ideales Kamerasetup für Propellerkreis, am Boden und in der Luft

[Dierk]

Hallo, 

 

bekanntlich ergeben Fotos oder Videos, welche mit kurzen Belichtungzeiten geschossen werden, statt eines sauberen Propellerkreises eine Art "krummen Säbelpropeller" bzw. sogar unzusammenhängende schwarze Fetzen statt eines Propellers. 

 

Weshalb die Belichtungszeit mit ND-Filtern erhöht wird. 

 

Meine Frage ist nun, welche ist die kürzest mögliche Belichtungszeit, welche noch ein sauberes und harmonisches Abbild eines vollen Propellerkreises ermöglicht. 

 

Als theoretische Überlegung stelle ich mal folgendes in den Raum:

 

um einen vollen, gleichförmig halbtransparenten Propellerkreis zu erhalten, müsste sich der Propeller während der Belichtungszeit um eine halbe Umdrehung bzw. um eine ganze Umdrehung bewegt haben. 

 

Bei typischen Propellerdrehzahlen von z. B. 2200 U/min in der Kleinaviatik würde das für eine halbe Propellerdrehung einer Belichtungszeit von

 

1/(2*2200/60) = 1/73 s = 13,7 ms 

 

und für eine volle Umdrehung 

1/(1*2200/60) = 1/37 s = 27,3 ms

 

entsprechen. 

 

Es ist sofort klar, dass in dem Fall eine aus der Hand gehaltene Tele-Aufnahme (ohne weitere Stabilisierung wie z. B. mittels Gimbal) nur verwackelte Aufnahmen ergeben wird. 

 

Nimmt man 1/60 s, würde theoretisch die Propellerscheibe unharmonisch grau, weil eine Propellerhälfte an manchen Stellen der Scheibe einmal, an anderen zweimal belichtet wurde... 

 

Und mit Belichtungszeiten kleiner als 1/73 s würde der Propellerkreis gar nicht vollständig als Scheibe zu sehen sein. 

 

Aus obigen Überlegungen wäre zu folgern, dass eine aus der Hand gehaltene Weitwinkelaufnahme am Boden möglich sein müsste, für Aufnahmen mit Tele jedoch besser ein Stativ benützt werden sollte, und für in-flight Teleaufnahmen eine Bildstabilisierung nötig ist, z. B. im Kameragehäuse + Objektiv + Gimbal.

 

In allen Fällen bräuchte es aber einen ND-Filter. 

 

Der ND Filter hängt natürlich von Objektiv, Blende, Sensor, ISO und Lichtverhältnisse ab. 

 

Was nehmt ihr für ND-Filter bei einem wolkenlosen Sommertag, z. B. Mittags? 

 

Wäre es besser, solche Aufnahmen eher in den Morgen- oder Abendstunden zu machen, weil man evtl. sonst sehr hohe ND-Filterwerte bekäme? 

 

Als Extrembeispiel führe ich mal ein In-Cockpit-video mit der Sony RX0M2 an. Diese Kamera verfügt über ein Festobjektiv mit Festblende 4.0. Will man mit Slog-2 Filmen, stellt die Kamera ausserdem das ISO auf mindestens 1000. Das Resultat ist, ohne ND-Filter ergeben sich an einem wolkenlosen Sommertag zur Mittagszeit Belichtungszeiten von 1/12800 oder höher, wobei die Kamera bei 1/12800 am Limit ist und Wolkenformationen im Gegenlicht ausbrennen können.

 

D. h. man muss auf jeden Fall einen ND-Filter montieren, die Frage ist nur, wie dunkel der sein müsste um von 1/12800 auf 1/73 zu kommen. 

 

Wenn ich es richtig gerechnet habe, müsste der ND-Filter auf einen Wert von mindestens 12800/73 = 175 kommen? 

 

Also bräuchte ich je nach Situation bis zu drei ND64 hintereinander? 

