Sam Jost
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Farbmanagement für die Digitalfotografie

Wer mit Blitzen fotografiert, ist sicher in der einen oder anderen Form schon mal auf die maximale X-Sync-Zeit gestossen. Beispielsweise konnte Aggl mit Blitz auf der Kamera die Belichtungszeit nur noch bis 1/200s einstellen, mehr ließ die Kamera nicht zu.

Und wer es schafft, mit Tricks oder einfachen Funkauslösern die Belichtungszeit trotz Blitz höher zu schrauben, kennt die schwarzen Balken, die dann von unten ins Bild gekrochen kommen:

Schwarze Balken jenseits der XSync-Zeit

Wie das kommt, wird an vielen Stellen im Web gut erklärt, Jeffrey Friedl hat sogar ein super Zeitlupenvideo, dass den Ablauf des Verschlusses an einer Kamera zeigt.

Meine kurze Erklärung: Wenn die Kamera das Bild belichtet, öffnet sie den Vorhang vor dem Sensor, und wenn die Belichtungszeit um ist, verschließt die Kamera den Sensor mit dem 2. Verschlußvorhang.

Erster Vorhang, zweiter Vorhang

Ich hab das hier mal verbildlicht: der 1. Vorhang öffnet den Sensor bei 0ms (Millisekunden), und bei 1/125s Belichtungszeit schließt der 2. Vorhang den Sensor nach 8ms wieder:

1. Verschlußvorhang öffnet, 2. Vorhang schließt

Nun ist dieser Vorhang ein mechanisches Bauteil, das weder zaubern noch beamen kann, und so einen Vorhang beiseite zu ziehen dauert. Genau gesagt dauert das bei meiner Kamera meiner Schätzung nach ca. 2,2ms. Um das zu veranschaulichen, habe ich den Vorhang oben als eine Schräge eingezeichnet: bei 0ms fängt der 1. Vorhang an zu laufen, bei 2,2ms ist er dann ganz offen. Genauso der 2. Vorhang, der bei 8ms anfängt sich zu schließen und bei 10,2ms wieder ganz zu ist.

Vorhang auf, dann der Blitz

Erst wenn der 1. Vorhang ganz offen ist, wird der Blitz ausgelöst, hier durch eine grüne Linie bei ca. 2,2ms markiert:

Zeitpunkt, zu dem der Blitz ausgelöst wird

Und dann kommt etwas, was bei der Erklärung der X-Sync-Zeit oft vernachlässigt wird:

Die Leuchtdauer des Blitzes

Der Blitz gibt sein Licht nicht gleichmässig ab, und er braucht (je nach Leistung) einige Zeit dazu. Die Helligkeit eines Blitzes verläuft üblicherweise in einer Kondensator-Entladekurve, die am Anfang sehr stark ansteigt und dann abflacht.

Und mein Nikon SB-900 braucht bei voller Leistung satte 4,3ms, um seine Leistung abzugeben. Das klingt nach wenig, entspricht aber 1/230s. Wie lange das ist, wird deutlicher, wenn ich die Entladekurve mal in unser Bild der beiden Verschlußvorhänge bei 1/125s (8ms) Belichtungszeit einzeichne:

Der Blitz leuchtet länger, als man denkt

Wie man sieht, passt die Kurve trotz voller Leistung bei 1/125s noch gut in das Zeitfenster, in dem beide Verschlußvorhänge offen sind.

Es wird enger

Wenn ich die Belichtungszeit auf 1/160s (6,25ms) verkürze, passt die Belichtung gerade eben noch in das Zeitfenster. Am Ende wird ein minimaler Rest Blitzlicht abgeschnitten, doch das hat schon so wenig Leistung, das wäre auf dem Foto nicht sichtbar:

Blitz auslösen bei 1/160s

Doch schon die nächste Stufe wird spannend. Wenn ich jetzt die Belichtungszeit auf 1/200s verkürze, wird am Ende der Belichtung so viel Blitzlicht abgeschnitten, dass das als dunkler Rand unten im Bild sichtbar sein müsste (immer dran denken, dass der Verschlußvorhang ja gut 2ms braucht um zuzumachen und daher nicht sofort das ganze Bild dunkler macht).

Läuft da Licht in den Vorhang?

Es ist nicht viel Licht, was dort abgeschnitten wird, vielleicht 1/8 Blende, wäre aber genug, um als Rand sichtbar zu sein:

Bei 1/200s und voller Leistung fällt schon Blitzlicht in den zweiten Vorhang.

