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Foren => Mikroskopie-Forum => Thema gestartet von: Peter V. in April 27, 2022, 08:27:12 VORMITTAG

Titel: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: Peter V. in April 27, 2022, 08:27:12 VORMITTAG
Hallo,

bei sehr kurzen Belichtungszeiten (ohne Blitz), z.B. 1/2000, habe ich einen breiten schwarzen Rand auf den Bildern. Was ist die Ursache dafür?

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/324519_42119052.jpg) (https://ibb.co/HPFBSzm)

Herzliche Grüße
Peter
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: sushidelic in April 27, 2022, 08:35:25 VORMITTAG
Hallo Peter,

ist der Rand immer an der selben Stelle? Ich könnte mir vorstellen, dass es mit dem Rolling Shutter der Kamera zusammenhängt.

LG Michael
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: Peter Reil in April 27, 2022, 09:38:20 VORMITTAG
Hallo Peter,

ich würde schlicht behaupten, dass du mit einer CANON EOS fotografiert hast.  :)
Das hat meine leider auch. Anscheinend ist das ein verbreiteter Fehler.

Gruß
Peter
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: reblaus in April 27, 2022, 09:43:12 VORMITTAG
@Peter -
um welche Kamera handelt es sich denn? Ich gehe auch davon aus, dass Du eine saubere Gleichstrombeleuchtung hast (Hiller o.ä)?

@Michael -
rolling shutter tritt nur auf, wenn sich Objekt und/oder Kamera während der Belichtung gegeneinander bewegen und das kann man hier ja ausschließen. Dadurch werden bewegte Strukturen verformt aber die Belichtungszeit bleibt unbeeinflusst.

Viele Grüße

Rolf

P.S. Gerade lese ich die Anmerkung von Peter Reil - ähnliche Effekte hatte ich tatsächlich auch schon bei EOS - so ab > 1/2000 sec. Merkwürdigerweise nur am Mikroskop, nicht bei normalen Aufnahmen.
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: sushidelic in April 27, 2022, 09:47:07 VORMITTAG
Hallo Rolf,

Rolling Shutter bedeutet, dass das Bild nicht zeitgleich belichtet wird, sondern linienweise nacheinander abgetastet wird. Dadurch werden zum Beispiel bei horizontalen Schwenks senkrechte Linien wie z. B. Gebäudekanten "schief", oder bei nicht synchronisierter Beleuchtung gibt es horizontale Streifen.

LG Michael
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: momotaro in April 27, 2022, 09:51:45 VORMITTAG
Hallo Peter,

dieses Phänomen tritt auch bei meiner Sony A6600 bei einer Belichtungszeit unter 1/1000 auf.
Bei meiner Axiocam 208 color kann das nicht passieren. Belichtungsbereich 0,06 ms bis 1 s.


Zitat:

Im Allgemeinen kommen bei einem Schlitzverschluss zwei mechanische Verschlussvorhänge vor dem Bildsensor (objektivseitig) zum Einsatz.

Bei Kameras mit teildurchlässigem Spiegel und bei spiegellosen Kameras bleibt der Verschluss beim Live View vor der Aufnahme geöffnet. Wenn der Auslöser gedrückt wird, wird der erste Vorhang einmal geschlossen und dann wieder geöffnet, um den Bildsensor für die Dauer einer bestimmten Belichtungszeit (Verschlusszeit) freizugeben. Am Ende der Belichtungszeit wird der zweite Vorhang geschlossen.

HINWEIS: Aufgrund dieses Vorgangs kann bei der Aufnahme das Auslösegeräusch je nach Verschlusszeit zweimal zu hören sein, einmal vom ersten Verschlussvorhang und dann vom zweiten Verschlussvorhang.

Bei Verwendung des elektronischen ersten Verschlussvorhangs wird der erste Verschlussvorhang nicht bewegt, sondern die Belichtung wird vom Bildsensor elektronisch gesteuert. Anstatt den ersten Verschlussvorhang mechanisch zu bewegen, wird die Belichtung vom Bildsensor elektronisch gestartet und durch das Schließen des zweiten Verschlussvorhangs beendet.

