Belichtungsmessung         www.denfo.de / Dentalfotografie mit Matthias Steinhauser

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Veröffentlichung mit freundlicher Genehmigung des Verlages Neuer Merkur / München.
[Den Originalbericht finden Sie in der Zeitschrift dental labor  9 / 2003]

Die Belichtungsmessung mit der Graukarte

Vorwort

Obwohl wir heute mit den modernsten Kameras samt den ausgefeiltesten Belichtungsmeßmethoden (Mittenbetonte Integralmessung, Mehrfeldmessung, Spotmessung, TTL-Blitzmessung, etc.) arbeiten, ist die Belichtungsmessung ein aktuelles Thema. Der Grund ist der, daß wir trotz aller Automatiken, immer wieder Mißerfolge erhalten. Die Digitalfotografie spielt hier den Vorteil aus, daß wir ein falsch belichtetes Bild sofort überprüfen und gegebenenfalls wiederholen können. Aber im Sinne einer gleichbleibenden hohen Qualität macht es keinen Sinn, schlechte Ergebnisse zu korrigieren, sondern schlechte Ergebnisse bereits im Vorfeld auszuschließen. Bei jeder Belichtungsautomatik handelt es sich um eine „Automatik“. Eine Automatik geht von Standartsituationen aus und erfüllt unter diesen Bedingungen ihre Aufgabe bravourös. Außerhalb der Norm stößt aber die Automatik an Ihre Grenzen und es muß manuell eingegriffen werden. Einige von uns kennen das entspannte Dahingleiten eines Autos mit Automatikgetriebe. Unter Normalbedingungen funktioniert diese Automatik auch hervorragend. Allerdings müssen wir an der ersten steilen Bergabstrecke manuell in die Automatik eingreifen. Damit wir die Motorbremse ausnützen können, wechseln wir von der normalen Fahrstufe in die Position 2 (evtl. Position 1). Die Analogie zur Fotografie ist die, daß jeder Belichtungsmesser von einem Normobjekt ausgeht. Ein Normobjekt remittiert 18% von dem Licht, mit welchem es angestrahlt wird. Ein „durchschnittliches Motiv“ (Menschen, Landschaften, Gebäude, etc.) erfüllt diese Voraussetzung. Aber sobald sich die Parameter ändern (starke Hell-Dunkel Kontraste, Gegenlichtaufnahmen, Schnee, Schatten, etc.) wird unsere Automatik „überlistet“ und verfälscht die Messung.

Einleitung

Die Dentalfotografie beschert uns häufig diese schwierigen Belichtungssituationen. Wir haben den Kontrast einer „lichtschluckenden“ Mundhöhle zu hellen Zähnen oder wir wollen eine gelungene Keramikbrücke zur Steigerung der Brillanz auf einem schwarzen Samt fotografieren. Hier ist jede automatische Belichtungsautomatik überfordert und liefert unbefriedigende Ergebnisse.
Die erste Möglichkeit, dies zu umgehen, ist die „direkte“ Lichtmessung mit einem externen Belichtungsmesser.  Hier stoßen wir aber auf 2 Schwierigkeiten. Die meisten von uns haben keinen externen Belichtungsmesser und wir benötigen die genaue Kenntnis des Verlängerungsfaktors unserer in der Dentalfotografie häufig verwendeten Makroeinstellung. Deshalb möchte ich auf die Erklärung dieser für die Dentalfotografie relativ komplizierten Methode verzichten.
Die elegantere, zweite Möglichkeit der „indirekten“ Lichtmessung mit der Graukarte (Abb.1) ist jedoch genauso einfach wie genial und liefert absolut professionelle Ergebnisse. Ein weiterer Vorteil ist der, daß wir mit unserem gewohntem Kamerasystem (Anm.: einzigste Voraussetzung ist die Möglichkeit der manuellen Einstellung von Zeit und Blende in der manuellen Nachführmessung) arbeiten können und wir uns als notwendiges Zubehör ausschließlich eine Graukarte für ca. 10,- bis 14,- Euro zulegen müssen. Als weiterer großer Vorteil wird der Verlängerungsfaktor, den wir durch den hohen Abbildungsmaßstab erhalten, automatisch berücksichtigt.
 
