Maximum Flash Synchronisation (Sync) Speed Explained

De geschiedenis, de evolutie en de feiten achter max flash sync speed:

Maximale flitssynchronisatietijd; aangezien het een complex onderwerp is dat een gedetailleerde uitleg waard is, denk ik dat we om te beginnen even teruggaan in de geschiedenisboeken van de fotografie en dan bespreken hoe het zich heeft ontwikkeld en hoe het feitelijk werkt in de echte wereld. Tenslotte bespreken we de effecten die het heeft op je flitsfotografie en hoe het werken met de maximale flitssynchronisatiesnelheid de meest efficiënte manier is om je flitser te gebruiken. Voor liefhebbers van flitsfotografie is het concept van de maximale flitssynchronisatiesnelheid absoluut essentieel om te begrijpen, omdat het het verschil kan betekenen tussen een geweldige foto en een foto voor de prullenbak. Een waarschuwing vooraf: als je nog niet eerder met maximale flitssynchronisatiesnelheid of flitsersynchronisatie te maken hebt gehad, kan dit artikel theoretisch wat ver gaan, maar voor degenen die de termen wel kennen, zal ik proberen de uitleg zo eenvoudig en praktisch mogelijk te houden. Ik heb fotosequenties bijgevoegd om uit te leggen hoe het in het echt werkt. Dit artikel gaat ook hand in hand met ons andere artikel over Flash High Speed Sync, dus als je dit artikel hebt gelezen, kijk dan eens naar ons artikel over Flash High Speed Synchronisatie.

De geschiedenis:

In het tijdperk van de moderne DSLR, worden flitsen elektronisch gecontroleerd en pulseren bijna onmiddellijk zodra het commando wordt gegeven. Maar in de goede oude tijd, flitsen bestond uit een lamp in een behuizing, elektrisch verbonden met een contact op de sluiter van de camera. De lampen zelf hadden verschillende classificaties wat betreft het bereiken van de piekverlichting en deze classificatie werd bepaald door een letter of een reeks letters, zoals M (Medium), F (Fast), X (Instant) en FP (Flat Peak). Lampen van klasse M bereiken hun maximale lichtsterkte ongeveer 25 milliseconden nadat zij het commando hebben gekregen, F-lampen ongeveer 5 milliseconden en X is min of meer onmiddellijk. De laatste klasse, bekend als Flat Peak, is belangrijk omdat Nikon deze gebruikt om zijn versie van High Speed Sync aan te duiden.

Elke lampklasse vereist een andere synchronisatiemethode; het is immers de camera die de lamp moet vertellen dat hij moet branden en aangezien elke lampklasse anders werkt wat betreft het bereiken van de maximale belichting, moet met deze tijd rekening worden gehouden bij het bedienen van de sluiter. Dus voor lampen van klasse M werd een sluitmechanisme van het type M-Sync gebruikt, voor F-lampen werd F-Sync gebruikt enzovoort. De verschillen in synchronisatie hadden alleen te maken met de manier waarop de sluiter in de camera werkte. Bij M-lampen werd het sluitercontact ongeveer 20 milliseconden voor het volledig openen van de sluiter geactiveerd (om aan te geven dat de flitser moest afgaan). Dit zorgde ervoor dat de lamp op volle sterkte zou zijn zodra de sluiter volledig geopend was. Hetzelfde geldt voor lampen van klasse F: bij deze lampen wordt het sluitercontact ongeveer 5 milliseconden vóór het volledig openen van de sluiter geactiveerd (en geeft de flitser het signaal af te gaan), zodat de lamp op volle sterkte is zodra de sluiter volledig is geopend. Bij x-lampen (xenon), vergelijkbaar met de lampen in onze moderne flitsers, wordt het sluitercontact geactiveerd zodra de sluiter helemaal open is en omdat alles elektronisch is, gaat de flitser onmiddellijk af, zonder enige vertraging. De enige echte technologische vooruitgang bij het activeren van de flitser is dus de vertragingstijd. Voor de moderne DSLR-flitsers (Speedlight) is de vertragingstijd praktisch nul. In het vervolg van dit artikel bespreken we alleen het X-Sync systeem, omdat dit het systeem is dat de meeste moderne DSLR/flitser combinaties gebruiken. In feite hoeft u zich het M-, F- of X-systeem niet te herinneren, ik heb ze alleen vermeld omdat het u een beter inzicht moet geven in hoe het flitsen zich in de loop der decennia heeft ontwikkeld.