HINWEIS: Dabei ist das Auslösegeräusch nur einmal zu hören, da nur der zweite Verschlussvorhang mechanisch bewegt wird.

WICHTIG: Setzen Sie den elektronischen ersten Verschlussvorhang in den folgenden Situationen auf Aus.

Bei Aufnahmen mit kurzer Verschlusszeit und einem Objektiv mit großem Durchmesser (großer Blende)
Wenn der elektronische erste Verschlussvorhang auf Ein gesetzt ist, kann je nach Motiv und Aufnahmebedingungen eventuell Ghosting eines unscharfen Bereichs auftreten. Setzen Sie die Funktion in solchen Fällen auf Aus.
Bei Aufnahmen mit kurzer Verschlusszeit
Wenn der elektronische erste Verschlussvorhang auf Ein gesetzt ist, kann je nach Aufnahmebedingungen die Bildhelligkeit ungleichmäßig ausfallen.

LG Helmut
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: liftboy in April 27, 2022, 10:22:09 VORMITTAG
Hallo erstmal,

meine Canon EOS 550D hat das gleiche Problem! Länger Belichten hilft!!

Grüße
Wolfgang
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: momotaro in April 27, 2022, 10:26:16 VORMITTAG
Ja lieber Wolfang,

aber was machst Du wenn du Bewegungsunschärfen vermeiden willst und keinen Blitz am Mikroskop hast.

LG Helmut
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: liftboy in April 27, 2022, 11:09:31 VORMITTAG
Hallo Helmut,

Zitataber was machst Du

ein dummes Gesicht?!
Für sowas hab ich eine fette Halogenlampe (150W) plus Wärmeschutzfilter.

Grüße
Wolfgang
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: Aljoscha in April 27, 2022, 11:28:15 VORMITTAG
Zitat von: momotaro in April 27, 2022, 10:26:16 VORMITTAG
Ja lieber Wolfang,

aber was machst Du wenn du Bewegungsunschärfen vermeiden willst und keinen Blitz am Mikroskop hast.

LG Helmut

Hallo,

Die Lösung lautet: Auf LiveView verzichten und den mechanischen Verschluss benutzen. Das Problem besteht nur bei Verwendung des elektronischen Verschlusses.

Viele Grüße

Alexander
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: Peter V. in April 27, 2022, 11:46:32 VORMITTAG
Hallo,

ja, es ist eine EOS 650 D. Aber immerhin "beruhigt" es mich, dass das offenbar ein bekannter Fehler ist und meine Kamera nicht defekt ist.
Meist braucht man ja auch nicht so kurze Belichtungszeiten, mir ist es eher zufällig aufgefallen. Und im DIK kann man von 1/2000 eh nur träumen  ;) ich habe ja keinen Flak-Scheinwerfer am Mikroskop!

Hezrliche Grüße
Peter
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: momotaro in April 27, 2022, 11:50:45 VORMITTAG
Hallo Alexander,

ich will die Argumentation nicht unbedingt weiter zuspitzten, andererseits lebt so ein Forum ja von lebhaften Diskussionen.

Liveview verwende ich ja gerade deshalb, um Erschütterungen durch den mechanischen Verschluss zu vermeiden.

LG Helmut
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: Aljoscha in April 27, 2022, 11:53:57 VORMITTAG
Hallo Helmut,

Es ist halt eine Güterabwägung. Die Lösung eines Problems wird mit einem anderen Problem erkauft.

