WELCHE KAMERAS SIND FÜR LIGHTPAINTING UND LANGZEITBELICHTUNG GUT GEEIGNET?

Jede neue Kamera wird von den verschiedensten Fachzeitschriften, Blogs, Vergleichsportalen, Onlineshops und vielen Hobby- und Berufsfotografen getestet. Meist finden sich allerdings keinerlei aussagekräftige Messergebnisse und Testaufnahmen zum Thema Langzeitbelichtung und Light Painting. 

Dieser Artikel erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Die Testreihen mit den verschiedenen Kameras wurden nicht unter Laborbedingungen durchgeführt. Messfehler sind somit nicht auszuschließen. Die Ergebnisse sollen nur einen groben Überblick geben und einige Fragen beantworten.
Ist eine neue Kamera per se besser für lange Belichtungszeiten geeignet als eine drei Jahre alte? Erzeugt eine höhere Auflösung grundsätzlich mehr Bildrauschen? Sind Kameras von Nikon und Sony grundsätzlich besser als die Modelle von Canon oder Olympus? 

WELCHE TECHNISCHEN EIGENSCHAFTEN DER KAMERA HABEN EINFLUSS AUF DIE BILDQUALITÄT?

Ich bin nun wahrlich kein Pixelzähler. Ich schaue mir meine Bilder nicht in 300% Vergrößerung an und zähle die „Fehlpixel“. Ein gutes Bild ist ein gutes Bild, egal ob es mit einer analogen Kamera, der 10 Jahre alten Digitalkamera mit 12 Megapixeln oder dem nagelneuen, hippen, „spiegellosen“ 50 Megapixel Boliden aufgenommen wurde.  Der Einfluss der Kamera auf das Gesamtergebnis ist in den allermeisten Fällen recht klein. Die Arbeit vor der Kamera, die Idee, die Qualität des Objektivs und unter Umständen das Post Processing haben einen viel größeren Effekt auf das fertige Bild als die Anzahl der Bildpunkte und die technische Qualität des Sensors. Solange das Bild keine Stimmung erzeugt, kein Gefühl vermittelt, die besonderen Erlebnisse und Gedanken das Light Painters während der Arbeit unsichtbar bleiben und der Betrachter nicht mit in das Geschehen genommen wird spielt die Technik keine Rolle. Den dreihundertvierundsiebzigsten unmotivierten „Testshot“ vom tollen neuen Light Blade wird ohnehin niemand ernsthaft und tiefgründig betrachten oder sich als Print über die Couch hängen. 

Die meisten modernen Digitalkameras sind grundsätzlich für Belichtungszeiten von mehreren Sekunden bis zu mehreren Minuten geeignet. Bei kaum einer aktuellen Spiegelreflex- oder sogenannten Systemkamera wird das Bildrauschen so groß sein, dass das 5 Minuten Light Painting dadurch versaut werden würde. 

Zu den Themen Auflösung, Schärfe usw. gibt es für jede Kamera unendlich viele Messungen. Das wird also kein Thema dieses Artikels sein. Wir versuchen einzig Unterschiede im Rauschverhalten bei langen Belichtungszeiten, bei hohen ISO-Werten in Kombination mit langen Belichtungszeiten sowie im Dynamikumfang des Sensors auszumachen, und vor allem zu ergründen ob die Unterschiede so groß sind, dass man ernsthaft über einen Wechsel der Kamera nachdenken sollte. Darüber hinaus ist der Artikel für den Light Painting Einsteiger vielleicht eine gute Hilfe wenn er oder sie vor der Frage nach der ersten „richtigen“ Kamera stehen. 

BILDRAUSCHEN

Der Sensor zeichnet Bildinformationen auf wo gar keine sind. Im Beispielbild ist das gut zu sehen. Es gelangte während der Aufnahme kein Licht auf den Sensor und trotzdem besteht das Bild aus lauter lustigen bunten Pixeln. Dieses Rauschen nennt man auch Dunklerauschen. Verursacht wird es durch den Ruhestrom der einzelnen Pixel sowie das Rauschen des Ausleseverstärkers. 

