Lichtempfindliche Materialien (Sensor): Wichtige Kurven
Benutzt wird ein Koordinatensystem, in dem die x-Achse eine Änderung der Belichtung bedeutet und die y-Achse eine Änderung des lichtempfindlichen Materials. Ein Punkt im Koordinatensystem besagt, wie die Belichtungsänderung sich auf den Sensor (Film) auswirkt. Durch Verbinden von Punkten an verschiedenen Stellen hat man eine charakteristische Kurve zur Beurteilung eines Sensors oder Films. Die Belichtung ist die Beleuchtungsstärke in Lux multipliziert mit der Belichtungszeit in Sekunden. Beim Sensor werden die Spannung bzw. die daraus resultierenden Pixel-Zahlenwerte für den y-Wert benutzt, beim Film die Lichtundurchlässigkeit nach dessen Entwicklung. Die Änderungen beziehen sich auf einen Ausgangswert, sie sind relativ, abgekürzt "rel.", zu diesem. 0 ist der Ausgangswert, 10 ist eine 10-fache Änderung, 100 eine 100-fache und so weiter.
Sensor
Der Sensor gibt Helligkeitsunterschiede getreu (linear) wieder, deshalb ist die Kurve eine Gerade. Die doppelte Helligkeit erzeugt eine doppelt so hohe Spannung. Da uns ein solches Bild zu "flau" erscheinen würde, wird beim Erzeugen eines RGB-Bilds der Kontrast erhöht, entweder gleich in der Kamera, falls diese z.B. JPEG-Bilder speichert oder später im RAW-Konverter.
Abbildung: Kurve einer Sensorbelichtung. Die x-Achse enthält die Änderung der Belichtung, oben als 10er-Logarithmus, darunter die nicht logarithmierten Werte. 1 (10) bedeutet, der Sensor erhält die 10-fache Lichtmenge, 2 (100) beschreibt die 100-fache Lichtmenge und 3 (1000) die 1.000-fache. Die y-Achse enthält die Spannungsänderung bezüglich einer Lichtmengenänderung, links direkt, rechts als Logarithmus zur Basis 10.
Film
Filme geben Helligkeitsunterschiede im Motiv in der Regel nicht im gleichen Maß wieder, beispielsweise die doppelte Helligkeit im Motiv nur als halben Helligkeitsunterschied auf dem Filmmaterial. Die Wiedergabe bezieht sich auf den entwickelten Film.
Abbildung: Kurven dreier unterschiedlicher lichtempfindlicher Materialien. Die x-Achse enthält die Änderung der Belichtung, oben als 10er-Logarithmus, darunter die nicht logarithmierten Werte. Die y-Achse enthält die Dichte (log(Lichtmenge eingestrahlt/Lichtmenge durchgelassen)). Die Zahlen links von der Dichte sind die Opazitäten (Lichtmenge eingestrahlt/Lichtmenge durchgelassen). Die Dichte ist der 10er-Logarithmus der Opazität.
In der Abbildung oben sind drei Kurven eingezeichnet. Bei Filmen können die Kurven öfter ihre Richtung (Steigung) ändern, was in der Abbildung oben der Einfachheit halber ignoriert wird. Die drei Kurven zeigen, wie Filme Helligkeitsunterschiede wiedergeben können. Die flachste Kurve erzeugt bei einer 1.000 mal stärkeren Belichtung (3) gegenüber der geringsten Belichtung die Dichte 1,5. Änderungen in der Motivhelligkeit werden geringer wiedergegeben, die 1000-fache Helligkeit erzeugt nicht einmal die 40-fache Dichte. Die mittlere Kurve (45° Steigung) erzeugt auf dem lichtempfindlichen Material die gleichen Helligkeitsunterschiede, wie sie im Motiv vorhanden sind. Die Belichtung 2 erzeugt die Dichte 2, die hundertfache Belichtung entspricht der 100-fachen Dichte. Die steilste Kurve links verstärkt Helligkeitsunterschiede, die Belichtung 1 erzeugt beinahe Dichte 2,8, die zehnfache Lichtmenge etwa die 600-fache Dichte.
Bei Filmen kann eine (einzige) Kurve alle drei Verläufe haben: Flach, 45° und steil. Die Steigung einer Kurve wird Gradation genannt, ihre Kennzahl ist der Tangens. Eine flache Gradation ist eine Kurve mit geringer Steigung, weniger als 45°. Helligkeitsunterschiede werden weniger stark wiedergegeben, der Kontrast ist gering ("flau"). Kurven mit einer Steigung von mehr als 45° werden steile Gradation genannt. Sie geben verschiedene Helligkeiten stärker wieder, die Bilder haben einen starken Kontrast.
Beim Film werden die Kurven Schwärzungskurve und Farbdichtekurven genannt (genauere Erklärungen bei den Links). Ich versuchte, eine ähnliche Kurve für meine Digitalkamera zu zeichnen und nannte sie Belichtungskurve.
, 03.08.2005
Letzte Bearbeitung: 12.01.2019.