dawn near Kirkjufell

IR(res) Island – Teil 2/3

IR(res) Island - Teil 2/3: Infrarot-Fotografie unter schwierigen Lichtbedingungen

Im Teil 1 meiner Beitragsserie "IR(res) Island" wurden bereits viele Grundlagen und Wissenswertes zur Infrarot (IR)-Fotografie erläutert. Heute setze ich diese Serie mit Teil 2 fort und lege den Schwerpunkt des Beitrags auf IR-Fotografie unter schwierigen Lichtbedingungen. Wie der Titel "IR(res) Island" bereits vermuten lässt, werde ich erneut ausschließlich Fotos verwenden, welche während meines Urlaubs auf Island im Juni diesen Jahres aufgenommen wurden.

Das IR-Fotografie, entgegen allgemeiner Behauptungen, grundsätzlich bei jeder Wetterlage bzw. Lichtsituation möglich ist, hatte ich bereits im Teil 1 erwähnt. Mit diesem Blog-Beitrag möchte ich diese Aussage nun auch durch aussagekräftige Fotos und Erklärungen stützen. Denn wer noch immer glaubt, dass schöne IR-Fotos ausschließlich bei Sonnenschein und klarem Himmel aufgenommen werden können (oder sollten), der irrt gewaltig!

Skywalk

Skywalk (f11 | 1/200 s | ISO 200)

Infrarot-Wetter ?!

Wichtig zu wissen ist, dass der IR-Anteil des Sonnenlichts keinesfalls konstant ist. Vielmehr ändert er sich permanent im Laufe des Tages. Daher ist der Spruch "Heute ist Infrarot-Wetter..." wohl eher eine Momentaufnahme. Sie bezieht sich häufig aber nicht nur auf den Stand der Sonne am Himmel und den IR-Anteil des Sonnenlichts sondern auch auf das Vorhandensein schöner Wolkentexturen. Und es gibt fast keine schöneren Voraussetzungen zur IR-Fotografie als einen sonnigen Tag mit vereinzelten Wolken am Himmel! Diese Kombination ist schließlich ein Garant für das Erzielen hervorragender Wolken-Kontraste.

Ein sehr gutes Beispiel für diesen Wolkeneffekt zeigt das Foto "Skywalk", welches während unserer Fahrt auf dem "Golden Circle" aufgenommen wurde (Den sollte übrigens jeder Island-Tourist gesehen haben!). Das mit meiner auf 700 nm definierten (IR-)Kamera Nikon D70s aufgenommene Foto weist bemerkenswerte Hell-/Dunkel-Kontraste in der Wolkenstruktur auf. Das liegt vor allem daran, dass das Blau des Himmels nach der s/w-Konvertierung eines IR-Fotos fast schwarz abgebildet wird (Erläuterungen hierzu sind im Teil 1 zu finden). Durch weiße Wolken vor schwarzen Himmel können somit maximale Kontraste im Bild erzielt werden. Der Blick des Betrachters wird dadurch automatisch auf den Himmel gelenkt. Passend dazu lenkt die Brück im Vordergrund des Fotos "Skywalk" den Blick in das Bild und somit in Richtung der Wolken hinein.

Der Wood-Effekt

persistent friendship

persistent friendship (f6,3 | 1/60 s | ISO 200)

Wenn die IR-Strahlen auch noch auf Pflanzen treffen und der Wood-Effekt das Blattgrün in strahlendes Weiß verwandelt, dann ist neben dem perfekten IR-Wetter auch der perfekte IR-Standort gefunden.

[Der Wood-Effekt wird häufig als Phänomen beschrieben, bei welchem Chlorophyll im IR-Bereich transparent wirkt, sodass die IR-Strahlen durch das Blattgrün der Pflanzen ungehindert hindurch gehen und erst an der Oberfläche des in den Pflanzen enthaltenen Wassers wie durch einen Spiegel komplett reflektiert werden.
Das ist natürlich Quatsch uns wird auch auf Wikipedia nicht korrekt erklärt! Wenn das so wäre, dann würden alle Wasseroberflächen auf IR-Fotos in einem reinen Weiss erscheinen. Tatsächlich wird Wasser aber auf IR-Fotos schwarz wiedergegeben, weil es IR-Strahlung absorbiert (siehe Foto "watching" weiter unten).
Die starke Reflektion der IR-Strahlung bei Pflanzen hat vielmehr damit zu tun, dass durch die Transparenz des Clorophylls die IR-Strahlen ungehindert auf das Speichergewebe der Pflanzen treffen. In diesem Speichergewebe (Parenchym), sind luftgefüllte Zwischenräume enthalten. Diese streuen und reflektieren die IR-Strahlung und sind somit für den sogenannten Wood-Effekt verantwortlich.]