Viele Grüße

Alexander
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: reblaus in April 27, 2022, 12:11:57 NACHMITTAGS
Hallo -

trotzdem würde mich interessieren warum dieser Effekt immer nur bei Mikrofotos aufzutreten scheint. In den Gebrauchsanleitungen der Kameras wird beim elektronischen Verschluss außer vor dem rolling shutter lediglich vor dessen Einfluss auf die sagenumwobene Bokeh-Qualität (gepflegte Tiefenunschärfe) bei sehr lichtstarken Objektiven und sehr kurzen Belichtungszeiten gewarnt. Vielleicht kann da jemand eine Vermutung äußern, der mehr von Optik versteht ...

Viele Grüße

Rolf
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: HorstAdam in April 27, 2022, 12:45:52 NACHMITTAGS
Hallo,

bei Live View hat man beim mechanischen Verschluss immer die Erschütterungen durch den Verschluss. Beim Auslösen schließt der erste Vorhang, öffnet gleich darauf wieder und der zweite schließt. Beim Blick durch den Sucher entfällt zumindest das anfängliche Schließen, da der Verschluss hier bereits verschlossen ist.
Bei einer Spiegellosen Kamera ist es egal, der Verschluss ist immer geöffnet wenn man ein Bild sieht. Der elektronische Verschluss ist für diese kurzen Belichtungszeiten nicht brauchbar. Womöglich kann die Verschlusszeit auch erst gar nicht eingestellt werden.

Kurz gesagt: Bei 1/2000 Sekunde Belichtungszeit muss der mechanische Verschluss verwendet werden. Bei Stilleben kann Live View aber vorher beendet werden.

Gruß,
Horst
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: liftboy in April 27, 2022, 15:32:19 NACHMITTAGS
Hallo Peter,

Zitatch habe ja keinen Flak-Scheinwerfer am Mikroskop!

aber ich!! wenns nicht reicht häng ich den Quarzbrenner dran, das röstet zwar die Proben, aber die Zeit stimmt dann :-)

Grüße
Wolfgang
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: reblaus in April 27, 2022, 17:11:29 NACHMITTAGS
Hallo -

es hat mir nun doch keine Ruhe gelassen und ich habe mal systematische Experimente mit meiner EOS R6-Kamera gemacht. Man hat 3 Möglichkeiten für deren Verschluss:
1. Vollmechanisch
2. Elektronischer erster Verschlussvorhang (EFC  electronic first curtain). Das ist vermutlich auch der Belichtungsmodus bei live view der EOS SLRs
3. Vollelektronisch ohne Bewegung des Verschlussvorhangs.

In allen Modi kann man problemlos bis zu 1/8000 sec belichten, aber bei 3 funktioniert ein Blitz nicht.

Wenn man die Kamera aufs Mikroskop setzt und belichtet mit EFC, gibt es bei 1/8000 den von Peter V. beschriebenen Effekt, der bei 1/4000 geringer wird, aber auch bei 1/2000 noch in Spuren vorhanden ist.
Bei mechanischer oder vollelektronischer Belichtung tritt der Effekt nicht auf.

Verwirrend war, dass dies bei normaler Fotografie in keinem der 3 Belichtungsmodi je in Erscheinung trat! Der einzige Unterschied war, dass hier immer ein Fotoobjektiv verwendet wurde. Deshalb kam ich auf die Idee, dieses mal abzunehmen und ohne Objektiv gegen das Fenster zu fotografieren  und siehe da - der Effekt war wieder da! Bild war natürlich ohne Objektiv keines vorhanden, aber der schwarze Rand war wieder deutlich sichtbar.

Vermutung: Bei der Auslösung mit Objektiv wird zunächst die Blendenautomatik in Gang gesetzt was eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt und das Timing von Auslesevorgang und 2. Verschlussvorhang nimmt darauf Rücksicht. Ohne Objektiv ist dies nicht der Fall und der 2. Verschlussvorhang schließt bei den kürzesten Belichtungszeiten zu früh.

Vermutlich könnte das leicht in der Firmware korrigiert werden, aber bei Canon denkt halt wieder mal niemand an die blöden Mikroskopiker.
Interessant wäre auch zu wissen, ob bei Nutzung eines Relais-Objektivs von Canon der Effekt nicht auftritt.

