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Thursday, 3. March 2016

Die Mär des Lernens aus ExIF

Häufig begegnet mir in diversen Foren die Frage nach den Aufnahmedaten. Einerseits ist verständlich, dass man zu einem gelungenen Foto erfahren möchte, wie es entstanden ist.  Einen Teil der Entstehungsgeschichte des Bildes verraten die ExIF.  Außerdem steht in den ExIF selten etwas drin was schützenswert aus Sicht des Fotografen ist. Eine Geheimniskrämerei des Fotografen bezüglich der ExIF ist daher oft nicht nachvollziehbar.
Einige Daten können einen Fotografen dennoch motivieren, bei einer digitalen Veröffentlichung die ExIF zu löschen, denn darin sind noch weitere Daten enthalten wie sein Aufenthaltsort, sein realer Name (ggf. veröffentlicht er pseudonym) oder auch – aus Unkenntnis – der Name des Vorbesitzers  der Kamera sowie Seriennummern von Gehäusen und Objektiven.
Spätestens durch das Hinzufügen eines Namens werden die Daten zu personenbezogenen Daten im Sinne des Bundesdatenschutzgesetzes und entsprechender Rechtsvorschriften anderer Länder.  Für einen Webseitenbetreiber ergeben sich daraus formale und tatsächliche Konsequenzen. Darauf möchte ich in diesem Aufsatz nicht eingehen, weil es Thema eines eigenen viel umfangreicheren Aufsatzes sein könnte. Aber ich erwähne es kurz als mögliche Motivation die ExIF aus der Datei zu entfernen.
 Diese Gründe für sich würden aber niemanden davon abhalten, die relevanten Aufnahmedaten manuell zur Bildunterschrift hinzuzufügen. Wenn sich eine Gemeinschaft dazu entschließt, das so zu machen, quasi als Gruppenregeln o.ä., dann empfehle ich, es richtig und vollständig zu machen und nicht nur die in den ExIF enthaltenen relevanten Informationen zuzufügen sondern wirklich alle für die Entstehung interessanten Informationen. Welche das im Einzelnen sein können, beschreibe ich in diesem Artikel weiter unten. Allerdings glaube ich nicht, dass meine Aufstellung diesbezüglich vollständig sein kann.  
In diesem kleinen Aufsatz widme ich mich der Frage, welche Informationen tatsächlich valide aus ExIF-Daten entnommen werden können und wie sie für den Lernenden nutzbar sind. Als Leser wirst Du vielleicht überrascht sein, wie wenig wirklich nutzbare Information für Dich als Lernenden tatsächlich in den ExIF stehen. Insbesondere bieten sich Dir deutlich effizientere Lernmethoden an, als die ExIF anderer Fotografen auszuwerten. Dieser Aufsatz adressiert auch wesentliche Basisinformationen zu den Daten, so dass Du nach dem Lesen eigentlich keine fremden ExIF mehr erfahren möchtest.
Gleichzeitig ergibt sich aus diesem Aufsatz zwischen den Zeilen der hohe Wert von ExIF zur Fehleranalyse, sei es, man möchte aus eigenen Fehlern lernen oder man postet das Bild in Foren und bittet andere um Hilfe.

Über ExIF

ExIF ist eine standardisierte Datenstruktur zum Abspeichern von Aufnahmedaten, di e eine digitale Kamera zum Zeitpunkt der Aufnahme bereitstellt. ExIF wird unterstützt u.a. von JPEG, PNG und vielen RAW-Formaten.
In ExIF werden u.a. gespeichert die Blende, Belichtungszeit, Empfindlichkeitseinstellung, Brennweite, ggf. Entfernung zur Schärfeebene, Kameramodell oder weitere Daten wie Geo-Koordinaten. Nicht im Standard enthalten sind Angaben zum Objektiv. (s.u.)
ExIF ist also ein Format, in dem die ExIF-Daten gespeichert werden. ExIF-Daten sind u.a. ein Teil der Aufnahmedaten, aber eben nur der Teil, den eine digitale Kamera beisteuern kann.  In diesem Artikel verwende ich ExIF häufig als Synonym für Aufnahmedaten, was formal inkorrekt ist, aber dem normalen Sprachgebrauch entspricht.

