Astrofotografie

Astrofotografie – Einstellungen: ISO, Belichtungszeit, Blende & Co

Nachdem ich euch in meinem letzten Post zur Astrofotografie mit den Themen Standort, Wetter und Zeitpunkt vertraut gemacht habe, ist es nun an der Zeit, um über die Einstellungen zu sprechen.

Einstellungen: ISO, Belichtungszeit, Blende & Co

Wie ihr eure Kamera für Astrofotografie einstellen solltet, will ich euch im folgenden Abschnitt skizzieren.

Sollten euch die Themen ISO, Belichtungszeit und Blende noch nichts sagen, kein Problem! Ein gute Übersicht, wie ISO, Belichtungszeit und Blende im Zusammenspiel wirken, findet ihr hier:

Die Wahl der korrekten Belichtungszeit

Ihr fragt euch, wie lange ihr belichten müsst, um ein optimales Sternenfoto zu erhalten?

Ich habe in unserer Anfangszeit bereits einen Artikel über die Wirkung von Langzeitbelichtung geschrieben. Dabei habe ich euch die Auswirkung verschiedener Belichtungszeiten auf bewegte Objekte erklärt.

So ist es auch hier: Je nach Belichtungszeit erhält man bei der Astrofotografie Sternpunkte oder Sternspuren. Daran Schuld ist die Erdrotation.

Sternspuren bei 200 Sekunden Belichtungszeit

Leichte Sternspuren bei 200 Sekunden Belichtungszeit

Damit ihr bei der Astrofotografie Sternpunkte aufnehmt, gibt es für verschiedene DSLR und Brennweiten-Kombinationen eine maximale Belichtungszeit.

Diese lässt sich via Formel berechnen:

[latex]t_{max}= \frac{500}{\textup{Crop-Faktor * Brennweite}}[/latex]

Die Formel gelöst am Beispiel einer Vollformat-DSLR, wie z.B. die Nikon D610, D810 oder eine Canon 5D Mark III


Crop-FaktorBrennweiteMaximale Belichtungszeit
11435
11631
11827
12025
12222
12420

Die Formel am Beispiel einer APS-C DSLR, wie z.B. die Nikon D5500, D7200 oder Sony A77 II


Crop-FaktorBrennweiteMaximale Belichtungszeit
1,531423
1,531620
1,531818

Die Formel am Beispiel einer APS-C DSLR von Canon, wie z.B. die Canon 7D Mark II oder 70D


Crop-FaktorBrennweiteMaximale Belichtungszeit
1,611422
1,611619
1,611817

Die Formel am Beispiel verschiedener Kompakt-Kameras 


ModellCrop-FaktorBrennweiteMaximale Belichtungszeit
Canon PowerShot G1 X Mark II1,922410
Olympus OM-D E-M1021417
Sony Cyber-shot DSC-RX100 III2,72247

Wie ihr seht, gibt es je nach Sensorgröße deutliche Unterschiede, wie lange maximal belichtet werden kann. Ursächlich dafür ist der geringere Bildwinkel bei kleineren Sensoren und gleicher Brennweite.

Verdeutlichen soll dies nachfolgende Grafik (Nicht schön, aber selten ;) ).

Auswirkung des Crop-Faktors

Auswirkung des Crop-Faktors

Blende öffne dich!

Nun wissen wir, wie lange wir für Sternpunkte maximal belichten können. Jetzt gilt es, so viel Licht wie möglich auf den Sensor zu bannen.

Um das einfallende Licht zu “dosieren”, nutzt man die Blende der Kamera. Eine höhere Blendenzahl führt dazu, dass die Blende geschlossen wird. Eine kleinere Blendenzahl hingegen, dass die Blende weiter geöffnet wird.

Etwas verwirrend, aber so ist es ;)

Um so weiter die Blende geöffnet ist, desto mehr Licht kann den Sensor erreichen. Verdeutlichen möchte ich es euch mit nachfolgendem Schaubild:

Verschiedene Blendeneinstellungen

Verschiedene Blendeneinstellungen exemplarisch dargestellt

Welche Objektive die Blende besonders weit öffnen können und für das Fotografieren der Sterne bestens geeignet sind, folgt in meinem nächsten Artikel.

ISO, welcher Wert ist sinnvoll?

Das vorhandene Licht während der Astrofotografie ist schwach. Aus diesem Grund reicht es nicht beim Fotografieren der Sterne nur mit langer Belichtungszeit und offener Blende zu arbeiten. Es muss auch an den ISO-Einstellungen der Kamera geschraubt werden.