Das erstaunliche:

Es ist kein Rand sichtbar!

Stattdessen ist das ganze Bild sichtbar um diese 1/8 Blende dunkler.

Über diesen Punkt habe ich lange gerätselt, für mich gibt es nur eine logische Erklärung: die Kamera schickt an ihren Systemblitz per TTL ein Abschalt-Signal, dass seine Zeit um ist, der 2. Vorhang gleich fällt und er gefälligst sofort aufhören soll zu blitzen. Der Blitz fährt seine Leistung also schnellstmöglich auf 0 runter:

Am Ende der Belichtung wird das Blitzsignal gestoppt

Jedenfalls ist das die einzige logische Erklärung, die ich dafür habe, dass das Bild bei 1/200s keinen schwarzen Rand aufweist, sondern stattdessen einfach insgesamt etwas dunkler ist.

Es geht noch kürzer

Bei 1/250s, was die kürzestmögliche X-Sync-Zeit an meiner Kamera ist, wird das noch deutlicher: ich habe keine Ränder im Bild, aber die Gesamthelligkeit nimmt bei voller Blitzleistung im Vergleich zu 1/200s nochmal sichtbar um ca. 1/3 Blende ab.

Cutoff bei 1/250s Belichtungszeit verliert 1/3 Blende.

Nur mal zur Beruhigung hier eine Zwischenbemerkung zur Verdeutlichung, warum dies im Allgemeinen kein großes Problem ist:

Nur volle Leistung dauert lange

Das passiert so nur bei voller Blitzleistung! Schon bei halber Blitzleistung verringert sich die Leuchtzeit des Blitzes so stark, dass der Blitz fertig ist, bevor die Abschaltung passieren würde:

Bei halber Leistung leuchtet der Blitz viel viel kürzer

Aber im weiteren Beschreibe ich dennoch mit voller Blitzleistung die restlichen Vorgänge.

Funkauslöser verzögern um wichtige Millisekunden

Nimmt man nun einen einfachen (also nicht TTL-Fähigen) Funkauslöser, so verzögert sich das Signal. Wie ein Hersteller eines dieser Funkauslöser schreibt "Die Übertragung geschieht innerhalb weniger Millisekunden, um keine Verzögerung aufkommen zu lassen."

Klingt toll. Doch wenn man sich die Zahlen ansieht, sind "wenige Millisekunden" in diesem Zusammenhang nahezu ewig. Selbst wenn das Signal durch den Funkauslöser nur um 2ms verspätet zum Blitz kommt, was wohl die positivste Auslegung von "wenigen ms" sein sollte, sieht das für die Belichtung ganz schlecht aus:

Blitzauslösung 2ms verzögert

Für die Belichtung sind 2ms eine Ewigkeit

Mit nur 2ms Verzögerung zwischen Auslösen des Blitzes am Kameraanschluß, bis der Blitz leuchtet, fängt der Blitz bei einer Belichtungszeit von 1/250s tatsächlich erst an zu leuchten, nachdem der 2. Vorhang schon angefangen hat, sich zu schließen. Ein Teil des Bildes bekommt gar kein Licht ab, das bekommt so einen "schwarzen Rand":

Schwarze Balken jenseits der XSync-Zeit

Daher ist die volle XSync-Zeit von 1/250s bei einfachen Funkauslösern oft nicht benutzbar. Selbst bei 1/200s läuft aufgrund der Verzögerung der Blitz manchmal in den 2. Vorhang, ein Teil des Fotos wird schwarz.

Je mehr Leistung, desto größer das Problem

Und je höher die Blitzleistung, desto wahrscheinlicher wird es, dass ein Teil des Blitzlichts in den 2. Vorhang läuft. Daher kann es vorkommen, dass ihr zu Hause in Ruhe bei 1/8 Blitzleistung testet und feststellt, 1/200s ist kein Problem, aber beim Shooting vor Ort mit 1/2 Blitzleistung dann doch mit einem Mal ein schwarzer Rand unten am Bild auftaucht: der Blitz leuchtet bei 1/2 Leistung ja länger als bei 1/8.

Dazu bekommt der Blitz ohne TTL-Ansteuerung auch kein Abschalt-Signal: die einfachen Funkauslöser übertragen nur das Auslösen, der Blitz leuchtet die geforderte Blitzleistung durch ohne zu wissen, ob der 2. Vorhang sich schon wieder schließt.