Het spleetsluitermechanisme:

In termen van de camera zelf is het belangrijkste onderdeel om te overwegen het sluitermechanisme en zoals altijd het geval is met deze dingen zijn er een aantal verschillende sluitertypes. In dit artikel gaan we alleen in op de ‘spleetsluiter’. Andere sluitermechanismen, zoals elektronische sluiters of bladsluiters, laten we buiten beschouwing omdat deze slechts op een handvol camera’s worden gebruikt, in tegenstelling tot de spleetsluiters die worden gebruikt op de overgrote meerderheid van DSLR’s die tegenwoordig op de markt zijn.

Bij spleetsluitermechanismen wordt de film of sensor belicht via een opening tussen twee gordijnen, het voorste gordijn en het achterste gordijn. Afhankelijk van de sluitertijd zal de tijd tussen het volledig openen van het voorste gordijn en het sluiten van het achterste gordijn lang of kort zijn. Bij langere sluitertijden zoals 1/30, 1/60 enz. zal het voorste gordijn in de meeste gevallen volledig open zijn voordat het achterste gordijn begint te sluiten, wat betekent dat de opening naar de film of sensor onbelemmerd, of volledig open is. Bij sluitertijden van 1/4000 of 1/8000 zal het achterste gordijn zich sluiten zodra het voorste gordijn zich opent, wat betekent dat de sensor/film wordt belicht door een kleine opening of spleet tussen het voorste en achterste gordijn van het sluitermechanisme die zich over de breedte van de sensor beweegt, waardoor de scène gelijkmatig wordt belicht. Dit wordt gedemonstreerd in het schema hiernaast.

Hoe de maximale flitssynchronisatiesnelheid werkt:

Dus waar past de maximale flitssynchronisatiesnelheid in? Welnu, aangezien spleetsluitermechanismen bestaan uit deze twee gordijnen, zoals uitgelegd, is de maximale flitssynchronisatietijd de maximale sluitertijd die u kunt gebruiken op dat cameramodel waarbij noch het voorste gordijn noch het achterste gordijn de sensor of film van de camera belemmert. In lekentaal betekent dit dat het voorste gordijn volledig is geopend en het achterste gordijn nog niet is gaan sluiten, waardoor de sensor wijd open staat voor een lichtpuls van een flitser. Laten we het eens op een andere manier bekijken, wat als u een maximale flitssynchronisatietijd op uw camera hebt van 1/200s en u besluit te willen fotograferen met 1/250s, wat er fysiek in de camera zal gebeuren is het volgende:

1. Het voorste gordijn zal opengaan en de breedte van de camerasensor beginnen te doorkruisen.
2. Voordat het voorste gordijn volledig opent, zal het achterste gordijn beginnen te sluiten en een deel van de camerasensor verduisteren.
3. Zodra het voorste gordijn volledig opengaat, gaat de flitser af en verlicht de scène
4. Het deel van de sensor dat aan dit licht wordt blootgesteld, zal de lichtpuls registreren, maar omdat het achterste gordijn is begonnen te sluiten, zal een deel van de sensor worden verduisterd, wat resulteert in geen geregistreerde puls van flitslicht en alleen het omgevingslicht dat is opgenomen voordat het achterste gordijn begon te sluiten. Dit verschijnt als een zwarte band in de foto, zoals in de tweede serie foto’s hieronder.
5. Deze zwarte band is het achterste gordijn dat de sensor/film verduistert terwijl de flits afgaat.

Non-flits fotografie heeft dit probleem niet omdat het omgevingslicht gewoonlijk constant is, er is geen timing factor bij betrokken, elk deel van de sensor wordt even lang belicht en als het omgevingslicht constant is dan zal de belichting uniform zijn. Maar waar de flitser is betrokken, is timing extra belangrijk en om uniforme belichting te verzekeren, moet de lichtpuls die door de flitser of flitsen wordt uitgezonden, afgaan wanneer de sluiter volledig open is en de sensor onbelemmerd is, anders zullen banden of niet-uniforme belichtingen optreden.