Belichtung

Blende

Die Blende ist (meistens) eine aus einzelnen Lamellen bestehende Scheibe mit Loch im Objektivgang. Durch die Anordnung der Lamellen kann die Größe des Lochs verändert werden. Die Größe des Lochs ist ausschlaggebend dafür, wie viel Licht aus der Umgebung innerhalb der Aufnahmezeit (Belichtungszeit) durch das Objektiv auf Film oder Sensor fällt.
Dabei steht beispielsweise die Blendenzahl 2.0 für einen Blendenwert  1/2,0, was besagt, dass der wirksame Durchmesser des Lochs in der Blende halb so groß ist wie die Brennweite.
(1/f = Blendenwert. f  Brennweite).
In der gleichen Weise wichtig für die korrekte Belichtung bzw. die durch die Beleuchtung erzielten Effekte sind die Empfindlichkeit und die Belichtungszeit. Wenn Du nun alle drei Werte übernimmst, dann wird Dir ein ähnliches Foto nur dann gelingen, wenn auch die gesamte Lichtsituation identisch ist. Für das gleiche Ergebnis ist wichtig, dass es gleich hell ist und aus welchen Richtungen Licht in welcher Form kommt. Das alles steht leider nicht in den ExIF.
Tiefenschärfe
Neben der wichtigen Bedeutung für die Belichtung hat die Blende gestalterischen Einfluss auf das Bild.  Sie steuert die Tiefenschärfe.
Beim Scharfstellen wird alles, was in einer bestimmten Entfernung ist, scharf abgebildet. Das ist die Schärfeebene. Bei einer geringen Tiefenschärfe nur das scharf abgebildet, was sehr nah an dieser Schärfeebene liegt. Je weiter etwas davon entfernt ist, desto unschärfer wird es im Bild.
Bei hoher Tiefenschärfe können die Motive weiter von der Schärfeebene entfernt sein, als bei geringer Tiefenschärfe, um immer noch scharf genug abgebildet zu werden.
Das kann so weit gehen, dass alles im Bild scharf ist. Das Stichwort dafür ist die Hyperfocaldistanz.
Nun könnte man annehmen, je weiter Du die Blende schließt, desto schärfer wird Dein Bild. Das ist nur bedingt richtig, denn wenn dieses Loch sehr klein wird, dann tritt ein Effekt auf, den Du aus dem Physikunterricht noch als Beugung am Spalt kennst. (Und dabei hast Du damals geglaubt, Du würdest diesen M… niemals brauchen, gell?)
Wie Blenden ab ca. f/11 musst Du leider abwägen, ob der Verlust an Schärfe insgesamt durch die Beugung ein gutes Trade-Off ist für den Gewinn an Tiefenschärfe.
Du kannst aus einem Bild im vollen Format (also nicht beispielsweise bei Facebook oder der fotocommunity, wo die Bilder nur verkleinert dargestellt werden) aus der Blendenabgabe ableiten, dass ein Teil der immer vorhandenen Unschärfe von der Beugung verursacht wurde oder nicht.
Und es liegt nahe, aus dem Wert für die Blende abzuleiten, wie er sich auf die Tiefenschärfe auswirkt. Das ist leider nicht so einfach. Die Tiefenschärfe wird von weiteren Faktoren beeinflusst, und zwar in erster Linie vom Abbildungsmaßstab. Die Makro-Fotografen können davon ein Lied singen, es betrifft aber auch die „normale“ Fotografie.  Der Abbildungsmaßstab ergibt sich aus der Entfernung und der Brennweite bzw. dem Bildwinkel und dem Sensor/Film-Format. Die Entfernung steht manchmal in den ExIF. Die Brennweite auch. Bildformat und Blickwinkel nicht. Das Format lässt sich noch mittelbar ermitteln, weil angegeben ist , welches Gehäuse verwendet wurde. Da kann man dann googeln oder wissen, welches Sensorformat in der Kamera steckt, wenn es nicht grad eine Kamera mit digitalem Zoom ist oder mit veränderbarem Aufnahmeformat.
Erschwerend kommt hinzu, dass der Fotograf das Bild zugeschnitten haben kann. In dem Fall sind Rückschlüsse, eine die angegebene Blende habe jetzt genau diese im Bild sichtbare Tiefenschärfe zur Folge nicht valide. Es würde Dich schlicht in die Irre führen, wenn Du versuchst, aus einem beschnittenen Bild aus den ExIF zu lernen.

