkler, wenn man eine längere Brennweite verwendet, weil sich dieselbe Menge Licht auf eine größere Fläche verteilt. 

Die zitierte Argumentation geht von einem gleichen Bildwinkel aus, und wenn man mit einem kleineren Sensor fotografiert, muss man eine kürzere Brennweite verwenden, damit das Bild stärker verkleinert wird und der geforderte Bildwinkel auf den kleineren Sensor passt. Das heißt aber, dass das innerhalb dieses Bildwinkels gesammelte Licht auf die kleinere Fläche konzentriert wird – es wird also heller. Wenn die Öffnung gleich bleibt, müsste man mit der APS-C-Kamera also kürzer belichten oder einen niedrigeren ISO-Wert wählen. Aber es ist ja nicht die Öffnung, die gleich bleiben soll, sondern die Blende. Dazu muss man die Öffnung verkleinern, und zwar um den gleichen Faktor, um den sich die Brennweite verkürzt. Damit bleibt das Verhältnis von Brennweite zu Öffnung gleich – also die Blende. Also: Bei gleicher Blende, Belichtungszeit und Bildwinkel sind die Lichtverhältnisse auf dem Sensor dieselben.

[Leicanik]

vor 2 Stunden schrieb fujirai:

Genau so ist es. Wenn Du von einem Bild die Hälfte abschneidest und wegwirfst, dann rauscht die übrige Hälfte deshalb nicht stärker.

Das stimmt. Ergänzend: Wenn man dann allerdings die Hälfte wieder auf das ursprüngliche Format vergrößert, sieht man das (auch vorher  bereits vorhandene) Rauschen deutlicher.

[mjh]

vor 46 Minuten schrieb Leicanik:

Das stimmt. Ergänzend: Wenn man dann allerdings die Hälfte wieder auf das ursprüngliche Format vergrößert, sieht man das (auch vorher  bereits vorhandene) Rauschen deutlicher.

Die Rauschstrukturen werden vergrößert, die Details aber auch. Der Anteil des Rauschens bleibt gleich. Umgekehrt kann das Rauschen scheinbar verschwinden, wenn man das Bild verkleinert (oder aus einem größeren Abstand betrachtet), aber das gilt unabhängig von der Sensorgröße.

Für das Rauschen im Bild ist etwas anderes relevant: Der größere Sensor fängt bei gleicher Blende mehr Licht ein, und das verringert das Rauschen. Wenn aber nicht die Blende, sondern die Öffnung gleich ist, wird dieser Effekt kompensiert und es fällt insgesamt gleich viel Licht auf einen großen wie auf einen kleinen Sensor. Äquivalenz halt, wir kennen das ja …

[spud_murphy]

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vor 5 Stunden schrieb mjh:

Für das Rauschen im Bild ist etwas anderes relevant: Der größere Sensor fängt bei gleicher Blende mehr Licht ein, und das verringert das Rauschen. Wenn aber nicht die Blende, sondern die Öffnung gleich ist, wird dieser Effekt kompensiert und es fällt insgesamt gleich viel Licht auf einen großen wie auf einen kleinen Sensor. Äquivalenz halt, wir kennen das ja …

Das ist aber genau der Punkt, an dem ich nachgegeben habe. Wenn der größere Sensor physikalisch mehr Licht einfängt, dann muss ich das Signal im Nachgang weniger verstärken? Das wiederum könnte man dann durchaus so formulieren wie ich das eingangs dargestellt habe, oder?

 

vor 7 Stunden schrieb mjh:

Die zitierte Argumentation geht von einem gleichen Bildwinkel aus, und wenn man mit einem kleineren Sensor fotografiert, muss man eine kürzere Brennweite verwenden, damit das Bild stärker verkleinert wird und der geforderte Bildwinkel auf den kleineren Sensor passt. Das heißt aber, dass das innerhalb dieses Bildwinkels gesammelte Licht auf die kleinere Fläche konzentriert wird – es wird also heller. 

Das wiederum klingt inhaltlich wie mein Argument oben.

Irgendwie bekomme ich gedanklich dieses Argument noch nicht in Einklang mit dem oben genannten.

