Low-Light und die Zukunft mit APS-C

Als Nikon APS-C Fotograf frage ich mich, auf welchem Upgradepfad ich in Zukunft weiterlaufen soll. Im Spagat zwischen DSLR und DSLM ist es momentan nicht einfach den roten Faden in die Zukunft zu finden. Vor allem nicht, wenn eine Neuanschaffung unumgänglich ist.

Mein Fokus ist die Landschafts- und Industriefotografie. Heute arbeite ich mit einer Nikon D7200 und einer Nikon D80 und genau hier beginnt meine Geschichte.

Während ich mit der D7200 sehr zufrieden bin, stoße ich mit der D80 an Grenzen. Lange konnte ich mich an den schönen Farben des alten CCD-Chips erfreuen. Die Zeiten ändern sich aber und es ist kein Fehler, dem Wandel zu folgen. Fotowettbewerbe fordern mittlerweile das Vorhalten von Aufnahmen in 4000px an der langen Kante des Bildes. Das kann meine gute alte D80 nicht bieten. Ein Hochskalieren des Bildes wird nicht gern gesehen und mich nervt auch die unterschiedliche Bedienung beider Kameras. Der Drang nach etwas Neuem lässt mich keine zweite Nikon D7200 kaufen, denn mich hat die Astrofotografie am Ereignishorizont erfasst! In diesem Artikel geht es um die Frage, was die aktuelle Technik in der Astrofotografie leistet und wohin uns die Kamerahersteller – im Speziellen Nikon – führen.

Lohnt es sich auf neue Modelle zu warten? Was wird eine Nikon D7600 oder „Z50leisten? Werden diese Modelle zu einer älteren Vollformatkamera, wie der Nikon D750 aufschließen können?

Also: Luken schließen, Triebwerke zünden und auf zu den Sternen!

Die Themen im Überblick:

  • (Astro) Fotografie und Rauschverhalten
  • Möglichkeiten mit heutiger Technik
  • Was bringt uns Nikon in naher Zukunft?
  • Fazit und eine persönliche Entscheidung.

(Astro) Fotografie und Rauschverhalten

Obwohl es im Internet bereits zahlreiche Artikel zu diesem Thema gibt, möchte ich noch einmal kurz auf die Grundlagen der Astrofotografie eingehen und zeigen, wo der Schuh drückt. Bei der Astrofotografie sind vor allem zwei Dinge von entscheidender Bedeutung: ein lichtstarkes Ultraweitwinkelobjektiv und ein rauscharmer Sensor.

Astrobild - The Tree Of The Universe
Abbildung1: The Tree Of The Universe – aufgenommen mit einer Nikon D7200 @ISO3200

Das Objekt meiner Begierde ist die Milchstraße. Ihre Ausbreitung umfasst den gesamten Nachthimmel. Schon aus diesem Grund liegt die Bevorzugung kleiner Brennweiten auf der Hand. Es gibt aber noch einen technischen Aspekt. Unser Nachthimmel bewegt sich schneller als manch einer vermuten würde. Will ich die Sterne als Punkte und nicht als Streifen darstellen, kann ich mit einem 12 mm Objektiv maximal 20 s belichten (APS-C Sensor). Ein 50 mm Objektiv käme nur noch auf 5 s. Da die Milchstraße ein dunkles Objekt ist, werden bereits 20 s zu einem Problem. Damit möglichst viele Sterne und Gasnebel sichtbar werden, bleibt nur die Wahl sehr hoher ISO-Werte.

Für gute Ergebnisse benötige ich mit 12 mm Brennweite, einer Blende f/2.8 und 20 s Belichtungszeit mindestens ISO 1600, besser ISO 2400 oder ISO 3200. In diesem Bereich beginnen die heutigen APS-C Sensoren signifikant zu rauschen. Was mit diesen Eckpunkten möglich ist zeigt das oben stehende Bild.

Möglichkeiten mit heutiger Technik

Im Jahre 2019 ist die Auswahl an Kameras allein bei Nikon schon riesig. Betrachten wir den „bezahlbaren Bereich“ um die 1000 Euro für einen Body, kommt eine D7200 oder eine D7500 in Betracht. Auch eine D750 rückt diesem Preis immer näher. Abbildung 2 zeigt, was diese Kameras mit Blick auf das Rauschverhalten leisten. Die Daten entstammen den Tests von www.dxomark.com. An dieser Stelle möchte ich mich sehr für die wissenschaftliche Herangehensweise bedanken. Der Wert “SNR 18%” beschreibt den Signal-Rauschabstand (Signal-Noise-Ratio) bei 18% Grauwert. Dieser ist über dem logarithmisch abgebildeten ISO-Wert aufgetragen. Im Diagramm werden lediglich ISO-Werte größer 800 berücksichtigt. Bei ISO-Werten kleiner 800 erzeugen aktuelle Kameramodelle kein praxisrelevantes Rauschen.

