Nerdausflug: Nachtaufnahme/Astrofotografie

Eines war mir klar: wenn wir schon irgendwo in der Wüste campen, wenn es dort schon atemberaubende Sternenhimmel zu bestauen gibt und wenn wir schon einen portablen interessanten Vordergrund – unser Camp – haben, dann muss ich mich an einem dieser klassischen Reiseführer/Instagram und was weiß ich noch wo zu sehenden Shots versuchen:

Klarer Sternenhimmel mit vielleicht Sicht auf die Milchstraße und dezent beleuchteter Vordergrund, wie zB. ein alter Baum, eine Kirche, eine Felsformation oder ein Camp.

Doch wie gelangt man dazu? Hierfür muss man ersteinmal drei wesentliche Einstellungen der Kamera verstehen (aber Achtung: kein Anspruch auf Vollständigkeit):

Die Blende/Aperture. Das ist im Pribzip die Iris der Kameralinse. Angegeben wird die Öffnung dieser Blende in sog. F-Stops als Quotient zur möglichen Gesamtöffnung – also indirekt proportional. In Klartext heißt das, dass eine f22 Blende quasi nur ein kleines Nadelöhr als Öffnung bereit stellt, eine f1 Blende hingegen komplett offen ist. Ein guter Vergleich ist unsere Iris bei Nacht (weite Pupille, f1) und bei Tag (enge Pupille, f22). Je nach Blendenöffnung ändern sich im wesentlichen 3 Dinge:

  • Der mögliche Lichteinfall ist offensichtlich: je offener die Blende, desto mehr Licht kommt in der selben Zeit auf den Sensor.
  • Die Tiefenschärfe. Je enger das Loch, desto weiter ist der Bereich, in dem die Kamera bzw. die Brennweite scharf gestellt ist. Schön zu sehen ist das bei Offenblenden Aufnahmen, bei denen der Hinter- wie Vordergrund schnell unscharf wird. Solche Fotos sind dank dieser Tiefenunschärfe, auch Bokeh genannt, attraktiv und schön. Unten zB. ein Bild meines 50mm Objektivs auf einer Offenblende f1.8: Schön also für Portraits und Makroaufnahmen, nicht so schön für Landschafts- oder Architekturaufnahmen.
  • Im Generellen hat jedes Objektiv einen „perfekten“ Blendenbreich. Dh. Eine Spannweite, in der das Objektiv besonders scharf ist. Das kann man für jede Linse auf jeder Brennweite einzeln testen, oder einfach diese Faustregel anwenden: niemals die Grenzbereiche verwenden, eher ein- bis zweimal auf- oder abblenden. Also kann das Objektiv maximal die Blende auf f1.8 öffnen, eher 2 Stufen schließen und auf f2.5 fotografieren.
  • Zusätzlich ändert sich je nach Bauart der Blende die Form der unscharfen Lichter im Hintergrund, von rund bis sechs- oder achteckig. Außerdem ist der Fokusbereich einer crazy f0.8 Blende so kurz, dass das ganze Bild irgendwie unscharf wirkt – hier exakt die Ebene zu treffen ist dann nicht ganz einfach.
  • Je Lichtstärker das Objektiv, also je weiter man die Blende öffnen kann und v.a. ob sich diese Blende über die gesamte Brennweite (den Zoombereich) so weit öffnen lässt, wirkt sich erheblich auf den Preis des Objektivs aus. Mein 18-250mm f3.5-6.8 Sigma bspw. hat die „Offenblende“ von f3.5 nur bei 18mm. Zoomt man nur ein wenig, ist es schon daran, Licht zu opfern, spätestens bei 100mm heißt dann f6.8. Ein Zeiss 50-200mm f2 bietet über den gesamten Brennweitenbereich eine Offenblende von f2 an. Der Unterschied? Abgesehen vom Aussehen, Gewicht, Material und Namen v.a. der Preis: 400€ vs. 1500€ oder mehr 😉