 

Wenn man statt ND Filter zwei drehbare Polarisationsfilter nehmen würde, welche ND-Werte könnten allein mit den Polarisationsfiltern erreicht werden?

 

Haben die Polarisationsfilter negative Auswirkungen auf die optische Qualität bei z. B. 4k-Videos?

 

Der andere Anwendungsfall wäre die Teleaufnahme einer Propellermaschine aus einem anderen Flieger, z. B. mit einem 150er Tele in 24 Mpixel Auflösung. Die Kamera, eine Sony a5100, hat keine interne Stabilisierung, das Objektiv jedoch schon. Ohne Gimbal erscheinen mir Aufnahmen mit einer Belichtungszeiten von 1/60s  unrealistisch... 

 

Konkret habe ich z. B. das Sony FE 100mm F2.8 STF GM OSS an der a5100, in Kombination mit dem APS-C Sensor ergibt sich ein Kleinbildäquivalent von 150 mm. Wäre ein Gimbal sinnvoll oder würde es evtl. ausreichen, der Kamera mehr Gewicht zu geben, um sie ruhiger halten zu können ? Ein Stativ im Flieger wäre ja kaum sinnvoll, nicht nur aus Platzgründen, sonderm weil die Maschine selbst vibriert... 

 

Was für ein Setup benutzt ihr, mit welchen Belichtungszeiten und Kamerasetups habt ihr gute Erfahrungen gemacht?

 

Tipps?

 

 

 

 

Bearbeitet 12. Juli 2021 von Dierk

[fixusc]

Hallo Dierk

 

Willst du nun fotografieren oder filmen? Die Belichtungszeit beim Video ist alleine durch die Framerate vorgegeben, der Shutter Speed muss immer der doppelten Framerate entsprechen. Also z. B. 30 FPS eine Belichtungszeit von 1/60s. Das erfordert je nach Belichtungssituation und gewünschter Blende (wobei ich bei Flugzeugfotos keinen Sinn einer sehr offenen Blende sehe) einen ND Filter. Eine von dieser Regel abweichende Belichtungszeit verwendet man höchstens für künstlerische Effekte (z. B. wenn die Szene "betrunken" wirken soll, dann kannst du länger belichten als die Framerate).

 

Beim Foto geht es um die Bewegungsunschärfe des Propellers, aber das hat erst mal nichts mit einem ND Filter zu tun. Oder willst du Flugzeugfotos mit f1.4 machen? Blende doch einfach ab, bis dir der Propeller genug verschmommen ist. Schwierig wird es dann, wenn sich das Flugzeug relativ zu dir bewegt, dann musst du die Kamera genau mit der richtigen Geschwindigkeit mitziehen, so dass das Flugzeug scharf, aber der Propeller verschwommen ist. Aber bei einer kurzen Brennweite mit 1/60s ein relativ zu dir unbewegtes Objekt fotografieren sollte locker möglich sein, auch ohne OIS und IBIS und beim Mitziehen helfen diese Features auch nicht. Mein Tipp: Fotografiere Segelflieger, die haben keinen nervigen Propeller und sind sehr elegant . Siehe hier: https://www.fotokalender-segelfliegen.de/

 

Gruss Felix

[DaMane]

Ich erinnere mich, mal gelesen zu haben, daß Profis für Air-To-Air-Aufnahmen, wie man sie von großformatigen Flugzeug-Kalendern her kennt, vorzugsweise Kamerasysteme mit Zentralverschluss verwenden. Damit bekommt man kreisrunde und natürlich wirkende - weil transparente Propellerkreise. Säbelförmige Propellerblätter sind ja nicht das Ergebnis einer ungünstigen Verschlußzeit, sondern werden durch den Öffnungsverlauf der heute üblichen Schlitzverschlüsse verursacht. Zu kurze Verschlußzeiten führen aber in jedem Fall zum Eindruck  eingefrorener bzw. stillstehender Propeller, was an fliegenden Flugzeugen immer etwas seltsam aussieht.
Hier ein paar gelungene Beispiele dafür, daß es besser geht (bitte über die Jets hinwegsehen. Danke).

