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CANON ETTL-1: FP-Sync VS. ND-Filter

Hello everybody,

so listen up and tighten your seatbelts :-)… what’s coming now, is a bit of hard calculating to increase your brain activity… :-) We are going to talk about the FP-”Highspeed”syncronisation (FOCAL PLANE) of your on-camera-flash and the usage of a neutral density filter. Without talking about photos or any example, we are going to look at the hard facts.

For the beginning, we have to make some points clear. We have to do some definition and some explanation to get everyone onto the same level.

Why would you ever use a FP-mode on your camera? You camera starts and stops your exposure time with two curtains. Imagine a theatre and when the show starts, the first curtain rises and when it’s over, the second curtain rises again??? What? Rises again? Why not fall down? Well, to get an evenly exposed image, the part of the sensor which is exposed first, has to be “unexposed” first to. So if the bottom of your sensor gets the first lightbeams as the curtain opens from down to top, it also has to close from down below to the top.

Ok, as we all know, now mechanical part is fast as hell. So how can we get exposure times up to 1/8000 of a second. Very simple. The more you narrow the two curtains to each other, the smaller the space in between gets and the smaller the open “bar” is, the shorter the sensor gets exposed when the curtains move a constant speed.

So, to get this clearer! That “open bar” moves over the sensor and for the time that space is over the sensor, that place gets some light.

And now you know, what the x-sync is. It is the shortest exposure time on your specific camera where the whole sensor is exposed at the same time. If you expose for a shorter time, there will never be a moment when the whole sensor is free! And as we all know as well, flashes do fire only once. ONE MOMENT of flash exposure. Taking that together states, that if you use a exposure time faster than your x-sync, one part of the sensor gets covered by the second curtain and the flash will never reach that part of the sensor. You get that funny black bar over your photo.

What the solution? Very simple, you make your flash GLOW for a longer time. You change your one-time-flash into a short-time-lamp :-)… And that’s what called FP-Sync on your flash! Actually HIGHSPEED is a bit of a lie when speaking about FP-SYNC… The flash doesn’t light up quicker, it’s much longer! MUCH MUCH LONGER!

Ok, and now to the question: WHY DO WE NEED THAT???

Well, just one example out of hundreds. Imagine a very bright summerday. You go out to take photos and you do want to use your flash. The AL is so bright that you come out with using f8 – 1/500s – ISO50. Well, with that exposure time you can’t really use your flash (REASONS JUST EXPLAINED :-)). So you go up with your f-stop. But hey, you do not want to use such a little aperture. You want some depth of field… By opening the aperture, you either get a overexposed image or you just can’t use your flash beacuse of the shorter exp-times.

Ok, solution would be to use FP-SYNC or: ND-filter (neutral density filter). They just take away some light in front of your lense. So every light coming into your lense is reduced by the strength of you chosen filter. A ND2 filter doubles the exposure time, or in other words, it takes away one whole f-stop.

So if you have your perfect settings, just use a ND-filter and open the aperture by the numbers of f-stops you took away with your filter. EASY AS THAT!

NOW, WE CAN FINALLY START WITH THE POST. LETS COMPARE THE POWER OF A FLASH WHEN USING FP-SYNC WITH THE USAGE OF A ND-FILTER! WHAT MAKES MORE SENSE???
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Take a look at the display of our test-flash. The 580 EX II with a guide number of 58. We used a 50mm lens, the zoom of the flash was set to auto. Normal ETTLII mode. Have you ever noticed the small numbers on the bottom of the display? It displays a distance in METER!

Now you have to know, that the flash communicates with your camera. The camera tells the flash all the settings for the next photo, and the flash itselfs, nows his guide number. So whenever you press your trigger halfway down, the flash will show you the maximum distance possible to light up a scene.

Very easy calculating. Imaging a flash with GN55 and you are using f11. Then the flash will tell you, that you can fire a maximum of 5m (55/11=5). It even takes ISO-speed into account.

Let’s have a look at what happens when we dial some settings on our camera… let’s take the settings down below! (5D Mark II)

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Our flash tells us, that we could fire a MAXIMUM of 6m. You can see the f8 sign on the flashdisplay.

And now, let’s change settings to FP-mode. 1/400s and we then open the aperture up to f5.6!

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Although we changed nothing to the intensity of the lighting, we decreased exposure time by 1 fstop, and opened the aperture up 1 fstop, our flash only has enough power to get 3m.

WOW!!! That is half the distance by just 1 fstop more speed and depths of field! That’s a lot of loss!

Just to compare that to the normal mode! Even if you close your aperture down to f11, the flash still gets enough power to get up to…

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VOILA!!!! …4m!!!!

And that’s the result. By using highspeedmode on your flash, you throw away your power. The strobe needs such a lot of power to increase the time of “flashing” that the power falls way down!