Die Verschlusszeit/Shutterspeed. Diese Zeit gibt an, wieviele Sekunden oder -Bruchteile der Sensor dem Licht, das durch die Blende gelassen wird, tatsächlich exponiert ist. Bei Tageslicht ist das oftmals nur eine 2500stel Sekunde oder noch kürzer. Bei Lowlight Situationen oder Nacht werden diese Zeiten, je nachdem was man erreichen will, deutlich länger. Also: je länger die Belichtungszeit, desto mehr Licht auf dem Sensor, also desto heller das Bild. Allerdings ist das nicht alles: wenn man länger belichtet, werden sich bewegende Objekte natürlich an verschiedenen Stellen des Sensors abgebildet. So entstehen das bspw. die Strichspuraufnahmen: das Licht des Autos leuchtet kontinuierlich über die Belichtungszeit, bewegt sich aber, also wird eine Linie aufgenommen – easy oder? Tagsüber kann man sich diesen Effekt auch zu Nutze machen: normalerweise ist das Foto am Tag so schnell geschossen, das die einzelnen Wassertropfen eines Wasserfalls oder die Wellen eines Gewässers wie eingefroren wirken. Will man diese „weichzeichnen“, muss man die Bewegung des Wassers über einen längeren Zeitpunkt fotografieren – also länger belichten. Bei Tageslicht kann das schwierig werden, also schließt man entweder die Blende möglichst weit (zB. f16), sodass von vorneherin weniger Licht auf den Sensor kommt, oder man schnallt dem Objektiv einen sogennanten ND Filter vor: eine grau bis schwarze Glassscheibe, die noch vor der Blende das eintreffende Licht reduziert.

Der ISO Wert. Er bezeichnet die Lichtempfindlichkeit des Sensors und ist ein modernes Tool. Im Endeffekt stellt man hier ein, wieviel Licht dann (des vorher abgefangenen oder durchgelassenen Lichts) der Sensor tasächlich für ein Weiß o.ä. benötigt. Je höher die Zahl hinter ISO, desto weniger Licht wird benötigt, also umso lichtempfindlicher der Sensor. Zu Beginn der Fotografie waren die analogen Filme alle gleich emfpindlich, zudem ließ die Lochkamera mit ihrer Miniblende (ein kleines Loch) nur wenig Licht durch. Deswegen sehen Portraits der Jahrhundertwende immer so ernst aus: die Fotografierten mussten über mehrere Sekunden Belichtungszeit die gleiche Mimik halten, damit das Foto scharf wird. Und das geht eben am einfachsten mit einem ernsten/entspannten Gesichtsausdruck. Es gibt auch lachende Portraits dieser Zeit, doch sieht man da dann die Bewegung der Fotografierten. Naja, später kamen dann Filme in verschiedenen ISO Stärken heraus, sodass Fotografie bei schlechtem Licht vereinfacht wurde bzw. weg vom Stativ gebracht wurde bis hin zu den digitalen ISO Werten von über 12800. Doch ein hoher ISO Wert hat auch Nachteile: je höher, desto anfälliger für Störungen. Diese nennt man Rauschen oder Noise und sind besonders in dunklen (Sternenhimmel) Partien des Bilds zu sehen. Je besser die Kamera, je größer der Bildsensor, je besser die Rauschunterdrückung und je besser die Postproduction, desto geringer das Rauschen (abgesehen von der Reduzierung des ISO Werts).

Also, zurück zu unserem Shot: wir brauchen einfach nur viel Licht auf dem Sensor. Folglich Blende ganz auf, Shutter ganz lang und ISO weit rauf? Fast. Aus o.g. Rauschgründen sollte ich bei meiner Kamera egtl. bei ISO 1600 aufhören, 2000 bzw. 2500 sind auch noch eträglich. Mein Objektiv ist leider ganz und gar nicht für so ein Vorhaben gemacht, da die offenste Blende bei 18mm Brennweite (Zoom) immer noch nur f3.5 ist. Mein 50mm Objektiv hätte zwar eine f1.8, aber hier kommt die Rotation der Erde ins Spiel:

Fotografiert man die Sterne via Langbelichtung, beginnen diese ab einer bestimmten Zeit ebenfalls Strichspuren zu werden. Hierzu hilft einem folgende Formel zur groben Orientierung des Shutter Speeds:

Vollformat-kameras 500/Brennweite=max. Zeit in Sekunden, Cropped Sensor: 300/Brennweite.

