Belichtungswerte in Lux umrechnen – warum das nur sehr ungenau geht

Könnten Sie mir bitte bei folgendem Problem helfen: Ein Objekt mit einer Fläche von 1,5 m², das mit verschiedenen Materialien (Stoff Leder…) bespannt wird, soll mit einem Leuchtmittel (LED 6000k) aus 3 m bzw. 5 m Höhe so beleuchtet werden, dass ich bei Blende 8 und 1/500 Sek Belichtung bei 100 ASA zu druckbaren Ergebnissen komme. Wie rechne ich so etwas? Ich bin auf 16000 lx gekommen. Aber das kann doch eigentlich nicht sein. Vielen Dank für Ihre Hilfe

Wie Sie gleich sehen werden, ist diese Frage nicht abschließend und ebenso nicht mit mathematischer Genauigkeit zu beantworten.

Kurzfassung: Um auf die von Ihnen genannten Belichtungsdaten zu kommen, benötigen Sie eine Beleuchtungsstärke zwischen  54.000 und  82.000 Lux (jeweils gerundet) – je nach Rechenweg. Doch das ist nur die halbe Wahrheit.

Wesentliches Problem Ihrer Fragestellung ist, dass zahlreiche Variablen nicht eindeutig definiert sind. Beispielsweise fließt in die Umrechnung eine Kalibrierungskonstante ein, die vom Hersteller des Belichtungsmessers in weiten Bereichen selbst bestimmt werden kann (vergl. http://filmtechnik-online.de/filmtechnik/lux.htm)  Zudem lässt die Definition der Sensorempfindlichkeit (ISO) Spielraum, der von den Herstellern ebenso gerne genutzt wird.  Damit nicht genug: Das fotografische Zeit/Blendensystem beruht auf Logarithmen. Schon kleinste Rundungen im Nachkommastellenbereich führen im Ergebnis zu enormen Abweichungen, insbesondere, wenn die Zahlen größer werden.

Über den Umweg des Lichtwertes dürfte die Berechnung der Beleuchtungsstärke am einfachsten machbar sein.  Wie das geht, beschreibt der Kollege Elmar Baumann aus seinen Seiten sehr anschaulich.

Da zur Berechnung des Lichtwertes die bereits logarithmische Blendenzahl erneut in einen Logarithmus „verpackt“ wird,  dürften sich die eingangs beschriebenen Abweichungen besonders stark bemerkbar machen. Nach meiner Rechnung liegen die Ergebnisse jedoch eher hoch, was gar nicht schlecht ist, denn zu viel Licht ist bei Fotoaufnahmen einfacher kompensierbar als zu wenig.

Diese Reserve benötigen Sie dringend, möglicherweise ist sie nicht einmal ausreichend: Bei Fotoobjektiven wird die Blende gemein hin als f-stop angegeben. Vereinfacht gesprochen ist das nichts anderes als das Verhältnis zwischem  Größe der Eintrittspupille und  Brennweite. Mit der Lichtmenge, die auf den Sensor fällt, hat das erst einmal nur wenig zu tun. Hierfür gibt es den T-Stop (T steht für Transmission = Durchlässigkeit), der zusätzlich die im Objektiv auftretenden Lichtverluste berücksichtigt, jedoch nur im Ausnahmefall angegeben wird. Eine halbe Blendenstufe Abweichung ist durchaus drin. Bei höheren Beleuchtungsstärken macht das schnell einen Unterschied von mehreren zehntausend Lux.

Alle bisherigen Überlegungen beruhen auf einer sog. Lichtmessung, die die Reflexionseigenschaften des abzubildenden Objekts unberücksichtigt lässt. Gerade bei Stoffen können diese erheblichen Einfluss auf die erforderliche Belichtung haben – dunkler Samt wäre hier als Extrembeispiel zu nennen. Die von Ihnen ermittelten 16.000 Lux mögen zwar rechnerisch betrachtet etwas hoch gegriffen sein, sind aber durchaus nicht völlig utopisch.*

Zu guter Letzt muss ich Ihnen jedoch sagen, dass sämtliche Zahlen Ihre Kernfrage nicht beantworten werden. Vermutlich geht es Ihnen doch darum, wie viele LEDs Sie unter der Decke montieren müssen,  um auf die gewünschte Belichtung zu kommen. Um das zu berechnen, benötigen Sie zusätzliche Informationen, von denen Sie derzeit nur über den Abstand der Lichtquelle zum Objekt verfügen.

Angaben über den Lichtstrom („Lumen“) werden Sie möglicherweise noch finden. Da der Lichtstrom die Gesamtmenge des in alle Richtungen abgestrahlten Lichts definiert und die Lichtabstrahlung nicht zwingend gleichmäßig erfolgt, sagt das nichts darüber aus, wie viel davon  für ihre Aufnahmen nutzbar ist. Ohne diese Information, die oft nicht einmal aus den Datenblättern von Foto- und Filmscheinwerfern mit hinreichender Genauigkeit hervorgehen, ist jegliche Berechnung zum Scheitern verurteilt. In der Praxis werden Sie um eigne Messungen an Musterexemplaren der von Ihnen angedachten Leuchten nicht umhinkommen

*Anmerkung: Textaussage auf Grund eines Lesefehlers meinerseits korrekturbedüftig.