SNR Nikon D7200 D7500 D750 Z6
Abbildung 2: Rauschverhalten der Nikon D7200, D7500, D750 und Z6 über der Sensorempfindlichkeit (ISO)

Schon bei grobem Überfliegen des Diagramms ist eine deutliche Differenz zwischen den blau abgetragenen APS-C Sensoren (D7200/ D7500) und den schwarz dargestellten Vollformatsensoren (D750/ Z6) zu erkennen. Der Laie könnte schnell meinen, der Schritt von 27 dB auf 30 dB bei ISO 1600 sei nicht groß. Abbildung 3 zeigt, wie erheblich der Unterschied wirklich ist. Die Pegeldifferenz wurde in Blendenstufen umgerechnet.

Umrechnung dB SNR zu EV
Abbildung 3: Umrechnung der Pegeldifferenz in Blendenstufen

Eine Erhöhung des SNR 18% um 3 dB entspricht einer Verdoppelung des Signal-Rauschabstandes, sprich einer Blendenstufe (1 EV). Allgemein verständlicher ausgedrückt bedeutet dies ein 100% „besseres“ Rauschverhalten des Vollformatsensors gegenüber dem APS-C Sensor. Übersetzt in die Fotografie kann ich mit einer D750 bei ISO 3200 das gleiche Ergebnis erzielen, wie mit einer D7200 bei ISO 1600. Ich gewinne eine Blendenstufe und das ist der Sprung in ein anderes Universum! Damit kommen wir ins galaktische Halo des Artikels.

Was bringt uns Nikon in naher Zukunft?

Das hier geschriebene trifft natürlich für alle Kamerahersteller zu. Nikons aktuelle Sensoren stammen aus dem Hause Sony und orientieren sich schon allein deshalb an der Spitze. In Abbildung 2 habe ich nicht ohne Grund die Nikon Z6 aufgenommen. Sie markiert den aktuellen Stand im 24 MP-Vollformatsortiment von Nikon. Gehen wir zurück ins Jahr 2014, stand an dieser stelle die Nikon D750. Seitdem ist nicht nur der Einstieg ins DSLM – Geschäft vollzogen worden, auch technologisch ist der Schritt beachtlich. Mit dem EXPEED 6 Bildprozessor hat es gegenüber dem EXPEED 4 ein Upgrade gegeben und die Sensortechnologie wurde von Frontseitenbelichtung (FSI, Front-Side-Illumination) auf Rückseitenbelichtung (BSI, Back-Side-Illumination) umgestellt. Betrachten wir nur das Rauschverhalten beider Kameras, zeigt Abbildung 4 den Fortschritt in Blendenstufen (EV) mit der schwarz unterbrochenen Linie.

SNR Pegeldifferenz D7200-D7500 D7200-D750 D750-Z6
Abbildung 4: Fortschritt im Rauschverhalten – Nikon D7200 vs. D7500 – Nikon D750 vs. Z6 – Nikon D7200 vs. D750

Obwohl eine DSLR gegenüber einer DSLM einen theoretischen Vorteil im Rauschverhalten aufweist, konnte Nikon mit der Z6 selbiges um etwa 0,1 EV oder 10% gegenüber der D750 steigern. Die Nikon D750 setzt sich unterdessen mit 0,9 EV oder 90% vom APS-C Sensor der Nikon D7200 ab (schwarze Kurve). Wird der Fortschritt von der D7200 (Erscheinungsjahr 2015) auf die D7500 (Erscheinungsjahr 2017) betrachtet, so liegt dieser bei etwa 0,15 EV bzw. 15 % (blaue Kurve). Mit einer Nikon D7500 können bei ISO 1600 die selben Bilder generieren werden, wie mit einer D7200 bei ISO 1840. Aus technischer Sicht verwendet die Nikon D7500 einen EXPEED 5 Bildprozessor mit einem 20,7 MP FSI-Sensor. Es ist also durchaus vorstellbar, daß der Umstieg auf einen EXPEED 6 oder 7 Bildprozessor und einen 20,7 MP BSI-Sensor eine ähnliche Steigerung aufweist. Analog zum Duell Nikon Z6 vs. D750 wären noch einmal 0,1 EV oder 10 % Rauschreduzierung möglich. Damit könnte Nikon die Differenz zur Vollformatkamera D750 auf 0,65 EV reduzieren. Aber wird Nikon das machen?

Nun, das „Downgrade“ in der Sensorauflösung von 24 MP (D7200) auf 20,7 MP (D7500) hat so manch einem Nutzer nicht geschmeckt. Von Nikon war dies ein weiser Schachzug, denn es existieren kaum „bezahlbare“ Optiken, welche das Auflösungsplus der Nikon D7200 real umsetzen können. Ein paar Beispiele aus der Datenbank von www.dxomark.com zeigen dies. In Tabelle 1 entspricht der P-MPix Wert der effektiv erzielten Auflösung ausgewählter Objektive mit einem 24 MP bzw. 20,7 MP Sensor (Nikon D7200/ D7500)*.