Abb.1) Die Graukarte erlaubt eine professionelle Belichtungsmessung auf einfachste Art und Weise

Gedankenmodell

Wie wir inzwischen gelernt haben, geht der Belichtungsmesser unserer Kamera davon aus, daß unser fotografiertes Objekt ein Remissionsvermögen von 18% aufweist, d.h. dieses Normobjekt remittiert 18% des Lichts, mit welchem es angestrahlt wird. Ein helles Objekt (z.B. die Zähne) remittiert mehr Licht, ein dunkles Objekt (z.B. die schwarze Samtunterlage) remittiert weniger Licht. Da der Belichtungsmesser nicht weiß, welches Objekt er gerade erfaßt hat, versucht natürlich die Automatik bei dem richtigerweise hellen Objekt (Anm.: In den Augen des Belichtungsmessers ein vermeintlich zu helles Normobjekt) eine Minuskorrektur und bei dem richtigerweise dunklen Objekt (Anm.: In den Augen des Belichtungsmessers ein  vermeintlich zu dunkles Normobjekt) eine Pluskorrektur durchzuführen. Bei Kombination von einem kleinen hellen (bzw. dunklen) Objekt auf einem großflächigen dunklen (bzw. hellen) Hintergrund verstärkt sich diese Fehlmessung enorm.

Die folgende Tabelle zeigt uns die Auswirkungen nochmals in übersichtlicher Form:
 
Objektart
Beleuchtet mit Licht von
Vom Objekt remittiertes Licht
Belichtungsautomatik kompensiert wie?
Ergebnis
Normobjekt
bzw. Graukarte
100 %
18 %
nicht
OK
Helles Objekt
(z.B.: Zähne)
100 %
mehr als 18%
(z.B.: 30%)
Minuskorrektur
(dunkelt ab)
zu dunkel
Dunkles Objekt
(z.B.: schwarzer Samt)
100 %
weniger als 18%
(z.B.: 9%) 
Pluskorrektur
(hellt auf)
zu hell

Tab.1) Fehlinterpretation der Belichtungsautomatik bei besonders hellen oder dunklen Objekten

Wie wir diese Fehlmessung kompensieren können, soll anhand der folgenden Anleitung erörtert werden. Es setzt die Kamerabedienung im manuellen Mode bzw. der manuellen Nachführmessung (siehe Bericht im dental labor 8 / 2003) allerdings voraus.

Anleitung:

„Indirekte“ Lichtmessung mit der Graukarte

Erforderliche Kamera samt Zubehör:

Vorgehensweise:

Wir wollen ein zahntechnisches Produktfoto erstellen. Gearbeitet wird mit Dauerlicht und Stativ. Der Raum wird abgedunkelt (Raumlicht aus, bzw. deutlich zurückgedimmt und Rolladen bzw. Jalousien geschlossen), damit von draußen kein wechselndes Fremdlicht eindringen kann und wir keine Mischlichtsituation erhalten. Der Hintergrund wird ausgebreitet, das zu fotografierende Objekt wird arrangiert und die Lampen werden ausgerichtet. Jetzt führen wir einen Weißabgleich durch (siehe Bericht im dental labor 5 / 2003). An der Kamera wird der manuelle Mode (manuelle Nachführmessung) aktiviert. Wir wählen den gewünschten Bildausschnitt sowie eine ansprechende Perspektive und stellen die Schärfe ein. Wenn wir alles ausgerichtet haben (Perspektive, Abbildungsmaßstab, Lampen, Schärfe, etc.) dürfen wir an dieser Einstellung nichts mehr ändern. Jetzt kommt der wichtige Teil der Belichtungsmessung. Anstelle des Objektes plazieren wir unsere Graukarte. Dadurch mißt unsere Belichtungsmessung richtigerweise ein Normobjekt mit 18% Remissionsvermögen. Damit wir eine ausreichende Schärfentiefe bekommen, stellen wir eine möglichst kleine Blende (große Blendenzahl) ein. Jetzt stellen wir die dazu notwendige Belichtungszeit manuell so ein, bis die „Lichtwaage“ unserer manuellen Nachführmessung der Kamera eine korrekte Belichtung anzeigt. Dadurch haben wir eine korrekte Belichtung unabhängig von der Eigenhelligkeit der späteren Fotoobjekte eingestellt, die wir nicht mehr verändern dürfen. Die Graukarte wird entfernt und an deren Stelle wird wieder unser Fotoobjekt ausgerichtet. Wegen der Verwacklungsgefahr arbeiten wir mit einem Auslösekabel oder dem Selbstauslöser. Die Fotografie wird erstellt. Wir erhalten eine einwandfreie Belichtung. Der Vorteil der Methode ist der, daß wir jetzt die Hintergründe und die Fotoobjekte unabhängig von Ihrer Eigenhelligkeit austauschen können, ohne auf eine korrekte Belichtung verzichten zu müssen.

