Verursachen fluoreszierende Beleuchtung und Verschlusszeit ein Problem mit Farbstich?

Ich habe ein paar Fotos im Kampfsportverein meines Sohnes mit einer D90 mit einem 50 mm F1.8 gemacht. Der Club ist mit fluoreszierendem Deckenlicht beleuchtet, und ich habe einige seltsame Ergebnisse erzielt, bei denen einige Aufnahmen "weiß" sind, andere einen "Orangestich" haben und wieder andere in derselben Aufnahme teilweise weiß und teilweise orange sind.

Ich vermute, es hat mit der Kombination aus der Frequenz des Lichtflimmerns und der Verschlusszeit der Kamera zu tun. Hier ist eine Sequenz von 3 Aufnahmen, die das Problem zeigen. Die Aufnahmen wurden mit 1/500s bei F2 und ISO-800 und mit Auto-WB gemacht.

Erster Schuss ("weiß/normal"):Alt-Text

Zweiter Schuss ("Orangenstich" oben):Alt-Text

Dritter Schuss ("Orangenstich" unten):Alt-Text

Diese wurden innerhalb einer Sekunde im Burst-Modus aufgenommen.

Kann mir jemand sagen was los ist? Und wie kann ich das vermeiden?

Sie haben mir gerade eine Idee gegeben, etwas auszuprobieren.
Hoffe du lässt uns wissen wie es ausgegangen ist...
Es hat mit Lichtflimmern zu tun, und der Wechselstrom, der durch die fluoreszierenden Lichter fließt, verändert so die Farbe.

Antworten (8)

Leuchtstofflampen können mit der doppelten Frequenz des sie speisenden Stroms flackern, was bedeutet, dass ein vollständiger Flackerzyklus zwischen 1/100 und 1/120 Sekunde dauert. Bei jedem Zyklus kann sich die Intensität des Lichts und seine Farbtemperatur ändern. Wenn Sie also eine Verschlusszeit von 1/100 Sekunde oder kürzer verwenden, können Sie genau diese Phänomene beobachten: Ihre Fotos sind ein interessantes Dokument davon, insbesondere das untere Foto.

Details erscheinen tief in einem guten Wikipedia-Artikel über Leuchtstofflampen unter der Überschrift "Flicker-Probleme". Der Artikel verweist auf den Blog „ The Feral Photographer “, der eine kurze (vereinfachte) Erklärung aus der Perspektive eines Digitalfotografen gibt.

Für die Sportfotografie im Innenbereich benötigen Sie eine kurze Belichtungszeit, um das Geschehen einzufrieren. Erwägen Sie Flash-Optionen, wenn sie möglich sind. Mit HSS-Blitzen können sehr kurze Belichtungszeiten (typischerweise bis zu 1/4000 Sekunde) erzielt werden. Bis zu einem gewissen Grad können Sie die Farbbalance anpassen, insbesondere wenn Sie RAW-Bilder aufnehmen, aber das wird während des Farbübergangs schwierig.

+1, diese Fotos sind eine großartige Möglichkeit, dieses Problem zu demonstrieren.
danke für die antwort und die links. Blitz ist keine Option, also muss ich einfach viel fotografieren, die besten auswählen und den Weißabgleich korrigieren, wo es möglich ist!

Leuchtstoffröhren sind eine schlechte Nachricht für die Fotografie, und das ist nur einer der Gründe! Sie geben Licht ab, dem ein großer Teil des roten Spektrums fehlt, wodurch Hauttöne grünlich und ungesund aussehen können. Sie haben normalerweise unterschiedliche Farben, selbst wenn die Röhren vom gleichen Typ sind, und sie ändern ihre Farbe während des Einschaltzyklus !

