Je bent hier: Hoofdpagina Technieken Belichtingstijd, diafragma en filmgevoeligheid


Belichting van de film

Bij passieve fotografie (in de zin dat geen kunstmatige lichtbronnen gebruikt worden) zoals het weer en het landschap, zijn er drie variabelen die bepalen hoe een film (of digitale sensor) belicht wordt. Dit zijn het diafragma, de sluitertijd, en de film- of sensorgevoeligheid.

  1. Diafragma

    Het diafragma bepaalt hoeveel licht er in de tijd door de lens komt en op de film of sensor valt.

    Een cameralens bestaat uit vele lensgroepen, die elk uit één of meer elementen kunnen bestaan. Er zit een groep aan de voorkant van de lens, die al het licht opzamelt en de lens in brengt; er zit ook een groep aan de achterkant van de lens waar het licht uitkomt en naar de film gaat. Tussen twee groepen binnenin de lens gaan alle lichtstralen parallel aan elkaar en hier zit het diafragma.

    De diafragmaopening is de diameter van dit stuk van de lens, waar de lichtstralen parallel aan elkaar lopen. Dit diafragma wordt meestal aangegeven door de f-ratio. Bijvoorbeeld, een 28mm lens met een diafragmaopening van 10mm heeft een maximale f-ratio van 2.8, en het diafragma is dus f/2.8 (want 28mm / 2.8 = 10mm). Hoe groter het diafragma is, des te meer licht komt er door de lens.

    De meeste lenzen hebben een variabel diafragma, meestal van f/2.8 tot f/16 of f/22. Wanneer je de diafragmaring aan een lens verdraait terwijl je aan de voorkant door de lens kijkt zie je het diafragma veranderen, als een stel stalen bladen die naar het midden bewegen. De meeste lenzen hebben 5, 6 of 7 bladen; sommige telelenzen hebben veel meer bladen. De meeste lenzen laten je het diafragma in halve stops veranderen. Eén stop verschil komt overeen met een verschil in belichting of lichtsterkte van 2, en die factor is meestal al wat veel. Vandaar dat halve stops beter zijn om de belichting aan te passen.

    De diafragmagetallen op een lens zijn vaak aangegeven in factors van 1.4, wat ongeveer de wortel uit 2 is. Een algemene lens heeft bijvoorbeeld diafragma's f/2,8, f/4, f/5,6, f/8, f/11, f/16 en f/22. Meestal is het 'f/' gedeelte er niet expliciet opgeschreven dus zie je alleen de getallen 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16 en 22. De tekst staat er ook vrijwel altijd op de Engelse manier op, dus met een punt i.p.v. met een komma. De reden dat alle getallen een factor wortel-twee van elkaar verschillen is dat een factor 1.4 verschil in diameter overeenkomt met een factor 2 in oppervlakte van de cirkelvormige opening, en dus een factor 2 in lichtintensiteit. Het oppervlak schaalt namelijk met het kwadraat van de diameter.

    Iets anders dat het diafragma ook bepaalt is de scherptediepte. Bij kleinere diafragma's (een hoog f-ratio getal) fungeert de lens meer als pinhole, een klein gat van een speldenprik. Dit beeldt zowel objecten dichtbij de lens als objecten heel ver weg scherp af. Bij grotere diafragma's (lagere f-ratio getallen) neemt de scherptediepte af, en alleen de objecten in een bepaald interval van afstand tot de lens worden scherp afgebeeld.

  2. Sluitertijd

    De sluitertijd bepaalt hoelang een bepaalde hoeveelheid licht door de camera de film of sensor bereikt.

    Bij daglichtfotografie zijn sluitertijden vaak erg snel, bijvoorbeeld 1/1000 seconde (1 milliseconde). Sluitertijden van oudere camera's (die voor weerfotografie trouwens goed te gebruiken zijn) variëren meestal met een factor van ongeveer 2, beginnend (meestal) bij 1 seconde of langer, en dan 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500 en eventueel 1/1000 seconde. De '1/' tekst is meestal niet op de camera geschreven, en de getallen duiden dus op de fractie van één seconde.