Beispiel:

Die Beispielbilder veranschaulichen die Situation eindrucksvoll. Wir richten unser Fotoobjekt auf einem grauen Hintergrund (Abb.2) aus und wählen eine Blende vor. Die Zeitautomatik ermittelt die dazu notwendige (richtige) Belichtungszeit, und wir erhalten ein korrekt belichtetes Bild. In Abb.3) verwenden wir einen weißen Hintergrund, lassen aber die Zeitautomatik fälschlicherweise eingestellt. Der Belichtungsmesser wird von dem weißen Hintergrund getäuscht und glaubt, daß das Bild überbelichtet wird. Die Zeitautomatik versucht zu kompensieren, und das Bild wird unterbelichtet. In Abb.4) verwenden wir einen schwarzenen Hintergrund und lassen die Zeitautomatik ebenfalls eingestellt. Der Belichtungsmesser wird von dem schwarzen Hintergrund wiederum getäuscht und glaubt, daß das Bild unterbelichtet wird. Die Zeitautomatik versucht zu kompensieren, und das Bild wird überbelichtet.
 
Abb.2) Auf grauem Hintergrund liefert die Zeitautomatik ein korrekte Belichtung
Abb.3) Auf weißem Hintergrund tendiert die Zeitautomatik zur Unterbelichtung
Abb.4) Auf schwarzem Hintergrund neigt die Zeitautomatik zur Überbelichtung

Auf Abb.5) stellen wir die Belichtungsmessung auf die manuelle Nachführmessung um. Wir messen als Referenz die Graukarte an und regeln die Blenden- und die Zeiteinstellung manuell so nach, bis unsere „Lichtwaage“ eine korrekte Belichtungseinstellung vorgibt.
 
Abb.5) Bei der eigentlichen Belichtungseinstellung messen wir ausschließlich die Graukarte an. Die ermittelten Werte bleiben jetzt fest eingestellt

Diese Zeit-Blendenkombination lassen wir jetzt bei den folgenden 3 Aufnahmen fest eingestellt. Abb.6) zeigt die korrekte Belichtung unseres Fotoobjekts auf grauem Hintergrund. Wir tauschen in Abb.7) den grauen Hintergrund gegen einen weißen Hintergrund und in Abb.8) gegen einen schwarzen Hintergrund aus. In beiden Fällen (Abb.7 und Abb.8) erhalten wir dank fest eingestellter Blende und Zeit ein jeweils korrekt belichtetes Foto, obwohl unsere „Lichtwaage“ dies nicht vermuten läßt.
 
Abb.6) Bei grauem Hintergrund ist praktisch kein Unterschied zu sehen
Abb.7) Der weiße Hintergrund kann die fest eingestellten Belichtungswerte nicht mehr verfälschen
Abb.8) Selbst bei schwarzem Hintergrund erhalten wir dank manueller Einstellung ein korrektes Ergebnis

Die folgende Tabelle zeigt uns nochmals alles auf einen Blick:
 
Bild
Hintergrund
Kamerainstellung
Blende
Zeit [s]
Bemerkung
Abb.2)
Grau
Zeitautomatik
8,8
1/30
Ergebnis OK
Abb.3)
Weiß
Zeitautomatik
8,8
1/60
Ergebnis zu dunkel
Abb.4)
Schwarz
Zeitautomatik
8,8
1/15
Ergebnis zu hell
Abb.5)
Graukarte als Referenz
Manuell
8,8
1/30
Belichtungseinstellung durch manuelle Nachführmessung
Abb.6)
Grau
Manuell
8,8
1/30
Ergebnis OK
Abb.7)
Weiß
Manuell
8,8
1/30
Ergebnis OK
Abb.8)
Schwarz
Manuell
8,8
1/30
Ergebnis OK