http://www.centreofaviationphotography.com/operations/air-to-air

 

Und hier etwas zur Technik:
https://dewiki.de/Lexikon/Zentralverschluss

Gruß
Manfred

[bleuair]

 

Bearbeitet 12. Juli 2021 von bleuair
nur auf Fotografie bezogen

[Dierk]

vor 3 Stunden schrieb fixusc:

Hallo Dierk

 

Willst du nun fotografieren oder filmen? Die Belichtungszeit beim Video ist alleine durch die Framerate vorgegeben, der Shutter Speed muss immer der doppelten Framerate entsprechen. 

 

Beides, filmen und fotographieren. 

Bei der Shutterspeed ist bei modernen Kameras technisch nichts mehr vorgegeben, die doppelte Framerate ist nur eine Empfehlung, kein "muss". Shutterspeed und Framerate sind zwei von einander unabhängige Dinge, die Belichtungszeit / Shutterspeed folgt künstlerischen Gestaltungskriterien oder wie bei der Situation mit Festblende im Smartphone, Dronenkamera oder Sony RX0 hängt sie von der verfügbaren Lichtmenge bzw dem Zuviel an Licht ab... Wenn ich also die Blende nicht weiter zumachen kann und ISO auch schon unten ist (bzw. beim SLOG2 Profil auf mindestens 1000 festgesetzt ist) kann ich das Licht nur durch ND-Filter oder Polarisationsfilter sinnvoll verringern.

 

 

Zentralverschluss habe ich nicht, ich benutzt gar keinen Verschluss, nur noch mirrorless. 

 

Bei Spiegelreflexkameras würde der Verschluss im Videomode offen bleiben. 

 

Das Problem ist der Rolling Shutter. 

 

 

 

Bearbeitet 12. Juli 2021 von Dierk

[DaMane]

vor 10 Minuten schrieb bleuair:

Wusste gar nicht, dass man ein so einfaches Thema so kompliziert aufziehen kann. Nichts ist unmöglich.

Es ist immer nur eine Frage der Verschlusszeit. Egal bei welchem Gerät. Hat der Propeller zwei Blätter, legt jedes Blatt 180° zurück, dann gibts nen Vollkreis. Wie lange es dafür braucht, ist abhängig von der Drehzahl. Daraus bemisst sich die Verschlusszeit. Fertig. Und stabil aus der Hand schiesst man mit Verschlusszeiten kürzer 1 über Brennweite, ohne Stabi. Je mehr Blätter, desto einfacher.

Leider kann ich weder zu dreifach seriellen ND-Filtern, Gimbal an der Kamera (dafür hat sie ja einen Stabi) oder doppelten Polfiltern (IEKS!) nichts sagen. Ich achte einzig auf die Verschlusszeit.

Trotzdem viel Erfolg mit der sicherlich sehr unterhaltsamen Diskussion.

Dann kannst du uns Unterbelichteten sicher ein paar gute Photos von dir zeigen, auf denen Propellerflugzeuge im Flug scharf abgebildet, und die Propellerblätter nicht krumm oder eingefroren sind. Ich bin gespannt.

 

Man kann natürlich auch einfache Antworten auf eine Frage geben, ohne darüber nachzudenken. Z.B. darüber, wie ein Schlitzverschluss funktioniert.

Oder wenn das Nachdenken bei der Hitze zu schwer fällt, die gratis dargebotenen  Links aufrufen, und lesen...

 

Gruß

Manfred

 

 

 

 

[Dierk]

Hier mal Rolling Shutter Work-Around mit ND-Filtern am Beispiel einer Gopro. Auch hochpreisige digitale Spiegelreflexkameras kennen die Rolling-Shutter-Problematik, liegt einfach daran wie der Sensor ausgelesen wird. 

