Belichtungskurve Nikon D70
Analog zur Schwärzungskurve eines Schwarzweißfilms versuchte ich eine Kurve für Digitalkameras zu ermitteln, die hier Belichtungskurve genannt wird.
Dazu fotografierte ich eine Kodak Graukarte mit zirka 18 % Remission (18 % des auffallenden Lichts wird diffus reflektiert), beleuchtet mit diffusem Tageslicht. Eingestellt als Output habe ich JPEG in bester Qualität und den Weißabgleich auf die Graukarte gemessen. Verschlusszeit und Blende stellte ich manuell ein, die Belichtung wurde auf die Mitte der Graukarte abgestimmt (TTL-Spotmessung). Abweichend von der "richtigen" Belichtung habe ich mehrere Bilder mit jeweils halber und doppelter Belichtung fotografiert. Das ist gleichbedeutend mit jeweils halber bzw. doppelter Remission einer Graukeil-Stufe bei einer einzigen Belichtung.
Kritik: In Richtung Überbelichtung spätestens ab +2 Blenden sollte die Abstufung der Lichtmenge feiner sein als 1 Lichtwert (log 0,3). Das Format JPEG wurde kameraintern umgerechnet (12 Bit nach 8 Bit), vielleicht sollte der Versuch später mit Raw wiederholt werden, es sind andere Kurvenverläufe denkbar. Ich kann nicht garantieren, dass das Tageslicht während aller Aufnahmen exakt gleich hell war, da ich die Belichtung nur einmal je Tendenz (Über- bzw. Unterbelichtung) maß und anschließend die restlichen Aufnahmen fotografierte durch Verstellen der Verschlusszeit um jeweils das Doppelte bzw. die Hälfte ausgehend vom ersten Messwert. Hier sollte später der Versuch noch einmal wiederholt werden mit Kunstlicht. Außerdem kann ich nicht garantieren, dass die Verschlusszeiten exakt eingehalten wurden.
Ausgemessen wurde jeweils exakt der Bildmittelpunkt (Pixel-Koordinaten 1504, 1000), das Objektiv bildet konstruktionsbedingt nicht an allen Stellen gleich hell ab und es soll vermieden werden, dass zwei Faktoren das Resultat beeinflussen, zum Beispiel Lichtabnahme durch kürzere Verschlusszeit und Lichtzunahme, da Messung in der Mitte statt am Rand (Ohnehin sind zwei weitere Faktoren nicht 100-prozentig gesichert: Die Verschlusszeiten-Genauigkeit und die Konstanz der Beleuchtungsstärke).
Die relative Belichtung (Bel. rel.) ist als dekadischer Logarithmus dargestellt, Null bezieht sich auf exakte Belichtung (Graukarte erzielt zirka Dichte 0,75). Die Dichte wurde abgeleitet: Wird ein Bildpunkt mit dem Monitorgamma (γ) von 2,2 verrechnet, ergibt sich für einen Bildpunkt ein Wert – jeweils gleich für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) – von 255 × 10-D/γ (Herleitung), D ist die Dichte und γ = 2,2. Aufgelöst nach D: D = -log(x/255) × 2,2, x ist der gemessene Pixelwert. Hier das Resultat:
| Δ EV | R,G,B | Bel. rel. | Dichte | Δ Dichte |
|---|---|---|---|---|
| +3 | 255,255,255 | 0,9 | 0 | 0 |
| +2 | 218,218,218 | 0,6 | 0,15 | 0,15 (½ EV) |
| +1 | 167,167,167 | 0,3 | 0,40 | 0,25 (¾ EV) |
| ± 0 | 118,118,118 | ± 0 | 0,74 | 0,34 (1 EV) |
| -1 | 83,83,83 | -0,3 | 1,07 | 0,33 (1 EV) |
| -2 | 42,42,40 | -0,6 | 1,72 | 0,65 (2 EV) |
| -3 | 20,20,20 | -0,9 | 2,43 | 0,71 (2 1/3 EV) |
| -4 | 10,10,10 | -1,2 | 3,09 | 0,66 (2 EV) |
| -5 | 4,4,4 | -1,5 | 3,97 | 0,88 (3 EV) |
| -6 | 2,2,2 | -1,8 | 4,63 | 0,66 (2 EV) |
| -7 | 1,1,1 | -2,1 | 5,29 | 0,66 (2 EV) |
| -8 | 0,0,0 | -2,4 | ∞ | ∞ |
Δ EV (Exposure Value, Δ ist der griechische Buchstabe Delta, mit dem häufig Unterschiede gekennzeichnet werden) ist der Lichtwertunterschied (Blendenunterschied) bezogen auf die Graukarten-Messung. Δ Dichte ist der Dichteunterschied im Vergleich zum vorherigen Wert. Würden die Helligkeitsunterschiede in gleiche Dichteunterschiede umgesetzt, müsste er überall 0,3 sein. Größere Werte bedeuten, dass Unterschiede in den Motivhelligkeiten verstärkt wiedergegeben werden und kleinere, dass verschiedene Motivhelligkeiten im Bild weniger verschieden sind.
Die Messwerte als Kurve:
Belichtungskurve Nikon D70 bei ISO 200.
Fazit
Belichtungsumfang: Die Nikon D70, eingestellt auf JPEG-Output, hat in Richtung Überbelichtung relativ wenig Reserven. Spätestens ein 3 Blenden helleres Objekt, bezogen auf den angemessenen Punkt (Spotmessung), wird als reines Weiß abgebildet ohne Zeichnung. Die genaue Grenze muss durch einen weiteren Test ermittelt werden mit Drittel Lichtwert-Differenzen ab zwei Stufen Überbelichtung. In Richtung Unterbelichtung stecken mehr Reserven: Bis zu -7 Blenden werden noch mit Zeichnung abgebildet — allerdings ab 5 Stufen mit geringer Differenzierung und es ist fraglich, ob man hier noch von verwertbarer Bildinformation sprechen kann. Aus diesem Grund sollte wie beim Diafilm "auf die Lichter" belichtet werden und nach der Aufnahme das Histogramm auf Überbelichtung geprüft sowie die Überbelichtungswarnung (blinkende Spitzlichter im Rückwand-Display). Eine Strategie könnte sein, die hellste bildwichtige Stelle anzumessen und anschließend 2 bis 2 1/3 Blenden mehr (länger) zu belichten.
"Gradation": Was heller ist als die eingestellte Belichtung (Dichte 0,74), wird weniger unterschiedlich hell wiedergegeben ("Flache Gradation in den Lichtern"). Verschieden dunkleres wird stärker unterschiedlich hell abgebildet ("Steile Gradation in den Schatten").