Bekijkt u de eerste serie foto’s eens. De eerste 7 foto’s zijn genomen met een sluitertijd onder of gelijk aan de maximale synchronisatietijd van 1/250s. De laatste foto is gemaakt bij 1/320s. Dit is boven onze maximale flitssynchronisatietijd en als gevolg daarvan zal de flitser werken in de modus voor snelle synchronisatie. Let op de enorme daling van de flitsbelichting, ongeveer 2 tot 3 stops van de flitsbelichting is wat er gebeurt als je van normale x-synchronisatie naar hoge snelheid synchronisatie gaat. In alle onderstaande foto’s was de flitser op de camera gemonteerd. Je kunt goed zien hoe elk van de eerste zeven foto’s identiek is. Dit komt omdat er tot de maximale flitssynchronisatietijd van 1/250s absoluut geen verschil is in flitsbelichting (omdat de flitser niet wordt beïnvloed door de sluitertijd – zodra u onder uw maximale synchronisatietijd werkt). Maar zodra je boven de magische maximale flitssynchronisatietijd komt (laatste foto), veranderen de dingen dramatisch. De enige variabele die veranderde in de onderstaande serie foto’s was de sluitertijd. ISO, diafragma, flitser en camera positie, flitskop zoom positie, flitsvermogen, al het andere bleef in feite constant:

Dus als u doorgaat met de bovenstaande reeks, wat gebeurt er als u boven uw maximale synchronisatietijd gaat (in dit geval is dat 1/250s) en u geen hoge-snelheidssynchronisatie hebt ingeschakeld of geen flitser hebt die geschikt is voor hoge-snelheidssynchronisatie of TTL-intelligente triggers? Zodra u de maximale synchronisatietijd overschrijdt, ontstaan er zwarte banden en hoe verder u de maximale synchronisatietijd van uw camera overschrijdt, hoe duidelijker de zwarte banden worden. Nogmaals, in deze reeks beelden was de enige variabele die veranderde de sluitertijd:

De bovenstaande foto’s zijn gemaakt met een camera met een maximale synchronisatietijd van 1/250s, waarbij de flitser buiten de camera is gemonteerd. Achter de laatste serie foto’s zit een verhaaltje. Met behulp van de Nikon D800 en SB910 met Pocketwizard Flex TT5 en Mini TT1 units kan ik je vertellen dat het absoluut onmogelijk is om de banding te repliceren die te zien is in de bovenstaande foto’s. Ik ben bijna 3 dagen bezig geweest om een manier te vinden om het wel te doen. Ik heb van alles geprobeerd, de popup flitser als commander, een tweede SB910 flitser in een master/slave opstelling, ik heb de Mini TT1 geconverteerd naar een basis trigger met de Pocketwizard Utility maar ook dat werkte niet omdat het de off-camera flitser niet triggerde (blijkbaar met het TTL kanaal uitgeschakeld, zal de Mini TT1 niet converteren naar een basis trigger unit op Canon of Nikon compatibele camera’s). Ik heb zelfs geprobeerd de TTL hot shoe contactpunten af te plakken met tape zodat ze niet zouden communiceren, maar dit was irritant delicaat dus ik gaf het op. Als ik de basis Pocketwizard Plus II triggers had gehad zou het gewerkt hebben, maar met de slimme Mini en Flex triggers is het blijkbaar onmogelijk om te simuleren. Dus uiteindelijk gaf ik het op en een vriend John (wiens Flickr werk hier staat) leverde de beelden. John gebruikte een D700 met eenvoudige triggers en omdat er geen TTL of HSS informatie wordt verzonden, is de slave flitser volledig onbewust van de sluitertijd en zal dus in de standaard x-synchronisatie modus flitsen en geen hoge snelheid synchronisatie gebruiken (gemerkt HSS voor Canon of Auto FP voor Nikon). Dus voor bezitters van de Flex TT5’s en Mini TT1’s, als je een high end Canon of Nikon camera gebruikt en een high speed sync compatibele flitser, wees dan gerust, je zult nooit in staat zijn om die afschuwelijke banden te krijgen, ooit de nachtmerrie van alle flitsfotografen. Als je toch een band krijgt, betekent dit dat je flitser verkeerd afging of dat de timing niet goed was (zoals hier rechts). In dit geval had ik 3 flitsers op afstand, allemaal op Flex TT5’s, bestuurd met de Mini TT1 en AC3 zoneregelaar op de camera. Op de foto is te zien dat de achtergrondflitser (met een zalmkleurig filter erop) goed afging, de haarlichtflitser goed afging, maar dat het hoofdlicht pas afging toen de sluiter half gesloten was. En dit gebeurde bij 1/250s met de maximale flitssynchronisatietijd ingesteld op 1/250 Auto FP op de D800. Dit was slechts een enkele keer, dus ik denk dat het geluk was om eerlijk te zijn en niet de andere off-camera flitser bug genaamd propagation delay waar we het nu over zullen hebben.