Bildrauschen ist ein thermisches Problem. Umso höher die Temperatur des Sensors, desto stärker das Bildrauschen. Hätte ich die Aufnahme bei -20°C gemacht wäre das Bild vermutlich komplett schwarz, getestet habe ich das allerdings nicht. 

Einfluss auf die Oberflächentemperatur des Sensors haben die Umgebungstemperatur, der eingestellte ISO-Wert sowie die Belichtungszeit.

An der Umgebungstemperatur kann ich in den allermeisten Fällen nichts ändern. Es gibt zwar einige Lösungen zur aktiven Kühlung des Sensors, das würde aber den Rahmen hier sprengen. Dessen ungeachtet sind diese Lösungen sehr teuer und aufwändig zu realisieren.

Die Belichtungszeit eines Light Painting Bildes kann ich zwar immer beeinflussen. Man sollte allerdings nie auf die Idee kommen sich beim Lichtmalen abzuhetzen um die Belichtungszeit zu verkürzen. Das wird dann nämlich meist nichts. Es ist immer besser ruhig und konzentriert zu arbeiten und nicht über die Belichtungszeit nachzudenken. Was man aber durchaus machen sollte, ist die Optimierung der Arbeit. Ich stecke alle benötigten Lampen in meine Taschen oder platziere sie an den richtigen Positionen um nicht unnötige Wege während des Light Painting zu haben. Ich stelle sicher, dass alle Akkus geladen sind und das Feuerzeug zum Zünden des Feuerwerks funktioniert, ich weise alle Beteiligten vorher genau ein was zu tun ist usw.. 

Den größten Einfluss kann der Light Painter über den ISO-Wert nehmen. Umso höher der eingestellte ISO-Wert, desto mehr wird das Signal des Sensors verstärkt. Und damit wird dann eben auch das Bildrauschen verstärkt. Die denkbar ungünstigste Kombination ist ein hoher ISO-Wert, eine hohe Umgebungstemperatur und eine lange Belichtungszeit. Das Beispielbild oben wurde bei 20°C Umgebungstemperatur aufgenommen. Der ISO-Wert war 25600, die Belichtungszeit 30 Sekunden. Hätte ich tatsächlich eine Aufnahme mit diesen Einstellungen gemacht wäre diese unbrauchbar. Das Bildrauschen würde sehr große Teile der realen, gewollten Bildinformationen negativ beeinflussen.

Also wird der Light Painter den ISO-Wert immer so klein als möglich wählen und lieber die Blende weiter öffnen und/oder eine hellere Lampe verwenden. Es schadet allerdings nicht wenn man die Grenzen der eigenen Kamera kennt. Dazu kannst Du einfach einige Testaufnahmen mit aufgesetztem Objektivdeckel machen. Die Schmerzgrenze meiner Nikon D750 ist ISO 3200. Aufnahmen mit Belichtungszeiten bis zu 1 Minute bei 20°C sind durchaus mit diesem ISO-Wert noch möglich.

Die Fertigungsqualität des Sensors hat ebenfalls eine großen Einfluss auf die Stärke des Bildrauschens. Ob ein neuerer Sensor besser ist als ein alter, und ob Sensoren vom Kamerahersteller A grundsätzlich besser sind als die von Hersteller B versuchen wir mit den nachfolgenden Testaufnahmen zu ergründen.

Oft hört und liest man, dass eine höhere Pixeldichte, also die Anzahl der Pixel auf einer bestimmten Fläche des Sensors, mehr Bildrauschen produziert. Meiner Meinung nach kann man diesen Effekt vernachlässigen weil dieser nur bei gleichen Bildausschnitten sichtbar wird. Bei gleicher Betrachtungsgröße des kompletten Bildes, gleicher Fertigungstechnologie des Sensors und gleicher Sensorgröße ist das Rauschverhalten annähernd gleich.

RAUSCHREDUZIERUNG

Da es in vielen Situationen und mit vielen Kameras unmöglich ist das Bildrauschen während der Aufnahme komplett zu unterdrücken schauen wir uns einige Möglichkeiten zur Rauschreduzierung an.

