Lange Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern

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Horatiu
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Lange Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern

Beitrag von Horatiu » 19.08.2015 19:28:27

Hallo zusammen

Um die Frage von Xylon aus dem RIAT 2015 Thema zu beantworten und weil die Erklärung zu lang und zu weit entfernt vom RIAT Thema ist, eröffne ich ein neues Thread.
Xylon hat geschrieben: Ich bin auch ein großer Fan von Bewegung in den Fotos, also i.d.R. Mitziehern...Aber zu deinem Punkt 2: Ich verstehe nicht, wie eine lange Belichtungszeit gegen Hitzeflimmern helfen soll ?
Es ist eine Beobachtung aus meiner Erfahrung, dass eine etwas längere Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern hilft. Ich habe zu dem Thema keine Info gefunden, also hier biete ich meine technische Erklärung.

Durch Temperaturunterschiede verschiedener Teile der Luft wird das Licht unterschiedlich gebrochen. So heißt das physikalische Phänomen, Lichtbrechung. Dies ist ein instationäres Phänomen, bedingt durch die thermischen Eigenschaften des Bodens (Beton, Erde, Gras, Bäume), durch die Sonneneinstrahlung und durch das Wind. Es gibt auch künstliche Quellen, wie Flugzeugtriebwerke und Nachbrenner. Es kann auch im Winter passieren, weil entscheidend dafür der Temperaturunterschied ist, nicht die absolute Temperatur. Dieser Vorgang ist deshalb turbulent und, wie gesagt, instationär. Das heißt, die Brechung ändert sich ständig, es flimmert.

Meine Beobachtung ist, dass das Flimmern auf dem Bild praktisch eine Abweichung von dem wahren Bild ist. Eine sehr kleine Belichtungszeit wird ein Schnappschuss dieses geänderten Bildes darstellen. Aber eine längere Belichtungsdauer wird mehrere solche Schnappschüsse sozusagen überlagern und verschmelzen. So werden die Abweichungen ausgeglättet. Es wird ein Mittelwert aller Abweichungen gemacht, woraus das wahre Bild herauskommt. Mathematisch gesehen ist es eine Integration einer zackigen Funktion über ein längeres Zeitintervall (ja, ich weiß, Analyse ist ein gehasstes Fach in der Schule).

Keine Sorge, ich habe auch Bilder angehängt, um den Effekt graphisch zu zeigen. Die Bilder stammen aus Laage (Rostock, 10 Jahre Eurofighter) im August 2014.

Das erste Bild ist mit einer Belichtungszeit von 1/500s entstanden, was bei einer Brennweite von 400mm (mit dem Crop-Faktor vom 7D Body sind es 640mm im 35mm Äquivalent) eine kleine genug Zeit ist. Hier ist das Bild ziemlich scharf, aber das Flugzeug ist verflimmert. Auch Turbulenzen in der Hitzewolke aus dem Nachbrenner sind klar zu sehen.

Im zweiten Bild, eine Minute später und mit 1/100s gemacht, sieht eine andere Maschine zwar etwas unscharf aus, aber das Flugzeug selbst ist gerade und unverflimmert. Der Hintergrund ist verschwommen, aber wir mögen das in einem Panning Bild (Mitzieher). Auch die Hitzeeffekte in der Nachbrennerwolke sind erheblich gemindert.

Bild
Bild

Natürlich ist diese Methode nicht komplett wirksam und verbirgt eigene Risiken. Mitzieher sind schwierig zu machen und die Bilder werden weniger scharf sein, gerade wegen der Glättung des Hitzeflimmerns. Aber für mich sind die Vorteile gut genug. Und als Vorteile kann ich noch den Mitzieher-Effekt (verschwommener Hintergrund) und verringertes Rauschen nennen. Denn oft ist es genug nur den ISO-Wert zu verringern, ohne die Blende zu ändern. Somit entsteht weniger Rauschen und mehr Spielraum, das Bild im Post-Processing zu mehr zu schärfen um, der oben erwähnten Glättung entgegenzuwirken.

Ich hoffe meine technische Erklärung war nicht zuuuu langweilig und dass sie hilfreich werden kann.

Viele Grüße,
Horatiu
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Re: Lange Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern

Beitrag von insightAVIATION » 19.08.2015 19:55:01

Zuerst dachte ich mir auch wie Xylon "hä wiebitte", aber mit deiner Erklärung leuchtet mir das auf jeden Fall ein. Vielen Dank!

Werde ich auf jeden Fall mal versuchen ;)
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Re: Lange Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern

Beitrag von Taliesin » 19.08.2015 22:07:26

Einen Mitzieher bei 1/100s als Beispiel anzuführen halte ich ja für sehr dünnes Eis ;)

Wer schon mal richtig krasses Hitzeflimmern gesehen hat, der weiß, dass dadurch regelrechte Beulen entstehen, gerade Linien schlagen aus, Konturen werden krumm und so weiter. Wenn man jetzt länger belichtet, dann "mittelt" das vielleicht diesen Effekt, aber eine scharfe Linie wird dadurch nicht scharf, es wird einfach das ganze Bild unscharf und matschig.
Ob Linien jetzt ausbeulen oder in alle Richtungen matschen macht für mich keinen Unterschied, das Bild ist bestenfalls zur Dokumentation brauchbar, ein echter Fototrick ist das nicht.
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Re: Lange Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern

Beitrag von Xylon » 19.08.2015 22:33:30

Danke für deine ausführliche Antwort Horatiu.

Du und Taliesin, ihr habt wohl beide irgendwie Recht. Auf der einen Seite kann ich das mit dem "Mittel" schon nachvollziehen, zum anderen wird das Gesamtbild wohl tatsächlich matschiger.
Im Vergleich zu meinen Fotos aus Rostock konnten sich Horatius Fotos zum größten Teil wirklich sehen lassen, und es hatte dort sehr stark geflimmert.

:top:
Einen Mitzieher bei 1/100s als Beispiel anzuführen halte ich ja für sehr dünnes Eis ;)
Ist ja auch Geschwindigkeitsabhängig (Objekt)... bei manchen Jetüberflügen würde ich das durchaus als Mitzieher betrachten :mrgreen:

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Re: Lange Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern

Beitrag von Zak » 20.08.2015 08:38:54

Wow, das ist echt mal interessant. Danke, Horatiu!

Wie Hitzeflimmern entsteht (dass es z.B. eigentlich Temperaturunterschiedsflimmern heißen müsste ;) ), wusste ich. Dass man es durch längere Belichtungszeit aber "glätten" kann, war mir in der Tat nicht klar.

Taliesin, Du hast zwar grundsätzlich recht, aber man muss dann halt abwägen, was schlimmer ist. Eine gleichmäßige Unschärfe kann im Postprocessing aber zumindest etwas abgemildert werden. Gegen Flimmern ist in der Bearbeitung aber kein Kraut gewachsen. Insofern sehe ich da schon einen potentiellen Nutzen.

Natürlich bekommt man durch die längeren Belichtungszeiten keine knackscharfen 4k-Aufnahmen. Aber wenn die äußeren Bedingungen keine perfekten Aufnahmen zulassen, muss man halt schauen, dass man rausholt, was geht.
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Re: Lange Belichtungsdauer gegen Hitzeflimmern

Beitrag von Taliesin » 20.08.2015 17:07:20

Mich würden ja mal Testaufnahmen interessieren, gleiches Motiv, gleiche Bedingungen, einmal "normal" belichtet und einmal länger.
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