    Op oudere camera's wordt de sluitertijd meestal met een wiel bovenop de camera ingesteld, waar deze sluitertijden op gedrukt staan. Moderne camera's regelen vaak de sluitertijd zelf, of je kunt het electronisch instellen. De nieuwe digitale camera's en filmcamera's hebben vaak ook sluitertijden die langer zijn dan 1 seconde, bijvoorbeeld tot 30 seconden, en bovendien zijn de sluitertijden soms met 1/2 of zelfs 1/3 stop verschil te kiezen.

    Behalve de bovengenoemde sluitertijden hebben de meeste spiegelreflexcamera's ook een B-sluitertijd. B staat voor 'bulb', en stamt uit het tijdperk dat er vaak draadontspanners met een rubberen bal (bulb) aan het uiteinde gebruikt werden. De bal bevat lucht en je kunt dus pneumatisch de camera bedienen door de bal in te drukken. In de B-mode blijft de sluiter van de camera net zolang open als je zelf wilt. Bij het indrukken van de ontspanknop opent de sluiter zich, en bij het loslaten gaat de sluiter weer dicht. Dit is alleen nuttig bij weinig licht, bijvoorbeeld 's nachts of bij schemering, maar het is zeer handig en voor veel soorten weerfotografie ook eigenlijk vereist (bijvoorbeeld bliksemfotografie).

    Alle sluitertijden die een factor 2 met elkaar schelen zijn 1 stop in belichting verschillend. Dat valt te combineren met de f-stops op een lens. Bijvoorbeeld, een sluitertijd van 1/500 seconde bij f/8 geeft dezelfde hoeveelheid licht als 1/250 seconde bij f/11. De laatste combinatie geeft twee keer zo lang de halve hoeveelheid licht als de eerste combinatie. Je kunt hieronder lezen wat het nut is van deze combinaties die schijnbaar dezelfde belichting geven.

  3. Film- of sensorgevoeligheid

    De gevoeligheid bepaalt hoe snel een bepaalde film of sensor reageert op licht en daarmee belicht wordt.

    Filmgevoeligheden zijn over het algemeen 100, 200, 400 en eventueel 800 ISO (of ASA). Hoe lager het ISO-getal is, des te ongevoeliger is de film. De meeste beschikbare dia- en negatieffilms hebben gevoeligheden tussen 50 en 3200 ISO, in veelal factoren van 2: 50, 100, 200, 400, 800, 1600 en 3200. Deze films verschillen onderling steeds in 1 stop lichtgevoeligheid (een factor 2 in ISO-waarde). Er bestaan ook films die daartussen zitten, met halve stops of kleiner, bijvoorbeeld 64, 125, 250, 320 en 640 ISO. Een film van 200 ISO is tweemaal zo gevoelig als een film van 100 ISO, wat inhoudt dat deze film de helft van de hoeveelheid licht nodig heeft om juist belicht te worden. De reden dat snelle films (met een hoog ISO getal) niet voordelig zijn is omdat deze films een lagere resolutie hebben; de filmkorrels zijn vaak goed te zien, dus je wilt liefst een film van bijvoorbeeld 50 of 100 ISO gebruiken tenzij er echt te weinig licht is.

    De sensors in digitale camera's hebben traditioneel dezelfde gevoeligheden, die ook in ISO uitgedrukt worden. Deze gevoeligheden kunnen echter soms wat afwijken dan die je gewend bent van film. Dit komt deels doordat digitale sensors niet de reciprociteitsfout hebben die film wel heeft: bij lange belichtingstijden en weinig licht loopt de filmgevoeligheid meestal sterk terug, dus bijvoorbeeld een 800 ISO film die voor 10 minuten heel langzaam bij weinig licht belicht wordt gaat zich gedragen als een 400 ISO of zelfs 200 ISO film. Digitale sensors hebben dit effect niet en zijn bij langere tijdopnamen dus schijnbaar gevoeliger dan film zou zijn.

    Een andere aanduiding van de gevoeligheid die je wel eens op films aantreft is het DIN getal (dat staat voor Deutsche Industrie Norm). Een 100 ISO film is 21 DIN, een 200 ISO film is 24 DIN, een 400 ISO film is 27 DIN. Het DIN getal loopt met 3 op naarmate het ISO getal met een factor 2 oploopt. De DIN schaal schaalt dus logaritmisch met de filmgevoeligheid terwijl de ISO schaal lineair schaalt. Naar het DIN getal wordt niet veel meer gerefereerd maar het staat vrijwel altijd bij het ISO getal op een filmrolletje gedrukt.