Eine einfache Möglichkeit ist es das Motiv möglichst hell abzubilden. Dabei sind die gewollten Informationen, die vom Sensor aufgezeichnet werden, stärker als das ungewollte Bildrauschen. Das Bildrauschen wird somit „überschrieben“, um es mal einfach auszudrücken.

Im Light Painting ist es weit verbreitet die Funktion „Live View“ zu verwenden um den Bildausschnitt festzulegen und zu fokussieren. Da das Live View Bild vom Sensor aufgenommen und auf dem Display dargestellt wird erwärmt sich auch hier der Sensor. 

Das Display hat ebenfalls keinen Wirkungsgrad von 100% und trägt somit zusätzlich zur Erwärmung des Kameragehäuses bei. Es empfiehlt sich nach dem Einrichten der Kamera mittels Live View dieses abzuschalten und dem Sensor etwas Zeit zum Abkühlen zu lassen bevor man mit dem Light Painting beginnt. 

Die meisten Kameras verwenden spezielle interne Algorithmen zur Rauschreduzierung. Meist kann man diese im Menü ein- oder ausschalten. Grundsätzlich gibt es zwei Varianten zur kamerainternen Rauschreduzierung. „Rauschreduzierung bei hohen ISO-Werten“ hat nur Einfluss auf das komprimierte JPEG-Bild, aus diesem Grund ist diese Funktion für die meisten Light Painter uninteressant. In den allermeisten Fällen werden wir unsere Light Painting Bilder im RAW-Format aufnehmen.

Die Funktion „Rauschreduzierung bei langen Belichtungszeiten“ wirkt (auch) auf das RAW-Bild. Diese Funktion, kann je nach Kamera und den anderen oben genannten Faktoren, durchaus für ein besseres Ergebnis sorgen. Bei dieser Funktion wird nach der eigentlichen Aufnahme eine weitere Aufnahme gemacht ohne den Verschluss zu öffnen, ein Dunkelbild also. Alle Informationen in diesem Dunkelbild sind zwangsläufig ungewolltes Bildrauschen. Die Informationen werden dann vom eigentlichen Bild vor der Speicherung „abgezogen“ und mit Informationen aus den Nachbarpixeln aufgefüllt. Das funktioniert allerdings nur bis zu einer bestimmten Stärke des Bildrauschens ohne sichtbaren Qualitätsverlust. Die Belichtungszeit ist, von einigen Canon Kameras abgesehen, genau so lang wie die der eigentlichen Aufnahme. Und genau da sind wir beim Hauptproblem dieser Funktion. Der ungeduldige Light Painter muss nach der 10 Minuten Performance weitere 10 Minuten abwarten bis er ein Blick auf das Display der Kamera werfen kann und dann entweder das Light Painting wiederholen oder das nächste Bild in Angriff nehmen kann. Auf der anderen Seite ist das Bildrauschen bei kürzeren Belichtungszeiten (bis 2 Minuten) bei den allermeisten Kameras im fertigen Ergebnis nicht sichtbar, die Funktion bringt dann also keinerlei Verbesserung. An unseren Kameras ist aus diesem Grund die Funktion fast immer ausgeschaltet. 

Darüber hinaus hat die nachträgliche Rauschminderung, egal ob in der Kamera oder im Post Processing am Computer, fast immer negativen Einfluss auf andere Aspekte der Bildqualität (Schärfe, Kontrastumfang). Um diese Funktion sinnvoll einsetzen zu können solltest Du mit Deiner Kamera einige Testaufnahmen machen. Wenn das Bild mit aufgesetztem Objektivdeckel bei ISO 100, 20°C Umgebungstemperatur und 10 Minuten Belichtungszeit fast komplett rauschfrei auf der Speicherkarte landet kannst Du diese Funktion getrost ausschalten. Die meisten Light Paintings wirst Du wohl innerhalb dieser Parameter umsetzen. 

Nötigenfalls ist eine Rauschreduzierung auch in der Bildbearbeitung am Computer möglich. Durch das fehlende Dunkelbild kann diese allerdings nicht so effektiv arbeiten wie die interne Rauschreduzierung der Kamera. Wobei es natürlich auch möglich ist das Dunkelbild selbst anzufertigen und dem Computer zu übergeben (10 Light Painting Bilder a 10 Minuten – 1 Dunkelbild a 10 Minuten). Im Bereich der Astrofotografie ist diese Arbeitsweise weit verbreitet. 