Ich hoffe, damit jetzt Ursache aller typischen X-Sync-Probleme erklärt zu haben. Rein theoretisch könnte die Kamera vermutlich bei weniger Blitzleistung sogar noch höhere XSync-Zeiten erreichen, doch in der Praxis gibt es hier haufenweise Tücken: Die XSync-Zeit wäre abhängig von der Blitzleistung (des langsamsten Blitzes, falls wir mehrere benutzen), dazu würde dann vermutlich die Toleranz zu eng werden, um zuverlässig eine gleichmässige Belichtung zu garantieren. Auch gehen an jeder Stelle wertvolle Sekundenbruchteile verloren, auch die Elektronik braucht ja etwas Zeit, um die Signale zu verarbeiten.

Der Magier im PocketWizard

Umso erstaunlicher ist es, was PocketWizard mit Hypersync aus diesem engen Timing noch rausholen kann.

Veröffentlicht am So, 06. Nov 2011, 13:44 von Sam

Speed und Systemblitz(Diskussion)
R. Ramer schrieb am Mi, 09. Nov 2011, 09:36

Du hast ein kompliziertes Thema wieder einmal sehr anschaulich erklärt. Soweit habe ich alles verstanden.

Bei den Studioblitzen ist "t 0,5" immer ein Thema. Spielt das bei den Systemblitzen auch eine Rolle?

Systemblitze gelten im Vergleich zu Studioblitzen als sehr schnell. Der 500Ws Kompaktblitz von Elinchrom z.B. hat bei voller Leistung eine Blitzdauer (t 0,5) von 1/1558s. Bei Nikon habe ich gelesen, dass der SB 900 eine Blitzdauer von ca. 1/880 Sek. bei voller Blitzleistung hat, was dann doch nicht mehr so schnell ist. Dies bedeutet aber auch, dass keine Verschlusszeiten über dieser Zeit bei voller Leitstung möglich sind. Deshalb schalte der Systemblitz bei HSS auf Dauerfeuer um bzw. funktioniere dann wie ein Dauerlicht. Stimmt das soweit?

Bei Verschlusszeiten unterhalb von X-Synch kann man den an der Belichtung beteiligten Anteil von Umgebungslicht und Blitzlicht durch die Verschlusszeit (Umgebungslicht) und der Blende (Blitz) regeln. Falls bei HSS der Systemblitz wirklich wie ein Dauerlicht arbeitet, bedeutet dies dann nicht auch, das ich Umgebungslicht und Blitzlicht nicht mehr getrennt steuern kann?


Sam schrieb dazu am Do, 10. Nov 2011, 07:00

T0,5 ist ja erreicht, wenn der Blitz die Hälfte seiner Leistung abgegeben hat und T0,1 nach Abgabe von 90% der Leistung (ich glaub in echt ist auch das komplizierter, aber dafür müsste man die zugehörigen Messmethoden erklären *grins*).

Mal ganz grob gerundet ist also T0,5 die halbe Leistung, T0,1 (fast) die ganze Leistung.

Also ist T0,1 doppelt so viel Leistung wie T0,5.

Die Verdoppelung der Lichtleistung entspricht einer Blende Unterschied in der Belichtung.

Sprich, wenn bei T0,5 meine Belichtungszeit enden würde, dann wäre mein Foto eine Blende unterbelichtet.

Bei den kleinen Blitzen ist es mal so und mal so. Die Hersteller geben gerne die T0,5-Zeiten an, weil sie natürlich viel besser klingen (so schreibt Nikon auf seiner Webseite eben die T0,5 1/880s statt der T0,1 1/230s, in Foren und Diskussionen wird gern die T0,1 verwendet, weil man natürlich gern wissen möchte, wann das Bild fertig belichtet wurde. Denn was hilft es mir zu wissen, dass nach 1,1ms das Bild halb fertig belichtet ist, wenn es dann noch satte 3,2ms länger (also dreimal so lange) dauert, bis die zweite Hälfte ebenfalls fertig belichtet ist?

Und es stimmt, wenn der Blitz länger leuchtet als die Verschlusszeit ist, dann kann ich seine Leistung nicht mehr ausnutzen. Und die Leuchtdauer ist natürlich nicht T0,5 sondern T0,1. Sprich, wenn ich die oben genannte T0,5 von 1/880s und T0,1 von 1/230s habe, und ich belichte kürzer als 1/230s, dann habe ich nicht mehr die volle Leistung des Blitzes zur Verfügung. Wäre meine Belichtungszeit 1/880s, dann könnte es maximal noch die halbe Leistung sein, weil das ja T0,5 entspricht.