Viele Grüße

Rolf
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: momotaro in April 27, 2022, 18:46:40 NACHMITTAGS
Hallo Rolf,

alles nicht so einfach, leider:

https://blog.kasson.com/the-last-word/whats-the-fastest-shutter-speed-you-should-use-with-efcs-on-the-a7rii/ (https://blog.kasson.com/the-last-word/whats-the-fastest-shutter-speed-you-should-use-with-efcs-on-the-a7rii/)

1/8000 second, EFCS
There is essentially zero exposure at the top of the EFCS image. Not useful.

The synching of electronic and mechanical behavior over time, temperture, wear, and sample variation is an iffy business.

I used to say that users should avoid a7x EFCS shutter speeds of over 1/2000 second. Based on these results, I'm dropping that to 1/1000.

That's absolutely fascinating.

I had no idea that happened.

Canons by default use EFCS in live view mode, and it turns out I've never once actually used live view with a shutter speed significantly above 1/1000.

I just tried 1/8000 and the bottom of the image is completely black.

There's an option to turn EFCS off, but I never knew why you'd ever do that before.

https://learn.zoner.com/mechanical-vs-electronic-shutter-what-are-the-differences-and-which-one-should-you-use/ (https://learn.zoner.com/mechanical-vs-electronic-shutter-what-are-the-differences-and-which-one-should-you-use/)

Electronic front/first curtain shutter (EFCS)

Some cameras have the ability to start the exposure electronically and complete it mechanically. This way, the sensor can take its time reading the photons in the dark. This is called the electronic front/first curtain shutter (EFCS).

The process is simple, particularly with mirrorless cameras, where the first curtain is already out of the way before beginning shooting. EFCS is available in DSLRs as well.

Now we've discovered a way to avoid vibrations and problems with slow readout. Unfortunately, however, everything is not all sunshine and rainbows.

EFCS is frequently meant for relatively slower shutter speeds, because with fast ones (1/4000s and higher), it can result in uneven image exposures. It's complicated to coordinate both a mechanical and electronic path via the sensor. In some cases, banding can appear on the image.

LG Helmut





Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: reblaus in April 27, 2022, 22:33:27 NACHMITTAGS
Hallo Helmut -

vielen Dank für die beiden Links mit den Bestätigungen, dass das live-view Verfahren der Canon SLRs im Prinzip mit dem "electronic first curtain"-Modus der neueren spiegellosen R-Modelle identisch ist!
Letzten Endes läuft es darauf hinaus, dass es trotz einiger Verbesserungen bis heute noch nicht gelungen ist den elektronischen "Verschlussvorhang" unter allen Bedingungen korrekt mit dem nichtlinearen Bewegungsablauf des echten (mechanischen) 2. Verschlussvorhangs zu synchronisieren, zumal vorher noch m.o.w. mechanische Energie in die Blendenbewegung des Objektivs gesteckt werden muss.
Kein Wunder, dass es dann noch weniger klappt, wenn ohne richtiges Objektiv ausgelöst wird.

@Peter V. zum Abschluss noch eine Frage: Welche Zwischenoptik hast Du denn für das Foto am Beginn des Fadens verwendet?

Viele Grüße

Rolf
Titel: Re: Schwarzer Rand bei sehr kurzer Belichtungszeit
Beitrag von: Peter V. in April 27, 2022, 22:46:39 NACHMITTAGS
Lieber Rolf,

eine Ofenrohradaption mit T2.

Letztlich stört es mich nicht, da man (außer Wolfgang  ;)) im DIK niemals auf über 1/1000 kommt und für schnelle Bewegungen eh blitzen würde.

Es war mir ja nur zufällig aufgefallen, als ich bei einer normalen Aufnahme eines Schnittpräparates die Hellgkeit am Mikroskop einfach zu hoch eingestellt hatte und so auf deutlich über 1/2000 kam.

Herzliche Grüße
Peter