Belichtungszeit

Die Zeit ist der zweite gleichberechtigte Einflussfaktor auf die Belichtung im Dreiklang mit ISO und Blende. Was ich dazu zur Blende geschrieben habe, gilt genauso für die Zeit.
Darüber hinaus kann die Zeit ebenfalls einen gestalterischen Einfluss haben.  Das ist einerseits dann der Fall, wenn der Fotograf kein Stativ verwendet.  Dann besteht die Gefahr, das Bild zu verwackeln. Die daraus resultierende Unschärfe ist nicht unbedingt als typische Verwackelung im Bild zu erkennen.  Wenn der Fotograf entlang der optischen Achse wackelt, dann wird das Bild dadurch einfach nur unscharf.
Andererseits spielt die Zeit eine große Rolle, wenn sich das Motiv bewegt. Das ist bei Sport- und Tierfotos oft der Fall. Je kürzer die Zeit ist, desto eher wirkt die Bewegung eingefroren. Je länger sie ist, desto eher wird Bewegungsunschärfe dem Bild etwas Dynamik zufügen, was manchmal toll ausschaut und manchmal bescheiden.
Die richtige Zeit zu finden,  ab der Bewegungsunschärfe auftritt und wie stark bzw. bis zu der Zeit eine Bewegung eingefroren wirkt, ist nicht so einfach. Das hängt stark von der tatsächlichen Bewegung ab und von der Bewegungsrichtung in Relation zur optischen Achse. Etwas, dass sich auf die Kamera zu bewegt kann auch bei deutlich längeren Belichtungszeiten noch hinreichend scharf erscheinen als wenn sich das gleiche Sujet quer zur Sichtrichtung des Fotografen bewegt. Im letzteren Fall muss die Zeit noch kürzer sein, damit das Sujet scharf abgebildet wird.
Wird ein Tier mit Beinen fotografiert müssen die Zeiten wiederum kürzer sein als bei einem gleichschnellen Radfahrer, dessen Beine sich ganz anders bewegen.
Das sind zwar Fakten, die man aus dem Bild ableiten kann, aber es sind eben auch Fakten, die nicht in den ExIF selbst enthalten sind.
Nur mal ehrlich, wer das alles aus einem Bild erkennt, der kann die ExIF dazu auch erraten. 
Noch komplexer wird es, wenn der Fotograf Blitzlicht einsetzt.  Wenn das Blitzlicht dominiert bzw. die einzige bildrelevante Lichtquelle ist, dann ist die effektive Abbrenndauer des Blitzes viel wichtiger für die Bewegungsunschärfe als die tatsächliche Belichtungszeit. In Mischlichtsituationen hat beides seinen eigenen Einfluss.
In den ExIF steht dabei nur unter bestimmten Voraussetzungen, ob ein Blitz verwendet wurde und wie er eingestellt war. Bei Studioblitzen, die manuell gesteuert werden, steht in den ExIF meistens, dass gar kein Blitz verwendet wurde. Wenn Du jetzt auf dem Foto nicht erkennen kannst, dass geblitzt wurde, welche Lehre möchtest Du dann aus Zeit (und Blende und ISO) wirklich ziehen?  
Auch hier gilt wieder: Wenn Du das alles im Foto erkennst, dann interessieren Dich die ExIF nicht mehr.

Empfindlichkeit (ISO-Wert)