Objektiv 24 MP
(P-MPix)
20,7 MP
(P-MPix)
+/-
(%)
Preis
(€)
Zeiss ZF.2 Milvus 85mm F/1.4** 20,7 19,1 7,7 1669
Sigma 18-35mm F/1.8 DC HSM** 16,8 15,8 6,0 699
Nikon 85mm f/1.8 AF-S** 15,9 15,6 1,9 449
Tamron SP AF 17-50mm F/2.8 XR Di II VC LD** 13,1 12,5 4,6 396
Tokina 11-16mm f/2.8 AT-X Pro DXII** 10,6 10,5 0,9 450

Tabelle 1: Auflösungsvermögen von ausgewählten Objektiven in Kombination mit einem 24 MP bzw. 20,7 MP Sensor

Es benötigt sehr gute und teure Objektive, damit ein Auflösungsvorteil von etwa 7,7 % zwischen Nikon D7200 und D7500 erzielt werden kann. Für preiswerte Objektive liegt der Auflösungsvorteil unter 5 %.

Es verdichten sich zwar hoffnungsvolle Gerüchte zu einem 20,7 MP Sensor für eine Nikon D7600/ Z50, meine persönliche Prognose fällt unterdessen anders aus. Nikon wird den technischen Fortschritt nicht zur Steigerung der Low-Light-Fähigkeit nutzen. Eine Nikon D7600 oder Z50 wird mit 24 MP 26 MP aufwarten und auf dem SNR 18% Niveau der D7500 liegen. Das Marketing „bzw. wir Kunden“ fordern dies (leider) und die Konkurrenz drückt ebenfalls. Ungeachtet dessen kann in absehbarer Zeit kein APS-C Sensor zum Rauschverhalten einer Nikon D750 aufschließen. Etwa 0,9 EV Differenz zwischen Nikon D7200 und Nikon D750 sind zu groß. Hier muss eine technische Disruption den Markt erreichen.

Fazit und eine persönliche Entscheidung

Ich habe in diesem Artikel monolithisch einen Aspekt für meine Kaufentscheidung beleuchtet. Natürlich tragen auch weitere Faktoren dazu bei. Für Euch können diese viel entscheidender sein als die Astrofähigkeiten einer Kamera. Entsprechend ist Eure Wahl unter Umständen eine andere und genau so „richtig“. Nach dem Erstellen des Artikelmanuskriptes bin ich losgezogen und habe im Fachhandel eine Nikon D7500 mit Sommercashback erstanden. Für knapp 800 Euro – Body Only – durfte ich nicht widerstehen. Endlich habe ich mit der D7200 und der D7500 zwei Kameras, welche sich identisch bedienen lassen. Ein Segen! Für die Astrofotografie nehme ich den 15 %-igen Low-Light-Vorteil (Nikon D7500 vs. Nikon D7200) gern mit, gerade weil es mit meinen Objektiven keinen praktischen Auflösungsunterschied gibt. Ferner wird eine Nikon D7600 oder Z50 einige Zeit brauchen, um auf das Preisniveau meiner D7500 zu fallen und ich kann mit einer Entscheidung nicht bis zur Kollision von Milchstraße und Andromedagalaxie warten.

Ein Schlusswort verdient die Nikon D750. Selbst im Jahre 2019 ist ihr Verhältnis aus Low-Light-Fähigkeit zu veranschlagtem Preis unerreicht! Neue Generationen von APS-C Kameras werden auf längere Sicht keine Gefahr für sie. Scheut Ihr die Anschaffung der Vollformatobjektive mit F-Bajonett nicht, ist sie noch immer eine universal-galaktische Empfehlung für die Astrofotografie.

Nachfolgend habe ich die genannten Modelle zu Amazon verlinkt. So könnt Ihr schnell die preisliche Aufstellung sehen. Ich empfehle Euch dennoch den Weg zum Fachhändler Eures Vertrauens. Die Haptik ist ein nicht zu unterschätzendes Detail und eine kompetente Beratung verdient auch einen Kauf.

Kamera Preis 09.2019 (€)
Nikon D7200** 890
Nikon D7500** 935
Nikon D750** 1255
Nikon Z6 ohne FTZ** 1699
Nikon Z6 mi FTZ** 1795

In diesem Sinne: Danke fürs Vorbeischauen und viel Erfolg beim Aufbruch zu den Sternen!

Cheers, David von photonenblende.de

Edit 04.11.2019:

Es hat mich sehr gefreut, dass zumindest bei der Nikon Z50 ein 20,7 MP-Sensor verbaut wird. Ich bin schon sehr auf die Testergebnisse gespannt und werde berichten … .

 

* In der Datenbank wurden die Objektive an einer Nikon D5600 und einer D500 getestet. Die Sensoren der Nikon D7200 und der D7500 sind mit ihnen vergleichbar.

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