Meine Erfahrung zeigt allerdings, dass ihr vor Ort mit den ISO-Werten experimentieren und nicht zwangsläufig nur mit einer ISO-Einstellung fotografieren solltet. Nachfolgend habe ich verschiedene ISO-Einstellungen gegenübergestellt:

Vergleich ISO-Werte beim Sterne fotografieren

Vergleich ISO Werte von Astroaufnahmen (out of cam) am gleichen Abend und Location

ISO1600 wirkt auf dem Bild deutlich zu dunkel. ISO2000 passabel und ISO3200 passend. Im Nachhinein ist das allerdings gar nicht so dramatisch..

Auch zu dunkele Bilder lassen sich dank des guten Dynamikumfangs moderner DSLRs nachträglich aufhellen. In der Regel ist kein Unterschied zu erkennen, ob man ISO1600 gewählt hat und nachträglich aufhellt oder direkt ISO3200 (Auch nicht beim Rauschen).

Das Ergebnis ist zu mindest bei meiner damaligen Nikon D600 bei beiden Varianten ähnlich bis gleich gewesen.

Um beim Fotografieren der Sterne vernünftige Ergebnisse zu erhalten, liegt der ISO-Bereich in der Regel zwischen 1600 und 3200. Diese Angaben gelten für mein Setup – also eine Vollformat-DSLR, 14 mm Brennweite und 2.8er Blende.

Mit kleinerem Sensor, mehr Brennweite oder größerer Blendenzahl steigt der notwendige ISO-Wert, um ein gleichwertiges Ergebnis zu erreichen.

Mythos Fokussieren

Das Fokussieren ist eine wahre Herausforderung beim Sternefotografieren. Ich habe zum Beispiel schon gelesen, dass man einfach auf unendlich (∞)  stellen sollte. Schön wärs!

Auch den Fokusring bis zum Limit drehen und dann einfach kurz zurück, ist eine bescheidene Idee. Es ist einfach zu ungenau.

Fokussieren mit dem Nikkor 24-70

Fokusskala auf dem Nikkor 24-70

In meiner Praxis hat sich vor allem eine Varianten bewehrt:

Licht nutzen, um den Fokus zu finden

Ich mach es in der Regel so: Ich baue am Auto häufig im Licht meine Kamera auf. Danach stelle ich mich ein paar Meter entfernt und nutze z.B. die Fahrzeugbeleuchtung für die automatische Fokussierung auf unendlich. Danach stelle ich den Fokus auf manuell.

Natürlich sollte man dann den Fokusring nicht mehr berühren ;) Falls doch nutze ich eine Stirnlampe, um Licht zu erzeugen und den Fokus automatisch neu einzustellen.

Großer Nachteil an dieser Variante ist natürlich, dass durch das helle Leucht die Nachtsichtigkeit verloren geht und man einige Minuten wieder warten muss, bis sich das Auge an die Dunkelheit gewöhnt hat. Aus meiner Sicht ist das jedoch zu verschmerzen.

Fokus auf manuell umstellen: Ich habe dafür einen Hebel an meinem Body und am Objektiv. Das betätigen eines Hebels reicht bei mir.

Bevor ihr nachts loslegt, probiert das Umstellen an eurer Kamera aus!

Zusammenfassung

Hier nochmal die Einstellungen in der Zusammenfassung:

  • Belichtungszeit: mit weniger Brennweite und größerem Sensor sind längere Belichtungszeiten möglich
  • Blende: Blende so weit wie möglich öffnen
  • ISO: für ausreichend Lichtempfindlichkeit sorgen, ISO-Bereich zwischen 1600 – 3200 wählen
  • Unendlich Fokussieren: Nutze Lichtquellen!

Ich hoffe, euch haben meine Tipps zu den Einstellungen gefallen.


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12 Kommentare zu “Astrofotografie – Einstellungen: ISO, Belichtungszeit, Blende & Co

  1. Hi Christian,

    ich verfolge die Serie über die Astofotografie mit großem Interesse. Um so mehr freue ich mich, dass Du uns mit dem Belichtungsdreieck verlinkt hast.

    Ich selber habe ich an dieses Fotothema überhaupt noch nicht ran getraut. Aber, wir sind ja nächsten Monat in Kanada – vielleicht habe ich da mal einen schönen Blick, wo ich das hier gelernte mal ausprobieren kann. Dunkel ist es ja dort.

