LensAvenue Blog

Letztes mal haben wir in Foto-Grundwissen leichtgemacht u.a. über Lichtempfindlichkeit von Fotomaterialen und ISO/ASA Werte gesprochen. Heute werde ich das Thema etwas tiefer angehen und erläutern, wie man Lichtempfindlichkeit und unterschiedliche ISO-Werte beim „täglichen“ Fotografieren einsetzt.

Zunächst ein paar wissenswerte historische Fakten. Das allererste System zur Messung der Lichtempfindlichkeit fotografischer Materialen wurde 1894 von dem deutschen Astronomen Julius Scheiner entwickelt (Quelle). Auf diesem System ist auch der deutsche Standard für Film–Empfindlichkeit von DIN (Deutsche Institut für Normung e. V.) basiert. Dieser Standard legt fest, dass jede drei Wert-Schritte einer halbierten bzw. verdoppelten Lichtempfindlichkeit entsprechen. Z.B. bezeichnet 24° DIN (ISO 200) die verdoppelte Lichtempfindlichkeit im Vergleich zu 21° DIN (ISO 100). The American Standards Association (ASA) benutzt ein lineares Bezeichnungs- bzw. Messungssystem, wo ein verdoppelter Wert verdoppelter Lichtempfindlichkeit entspricht. The International Organization for Standardization kombiniert Werte von ASA und DIN, was der Grund dafür ist, dass die Werte oft zusammen beieinander stehen, wie ISO 100/21°. Auch führt es dazu, dass ISO-, Blende- und Verschlusszeits-Werte in Schritten von 1/3-f-stop eingestellt werden können (für Mehrheit von Kameras).

Wir wissen bereits (und Du, sehr verehrter Leser(in), wusstest es bestimmt viel besser und viel früher als wir ;) ), dass Änderung der ISO-Einstellungen in Zusammenhang mit Blende und Verschlusszeiten betrachtet werden muss: eben um gewünschte Blende-Werte und/oder Verschlusszeiten zu erreichen. Es gibt allerdings noch eine Folge der ISO-Wahl: Filme mit kleinen ISO-Werten haben sehr feines Korn, und die mit großen – eine grobe körnige Struktur. Während das Film-Korn für Umsetzung bestimmter künstlerischen Ideen geeinigt ist, ist das digitale Rauschen viel schlimmer – es spielt eine Kernrolle darin, ob ein Foto brauchbar oder für die Mülltonne ist. Daher ist es wichtig zu wissen, wie das digitale Rauschen entsteht und konsequenterweise wie er zu vermeiden ist.

So entsteht digitales Rauschen
Digitale Sensoren schaffen Bilder durch Konvertierung von Lichtintensität in digitale Signale. Erhöhen von ISO bedeutet aus technischer Sicht Verstärkung des Signals, das auf dem Sensor gespeichert wird. Dies wäre ja kein Problem und würde zum gewünschten Effekt führen, wenn es nur auf dem Sensor kein ständig präsentes latentes elektrisches Signal schon gäbe. Dieses Signal ist immer da, mit oder ohne Bilder, ist chaotisch, und existiert einfach deswegen, weil der Sensor ein super-komplexes elektronisches Gerät ist, das aber nicht perfekt ist. Hersteller verbessern die Sensoren immer weiter, aber ganz und vollständig dieses Rausch-Signal wegzuschaffen ist wohl zurzeit kaum möglich. So werden auf dem Sensor immer zwei Typen von Signalen vermischt espeichert: ein „gutes“ Signal, das von der Bildaufnahme kommt, und das „böse“ Rausch-Signal. Ein echt sichtbares Rausch-Problem entsteht in dem Fall, wenn es im Vergleich zu dem Rausch-Signal relativ wenig vom gewünschten Signal gibt, das von der Aufnahme kommt. Wenn in dieser Situation ISO aufgedreht wird, wird das gewünschte „gute“ Signal zusammen und in dem gleichen Maße mit dem „bösen“ Rausch-Signal verstärkt. In diesem Moment wird das „böse“ Signal sichtbar und entsteht digitales Rauschen.