 

 

[Dierk]

Propellerscheiben... 

 

 

https://player.vimeo.com/video/454498883

 

 

Das ideale Kamera-Setup dazu... 

 

https://player.vimeo.com/video/406658792

 

 

 

Bearbeitet 24. Juli 2021 von Dierk

[Tis]

 

Ich neige ja sonst auch eher dazu, Dinge etwas akademisch zu betrachten - bei diesem Thema ist mir das allerdings noch nie in den Sinn gekommen. Mein Start-Setting für Propeller ist jeweils 1/160. Dann sieht man die Dynamik der Propellerblätter auf jedenfall, die Blätter sind aber noch einzeln erkennbar, was ich am schönsten finde. Wenn ich dann noch etwas rumspielen möchte und die Situation es erlaubt, kann man auch einiges tiefer gehen, damit man die volle Propellerscheibe sieht. Aber ja, selbstverständlich wird's dann mit der Bewegungsunschärfe kritisch - vor allem bei Dingen, die man auch durch Mitziehen nicht beeinflussen kann (z.B. wenn das Flugzeug auf einem zufliegt und sich daher Winkel und Grösse verändern).

Entsprechend der Belichtungszeit wird dann halt die Blende angepasst, was bei Flugzeugen keine grossen Auswirkungen hat - ausser mit Staub auf der Linse  . ND-Filter habe ich keinen. Der Polfilter wird eher bei anderen Einsatzzwecken benutzt, könnte aber sicherlich auch hier helfen. 

 

Je nach Propellerdesign finde ich ganze Vollkreise übrigens manchmal gar nicht so ansprechend, da der Propeller dann fast zu stark "verschwindet"/"verschwimmt". Ausser er hat schön gekennzeichnete Enden und/oder wird schön von der Sonne angestrahlt. 

 

Am 12.7.2021 um 14:50 schrieb DaMane:

Dann kannst du uns Unterbelichteten sicher ein paar gute Photos von dir zeigen, auf denen Propellerflugzeuge im Flug scharf abgebildet, und die Propellerblätter nicht krumm oder eingefroren sind. Ich bin gespannt.

 

Das ist jetzt nicht soooo eine Challenge. Leider kann ich die Bilder gerade nicht direkt einbinden, daher gibt's nur die Links. 

 

 

1/160

http://planepics.org/spotterbrowser/sp/2017/zrh0513/85.jpg

 

1/160

http://planepics.org/spotterbrowser/sp/2017/zrh0923/4.jpg

 

1/160

http://planepics.org/spotterbrowser/sp/2014/lsmp0907/37.jpg

 

1/60

http://planepics.org/spotterbrowser/sp/2014/lsmp0906/2.jpg

 

1/320

http://planepics.org/spotterbrowser/sp/2016/lszk0625/21.jpg

 

1/160

http://planepics.org/spotterbrowser/sp/2012/pry0328/114.jpg

 

1/250

http://planepics.org/cms/random1/6_workhorses/1974.jpg

 

1/320

http://planepics.org/cms/random1/6_workhorses/1965.jpg

 

 

Bei der ganzen Technik für Videos kann ich allerdings nicht mitreden. 

 

Liebi Grüess

Tis

[DaMane]

Am 24.7.2021 um 14:14 schrieb Tis:

 

Ich neige ja sonst auch eher dazu, Dinge etwas akademisch zu betrachten - bei diesem Thema ist mir das allerdings noch nie in den Sinn gekommen.

.........................

 

Liebi Grüess

Tis

OK, deine Bilder zeigen nicht die klassischen Fehler, wie eingefrorene, oder verbogene Propellerblätter. Mein Ansatz war halt ein anderer. Nämlich der einer perfekten Scheibe, weil das m.E. dem natürlichen Sehen am nächsten kommt. 

 

Gruß

Manfred