    LG Thomas

    • Hi Thomas,

      gerne! Find euer Belichtungsdreieck total klasse. Man erkennt einfach auf einen Blick, wie die verschiedenen Einstellungsmöglichkeit wirken und wie sie sich gegenseitig beeinflussen. Das ist gerade für Einsteiger eine echte Hilfestellung.

      Dann drück ich mal die Daumen. In Kanada dürfte es sich ja nicht so schwer fallen, sich fernab der Zivilisation zu bewegen ;)

      Grüße
      Christian

  2. Hi Christian,
    das Thema Astrofotografie finde ich auch super interessant. Ich habe vor einiger Zeit in der Atacamawüste in Chile (also eigentlich beste Voraussetzungen!) einfach mal drauf los probiert, ohne mich vorher groß zu informieren. Die größte Schwierigkeit bei der vollkommenen Dunkelheit war auf jeden Fall das Fokussieren! Da war viel Trial and error dabei ;)

    Ich denke wie bei so vielem rund um das Thema Fotografieren ist es super wichtig, viel auszuprobieren. Dann werden auch anfangs in der Theorie eher suspekt erscheinende Themen wie die Blendenzahl total klar, wenn man sieht, welche Änderung welche Auswirkung hat.

    Du hast das hier schon super erklärt, auch die die Beispiele zur Brennweiten-Kombination/Belichtungszeit sind echt hilfreich!

    Beste Grüße
    Kai

    • Hallo Kai,

      freut mich, dass Du den Artikel hilfreich findest!

      Ja, die Atacama … ich glaube, es gibt nur ganz wenige Ort auf der Welt, wo die Bedingungen so ideal sind: Höhe, geringe Luftfeuchtigkeit, keine Lichtverschmutzung. Der Traum eines jeden Astrofotografen ;)

      Grüße
      Christian

  3. Oi,

    das mit den Fototipps auf Eurem Blog finde ich echt ‘ne coole Idee, auch wenn – für mein schlichtes Gemüt – die Tipps doch schon relativ weitreichend sind und bereits ein gewisses Knowhow brauchen. Trotzdem: Coole Idee!

  4. Hey Andreas,

    vielen Dank für dein Lob. Die Fototipps spiegeln so bisschen meinen Wissensstand wieder und sollen anderen helfen, die gerade mit ähnlichen Situationen zu tun haben. Aus diesem Grund setze ich teilweise schon ein gewisses Grundverständnis voraus. Allerdings versuche ich auch immer Links einzubauen, die auf gewisse Grundlage verweisen, wie hier z.B. das Belichtungsdreieck.

    Grüße
    Christian

  5. Ich habe eine Nikon d5500 welche wäre die beste zoom linse die dafür kaufen könnte um Mond, Planeten und Sterne besser zu Filmen und fotografieren wie mit der p900?

    • Hi Alex,

      deine Frage zielt eher auf die Deepsky-Fotografie als auf die Astroscapes, die ich hier beschreibe.

      Für die Aufnahme von Himmelsobjekten (z.B. Nebel, Sternhaufen, Galaxien) benötigst du ein Stativ mit Nachführung und ordentlich Brennweite. Mangels Erfahrung weiß ich leider nicht, wie viel Brennweite man genau benötigt. Ich habe allerdings schon Berichte gelesen, da war von 1000mm Brennweite die Rede. Also solltest du vielleicht eher nach einem Teleskop mit einem Adapter für das Nikon Bajonett suchen ;-)

      Um “nur” den Mond zu fotografieren, reicht ein beliebiges Tele, wie z.B. Nikon AF-S DX Nikkor 55-300 mm

      Grüße
      Christian

  6. Hallo,
    für die “Längste Mondfinsternis des Jahrhunderts”!! am Freitag, habe ich mich bei dir nochmals gut informiert. Ich hoffe stark auf super Fotos.