Sie können Ihre Verschlusszeit mit den Lichtern synchronisieren, indem Sie mit 1/25 s 1/50 s aufnehmen (unter der Annahme einer Netzfrequenz von 50 Hz), aber dies ist nicht gut für die Action-Fotografie. Ihre andere Möglichkeit besteht darin, den Verschluss auf 1/250 s zu reduzieren und einen externen Blitz mit voller Leistung zu verwenden, der von der Decke reflektiert wird. Die kurze Blitzdauer hilft, die Aktion einzufrieren. HSS ist möglich, aber Sie könnten Schwierigkeiten haben, das Umgebungslicht zu überwältigen, da diese Option Strom kostet! Wenn Sie dennoch den Burst-Modus verwenden möchten, wird ein externes Netzteil benötigt.

Wie Whuber erwähnt, flackern Lichter mit der doppelten Netzfrequenz - einmal auf der positiven Schwingung und einmal auf der negativen Schwingung. Daher kommt man mit einer Verschlusszeit von 1/100 bei 50Hz Netzfrequenz aus.
Die genaue Frequenz hängt davon ab, welche Art von Vorschaltgerät installiert ist, und es besteht die Möglichkeit, dass zwei Röhren für dieselbe Stromversorgung phasenverschoben sind, je nachdem, wie lange es dauert, bis sie zünden, sodass Sie möglicherweise damit durchkommen können 1/100s, längere Verschlusszeiten funktionieren in der Praxis oft besser.
Leider ist die Verwendung eines Blitzes keine Option (zu ablenkend während des Unterrichts). Ich denke, viele Aufnahmen zu machen und die guten auszuwählen/korrigieren, ist meine beste Option.
Es sollte wahrscheinlich angemerkt werden, dass speziell für Fotografie/Videografie entwickelte Leuchtstoffe (KinoFlo und ähnliches) viel bessere Nachrichten sind: Die Kombination aus Lichtbogendämpfen und verwendeten Leuchtstoffen eliminiert Spektrumsmängel ziemlich genau (Sie könnten Probleme haben , einen Bruchteil eines Prozents von Pantone genau abzugleichen ); die Vorschaltgeräte haben eigene Oszillatoren, die bis weit in den Kilohertzbereich hinein arbeiten; und sie sind normalerweise dimmbar (unter Verwendung von Pulsweitenmodulation) ohne nennenswerte Auswirkung auf die Farbbalance. Allerdings sind diese Lichter nicht billig und nicht das, was Sie vor Ort finden werden.
@MattGrum Das geht von Zweiphasenstrom aus. Bei Drehstrom, der häufig in größeren Anlagen zu finden ist, müsste man die Verschlusszeit auf 1/33 (50 Hz) oder 1/40 Sekunde (60 Hz) erhöhen, um alle Variationen zu berücksichtigen.

Die Antworten von whuber und Matt Grum sind korrekt und weisen auf das Flimmerproblem und einige Problemumgehungen hin. Mein Nachtrag kommt 6 Jahre später, wo wir jetzt beginnen, einige echte Lösungen für das Problem des Lampenflimmerns zu sehen:

  • Neue Kameras wie die Canon EOS 7D Mark II und 80D haben einen Anti-Flacker-Aufnahmemodus eingeführt. Die Kamera misst mit dem Messsensor kontinuierlich die schwankende Umgebungshelligkeit und synchronisiert den Auslöser mit dem hellsten Teil des Zyklus – unabhängig davon, wann Sie die Taste drücken. Dies führt zu einer hervorragenden Konsistenz der Belichtung und Farbtemperatur von Aufnahme zu Aufnahme. Bryan Carnathan behandelt diese Kamerafunktion in seinen Rezensionen bei The Digital Picture.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • Es gibt einige Elite-Sportstätten, die ihre Lichter sorgfältig aufstellen, um sie gleichmäßig über die 3 Wechselstromphasen zu verteilen. So überlagern sich helle und dunkle Lampen unterschiedlicher Phasen und erzeugen ein deutlich gleichmäßigeres Ergebnis. Dies wurde beispielsweise bei den Olympischen Spielen 2008 in Peking durchgeführt (sie verwendeten Gasentladungslampen anstelle von Leuchtstofflampen, aber diese leiden ebenfalls unter dem Problem des Frequenzflimmerns der Stromleitung).
Als jemand, der diese Funktion der 7D Mark II regelmäßig verwendet, kann ich sagen, dass die primären Lichter, die die Szene beleuchten, alle in der gleichen Phase sein müssen, damit dies funktioniert. Wenn Sie beispielsweise mehrere Lichter haben, die sich in unterschiedlichen Phasen befinden (sehr häufig in Sportarenen und Fitnessstudios), wird die Kamera nur mit einem von ihnen synchronisiert. Das Fotografieren aus einem Winkel, in dem nur eine Lichtquelle den größten Teil der Beleuchtung liefert, ist bei der Verwendung einer solchen Kamera sehr hilfreich.
+1 Vielen Dank für Ihr Update, insbesondere für die Beschreibung der Lösungsmethode.
Ich verwende den Umgang mit flackernden Lichtern bei Sportaufnahmen für eine ziemlich ausführliche Fallstudie, die die 7D Mark II und ihre „Anti-Flimmer“-Funktion in meiner Antwort auf Wann sollte ich mein Kameragehäuse aufrüsten?

Wie andere betonen, blinken die Lichter während Ihrer Belichtung im Wesentlichen in verschiedenen Farben. Was noch schlimmer ist, ist, dass sich verschiedene Leuchtstofflampen auf verschiedenen Schaltkreisen befinden, also um 180 Grad phasenverschoben sein können, und wenn sie nicht in allen Leuchten die gleiche Temperatur haben, sind die Farbabweichungen während eines Zyklus noch größer.

Ihre Kamera verkompliziert dies durch die Verwendung eines Rolling Shutters oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit (normalerweise etwa 1/200). Dies bedeutet, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nur ein Teil des Bildsensors der Szene ausgesetzt ist Farbänderungen wirken sich nur auf einen Teil des Bildsensors aus.

Da sich schließlich die Farbtemperatur ändert, kann die Kamera den Weißabgleich für die Belichtung nicht gut in den Griff bekommen.

Sie haben einige Möglichkeiten:

  • Verringern Sie die Geschwindigkeit, sodass Sie mindestens einen vollständigen Lichtzyklus (1/60 in den USA, 1/50 anderswo) pro Belichtung erhalten
  • Überwältigen Sie die lokalen Lichter mit Blitz (der auch Einschränkungen oberhalb der 1/200-Synchronisationsbelichtung hat, aber High-End-Blitze können dies für Sie erledigen)
  • Nehmen Sie viele RAW-Fotos auf und notieren Sie Bereiche, in denen Farbreferenzen verwendet werden können, um die Fotos in der Nachbearbeitung für die Aufnahmen weißabzugleichen, bei denen sich die Farbe bei mittlerer Belichtung nicht ändert
Um zu sehen, was der Verschluss sieht, machen Sie sich ein Stroboskop, indem Sie aus einer Müslischachtel einen Pappkreis mit einem Durchmesser von etwa 6 Zoll schneiden. Schneiden Sie einen kleinen radialen Schlitz in der Nähe des Randes der Scheibe, stecken Sie eine Spindel durch die Mitte und drehen Sie den Kreis Scheibe, während ich durch den Schlitz schaue. Als ich zum ersten Mal ein fluoreszierendes Licht durch dies betrachtete, war ein echter Augenöffner!
Ich nehme an, der Rolling Shutter ist für den Halb-und-Halb-Look mit Weiß / Orange auf demselben Foto verantwortlich? Ich vermute, dass es schwierig sein wird, den WB bei Halb-und-Halb-Aufnahmen zu korrigieren (können Sie WB-Einstellungen von einem Foto auf die Hälfte eines anderen anwenden?). Vermutlich wird der Grenzbereich das größte Problem sein.
@seanmc - Ja, der Rolling Shutter, gepaart mit den sich ändernden Lichtverhältnissen, ergibt das Halb-und-Halb-Foto. Wenn es wichtig wäre, diese eine Aufnahme zu speichern, stelle ich mir vor, dass ein benutzerdefinierter Weißabgleich mit Photoshop und Maskierung angewendet werden könnte. Sie haben Recht, dass der Grenzbereich besondere Aufmerksamkeit erfordern würde.
Lampen, die gegenphasig verdrahtet sind, stellen kein Problem dar, da jede Glühbirne normalerweise zweimal pro Zyklus aufleuchtet. Große Geschäftsgebäude und Straßenlaternen, die mit Dreiphasenstrom verdrahtet sind, können jedoch problematischer sein, da einige Lichter von jeder der drei Phasen gespeist werden können.