Ich glaube, mein Verständnis bisher war, dass FF bei z.B. 45mm/f4 die gleiche Lichtmenge auf den Sensor bekommt wie 30mm/F4 an APS-C. Gleichzeitig war mir aber irgendwie diffus klar, dass der FF-Sensor mehr Licht abbekommt. Das passt so irgendwie nicht zusammen, wenn man sich's genau überlegt.

[mjh]

vor 5 Stunden schrieb spud_murphy:

Wenn der größere Sensor physikalisch mehr Licht einfängt, dann muss ich das Signal im Nachgang weniger verstärken? Das wiederum könnte man dann durchaus so formulieren wie ich das eingangs dargestellt habe, oder?

Die Signale, die gegebenenfalls verstärkt werden, sind die Signale der einzelnen Sensorpixel. Aber nur weil es am Rand des Sensors noch mehr Sensorpixel gibt, heißt das ja nicht, dass die Sensorpixel in der Mitte mehr Licht sehen und stärkere Signale liefern würden. Der Signalpegel bleibt auf der gleichen Höhe, und lediglich die Zahl der Pixel steigt. Wohlgemerkt: Eine größere Zahl von Pixeln ist eine gute Sache, denn sie bedeutet, dass das optische Bild feiner abgetastet wird, aber mit einer Verstärkung hat das nichts zu tun.

Und wenn man beim größeren Sensor nun nicht mehr Pixel hinzufügt, um die größere Fläche zu nutzen, sondern die Pixel vergrößert? Dann fällt ja auf jedes Pixel mehr Licht. Die Grundempfindlichkeit des Sensors steigt zwar nicht; sie liegt bei großen wie bei kleinen Sensoren und mit großen wie mit kleinen Pixeln durchweg zwischen ISO 100 und 200. Aber die Signale der einzelnen Pixel sind stärker. Dafür verzichtet man auf die feinere Abtastung, wie sie eine größere Pixelzahl möglich machen würde.

Aber, wie gesagt: Die Sensorgröße hat keinen Einfluss auf die Empfindlichkeit, die Verstärkung und dergleichen.

[mjh]

vor 5 Stunden schrieb spud_murphy:

Gleichzeitig war mir aber irgendwie diffus klar, dass der FF-Sensor mehr Licht abbekommt. Das passt so irgendwie nicht zusammen, wenn man sich's genau überlegt.

Am größeren Strand werden mehr Touristen braun. Aber sie werden nicht schneller braun.

[AS-X]

vor 12 Minuten schrieb mjh:

Am größeren Strand werden mehr Touristen braun. Aber sie werden nicht schneller braun.

Das ist doch ein Bild was es sehr einleuchtend erklärt und vermutlich auch besser haften bleibt als so manche technische Erklärung. 

[fujirai]

vor 11 Stunden schrieb spud_murphy:

Gleichzeitig war mir aber irgendwie diffus klar, dass der FF-Sensor mehr Licht abbekommt.

weil er eine größere Fläche hat, wie @mjh schon schrieb. Der Punkt ist aber dass du das beim kleineren Sensor nicht dadurch kompensieren kannst, dass du den überbelichtest - also ihm eine andere ISO Stufe zuordnest. Von der Überbelichtung wird nämlich das Bild nicht besser.

[Tagträumer]

vor 15 Stunden schrieb fujirai:

also ihm eine andere ISO Stufe zuordnest

Doch, man ordnet ihm eine andere ISO-Stufe zu. Nämlich eine Stufe weniger. Dafür blendet man eine Stufe auf. Dann hat man Äquivalenz. Die Lichtintensität muss auf dem halb so großen Sensor doppelt so hoch sein, um die gleiche Lichtmenge einzufangen. (Zeit bleibt gleich.)

[AS-X]

vor 7 Stunden schrieb Tagträumer:

Doch, man ordnet ihm eine andere ISO-Stufe zu. Nämlich eine Stufe weniger. Dafür blendet man eine Stufe auf. Dann hat man Äquivalenz. Die Lichtintensität muss auf dem halb so großen Sensor doppelt so hoch sein, um die gleiche Lichtmenge einzufangen. (Zeit bleibt gleich.)

Also ich glaube hier gehen jetzt einige Theorien durcheinander. 

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