Propagatievertraging:

Om het nog ingewikkelder te maken, kan het zijn dat je, zelfs als je met de maximale flitssynchronisatiesnelheid fotografeert, nog steeds problemen hebt met de achterste sluiter die op foto’s verschijnt. Dit wordt propagatievertraging genoemd en zal vrijwel zeker optreden wanneer u de flitser buiten de camera gebruikt met de hoogste flitssynchronisatietijd voor uw specifieke camera. Als u een flitser op de camera gebruikt met de hoogste maximale synchronisatietijd, gebruikt u de camera in wezen op de grens van wat de fabrikant voor ogen had met de camera/flitser-combinatie. De tijd die verstrijkt tussen het moment dat het sluitercontact in werking treedt en de flitser opdracht geeft te flitsen en het moment dat de flitser de scène volledig heeft verlicht, wordt geacht te verstrijken voordat het gordijn achter begint te sluiten. Met een flitser die op de camera is bevestigd, worden camera en flitser één en kan de interne communicatie als onmiddellijk worden beschouwd. Met een flitser buiten de camera is er veel meer ruimte voor fouten, omdat de externe flitser moet worden geactiveerd met radiografische triggers of infrarood. Het sluitercontact moet de zender activeren, de zender gaat af en het signaal wordt opgepikt door de ontvanger, en de ontvanger vertelt de flitser dan af te gaan. Dit proces kan niet zo snel verlopen als bij een flitser die op de camera zelf is gemonteerd.

Op een aantal hoogwaardige camera’s zijn er twee maximale synchronisatietijden. Op Nikons uit het topsegment zijn de twee synchronisatietijden bijvoorbeeld 1/250 Auto FP en 1/320 Auto FP. Dit is meestal te zien in Menu E1 voor Nikon camera’s. Er zijn daar andere snelheden zonder de Auto FP tekst, dit zijn simpelweg de niet HSS sluitertijden. De camera zal niet toestaan dat de sluitertijd hoger wordt dan wat u selecteert zodra hij weet dat er een flitser is aangesloten. De Auto FP (Auto Flat Peak/Auto Focal Plane) betekent hoge snelheid synchronisatie (het is HSS op Canon camera’s) en dit betekent dat zodra boven deze sluitertijd komt, de flitser zal werken in hoge snelheid synchronisatie modus. Waarom zijn er, in het geval van de recente Nikons, twee hoge snelheid synchronisatie waarden? Dit is interessant en belangrijk voor fotografen die veel off-camera flitsers gebruiken. In het geval van 1/320s Auto FP op de Nikons, zegt Nikon eigenlijk dat dit de limiet is, het maximum waarbij je normale flits X-synchronisatie kunt verwachten met een on-camera flitser zonder de afschuwelijke zwarte banden. Zodra u de flitser uit de camera haalt, bent u niet meer gedekt. Kijk eens naar de foto linksboven. Deze is gemaakt met de D800 en SB-910 met de maximale synchronisatietijd (menu-item E1) ingesteld op 1/320 Auto FP. De sluitertijd was ingesteld op 1/320, zodat ik de flitser nog steeds onder normale x-sync bediende. Zoals je kunt zien op de resulterende foto is er geen spoor van een sluiterschaduw. Goed. Kijk nu eens naar de foto rechtsonder. Het enige verschil is dat ik de flitser buiten de camera heb geplaatst en dat zelfs bij gebruik van hoogwaardige RF triggers zoals de Pocketwizards de synchronisatie niet snel genoeg is en de sluiter dus in het beeld verschijnt. Dit is de belangrijkste reden waarom Pocketwizard zelf aanbeveelt om de Flex TT5/Mini TT1 combinatie te gebruiken bij de laagste van de twee maximale synchronisatiesnelheden, nooit de hoogste.