Voor- en nadelen van de verschillende methoden

Het zou mooi zijn als alle drie methoden om de belichting te regelen onafhankelijk van elkaar en zonder nadelen gebruikt konden worden. Helaas is dat niet het geval.

  • Grote diafragma's (kleine f-ratio getallen) laten vrijwel altijd optische lensfouten zien, zoals aberratie, coma en onscherpte. Sommige lenzen zijn erger dan andere bij volle diafragmaopening, en als je een lens wilt hebben die zeer goed gecorrigeerd is voor deze lensfouten moet je diep in de buidel tasten. Als vuistregel geldt dat je een lens het beste kunt gebruiken bij diafragma's die 2 tot 3 stops kleiner zijn dan de volle opening. Zo kun je een 28mm/2.8 lens het best gebruiken bij een diafragma van f/8. Dit kan niet altijd, omdat er te weinig licht is, maar midden overdag is het diafragmagetal meestal wel ruim te kiezen.

  • Kleine diafragmaopeningen (grotere f-ratio getallen) maken de foto ook onscherp, omdat het licht langs de kleine opening buigt. Als de opening groter is buigt dit licht ook, maar onder een veel kleinere hoek, en het effect is dan niet te zien. Bij kleine openingen wordt een relatief groot deel van het doorgaande licht gebogen door diffractie en zie je onscherpte op de foto. Je moet nooit de kleinste diafragmaopeningen van een lens gebruiken, indien mogelijk.

  • Zoals boven al vermeld werd regelt het diafragma ook de scherptediepte. Dit maakt voor weerfotografie gelukkig meestal niet uit omdat de meeste voorwerpen zoals wolken, bliksem en de zon effectief oneindig ver weg zijn. Het maakt dus niet uit of de scherptediepte van 1 meter naar oneindig loopt of van half oneindig tot helemaal oneindig; oneindig is oneindig. Maar voor macrofotografie is scherptediepte juist wel zeer belangrijk.

  • Lange tijdopnamen vereisen een statief, en bewegende voorwerpen komen meestal bewogen op de foto. Bij film zijn lange sluitertijden ook lastig, zoals gezegd, wegens de reciprociteitsfout. Korte belichtingstijden zijn daarentegen niet altijd mogelijk omdat het licht te zwak kan zijn.

  • Lage filmgevoeligheden (lage ISO getallen) vereisen langere belichtingstijden, die niet altijd mogelijk zijn, maar hogere filmgevoeligheden laten zoals gezegd de filmkorrel beter zien en de film heeft een lagere resolutie. Digitale sensors hebben het nadeel dat ze bij hoge gevoeligheid thermische ruis krijgen, dat lijkt op filmkorrels.

Het hangt af van het soort verschijnsel en de hoeveelheid beschikbaar licht welke van de drie belichtingsvariabelen het meest belangrijk zijn. Bijvoorbeeld voor bliksemfoto's zijn het diafragma en de filmgevoeligheid belangrijker dan de belichtingstijd (en in feite heb je de belichtingstijd meestal niet eens in de hand omdat de bliksem die zelf bepaalt). Belichtingstijd is echter wel belangrijker dan filmgevoeligheid of diafragma bij het fotograferen van poollicht, dat snel kan veranderen, of lichtende nachtwolken, die relatief snel bewegen. Bij het fotograferen van sneeuwkristallen is het diafragma het belangrijkst, omdat je bij macrofotografie vaak een grote scherptediepte nodig hebt om het hele kristal scherp te krijgen. Je gebruikt dan bijvoorbeeld toch f/22, en wegens de onscherpte door diffractie kun je dus ook met een iets snellere en minder hoge resolutie film volstaan, bijvoorbeeld 400 ISO.

Kortom, de verschillende belichtingsvariabelen geven vaak dezelfde hoeveelheid licht, maar met verschillende voor- en nadelen. Het leren bepalen welke variabelen voor een bepaald soort verschijnsel het belangrijkst zijn is iets dat je uit ervaring leert.