Tab.2) Die Auswirkungen von falscher und richtiger Belichtungsmessung

Praktische Anwendung

So. Wenn wir nun mit Hilfe unserer Graukarte die Belichtungsmessung durchgeführt und die Werte an unserem Kamerasystem fest eingestellt haben, können wir mit dem Fotografieren beginnen. Die Eigenhelligkeit von Objekt und Hintergrund spielt jetzt keine Rolle mehr. So gelingen korrekt belichtete Aufnahmen wie es Abb.9) und Abb.10) zeigt. Wichtig ist, daß wir die Position der Lampen nicht mehr ändern, da sich dadurch auch die Belichtungswerte ändern können. Müssen wir die Position der Lampen trotzdem ändern, um z.B. Spiegelungen oder Abschattungen zu variieren, führen wir die Belichtungsmessung einfach nochmals schnell durch. Ebenfalls ändern sich die Belichtungswerte, wenn wir den Abbildungsmaßstab ändern. Auch hier gilt: Wenn wir z.B. den Abbildungsmaßstab bei einer weiteren Aufnahme erhöhen um z.B. eine Detailaufnahme zu erstellen, müssen wir selbstverständlich die Belichtungswerte dem vergrößerten Verlängerungsfaktor anpassen.
 
Abb.9) Frontzahn mit angebrannter Wurzel von Wolfram Schultis aus Karlsruhe
Abb.10) Als Unterlage dient eine graue Ammonitenplatte, wie wir sie auf jeder Mineralienmesse finden können

Wichtiger Hinweis:

Probieren Sie die indirekte Belichtungsmessung mit der Graukarte unbedingt aus. Wenn Ihre Ergebnisse OK sind, brauchen Sie hier nicht mehr weiterzulesen. Wenn Sie trotzdem nicht vollständig zufrieden sind, lesen Sie bitte die nachfolgenden Zeilen. Jedes Meßsystem muß theoretisch in regelmäßigen Abständen kalibriert werden. Sie kennen das vielleicht von Ihrem Keramikofen, der nach mehreren Jahren klaglosem Dienst plötzlich Fehlbrände produziert. Der herbeigerufene Servicetechniker stellt fest, daß z.B. das Thermoelement defekt ist und trotz korrekter Temperaturanzeige mit zu hoher bzw. zu niedriger Ofentemperatur gebrannt wird. Das gleiche Symptom kann an Ihrer Kamera auftreten. Wann haben Sie zuletzt das Belichtungsmeßsystem Ihrer Kamera kalibrieren lassen? So kann z.B. durch Alterung ein Belichtungsmeßsystem eine tendenzielle Über- oder Unterbelichtung aufweisen. Oder aber der Sensor des Meßsystems reagiert unterschiedlich auf die verwendeten Lichtarten (Tageslicht, Halogenlicht, Leuchtstofflampenlicht, etc.). Scheuen Sie sich also nicht davor, tendenzielle leichte Über- oder Unterbelichtungen durch eine manuelle Plus- oder Minuskorrektur zu kompensieren. Ebenso kann bei extrem dunklen Objekten (z.B. ein Stück Holzkohle als Untergrund) durchaus eine bewußte Pluskorrektur oder bei extrem hellen Objekten (z.B. dünne Veneer´s) eine bewußte Minuskorrektur hilfreich sein. Hier hilft nur die Routine weiter. Verlassen Sie sich also nicht blind auf Ihr Belichtungsmeßsystem, sondern analysieren Sie Mißerfolge mit akribischer Genauigkeit. Eine sorgfältige Dokumentation der Aufnahmeparameter ist hier äußerst hilfreich.

Schluß

Die Belichtungsmessung mit der Graukarte ist nicht besonders verbeitet. Die Arbeit mit ihr ermöglicht aber absolut professionelles Arbeiten und das Ergebnis ist einwandfrei. Das Handling mag vielleicht auf den ersten Blick etwas kompliziert und/oder zeitaufwendig erscheinen. Wenn man sich den Ablauf aber verinnerlicht hat, läuft der ganze Vorgang im Unterbewußtsein ab. Die Ergebnisse jedenfall können sich sehen lassen. Ich wünsche Ihnen auf alle Fälle viel Spaß und gute Erfolge.