Nachdem Blende und  Zeit für den Lernenden nur sehr eingeschränkt nutzbar sind, muss doch wenigstens der ISO-Wert lehrreich sein. Immerhin steigt das Rauschen mit dem ISO-Wert an und der Dynamikumfang geht zurück.
Jetzt könnte man über die Bedeutung des Rauschens philosophieren, … mach ich aber nicht.
Wie sehr das Rauschen mit der Empfindlichkeit steigt, hängt vom verbauten Sensor ab. Es ist also – höchstens – in Verbindung mit dem Gehäuse eine sinnvolle Information. Im unteren ISO-Bereich kann es sogar vorkommen, dass das Rauschen bzw. der Dynamikumfang bei niedrigen Werten sogar schlechter werden.
Das ist Dir noch nie aufgefallen?  Dann ist das Rauschen wohl doch nicht soooo dramatisch und das Lernen aus ISO-Werten diesbezüglich nicht unfehlbar.
Darüber hinaus hat die Bearbeitung einen großen Einfluss auf das Rauschen. Nachträgliches Schärfen kann das Rauschen verstärken. Speichern im JPEG-Format kann geringes Rauschen im Idealfall abmildern. weil die Kompression Ähnlichkeiten mit Glättungsalgorithmen hat. Starkes Rauschen wird im JPEG-Format allerdings eher verstärkt werden, weil das JPEG die rauschenden Flächen zwangsläufig vergrößert. Wir sprechen dann zwar von JPEG-Artefakten, die aber ihre Ursache eben auch im Rauschen haben.
Ein Bild könnte entrauscht worden sein. Wenn der Fotograf das gut gemacht hat, dann wird nur ein sehr geübtes Auge das Entrauschen im Bild erkennen können. Rauschreduzierungen bzw. die Software dafür ist in der Vergangenheit deutlich besser geworden. Teilweise passiert das schon in der Kamera.
Das Problem: Die ExIF sagen Dir nichts darüber!
Die ExIF verraten auch nicht, ob der Fotograf die Expose-To-The-Right Methode anwendet. Dabei wird ein Bild zur Aufnahme in einem bestimmten Rahmen überbelichtet und dann nachträglich abgedunkelt. Dabei macht sich der Fotograf die interne digitale Darstellung von Bilddaten im Computer zu Nutze sowie die Natur des Signalrauschens. Im Ergebnis rauscht das Bild dann weniger als wenn es direkt korrekt belichtet worden wäre. Das erkauft sich der Fotograf mit einem geringeren Dynamikumfang. Die Methode ist deshalb bei hohen Motivkontrasten nicht anwendbar.
Umgekehrt besteht das Problem aber auch. Hat der Fotograf das Bild ggf. versehentlich unterbelichtet und danach insbesondere die Tiefen angehoben, dann rauscht das Bild im Ergebnis sehr viel stärker, als man es bei dem in den ExIF angegebenen ISO-Wert erwarten dürfte.
ISO (bzw. ASA, DIN) müssen wir also auch von der Liste der lehrreichen ExIF-Werte streichen.

Belichtungsreihen (HDR, Stacking)

So richtig sinnbefreit  sind die ExIF, wenn ein Bild auf einer Belichtungsreihe beruht. Das können Zeitreihen sein, ISO-Reihen oder Blendenreihen, wie sie beispielsweise bei HDR verwendet werden oder auch Fokus-Reihen, wie insbesondere (aber nicht nur) Makrofotografen sie verwenden um die Tiefenschärfe zu erhöhen. Spätestens bei diesen Anwendungsfällen wird klar, dass Aufnahmedaten allein nicht genügen. Da muss der Fotograf einfach erklären, was er da gemacht hat und weshalb.

Hardware

Brennweite

Hier kommen wir der Sache schon näher. Kaum eine Einstellung beeinflusst das Ergebnis so sehr wie die Brennwiete im Duett mit der Perspektive.  Aus der Brennweite ergibt sich der Bildwinkel und der bestimmt schon sehr viel von der Wirkung des Bildes auf den Betrachter.
Lange Brennweiten engen das Motiv ein. Glaubst Du nicht? Dann guck nicht in ExIF sondern probier es aus. Du wirst dafür natürlich auch weiter weg gehen müssen. Doof nur, dass die Perspektive meist nicht in den ExIF steht und wenn doch, dann eben mit der Genauigkeit des aktuellen GPS-Empfangs und auch nur dann, wenn die letzte Messung tatsächlich zeitlich kurz vor der Aufnahme getätigt wurde.
Was aber wenn der Fotograf das Bild beschnitten hatte? Dann kannst Du diese Angabe knicken. Denn Du brauchst ja den Bildwinkel, nicht die Brennweite. Das steht auch nicht in den ExIF.
Kameramodell
Wie ich oben bereits beschrieben habe, gibt es andere Angaben, die nur in Verbindung mit der Kenntnis von Eigenschaften des Kameramodells sinnvoll zum Lernen verwendet werden können. Darüber hinaus ist die Kenntnis des Modells denkbar unwichtig in Anbetracht dessen, dass alle modernen digitalen Kameras in mittleren (Hobby) und hochpreisigen (Profi) Preisgefügen auf sehr hohem Niveau gute Qualitäten abliefern.