DYNAMIKUMFANG, AUFLÖSUNG, SCHÄRFE, FARBWIEDERGABE

Auf die oben genannten physikalischen Eigenschaften kann der Light Painter wenig bis gar keinen Einfluss nehmen, diese Parameter sind vom Hersteller während der Produktion der Kamera festgelegt worden. Einzig in der nachträglichen Bildbearbeitung kann man daran etwas ändern. Allerdings auch nur soweit wie der Sensor Information aufgezeichnet hat.

Ein moderner Sensor von Sony hat konstruktionsbedingt einen größeren Dynamikumfang als Sensoren von Canon oder Olympus. Der Sensor nimmt also mehr Information auf. 

Auflösung und Schärfe sind bei fast allen halbwegs aktuellen Kameras auf so hohem Niveau, dass problemlos große Prints von den Aufnahmen angefertigt werden können. Die Anzahl der Pixel spielt für die meisten Anforderungen kaum eine Rolle. 12 Millionen Bildpunkte entsprechen bei der Darstellung auf einem Monitor mit den üblichen 75ppi einer Fläche von ca. 150 x 100 cm. Prints mit 300 dpi sind bis zur Größe Din A3 möglich. Da der Betrachtungsabstand bei größeren Abzügen steigt, kann man durchaus auch größere Formate in geringerer Auflösung drucken. Niemand betrachtet die 3 Meter große Leinwand ernsthaft aus 5 cm Entfernung.

Im Light Painting interessiert uns also einzig der Dynamikumfang und das Rauschverhalten des Sensors. Alle anderen Eigenschaften sind entweder nicht von großem Belang oder lassen sich mit einfachen Mitteln am Computer korrigieren, wie der Weißabgleich beispielsweise. 

WIE HABEN WIR GETESTET?

Mit allen Kameras wurden zwei Testreihen angefertigt. Beide Reihen wurden jeweils in geschlossenen Räumen bei 20°C Raumtemperatur durchgeführt. Die Kameras wurden während der Aufnahmen nicht bewegt. Entweder war der Objektivanschluss mit dem passenden Deckel verschlossen oder das Objektiv mit dem Objektivdeckel abgedeckt. Alle Bilder wurden als RAW in voller Auflösung aufgenommen. Die Funktion zur Rauschreduzierung war ausgeschaltet.

Im Idealfall beträgt das rechnerische Mittel für unsere Dunkelbilder 0, also keinerlei Bildrauschen. Im Dunkelbild bei 100% Vergrößerung deutlich sichtbar wird das Rauschen ab Werten von ca. 6. Wann das Bildrauschen in richtigen Bildern sichtbar wird ist schwer vorauszusagen und vor allem abhängig vom Schwarzanteil im Bild. Wie oben schon ausgeführt ist das Bildrauschen in hellen Bildbereichen weniger sichtbar. Bei Werten ab 12 ist das Rauschen schon im kleinen Vorschaubild deutlich sichtbar. Somit wird das in den allermeisten Bildern als störend wahrgenommen werden. Die Rauschreduzierung der Kamera wird sicher fast immer das Ergebnis verbessern, aber irgendwann kommt auch diese an ihre Grenzen. Bilder mit Werten größer als 25 sind vermutlich fast immer ein Fall für den Mülleimer. Hier mal einige Beispielbilder als 100% Crop (zum Vergrößern anklicken): Rechnerisches Mittel von links nach rechts 0 – 1,3 – 5,1 – 10,4 – 31

Kameratest - Bildrauschen - 0

Kameratest - Bildrauschen - 1,3

Kameratest - Bildrauschen - 5,1

Kameratest - Bildrauschen - 10,4

Kameratest - Bildrauschen - 31

ERGEBNISSE

Bedeutung der Angaben in den folgenden Tabellen:

• In der Spalte „Jahr“ ist das Jahr der Markteinführung angegeben. Evtl. technische Änderungen ohne Änderung der Modellbezeichnung sind unberücksichtigt.
• „Preis“ ist der aktuelle Straßenpreis. Bei Kameras, die nicht mehr produziert werden der durchschnittliche Preis für ein gebrauchtes Exemplar in gutem Zustand.
• In der Spalte „Mpix“ steht die vom Hersteller angegebene Auflösung.
• In den anderen Spalten ist das rechnerische Mittel für die Farben aus dem Histogramm angegeben. (s.o.) – 180s und 600s bei ISO 100 – ISO 800 und 3200 mit 30 Sekunden Belichtungszeit
• Die Sensorgrößen: FX (Kleinbildformat) – 36 x 24 mm – DX 23,6 x 15,8 mm – APS-C 22,5 x 15 mm – MFT 17,3 x 13 mm

Die tatsächliche Größe der Sensoren weicht bei einigen Modellen geringfügig von den obigen Angaben ab:

NIKON

Die „alte“ D300s liefert erstaunlich gute Ergebnisse ab. Bei der D300 (ohne S) habe ich das Infrarot-Sperrfilter ausgebaut. Ich kann nicht sagen ob das Auswirkungen auf das Bildrauschen hat. In der D300 ist ein anderer Sensor verbaut als in der D300s auch wenn die angegebene Auflösung gleich ist. Die D300 hat genau 12389760 Bildpunkte, die D300s mit 12212224 Pixeln eine etwas geringere Auflösung. Auch die anderen Nikon Modelle schlagen sich gut bei langen Belichtungszeiten. Mit der D300s und der D750 sind darüber hinaus auch relativ lange Zeiten bei ISO-Werten bis 3200 problemlos möglich.

CANON

* ISO 1600 – der höchste ISO-Wert der 1000D
Die Canon Kameras weisen allgemein ein geringfügig höheres Bildrauschen bei langen Belichtungszeiten auf als die vergleichbaren Nikon Modelle.
Mit der EOS 6D zum Preis von ca. 1000€ hat man auf jeden Fall ein grundsolides Arbeitsgerät im FX-Format mit geringem Bildrauschen bei langen Belichtungszeiten. Nur wenn es wirklich auf höchste Qualität für große Abzüge ankommt lohnen sich die ca. 700€ Mehrinvestition für eine  Nikon D750. 

Die alte 5D von 2005 ist für Langzeitbelichtungen und Light Painting nur sehr bedingt zu gebrauchen. Für die aktuellen Preise für gebrauchte Exemplare ist man mit der Nikon D300s auf jeden Fall besser bedient.

SONY

Hier haben mich die Ergebnisse dann doch ein wenig überrascht. Von den Sony Kameras hatte ich mehr erwartet. Im direkten Vergleich mit der Nikon D750 schneidet die Sony α7II etwas schlechter ab. Das höhere Bildrauschen der Sony ist vermutlich der etwas schlechteren Wärmeableitung des kleineren Gehäuses geschuldet, aber dafür kostet das Schmuckstück auch 500€ weniger als der Nikon-Bolide.

Die günstige α77 schlägt sich bei ISO 100 und langen Belichtungszeiten recht gut. Bei ISO 3200 rauscht das Ding allerdings wie ein Wasserfall.

Die α7RIII hat die höchste Auflösung im Test. Die Werte bei langen Belichtungszeiten und hohen ISO Werten sind gut. Allerdings ist die Bedienung dieser Kamera eine Katastrophe wenn man mit langen Belichtungszeiten arbeiten will. Es gibt keinen „Time“ Modus, der „bulb“ Modus funktioniert nicht im „silent shooting“ Modus, da muss man erstmal drauf kommen. Während der Belichtung war die ganze Zeit die Hintergrundbeleuchtung des Displays an. Was soll dieser Mist? Der Akku wird leer gelutscht und das Display erwärmt zusätzlich das Gehäuse, somit nimmt das Bildrauschen völlig unnötig zu. Da das Gehäuse im Vergleich mit den dicken DSLR’s kleiner ist, sind die meisten Bedienelemente auch kleiner. Dieses Drehrad rechts neben dem Display war überhaupt nicht mein Freund. Eine Bedienung in der Dunkelheit wird somit zur Herausforderung, zumindest in meinem Test an einem Wochenende. Ich war nicht wirklich traurig als ich die Kamera wieder abgeben musste.

