SmaTrig 2.1
last modified 01.01.2016

Lichtschranken-Tutorial: Springende Ratte

leaping rat image

In diesem Tutorial wird der Einsatz einer Laser-Lichtschranke zur Fotografie eines sich bewegenden Objekts, z.B. eines Tieres erläutert. Der technische Aufbau ist auf viele Szenarios übertragbar, bei den das Fotomotiv zu einem unbestimmten Zeitpunkt auftaucht und das manuelle Auslösen nicht zum Erfolg führt. Als Hardware wird eine Laserwasserwaage und der SmaTrig verwendet, eingestellt auf die entsprechende Funktion.

Als Beispiel dient das Bild einer springenden Ratte wie im Titelbild dargestellt. Die Entstehung des Fotos wird im Folgenden aus technischer Sicht ausführlich erläutert. Warum gerade eine Ratte? Ratten sind sehr neugierig und haben erstaunliche motorische Fähigkeiten. Sie lassen sich relativ einfach zu einem Sprung in Richtung ihres Lieblingsfutters überzeugen. Ist der Weg einmal gelernt, kann man die Sprungdistanz stetig vergrößern. Sportliche 60 cm schaffte unsere Ratte bevor sie einen anderen Weg zum Ziel wählte.

Der besprochene Aufbau für die Aufnahme ist im unterem Bild dargestellt.

photography setup for leaping rat images
  1. SmaTrig (www.doc-diy.net/photo/smatrig21)
  2. Laser (Wasserwaage mit Laser)
  3. Kamera mit Funksender (EOS 60D + EF-S 60, RF-603ii)
  4. Blitz mit Schirm (Youngnuo YN-560 III)
  5. Blitz mit Mini-Diffusor (Speedlite EX-430)
  6. Funkempfänger (Youngnuo RF-603ii)
  7. Verzögerungsschaltung (www.doc-diy.net/photo/delay)
  8. Hintergrund (Modulor.de, Plakatkarton 680x960 mm 380 g/m2, 546590S)
  9. Erwartete Sprunglinie der Ratte
  10. Rattenfutter, z.B. geröstete Sonnenblumenkerne

Lichtschranke

Die wichtigste Komponente des Aufbaus bildet die Lichtschranke, bestehend aus einem SmaTrig (1) und einer Minilaserwasserwaage als Laserlichtquelle (2). Diese Wasserwaagen sind einfach zu bekommen, besitzen meist eine Stativbefestigung und arbeiten im Gegensatz zu Laserpointern mit normalen Batterien. Der Strahl sollte genau in die Fotodiode des SmaTrigs zielen.
Im Beispiel ist die Lichtschranke ist so positioniert, dass sie den kürzesten Weg zwischen zwei Stuhlecken schneidet. Die Ratte, so schlau wie sie ist, wird diesen Weg automatisch wählen. Eine harte Stoffpolsterung erleichtert dem Tier den Absprung und die Landung und sorgt für eine lange Sprungdistanz. Das Futter sollte auch auf dieser Sprunglinie liegen und das Ziel markieren.
Falls möglich, sollte die Schranke so angeordnet sein, dass das durchfliegende Objekt den Strahl aus Sicht der Kamera abdeckt und der rote Punkt nicht im Bild zu sehen ist. Er sollte sich auf der kameraabgewandten Seite befinden. Optimal, jedoch technisch aufwendig ist Abschaltung des Laserlichts direkt nach der Detektion. Bei Menschen und Tieren sollte der Laserstrahl niemals direkt in das Auge leuchten, unabhängig von der Bewegung.

Kamera und Objektiv

Die Kamera (3) sollte mit einer scharfen (Makro)linse ausgestattet sein, damit das Bild auch nach dem Zuschneiden immer noch eine gute Qualität besitzt. Da die Ratte an verschiedenen Positionen eingefangen wird, kommt man mit einem größeren Bildbereich schneller zum Ziel.