    LG
    Marc

  7. Hallo Christian,
    zunächst möchte ich Dir danken, daß Du die ganzen Informationen zusammengetragen und zur Verfügung gestellt hast, sowie Dir für diese sehr schöne Seite meine Anerkennung aussprechen. Ich habe mich bisher nicht mit Astrofotografie beschäftigt ind war auf der Suche nach sinnvollen Kameraeinstellungen für diese Art der Fotografie. Ich bin dann bei der Formel für die längste Belichtungszeit hängengeblieben und leider ist es mir nicht gelungen diese nachzufolziehen. Daraufhin habe ich meinen eigenen Ansatz gesucht und bin zu abweichenden Ergebnissen gekommen, die ich gerne diskutieren möchte.
    Mein erster Ansatz war den Zerstreunungskreis als limitierenden Faktor heranzuziehen. Der Zerstreunungskreis bezeichnet die Fläche, auf die ein Punkt abgebildet werden muß, damit der Betrachter aus einem normalen Entfernung (die Entfernung entsricht dann der Bilddiagonalen) das Bild noch als scharf wahrnimmt. Unter diesen Umständen kann der Betrachter 1500 Bildpunkte auf der Diagonalen unterscheiden. Für eine Vollformatkamera ergibt sich dann ein Zerstreuungskreis von 28,8µm. Teilt man diesen Wert durch die Rotationsgeschwindigkeit der Erde von 72,921µrad/s erhält man einen Wert knapp unter 400, was ca 20% unter Deinem Wert von 500 liegt, Diese Rechnung ergibt dann für ein 18mm Objektiv an einer Vollformatkamera eine maximale Belichtungszeit von 22s, bei Crop-Sensoren entsprechend geringer. Somit ist es auch nicht der Bildwinkel der für die kürzeren Belichtungszeiten bei Crop-Sensoren verantwortlich ist, sondern der Zerstreuungskreis, obwohl beide in ähnlicher Weise von der Sensordiagonalen abhängen. Der Zerstreungskreis jedoch im Gegensatz zum Bildwinkel linear.
    Unter den genannten Annahmen halte ich diese Zeit eigentlich noch für zu hoch, da er streng genommen nur für die Bildmitte gilt. Aufgrund des Projektionsmaßstabes rectilinearer Objektive (R = f * tan(alpha)) macht sich die Drehung der Erde sich im Randbereich des Bildes, zumindest bei kurzen Brennweiten deutlich stäker bemerkbar (dR/d alpha = 1/cos^2alpha).
    Wieder anders sieht es aus, bei Fish-eye-Objektive, diese habe je nach Bauart eine stereografische, orthografische, äquisolide oder äquidistante Projektion.
    Mein zweiter Ansatz war als limitierende Faktor die Größe des Bildkreises zu nehmen, welche durch die Szintilation des Sternenlichtes in der Atmosphäre entsteht. Dieser Wert unterliegt natürlich starken Schwankungen und ist extrem von der Wetterlage abhängig. Meine Recherchen ergaben, daß man in Europa einen Mittleren Wert von 1,5”-2” annehmen kann. In der Atacamawüste oder bei den Observatorien auf Hawaii oder La Palma werden günstigere Werte erreicht und können um Extremfall auf unter 0,4” fallen. Der Durchmesser dieser Kreise liegt für kurze Brennweiten Größenordnungen unterhalb des Durchmesser des Zerstreungskreises, so daß der Zerstreungskreis in den meisten Fällen der limitierende Faktor bleibt (Ausnahme sehr lange Brennweiten, deutlich über 1000mm).
    Anders sieht es aus, möchte man Vergrößerungen von den Fotos anfertigen, dann spielt der Zerstreunungskreis keine Rolle mehr und, sofern das Objektiv scharf genug abbilden kann, ist die limitierende Größe der Pixel Pitch. Der liegt je nach Größe des Sensors und Anzahl der Pixel bei heutigen Sensoren im Bereich von 1µm bis 5µm. Entsprechen kürzer ist dann auch die längste Belichtungszeit.
    Letztlich ergeben meine Überlegungen zur Belichtungszeit also einen um 20% kleineren Wert als Deine Faustformel. Mich würde jetzt interessieren wie Du auf diese Formel gekommen bist, ist das reine Empirie, also auf Erfahrungswerten beruhend oder wie leitet sich der Wert von 500 ab?

    • Hallo Klaus,

      vielen, vielen Dank für deinen sehr interessanten Kommentar.

      Meine Werte sind reine Emperie. Ich habe dann per Formel versucht etwas Struktur reinzubringen, um den Lesern Anhaltspunkte bei der Einstellung der eigenen Kamera zu geben. Dein Kommentar macht auch deutlich, dass ich mir offensichtlich nicht ausreichend Gedanken dazu gemacht habe. Vielen Dank also auch für die sehr gute Ausführung zu deinen Ansätzen.

      Ich wünsche dir einen guten Start in die neue Woche
      Christian

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