Objektiv

Das Objektiv beeinflusst die Qualität schon deutlich stärker als das konkrete Gehäusemodell. Nur sind die Angaben zum verwendeten Objektiv nicht Teil der standardisierten ExIF.  Die Hersteller schreiben diese Informationen in proprietären Unterformaten in einen Bereich der ExIF, der für herstellerspezifische Angaben vorgesehen ist und daher nicht standardisiert wurde.
Eine Folge dessen ist, dass Angaben zu Objektiven, die neuer sind als das Gehäuse, oft nicht oder unzutreffend sind. Ebenso sind Angaben oft mehrdeutig, weil in ExIF-Reader-Programmen oft nicht eindeutig unterschieden werden kann, ob es ein bestimmtes Originalobjektiv ist oder eines von ggf. mehreren Objektiven von Drittherstellern. In jedem Fall ist das Bestimmen des Objektivs aus ExIF aus Sicht der Programmierer ein schwieriger und fehleranfälliger Prozess.
Verlass Dich deshalb nicht zu sehr darauf, dass das Objektiv, dass Dir angezeigt wird, tatsächlich verwendet wurde. Frag besser den Fotografen bzw. verlasse Dich auf seine Angaben.
Bedenke auch, dass die zu erwartenden Unterschied in der Abbildungsleistung und –qualität auf Plattformen mit verkleinerter Darstellung wie Facebook , View oder fotocommunity nicht erkennbar sind. Das betrifft insbesondere die Schärfe.
Die Kontrastleistung des Objektivs ist selten erkennbar, weil die Nachbearbeitung (auch kameraintern) die Kontraste verändert.
Zusätzliche Filter können sich stark auf die Abbildungsleistungen auswirken.
Am Ende bleiben Dir nur offensichtliche Abbildungsfehler wie CA, oder Tonnen und Kissen oder eine starke Zunahme der Unschärfe zum Bildrand hin. CAs, Tonnen und Kissen werden von modernen Kameras häufig ausgeglichen oder können in der Bearbeitung, im RAW-Konverter oder Drittanbieterprogrammen wie PTLens ausgeglichen werden oder auch als Effekt hinzu gefügt werden.
Also das Objektiv ist eine der wichtigeren Angaben in den ExIF. Nur ist sie mit Vorsicht zu genießen.
Tatsächlich lernt man daraus allerdings nicht, wie man fotografiert, sondern höchstens, wie gut oder schlecht ein bestimmtes Objektiv abbildet.

Filter, Streulichtblende

Für den Aus-ExIF-Lernenden sind Filter richtig gemein. Filter beeinflussen das Bild ganz ungemein. Im Falle von Sky-, UV- und Protektfiltern tendenziell sogar häufiger zum Nachteil als zum Guten. Polariastionsfilter, Graufitler und Grauverlauffilter beeinflussen das Bildergebnis in aller Regel signifikant. Das ist ja auch der Grund, weshalb der Fotograf ein Filter verwendet hat.

Die Streulichtblende hat im Zweifel gar keinen negativen Einfluß auf das Bild, wenn nicht grad eine zu lange Blende verwendet wurde. Im Idealfall wirkt sie sich positiv auf das Bild aus, indem sie u.U. Flares verhindern kann und Kontrast und Brillanz erhöht.  

Der Haken ist: Davon steht nichts, aber auch gar nichts, in den ExIF.
Und auch hier gilt, wenn jemand am Bild erkennt, welches Filter eingesetzt wurde, dann braucht er diese Information natürlich nicht mehr.

Stativ

Unnötig, zu erklären, wofür Stative gut sind fürs Bild. Unnötlig, zu erwähnen, dass in den ExIF nichts davon steht. 

Bearbeitung

Typische Bearbeitungsschritte sind Korrekturen am Weißabgleich, Kontrast und Sättigung, Helligkeit – auch partiell, Rauschreduzierung und Effekte wie Vignetten. Wenn Du also eine angenehme Vignette wahrnimmst, die das mittige Hauptmotiv subtil betont, dann vertraue nicht zu sehr darauf, dass das Objektiv dafür verantwortlich sei. Meist ist es Gimp oder Photoshop.
Moderne Kameras bieten den Fotografen vorkonfigurierte oder selbstkonfigurierbare Bildstile an. Bildstile sind dann wieder herstellerspezifische ExIF-Angaben. Allerdings werden sie zuverlässiger ausgelesen als Objektive.
Insgesamt gesehen sind Bildstile nichts anderes als in die Kamera eingebaute Bearbeitungen.

Fazit

Sprich mit dem Fotografen. Schau nicht in seine ExIF. Die meisten sind tatsächlich recht auskunftsfreudig.
Letzte Aktualisierung ( Thursday, 3. March 2016 )