Allgemeines:

Ein Film benötigt, um exakt belichtet zu werden, eine bestimmte Menge Licht. Dies kann an der Kamera mit zwei Parametern geregelt werden.
Blende: Die Öffnung der Blende regelt die durchgelassene Lichtmenge, d.h. je größer die Blende (kleine Blendenzahl), desto mehr Licht wird durchgelassen.
Belichtungszeit: Die Belichtungszeit regelt hier den Zeitraum in dem das Licht durchgelassen und das Filmmaterial belichtet wird.
Als dritten Parameter ist noch die Lichtmenge zu nennen die vorherrscht. Sie ist entweder durch das natürliche Umgebungslicht vorgegeben oder wird durch Leuchten oder Blitzlampen zur Verfügung gestellt. Im Falle der Blitzanlage kann hierbei die Lichtmenge die abgegeben werden soll, an einem Schiebe- oder Drehregler exakt eingestellt werden, damit an der Kamera mit fest eingestellter Belichtungszeit (Blitzsynchronzeit), sowie fest vorgewählter Blende (Schärfentiefe) gearbeitet werden kann.
Um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, sind somit alle Belichtungsmesser (egal ob in der Kamera fest eingebaut oder als externer Belichtungsmesser ausgeführt) kalibriert, d.h. sie zeigen bei einer bestimmten Lichtmenge an, daß dieses (gemessene) Licht eine optimale Belichtung gewährleistet. Ein Belichtungsmesser wird auf die mittlere Helligkeit eines durchschnittlichen Objektes „geeicht“. Dieses genormte Objekt besitzt ein durchschnittliches Remissionsvermögen von 18%, d.h. 18% des Umgebungslichtes werden von diesem Objekt durch Remission wieder abgestrahlt. Hierfür gibt es sogenannte Graukarten (mittleres Grau), die zu Meßzwecken genau diese Eigenschaft erfüllen.
Um die Problematik zu erläutern möchte ich auf ein kleines Gedankenexperiment zurückgreifen. Sie gehen an einem sonnigen Wintertag spazieren. Sie sehen eine schwarze Katze die sich zum Wärmen auf eine schwarze Decke gelegt hat. Daneben steht ein Schneemann im Schnee. Diese beiden Motive wollen Sie fotografieren. Das schwarze Motiv reflektiert deutlich weniger Licht als das weiße Objekt. Der Belichtungsmesser mißt auch exakt das zurückgestrahlte Licht. Jetzt kommt das eigentliche Problem. Der Belichtungsmesser weiß nicht welches die Katze und welches der Schneemann ist. Dies führt unweigerlich zu einer Fehlbelichtung.

Bezugnehmend zur Dentalfotografie ist hier die Problematik der formatfüllenden Fotografie von "weißen" Zähnen oder das Fotografieren von zahntechnischen Arbeiten auf schwarzen Unterlagen zu nennen. Bei diesen schwierigen Belichtungsmessungen ist selbst die TTL-Blitzmessung oft überfordert.

Ein ähnliches Problem tritt ebenfalls auf, wenn z.B. eine Person im Gegenlicht fotografiert wird. Hier wird der Belichtungsmesser ebenfalls getäuscht und die Person wird unterbelichtet.

Um diese Probleme zu umgehen gibt es für externe Belichtungsmesser zwei Meßmethoden. Dies ist die Objektmessung sowie die Lichtmessung.

Merke: Jede Kamera mit eingebautem Belichtungsmesser führt eine Objektmessung durch.

Merke: Die Lichtmessung kann nur mit einem externen Belichtungsmesser durchgeführt werden. Bei schwierigen Belichtungsmessungen ist die Lichtmessung das Mittel der Wahl.

Objektmessung:
Hier wird das vom Objekt remittierte Licht vom Kamerastandpunkt aus gemessen. Dies erfordert entweder eine ausgewogene Motivhelligkeit oder das Messen des Umgebungslichtes indirekt mit einer Graukarte.
 
Abb.1) (Objektmessung)

Lichtmessung:
Dies ist eine für schwierige Lichtverhältnissen und Objekten mit hohem Kontrast bevorzugte Meßmethode. Vor die Meßzelle des Belichtungsmessers wird eine transluzente Kunststoffkalotte angebracht. Diese läßt ca. 18% des Umgebungslichtes durch und gewährleistet somit eine exakte Belichtung des Aufnahmeobjektes, unabhängig von der Eigenhelligkeit des Motivs.
 
Abb.2) (Lichtmessung)

Abbildung 3 zeigt einen solchen professionellen Belichtungsmesser (Variosix F2 / Gossen), mit welchem sowohl Dauerlicht wie auch Blitzlicht gemessen werden kann. Des weiteren kann entweder eine Lichtmessung oder eine Objektmessung durchgeführt werden.
 
Abb.3 (Belichtungsmesser; Produktfoto: Gossen)