Fokusebene

Die Lage der Fokusebene ist bei der Fotografie bewegter Objekte essenziell. Mit ihr steht und fällt die Brauchbarkeit des Bildes. Bei dem vorgestellten Aufbau liegt die Fokusebene genau auf der leicht vorhersehbaren Sprunglinie zwischen den Stuhlecken. Die Kameraachse ist also senkrecht zur Sprunglinie. Mit der Blende, in Kombination mit der Brennweite, bestimmt man nun wie groß die Schärfentiefe sein soll. Es müssen zwei Effekte berücksichtigt werden. Zum einen springt die Ratte nicht exakt entlang der geplanten Linie, zum anderen hat die Ratte eine Ausdehnung in der Tiefe. D.h. die Kopfkontur und die Pfoten liegen nie zusammen in der Fokusebene, was leider auch im Beispielbild zu sehen ist. Eine sehr große Schärfentiefe erfordert starkes abblenden und hohe ISO-Zahlen oder Blitzenergien. Das führt zu Bildrauschen oder Bewegungsunschärfe. Die Ratte soll auch nicht unnötig geblendet werden. Als praktikable Werte erwiesen sich bei mir ISO 250, 1/f=5.6 - 6.3 bei der EF-S 60 Linse (entspricht 96 mm Kleinbild).

Licht

Die Ausleuchtung des Bildes ist ein eigenes Kapitel für sich und nicht trivial. Ich habe mit zwei Systemblitzen gearbeitet, von denen eins über einen Schirm (4) von oben und das andere über einen Mini-Diffusor (5) von unten die fliegende Ratte beleuchtete. Es sollten Experimente vorab mit einem statischen Dummyobjekt gemacht werden um die optimale Lage der Blitze und ihre Blitzstufe zu ermitteln. Der Mini-Diffusor hat sich als überraschend praktisch erwiesen. Er konnte wie im Bild zu sehen auf einem Ministativ befestigt werden, was den Aufbau einfacher macht. Als Startpunkt für die Belichtung können zuerst Bilder aus dem Internet verwendet werden. Dort kann bei den Favoriten die Lage der Blitze anhand der Schatten ermittelt und nachgestellt werden.

Hintergrund

Als Hintergrund (8) kam ein absorbierend schwarzer Karton (Posterkarton), etwa 1 x 0.7 Meter groß, zum Einsatz. Der Hintergrund sollte nicht zu nah an der Sprunglinie liegen, da man sonst Verunreinigungen auf dem Karton sieht und er die Ratte zu sehr ablenkt. Je breiter die Linse desto größer muss der Hintergrund sein.

Verzögerung und Verzögerungsschaltung

Wenn die Kamera wie im Beispiel direkt von der Lichtschranke gesteuert wird, vergehen zwischen dem Kreuzen des Lichtstrahls und der Aufnahme ca. 1/10 s. In dieser Zeit legt die Ratte etwa 10-15 cm zurück.
Die Verzögerungsschaltung (7) (delay) ist praktisch um die erfasste Sprungphase der Ratte präziser einzustellen. Anstatt die Lichtschranke hin und her zu bewegen, wird nur der Drehknopf verstellt. Gute Ergebnisse sind jedoch auch ohne das Delay möglich.


Generelle Einstellungen

Die Einstellungen der Kamera während der Aufnahmen schwankten um die folgenden Werte: ISO 250, 1/120 s, Blitz mit Schirm 1/16 Energie, Blitz mit Diffusor 1/32 Energie, RAW+JPG, Canon EOS 60D mit EF-S 60 Makroobjektiv.
Die untere Aufnahme zeigt ein unbearbeitetes Bild. Dort ist auch der Laserstrahl zufällig auf dem Schwanz zu sehen.

leaping rat image

Comments

Ich will auch eine Ratte!
Sehr lustiges Projekt, gefällt mir sehr gut.

Leider habe ich keine Ratte um es nachzubauen...

;-)
#0 - Norbert Löv - 12/26/2016 - 11:15
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