Das Foto "persistent friendship" verdeutlicht den Wood-Effekt. Das Blattgrün des Baumes ist komplett in Weiß getaucht. Diese interessante Aufnahme entstand mitten im Zentrum von Reykjavik, nahe der 2. Unterkunft unserer Island-Reise. Die unwirkliche Szene des kleinen, alten Hauses mit ebenso altem und schönem Baum inmitten eines wachsenden Hochhaus-Viertels hat mich sehr beeindruckt. Auf dem Foto wird auch gezeigt, dass trotz mangelnden Sonnenscheins und starker Bewölkung sehr ansprechende Fotos mit einer IR-Kamera möglich sind. Natürlich ist das motivabhängig - keine Frage! Aber allein durch den (in diesem Bild leichten) Wood-Effekt wirken diese Fotos, oft interessanter als s/w-Fotos einer "normalen" Kamera. Darüber hinaus ertrinkt ein bedeckter Himmel oft im tristen Grau, bei Verwendung einer nicht-definierten ("normalen") Kamera. Meine IR-Kamera hingegen zeichnet oft noch einige Himmelsstrukturen auf, welche bei genauerer Betrachtung des Fotos "persistent friendship" ebenfalls zu erkennen sind. Die Erklärung hierzu folgt weiter unten.

Der Infrarotanteil im Sonnenlicht

Douglas C-117D

Douglas C-117D (f5,0 | 30 s | ISO 100)

Woran liegt es nun eigentlich, dass grundsätzlich bei fast jeder Wetterlage bzw. Lichtsituation sehr gute IR-Fotos möglich sind? Am besten betrachten wir dazu ausgewählte Lichtsituationen im Detail. Doch zuvor sollten IR-Fotografen noch die nachfolgend erläuterten, grundlegenden physikalischen Regeln verstanden haben. Diese helfen unheimlich, um richtige und gezielte Vorbereitungen für fotografische Aufnahmen zu treffen und somit schneller zum Ziel zu kommen. Nur so kann es schließlich gelingen, ein Optimum aus Brennweite, Blende, Verschlusszeit, ISO bei geeignetem Motiv und richtiger Perspektive unter den gegebenen Lichtbedingungen zu finden. Dann gelingen auch Aufnahmen wie "Douglas C-117D" auf Anhieb. Dieses Foto wurde übrigens im Süden von Island bei völlig bedecktem Himmel mit meiner Nikon D610 und aufgeschraubtem Slim IR-Filter 720 nm aufgenommen. Ich habe bei dieser Aufnahme bewusst auf meine IR-Kamera verzichtet, um den gewünschten Schleiereffekt in den vorbeiziehenden Wolken zu erreichen, wofür lange Verschlusszeiten erforderlich sind. Mit meiner auf 700 nm definierten Nikon D70s sind die Verschlusszeiten bei Tageslicht viel zu kurz (meist <1 s). Um also solche IR-Langzeitbelichtungen während Tageslicht aufnehmen zu können, bediente ich mich meiner Vollformatkamera und aufgeschraubtem IR-Filter (dieser wirkt gleichzeitig wie ein 10-fach  Graufilter). Mittlerweile bin ich aber im Besitz eines "Graufilters" für den IR-Bereich, welchen ich mir nach meinem Island-Urlaub kaufte. Dieser wird Hauptbestandteil eines kommenden Beitrags.

Nachfolgend die wichtigsten physikalische Regeln zur IR-Fotografie:

  1. Der IR-Anteil im Sonnenlicht ändert sich permanent.
    Den meisten ist bekannt, dass aufgrund der Umlaufbahn der Erde um die Sonne sowie der Neigung der Erdachse um 23,5° zur Ekliptik, die Sonne mal mehr und mal weniger hoch am Himmel steht. Dadurch scheint die Sonne in Abhängigkeit des Standorts und der Jahreszeit unterschiedlich lange auf die Erde. Gleichzeitig ändern sich dadurch auch permanent die Lichtverhältnisse und damit der Anteil langwelliger IR-Strahlung im Sonnenlicht, weil die verschiedenen Wellenlängen des Lichts unterschiedlich stark von der Atmosphäre reflektiert bzw. gebrochen werden.
  2. Der IR-Anteil im Sonnenlicht ist abhängig vom Stand der Sonne am Himmel.
    Aus dem Physik-Unterricht ist sicher noch bekannt, dass die Wellenlängen des Lichts beim Auftreffen auf ein anderes Medium mit abweichendem Brechungsindex unterschiedlich stark gebrochen werden. Dieses Verhalten ist besonders beim Auftreffen der Sonnenstrahlen auf die Erdatmosphäre während des Sonnenaufgangs bzw. -untergangs zu beobachten. Denn dann wird Sonne und Himmel in schönstes Rot getaucht, weil das blaue (kurzwelligere) Licht komplett von der Erdatmosphäre reflektiert wird. Demzufolge ist während der Dämmerungszeit der sichtbare Rot-Anteil sowie der für uns unsichtbare IR-Anteil im Lichtspektrum sehr hoch.
  3. Der IR-Anteil im Sonnenlicht ist abhängig von den Wetterbedingungen.
    Ein bedeckter Himmel mindert sowohl sichtbares Licht als auch IR-Licht. Der relative IR-Anteil des Sonnenlichts sinkt mit zunehmender Bewölkung, da langwelligere Strahlung (IR-Strahlung) gegenüber kurzwelligerer Strahlung (sichtbares Licht) von dicken Wolkenschichten stärker absorbiert wird als vergleichsweise von dünnen Wolkenschichten. Kein Wunder, denn langwelligere IR-Strahlung ist viel energieärmer als die kurzwelligere Strahlung. Dadurch kann es vorkommen, dass wir zwar einen völlig gleichmäßig bedeckten Himmel ohne jegliche Strukturen sehen, die IR-Fotos jedoch Wolkenstrukturen aufzeigen. Dieser Effekt kann auch auf der Aufnahme "persistent friendship" festgestellt werden. Leider fehlt mir ein Vergleichsfoto von einer nicht-konvertierten Kamera - also müsst ihr mir glauben, dass der Himmel zu diesem Zeitpunkt in einem Einheitsgrau ertrank. 😉

Belichtungskorrektur bei Infrarot-Fotografie

Belichtungsskala

Belichtungsskala im Kamerasucher

Korrektur der Belichtungsmessung

Korrektur der Belichtungsmessung

Grundsätzlich werden jedoch bei der IR-Fotografie unter bedecktem Himmel längere Belichtungszeiten gegenüber der "normalen Fotografie" erforderlich, da vergleichsweise weniger Strahlung auf den Sensor trifft. Dieses wird dadurch bedingt, dass langwellige IR-Strahlung stärker von Wolken absorbiert wird als kurzwelligere Strahlung. Darum wurde vor der Aufnahme des nebenstehenden Fotos der Lichtwert in den Kameraeinstellungen auf +1 EV eingestellt, um die von der Kamera ermittelte Belichtung an die tatsächlichen Verhältnisse zu korrigieren. Der Wert +1 EV entspricht dabei einer Verdopplung der Lichtmenge. Die Kamera hat diese manuelle Belichtungskorrektur während der Aufnahme berücksichtigt, indem die Belichtungsskala im Kamerasucher (linke Abbildung) bei optimaler Belichtung (Balken steht auf "0") diese berücksichtigte. Dadurch kann die Belichtungsskala im Sucher wie gewohnt verwendet werden, um korrekte Belichtungen zu erzielen.

Hinweis: Während der Dämmerungszeit hingegen muss aufgrund des erhöhten IR-Anteils im Sonnenlicht mit einer negativen Belichtungskorrektur gearbeitet werden!

Es ist natürlich kein Muss die Belichtungskorrektur auf diese Weise durchzuführen. Einfacher geht es, wenn man den Balken auf der Belichtungsskala im Kamerasucher in den positiven Bereich (um +1 Stufe) verschiebt. Das hat den gleichen Effekt. Da man jedoch bei der IR-Fotografie in den meisten Fällen etwas länger belichten muss, um korrekte Ergebnisse zu erzielen, habe ich in den Kameraeinstellungen meiner kovertierten Nikon D70s immer eine Belichtungskorrektur von +1 EV eingestellt und gleiche ansonsten manuell aus. Dabei achte ich darauf, dass das Histogramm niemals auf der rechten Seite anschlägt, da ich andernfalls riskiere das Foto im IR-Bereich trotzdem überbelichtet zu haben.