In meinem Fall (Cropped Sensor): 18mm Reiseobjektiv: max. 15s, 50mm: max. 6s. Für einen Sternenhimmel sind allerdings 6s deutlich zu wenig. Aber das ist nicht der Hauptgrund dafür, dass das 50mm wegfiel: 50mm auf meiner Cropped Sensor Canon 80D ist wie 75mm Vollformat, dh. alles andere als Weitwinkel. In diesem Fall würde viel zu viel Sternenhimmel verloren gehen, weil man eben soweit „herangezoomt“ hat.

Im Endeffekt wurden es dann folgende Einstellungen unter Berücksichtigung der obigen Fakten:

  • 18mm (die geringste Brennweite, also möglichst viel Motiv – Weitwinkel ist es allerdings leider noch nicht)
  • F3.5 (offener geht halt nicht, die Tiefenunschärfe nehme ich in Kauf)
  • 13 Sekunden (15s verursachte leichte Strichspuren)
  • ISO 3200 (jaja, ich weiß, das Rauschen)
  • Rauschunterdrückung auf Maximum)
  • Aufnahme vom Stativ (klar, wer kann die Kamera schon 13s exakt still halten?)
  • Abstellen des Objektivinternen Bildstabilisators (dieser verursacht auf dem Stativ Unschärfe. Das Stativ ist so perfekt still, dass der Mechanismus via Schwingungen minimale Bewegungen ausgleichen plötzlich selbst die Ursache, für minimale Bewegung ist)

Ein schönes 10mm f1.8 Weitwinkel würde einem das Leben natürlich einfacher machen. Aber wer hat das Geld, und den Platz? Ich noch nicht 😉

Ist das nun die Zauberformel? Nein. Weitere Faktoren, wie die Position auf der Weltkugel, Wolken am Himmel, Mondphasen sowie Nähe zu Städten als Quelle von Lichtverschmutzung, Position der Milchstraße sowie ein schöner Vordergrund tragen enorm zum Gesamtergebnis bei.

Doch wie beleuchtet man den Vordergrund? Ganz kurz: eine Taschenlampe über die gesamten 13s ist defintiv zu hell. Man braucht ja 13s für die feinen Sterne, wieso also 13s lang LEDs auf den Sensor strahlen??? Hier gibt es nun erneut verschiedene Methoden: Light Painting, Low Light Lightning etc. Hier kenn ich mich selbst kaum aus und hab einfach herumexperimentiert. Bei den o.g. Einstellungen waren die für mich befriedignesten Ergebnisse bei einer kurzen, vll. halbsekündigen Beleuchtung des Vordergrundes mit einer gedimmten Stirnlampe oder einer Smartphone App im Zelt, die das Display für 100ms rot leuchten lässt, 900ms pausiert und dann wieder von vorne beginnt. Lichtintensität, -dauer, -farbe sind alles Objekte der Kreativität und Spielraum für Experimente.

Bei den folgenden Aufnahmen habe ich die „Blinkeapp“, die Stirnlampe, das Bewegen auf das Objekt mit der App und gewollter Strichspur auf der anderen Motivseite kombiniert.

Meiner Meinung nach können sich die Bilder sehen lassen, allerdings ist mir klar: Übung macht den Meister, Equipment wirft Limitationen auf, doch die Kreativität und Wahl des Motivs sowie Komposition des Bildes findet hinter dem Sucher statt: im Auge des Fotografs 😉

Lange Rede, kurzer Sinn, enjoy:

PS: diese Bilder haben vermehrt Rauschen, da sie beim Versenden von der Kamera auf Handy ein von über 20MP auf FHD Downscaling erleben und die mein Bearbeitungsprogramm auf dem Handy natürlich kein Vergleich zu denen auf PCs der Fotostudios sind.

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