Daher Lessons learned:

• Einfach: Bei Digitalfotografie immer den für die konkreten Lichtverhältnisse möglich niedrigsten ISO-Wert nehmen, oder
• Nicht so einfach: dafür sorgen, dass es ausreichend von dem „guten“ Signal gibt, das vom Foto kommt (daher – bitte schön weiter lesen :) )

Das Rauschen soll Dich nicht von höheren ISO-Werten abschrecken. Je nach dem Modell der Kamera und des Sensors ist es durchaus möglich, gute Ergebnisse sogar bei ISO 6400 zu erzielen. Wie?

• Durch richtige Belichtung, oder einfach gesagt: „Vermeide Unterbelichtung!“ Je mehr von dem „guten“ Signal gespeichert wird, und dies steigt mit der Menge an Licht, desto geringer ist im Verhältnis die Stärke von „schlechten“ Rausch-Signal, das ja konstant ist. Diese Regel kann mit der üblichen Empfehlung kollidieren, die besagt, dass Überbelichtung bei Digitalfotografie unbedingt vermieden werden muss, da überbelichtete Bildteile überhaupt keine Informationen mehr tragen – sie sind bloß weiß. Diese Empfehlung ist richtig, aber: in der Regel wird es pragmatisch gesagt, dass man um 0,5 bis 1 f-stop im Vergleich zum gemessenen Belichtungswert unterbelichten soll. Diese Empfehlung führt aber zu verheerenden Folgen – bis zur Hälfte der brauchbaren „guten“ Signal-Werten gehen verloren. Dies hat damit zu tun, wie digitale Sensoren Daten/Signal speichern. Ein Sensor speichert i.d.R. Daten, die sich in ihrer Helligkeit um max. 5-6 f-stops unterscheiden (Zur Info: menschliches Auge schafft 12 f-stops). Da die hellsten Teile einer Aufnahme die schwierigsten für die Elektronik sind, wird ca. 1/2 der gesamten gespeicherten Daten dem hellsten f-stop zugewiesen. Wenn man sich dann vor Überbelichtung schützen will, indem man einfach um 1 f-stop unterbelichtet, gehen Infos in dem hellsten f-stop und damit ca. eine Hälfte des „guten“ Signals verloren. Eine bittere Folge ist dann insbesondere in dunklen Bildteilen zu sehen – alles ist schwarz und „schön“ mit Rauschen gepfeffert. Daher: eine sehr feine Balance wird gefordert – weder unter- noch über-belichten.

Um 1-f-stop unterbelichtetes Foto, ISO 1600, gemacht mit Canon 5D + Canon EF 85mm 1:1.2L II USM, Ausschnitt aus 100% Originalfoto

Korrekt belichtetes Foto, ISO 1600, Ausschnitt aus 100% Originalfoto

• Durch Rausch-Reduzierung Manchmal wirst Du mit digitalem Rauschen zu tun haben, obwohl das Foto eigentlich richtig belichtet wurde. In diesen Fällen könntest Du von unterschiedlichen Software-Paketen Gebrauch machen, um das Rauschen loszuwerden. Ich werde mir dieses Thema für einen späteren Artikel sparen; jetzt möchte ich nur kurz anmerken, dass Lightroom eine sehr gute Rauschreduzierungs-Funktionalität hat; Anwendungen wie Neat Image zeigen sich ebenfalls von der besseren Seite.

Das obere unterbelichtete Foto mit angewendeter Rausch-Reduzierung in Lightroom, Ausschnitt aus 100% Originalfoto

Das obere korrekt belichtete Foto mit angewendeter Rausch-Reduzierung in Lightroom, Ausschnitt aus 100% Originalfoto

• durch Kombination Kunst+Software Wenn die obere zwei Ansätze nicht helfen, kannst Du i.d.R. immer noch durch unterschiedliche digitale Manipulationen Dein Foto retten. Zum Beispiel habe ich für das untere Foto eine besondere SW-Konvertierung benutzt, die eine völlig unbrauchbare Aufnahme sehr positiv verändert hat.

Hell is for heroes, Nikon D70s, 1/25 sek @ f/1.4, ISO 1600