Mit diesem Wissen können wir nun losziehen, um auch unter schwierigen Lichtbedingungen sehr gute IR-Fotos zaubern zu können. Anhand ausgewählter Fotos erläutere ich euch im Folgenden die Schwierigkeiten und deren Bewältigung während der Aufnahme.

Schwierigkeiten mit IR-Fotos bei Gegenlichtaufnahmen

watching

watching (f8,0 | 1/250 s | ISO 500 )

Gegenlichtaufnahmen haben ihren besonderen Reiz, sind jedoch meistens ein schwieriges Unterfangen. Teile des Bildes werden entweder über- oder unterbelichtet und Kontraste im Bild können verloren gehen. Zusätzlich erschweren Hotspots (erscheinen für gewöhnlich als heller kreisrunder Bereiche in der Mitte des Bildes) die IR-Fotografie. Diese gilt es daher zu vermeiden so gut es nur geht. Nur wie ...?

  1. geeignetes Objektiv finden
  2. geeigneten Filter verwenden (z.B. Hotspot-Filter)
  3. möglichst nicht mehrere Filter verwenden (Randabschattungen vermeiden!)
  4. direkte Gegenlichtaufnahmen möglichst vermeiden (diese begünstigen Hotspots)
  5. möglichst aus dem Schatten heraus ins Gegenlicht fotografieren (bspw. eine kleine Wolke oder Baum zwischen Sonne und Kamera platzieren)
  6. Kameraposition leicht verändern sofern im Sucherbild oder dem Display unerwünschte Blendenflecke sichtbar werden
  7. Kameraposition leicht verändern sofern auf dem Display Hotspots erkennbar sind

Falls ihr die oben aufgeführten Punkte beherzigt, gelingen auch in der IR-Fotografie solche Gegenlichtaufnahmen wie auf dem Foto "watching" gezeigt. Es entstand nahe des Berges Kirkjufell im Westen Islands und ist völlig frei von Hotspots oder Blendenflecken. Und das, obwohl genau im Moment des Auslösens der Kamera die Sonne am Horizont auftauchte und direktes Gegenlicht auf den Kamerasensor traf. Zu diesem Zeitpunkt hatten wir vier Fotografen übrigens bereits die ganze Nacht durchfotografiert und waren wieder auf dem Heimweg zu unserem Reykjaviker Gästezimmer. Dieser Tag bleibt mir jedoch nicht nur aufgrund des Schlafmangels unvergessen... 🙂

IR-Aufnahmen vor, während und nach der Dämmerung

varying pleasure

varying pleasure (f4,5 | 1/60 s | ISO 200)

Die IR-Strahlung unseres Sonnenlichts durchdringt noch lange nachdem die Sonne unter dem Horizont verschwunden ist unsere Atmosphäre, sodass auch während dieser Zeit hervorragende IR-Fotos erzielt werden können. Lediglich der zuvor am Foto "persistent friendship" beschriebene Wood-Effekt tritt nicht so stark hervor, wie sich das viele IR-Fotografen wünschen. Grundsätzlich ist jedoch der IR-Anteil am Sonnenlicht ca. 1 Stunde vor und 1 Stunde nach Sonnenauf- bzw. Sonnenuntergang am höchsten.

Ein solches während der Dämmerung aufgenommenes Foto ist "varying pleasure", welches gleichzeitig mein absolutes Lieblingsfoto des gesamten Island-Urlaubs ist. Es erzählt die Geschichte eines Liebespaares, welche den traumhaften Berg Kirkjufell auf unterschiedliche Weise genießen. Die untergehende Abendsonne und die interessante Wolkenstruktur runden das Foto meines Erachtens wunderschön ab.

Die größte Schwierigkeit bei der Aufnahme von IR-Fotos während der Dämmerungszeit besteht hauptsächlich in der korrekten Belichtung. Da der Belichtungsmesser meiner IR-Kamera werksseitig auf das für uns sichtbare Lichtwellenspektrum eingestellt wurde, kann somit die Belichtungsautomatik insbesondere in der Dämmerungszeit nur bedingt genutzt werden. Sofern wir diese mit einer IR-Kamera dennoch nutzen, wird dieses bei IR-Fotos häufig zu einer Überbelichtungen führen, der durch eine manuelle Belichtungskorrektur entgegen gewirkt werden muss (siehe Erläuterung unter Punkt "Belichtungskorrektur bei IR-Fotografie"). Es ist also grundsätzlich zwar möglich den Belichtungsmesser der Kamera zu nutzen, aber selbst bei einer Belichtungskorrektur um -1 oder -2 Blendenstufen sollte man sich nicht ungeprüft darauf verlassen. Hilfreich ist ggf. auch auf Spot-Messung umzustellen.