OLYMPUS

Die kleinen MFT-Sensoren weisen ein allgemein hohes Bildrauschen auf. Die E-M1 von 2013 ist für lange Belichtungszeiten kaum zu gebrauchen, selbst bei Belichtungszeiten von 60 Sekunden bei ISO 100 beträgt das rechnerische Mittel schon 9. Bei einer längeren Light Painting Performance wird auch die interne Rauschreduzierung an ihre Grenzen stoßen. Einzig die von vielen Light Paintern geschätzte Funktion „Live Composite“ ist ein Argument für den Kauf einer Olympus. Wer ergebnisorientiert arbeiten will und oft Light Painting mit Belichtungszeiten von mehr als 5 Minuten machen will sollte besser keine Olympus-Kamera verwenden.

FUJIFILM

Der kleinste ISO-Wert für das RAW-Format der Fuji Kameras ist 200, also sind die Werte für 180 und 600 Sekunden nicht wie bei den anderen Kameras mit ISO 100 aufgenommen. ISO 200 können allerdings für einige Light Painting Ideen zu hoch sein. 

FAZIT

Nach den bisherigen Testreihen geht die Empfehlungen ganz klar an die Nikon D300s. Eine gebrauchte Nikon D300s in gutem Zustand mit nicht mehr als 50000 Auslösungen ist aktuell für unter 300€ zu bekommen, Light Painting Spaß für den kleinen Geldbeutel. Die Kamera ist sehr robust, Nikon gibt auf den Verschluss eine Garantie für 150000 Auslösungen. Somit hat man sicher auch mit einem gebrauchten Exemplar noch lange Zeit seine Freude. Unsere beiden D300(s) haben schon sehr viel mitgemacht und funktionieren tadellos wie am ersten Tag.

Wer lieber eine neue Kamera kaufen will sollte sich die Canon EOS 6D und die Nikon D750 etwas eingehender anschauen.  

Die X-T1 von Fujifilm macht eine gute Figur, ist allerdings nicht unbedingt ein Schnäppchen für eine APS-C Kamera. 

Eigentlich hatte ich den Plan zusätzlich Vergleichsaufnahmen zum Thema Dynamikumfang zu machen. Da der Artikel aber schon recht ausführlich ist werde ich das Thema in einem separaten Artikel aufnehmen. Das liest sonst niemand. 😉

DANKE

Ich danke sehr herzlich allen, die mich bei diesen Artikel unterstützt haben: Matti Thurley, Dominic Poncé, Gunnar Heilmann, Manuel Paul, Ulrich Günther, Erich Klingenberg, Roland Brei, Martin Wink … ich hoffe, ich habe niemanden vergessen.

Allzeit gutes Licht und wenig Bildrauschen

Sven

Sven Gerard

Sven Gerard, Jahrgang 1969, geboren und aufgewachsen in Berlin. Er fotografiert seit frühester Jugend mit großer Leidenschaft. Neben dem fotografischen Erkunden zahlreicher beeindruckender verlassener Orte, widmet er sich seit mittlerweile 10 Jahren intensiv dem Lightpainting. Sein umfangreiches Wissen teilt er auf seinem Blog „Lichtkunstfoto.de“, weiteren Publikationen und in seinen Workshops. Darüber hinaus organisiert er Veranstaltungen zum Thema Lightpainting, wie „Light Up Berlin“. Gerard lebt gemeinsam mit seiner Lebensgefährtin in Berlin und hat einen erwachsenen Sohn.

Sven Gerard was born in 1969 and grew up in Berlin. He has been a passionate photographer since his early youth. In addition to photographically exploring numerous impressive abandoned places, he has been intensively involved in light painting for 10 years now. He shares his extensive knowledge on his blog ‘Lichtkunstfoto.de’, other publications and in his workshops. He also organises events on the subject of light painting, such as ‘Light Up Berlin’. Gerard lives in Berlin with his partner and has a grown-up son.