Bei noch kürzeren Zeiten funktioniert der Blitz wie ein Dauerlicht, natürlich hat die Verschlusszeit dann einen starken Einfluß auf die Helligkeit. Wie stark, werde ich demnächst auch mal in einem Blogbeitrag beleuchten, denn ich vermute auch, dass die getrennte Steuerung von Blitz und Umgebungslicht damit nicht mehr möglich ist (ein sehr interessanter Punkt, den Du da angesprochen hast, denn man neigt ja sonst dazu, das Umgebungslicht durch verkürzen der Belichtungszeit zu verringern in der Hoffnung, dass das Blitzlicht gleich hell bleibt).

Der gleiche Effekt gilt auch für PocketWizard Hypersync, da wird der Blitz auch per Trick zu einem Dauerlicht umfunktioniert und damit wird die Helligkeit abhängig von der Belichtungszeit.


R. Ramer schrieb dazu am Do, 10. Nov 2011, 10:36

Die Bedeutung von t 0,5 ist für mich die Zeit, in der diejenige Lichtmenge abgegeben wird, die die Belichtung bestimmt. Wie Du sagst brennt der Blitz nach dieser Zeit unter Umständen (siehe unten) immer noch. Eine Bewegung wird von der Kamera somit weiterhin "wahrgenommen". Für das Einfrieren von Bewegung spielt der t 0,1 Wert eine entscheidende Rolle.

Dirk Wächter schreibt in seinem Buch "Heute schon geblitzt?", dass der Canon-Blitz 580EX eigentlich immer mit voller Intensität blitzt und die Lichtmenge durch Herabsetzen der Blitzdauer regelt. Bei 1/1-Leistung ist es dann die typische abfallende Kurve. Dem im Buch abgebildeten Messdiagramm kann man entnehmen, dass z.B. bei 1/64-Leistung t 0,5 sehr nahe bei t 0,1 liegen. Zudem liegt t 0,1 bei 1ms. Bei 1/128-Leistung beträgt t 0,1 dann noch 1/64'000stel Sekunde, was schon extrem kurz ist. Broncolor setz bei seinen Studioblitzen eine ähnliche Strategie ein, um t 0,1 möglichst kurz zu halten. Wie das bei Nikon ist, weiss ich nicht.

Meistens bin ich froh, dass ich den technischen Teil der Fotografie nicht so genau kenne muss. Will ich Bewegung einfrieren und benötige dazu auch noch eine grosse Lichtmenge, wird es leider unerlässlich, hinter die Kulissen der Technik zu blicken. Deine technischen Artikel sind dann immer eine gute Quelle.


Sam schrieb dazu am Mo, 14. Nov 2011, 22:05

Leider hat ja die Definiton von t0,5 nicht viel damit zu tun, wie viel der Gesamtleistung abgegeben wurde. Es ist einfach ein Meßverfahren, das bei Photoscala schön beschrieben wird.

Bei manchen Blitzen ist in t0,5 schon alle Leistung abgegeben, bei anderen kommt auch danach noch genug Licht um deutlich sichtbare Unterschiede zu machen. Vor allem ist es rein logisch schwierig zu glauben, dass nach t0,5 die Belichtung sich nicht mehr ändert aber dennoch noch genug Licht kommt, so dass Bewegung unscharf wird: entweder kommt noch Licht, oder es kommt keins mehr.

Das Abschneiden zum verringern der Leistung machen soweit ich weiß ziemlich alle Aufsteckblitze. Daher sind die Blitzleuchtzeiten unterhalb der vollen Leistung auch radikal kürzer.

Interessant finde ich noch, dass die Leuchtdauer der kleinen Blitze länger wird, je schneller nacheinander ich sie abfeuer. Sprich, ich mache ein Testfoto, da wird die Bewegung gut eingefroren, und trotzdem kann später beim Dauerfeuer die Leuchtdauer sich verlängern, Bewegung unschärfer werden.

Wenn ich diese Sachen ausreichend durchgetestet und beschrieben habe, werden diese ganzen Informationen auch wieder in einer Schublade in meinem Kopf verschwinden und vermutlich erst wieder auftauchen, wenn mich irgendwelche Probleme daran erinnern ;)

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