Hoe omzeil je dus de propagatievertraging? U hebt twee mogelijkheden:

1. Schiet onder de hoogste maximale flitssynchronisatietijd van de camera. Als algemene regel geldt dat u het beste 1/3 van een stop onder de maximale flitssynchronisatietijd kunt fotograferen wanneer u off-camera flits gebruikt. Dus in plaats van 1/320 gebruikt u 1/250. Of als de camera slechts één maximale flitssynchronisatietijd heeft, maakt u bij gebruik van off-camera flitser opnamen met 1/3 van een stop daaronder.
2. Gebruik de High Speed Sync-functie van de flitser (indien beschikbaar).

Hogesnelheidsynchronisatie wordt hier veel uitvoeriger behandeld, dus we zullen het niet herhalen, maar het grootste nadeel bij gebruik van deze functie is dat de kracht van de flitser enorm afneemt. Wees niet verbaasd dat de flitsbelichting met twee stops of meer daalt wanneer hoge snelheid synchronisatie wordt gebruikt. In bepaalde situaties zal het onmogelijk zijn om hoge snelheid synchronisatie te vermijden, maar vanuit een persoonlijk perspectief geef ik er de voorkeur aan om het bijna altijd te vermijden, ik kies elke keer voor de maximale flitssynchronisatietijd en ik zal nu uitleggen waarom.

Het Magische Getal:

Als je werkt met de maximale flitssynchronisatietijd kun je het grootst mogelijke diafragma gebruiken als de ISO constant is gehouden, dus als je werkt in fel zonlicht is dit een enorm voordeel. Waarom? Omdat de flitsbelichting uitsluitend afhankelijk is van ISO en diafragma, betekent dit dat bij een groter diafragma (dat meer omgevingslicht en flitslicht binnenlaat) de flitser minder hard hoeft te werken om dezelfde flitsbelichting te leveren. Of als de omstandigheden het vereisen, geeft een groter diafragma je meer afstand tot de flitser, waardoor je de flitser verder van je onderwerp kunt plaatsen, wat in bepaalde omstandigheden heel belangrijk kan zijn (bijvoorbeeld bij het fotograferen van groepen mensen, of omgevingsportretten). Het grotere diafragma geeft een grotere afstand aan op de achterkant van de flitser als de flitser een afstandsschaal heeft. Hoe dan ook, beide scenario’s zijn beter. Een flitser die verder weg staat betekent meer diffuus licht. Een flitser die niet zo hard hoeft te werken betekent snellere cyclustijden en sneller fotograferen. In extreme omstandigheden zoals fel tegenlicht of fel daglicht waarbij je direct zonlicht moet compenseren met flitslicht, heb je meer dan waarschijnlijk het meeste vermogen uit je flitser nodig, en hoewel flitsers kleine kleine dingen zijn, kunnen ze vrij ongelooflijk veel vermogen produceren dat zelfs de helderste omstandigheden aankan als je instellingen zijn geoptimaliseerd, maar de sleutel is om dit vermogen te optimaliseren.