Ich hatte genau dieses Problem am vergangenen Wochenende, als ich mit 4 anderen Schützen über eine nationale Karate-Meisterschaft berichtete. Flash war keine Option. Für das mehrfarbige Bild, das nicht auf eine einfache Korrektur der Farbtemperatur reagiert, beabsichtige ich, die neue Funktion von Lightroom 4 zum Malen mit Temperatur und Tönung zu verwenden, eine Art gelierter Pinsel. Tue es nur für die Druckaufträge, nicht für die 4300, die jetzt in meiner Galerie gepostet wurden. Sie waren nah genug dran, mit einem erläuternden Vermerk auf der ersten Seite. Ein zusätzliches Problem in unserem Fall war der Guss von den blauen Fußmatten und der Umgebung durch einige Fenster

Wenn Blitz keine Option ist, Sie aber offiziell und einigermaßen nah am Geschehen sind, was ist mit Halogenflutern (die Studiobeleuchtung des armen Mannes, wenn Sie möchten). Vor vielen Jahren hatte ich einige billige 8-Fuß-Fluter mit 500 W auf einem Stativ, die für Heimwerkerarbeiten entwickelt wurden und auf jeweils 3 x 500 W modifiziert waren.

Etwas Ähnliches könnte hier funktionieren, zumindest um den Kontrast von den fluoreszierenden Farben auf etwas überschaubarer zu reduzieren. Sie würden 2 oder mehr Ständer benötigen und zwischen ihnen arbeiten, um zu vermeiden, dass die Schatten zu aufdringlich werden, und mehrere Lampen pro Ständer mildern die Schattenränder erheblich.

LED-basierte und Hochfrequenz-Leuchtstofflampen würden auch funktionieren, aber um die Intensität zu erreichen, würde es am Ende viel kosten.

Nehmen Sie es mit 1/125 auf und Ihre Farbprobleme werden gelöst. Ein langsamer Verschluss negiert die Auswirkungen eines Rolling Shutters. Ich glaube, die Lichter schalten mit 120 Hz. Wenn Sie mit 1/125 fotografieren, erhalten Sie eine volle Sinuswelle und damit die besten Farbergebnisse. Es spielt keine Rolle, ob die Lichter an getrennten Stromkreisen und zueinander phasenverschoben sind.

Eine Aufnahme mit 1/60 gibt Ihnen 2 volle Sinuswellen und dieselbe Farbe, aber Sie müssen sich viel mehr Gedanken über Bewegungsunschärfe machen.

Selbst 1/125 ist zu langsam für Action-Aufnahmen. Der Versuch, einen Tritt oder Wurf einzufrieren, erfordert eine kürzere Verschlusszeit.

Neben der Verschlusszeit müssen Sie den Weißabgleich einstellen und nicht den automatischen Weißabgleich verwenden. Stellen Sie Ihren Weißabgleich auf fluoreszierend ein, wenn Sie diese Einstellung haben, aber verwenden Sie ein Farbmessgerät, um die Kelvin-Temperatur der Lichter zu messen, und stellen Sie dies als benutzerdefinierten Weißabgleich besser ein.

Für viele Leuchtstofflampen benötigen Sie eine ausgefeiltere Messung als nur K, da sie dazu neigen, auch auf der Grün-/Magenta-Achse einen Farbton zu haben.