Ich verzichte jedoch ohnehin häufig auf die Belichtungsautomatiken meiner Kameras und taste mich gern manuell an die richtigen Einstellungen heran. Dennoch konnte ich feststellen, dass ich auch bei schlechten Lichtverhältnissen grundsätzlich recht gute Belichtungsergebnisse mit den Belichtungsautomatiken (Blenden-, Zeit- oder Programmautomatik) bzw. dem Belichtungsmesser mit meiner auf 700 nm definierten (IR-)Nikon D70s erhalte. Das liegt vor allem an der geringen Pixeldichte der Kamera von 1,65 MP/cm². Durch die verhältnismäßig großen Pixel wird viel mehr Belichtungsenergie pro Pixel eingefangen als vergleichsweise mit meiner Nikon D610, deren Sensor eine Pixeldichte von 2,83 MP/cm² aufweist oder einer Nikon D800E mit vergleichsweise 4,22 MP/cm². Da die langwelligere IR-Strahlung wesentlich energieärmer ist als die kurzwelligere Strahlung des sichtbaren Lichtspektrums, ist demnach ein Kamerasensor mit geringerer Pixeldichte vorteilhafter. Dadurch wird pro Pixel mehr Belichtungsenergie aufgefangen, wodurch eine korrekte Belichtung unterstützt wird. Trotzdem muss ich stets mit einer Belichtungskorrektur arbeiten, da die Belichtungsmessung der Kamera, wie bereits angesprochen, auf das für uns sichtbare Lichtwellenspektrum eingestellt wurde.

IR-Aufnahmen bei völliger Bewölkung

lifeline

lifeline (f9,0 | 1/60 s | ISO 400)

Nun möchte ich noch eine weitere und von IR-Fotografen meist gemiedene Lichtsituation beschreiben ... die völlige Bewölkung. Kein Grund zu verzagen! Wie beim Arbeitent mit einer nicht-konvertierten ("normalen") Kamera können auch bei solchen schlechten Lichtverhältnissen sehr gute Resultate mit einer IR-Kamera erzielt werden. Das gilt selbst dann, wenn die Bewölkung so stark ist, dass auch eine IR-Kamera keine Wolkenstrukturen mehr aufzeichnet. Ich konzentriere mich in diesem Fall umso mehr auf die Bildgestaltung und suche mir nach Möglichkeit kontrastreiche Motiven. Der eindrucksvolle Verlauf der Stromtrasse vor grauem Himmel im Foto "lifeline" ist hierfür ein sehr geeignetes Beispiel. Es entstand während unserer Fahrt nach Jökulsarlon und wurde am späten Nachmittag bei miserablem Wetter aufgenommen. Die klar erkennbaren Linien dominieren das  Auge des Betrachters. Da sich die dunkleren Strommasten sehr gut vom grauen Himmel im Hintergrund abheben und dadurch den Kontrast im Bild erhöhen, wird die Linienführung im Bild zusätzlich unterstützt.

Damit endet mein 2. Teil der Beitragsserie "IR(res) Island". Im Teil 3 erwarten euch natürlich weitere Island-Fotos verbunden mit einer Hommage meinerseits an die großartige Kunst der IR-Fotografie. Diese versuche ich dadurch zum Ausdruck zu bringen, indem ich anhand ausgewählter Themengebiete der Fotografie erläutere, warum ich ein so begeisterter IR-Fotograf bin. Dabei werde ich die Besonderheiten der Themengebiete im Hinblick auf die IR-Fotografie nochmals zusammenfassend erläutern.

Und zum Schluss dieses Beitrags ein letztes IR-Foto von der unglaublich abwechslungsreichen Landschaft Islands, welches während des Sonnenaufgangs nahe der Halbinsel Snæfellsnes aufgenommen wurde.

moonscapes

moonscapes (f7,1 | 1/50 s | ISO 500 )

Euer Sandro
photo-bloom-Team

PS: Wer nach sovielen s/w-Fotos wieder Lust auf Farben verspürt, der kann hier in Frank Seltmanns Blog die bunte Seite der Island-Reise bestaunen.