Laten we dit uitleggen aan de hand van een hypothetisch voorbeeld: De omstandigheden zijn zodanig dat de omgevingslichtomstandigheden zijn wat je als ‘zonnig’ kunt beschouwen, wat betekent dat de omgevingsbelichtingsinstellingen 1/100, f/16 en ISO 100 zijn, waarbij de sunny 16-regel wordt gebruikt. Een diafragma van f/16 is een klein diafragma en meer dan waarschijnlijk werkt u buiten de grenzen van wat uw flitser kan leveren. Met andere woorden, de omgevingsbelichting kan correct zijn, maar omdat het diafragma zo klein is, kan de belichting van uw onderwerpflitser onderbelicht zijn omdat de kleine flitser gewoon niet genoeg vermogen kan leveren voor de geconfigureerde omgevingsinstellingen. Als u een camera hebt met een maximale flitssynchronisatietijd van 1/250s, dan zal de flitsbelichting bij gebruik van 1/250s en 1/100s gelijk zijn (bij hetzelfde diafragma en ISO) omdat de flitsbelichting niet afhankelijk is van de sluitertijd. Als we nu onze ‘sunny 16’ instellingen zodanig wijzigen dat we 1/250s sluitertijd gebruiken, betekent dit dat we een sluitertijd gebruiken die 1 en 1/3 stops sneller is dan 1/100s. Om dit te compenseren moeten we het diafragma 1,3 stops openen, wat je op f/10 brengt, aangezien f/10 1,3 f-stops wijder is dan f/16. Wat de omgevingsbelichting betreft, zijn de instellingen 1/100s, ISO100, f/16 en 1/250s, ISO100, f/10 dus precies hetzelfde. Zie de onderstaande tabellen voor een overzicht van diafragma en sluitertijd in 1/3-stappen.

Als 1/100s, ISO100, f/16 en 1/250s, ISO100, f/10 precies hetzelfde zijn, zullen deze instellingen precies dezelfde omgevingsbelichting registreren. Wat is dan het verschil? Het verschil is dat een groter diafragma van f/10 een grotere flitsbelichting mogelijk maakt dan f/16 bij hetzelfde vaste flitsvermogen. Een diafragma van f/10 ligt nu in of rond de grenzen van wat uw flitser in heldere omstandigheden aankan. Als bij een vaste handmatige flitsinstelling de flitsbelichting bij f/16 onderbelicht was, dan kan bij dezelfde handmatige instelling de flitsbelichting bij f/10 juist belicht zijn, dus om dezelfde flitsbelichting te krijgen als bij f/16 moet je of de flitser verder weg zetten, waardoor de afstand groter wordt, of het vermogen van de flitser verminderen.

Als je net als ik een ondiepe scherptediepte junkie bent en fronst bij diafragma’s als f/10, welke opties heb je dan? Je hebt twee mogelijkheden. Als je op de laagste “basis” ISO van de camera en op de limiet van de X-sync van uw camera (hetzij op de camera of off-camera) dan om het diafragma te openen kunt u ofwel de sluitertijd, die zal activeren hoge snelheid flitssynchronisatie-modus (die zal enorm verminderen flitsvermogen) of u kunt gebruik maken van een ND-filter, mijn favoriete optie als op zoek naar ondieper scherptediepte in helder omgevingslicht. Als je een ND-filter van 4 stops (ND16x) toevoegt, kun je het diafragma openen tot f/2.5 en omdat je het effect van een ND-filter van 4 stops hebt tenietgedaan door je diafragma 4 stops te openen, blijft je flitsbelichting hetzelfde. Met andere woorden, het flitsvermogen hoeft niet te veranderen om dezelfde flitsbelichting te krijgen als bij f/10 zonder ND filter.

Samengevat, werken met de maximale flitssynchronisatietijd stelt u in staat het grootste diafragma te gebruiken en stelt u in staat de flitser het meest efficiënt te laten werken, wat zorgt voor snellere cyclustijden en snellere opnamen, en tevens stelt u in staat de afstand tussen de flitser en het onderwerp te vergroten, wat zijn eigen duidelijke voordelen heeft (gebruik in een paraplu/softbox). Het is het magische getal. Als algemene regel geldt: als u buiten fotografeert met flitser en u hebt maximale flitskracht nodig, ga dan altijd naar de maximale flitssynchronisatietijd van uw camera. Alleen als je absoluut een hogere sluitertijd nodig hebt, bijvoorbeeld om zeer snelle bewegingen vast te leggen zoals bij sport of snel bewegend wild, moet je boven deze sluitertijd gaan. Maar wees u ervan bewust dat u bij gebruik van hoge snelheidssynchronisatie (HSS) mogelijk niet de flitsbelichting krijgt die u wilt, wat betekent dat u mogelijk een extra flitser of een krachtigere flitser moet gebruiken.