CONCLUSION:

  • If you just need a open aperture for depth of field, than the ND-filter is the best thing ever without wasting any power!
  • If you need the fast exposure time e.g. to freeze something in bright daylight with your flash, than the FP-SYNC is just great. KEEP IN MIND! You weaken your flash!
  • The decrease of power is about two f-stops. That’s like you quarter down you flash…

THERE IS ONE MORE PRETTY INTERESSTING POINT TODAY: When we made the photos for this blogpost, we found something very strange. With using the same settings on our camera, by just setting on FP-mode, we decreased the maximum power. That means, we didn’t even change the exposure time on the camera. The first image was done with the exact same setting on the camera. 1/200s exposure time! So, never leave on the FP-sync just for fun. It costs you power! CONSTANTLY!!!

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WE GOT A LITTLE HINT FOR YOU! The flash is a really cool “calculation-machine”… If you use it wisely, you can always have one eye on the maximum range of your flashpower. You always know what is possible or not.

Example: After this post, we all know, that with a 580 EX II in 50mm zoom at f8 I have a range of 6m. If I have my camerasetting fixed at f8 and the flash is 3m away, I have to set the flash to 1/4 power. Without wasting any shots to set up the power. If I do want to use a umbrella I can PREcalculate if there is enough power to do so! YOU GET THE POINT!

See you soon!

CANON ETTL WORKSHOP , , , , , , , , ,

  1. obmiT
    7 August 2009 at 8:26 PM | #1

    Gut und ausführlich beschrieben.
    Nach deinem Post auf FotoTV ab ich auch etwas am Blitz rumgedrückt, muss ja testen was mir gesagt wird auch um es zu verstehen, und hab erschreckend festgestellt das die Blitzleistung auchnoch mit der kürzeren Zeit runter geht. Also er kann bei 1/4000s viel viel weniger Energie abgeben als bei 1/500s. Hab erst gedacht dass er bei 1/4000s heller kurz blitzt und bei 1/500s länger dunkler. (1/500s->3m 1/8000->0,5m )

  2. 7 August 2009 at 8:33 PM | #2

    Das Blitzen ist nicht mehr unterschiedliche stark wenn er am Maximum ist… der Schlitz ist nur so schnell, dass kaum noch Energie aufgefangen wird. Du musst überlegen, dass der Blitz auch eine gewisse Dauer braucht, bis er alle Energie abgegeben hat. Deswegen gibt es bei Studioblitzanlagen sog. t0,5 und t0,1 Zeiten. Also wie lange der Blitz abbrennt. Wenn kürzer belichtet wird, dann ist es logisch, dass weniger Energie auf den Sensor kommt… ERGO… weniger maximale Distanz!

  3. 7 August 2009 at 9:01 PM | #3

    Meiner Meinung nach ist doch die normale “Leuchtzeit” der Blitze etwa im Bereich von 1/10000s bis zu 1/30000s. Wenn ich also auf Highspeedsynchronisation stelle und der Blitz dementsprechend länger blitzt geht die Leistung runter. So. Wenn ich nun aber mit 1/4000 oder 1/8000s belichte, liegt die Leuchtzeit des Blitzes doch nur unwesentlich über der normalen Leuchtzeit, oder sehe ich das falsch? Bei 1/500s kann der Blitz doch dann viel länger leuchten. Somit ist es doch erklärbar, dass die Leistung bei kürzeren Belichtungszeiten abnimmt. Stimmt doch, oder sehe ich das falsch?

  4. 7 August 2009 at 9:07 PM | #4

    Um die Impulse bei ca. 50 Hz so lange zu halten, darf der Kondensator sich nie richtig entladen und dauernd wieder nachgeladen werden. Daher geht die Stärke in den Keller.
    Der Blitz hat auch einen Stärkeverlauf. Daher kann er teilweise garnicht die volle Leistung abfeuern. Weil er dann garnicht die 1/10000s erreicht. Wenn du so ein Diagramm siehst, dann sieht es aus, als ob der Verlauf auf einer Leistungshöhe ist und etwas gezackt. Es werden also niemals einzelne Blitze gezündet wie du denkst. Auch wenn sie schnell blitzen aber der Blitz “leuchtet” wirklich.
    Wenn man dann schneller synct, dann kriegt jede Stelle weniger Licht ab und daher “fällt die Leistung” ab. Stell dir vor, dass du plötzlich keinen Blitz mehr hast sondern der Blitz agiert wie Dauerlicht. Daher nimmt er auch in der effektive Leistung ab, wenn die Belichtungszeit kürzer wird. Es handelt sich gerade nicht mehr um viele kleine Einzelblitze sondern um ein Dauerflimmern!

    So hab ich das jedenfalls gelesen. :-) Der Post ging eigentlich mehr um den Unterschied zwischen Graufilter und FP als um die Einzelheiten des FP…

  5. 8 August 2009 at 5:48 PM | #5

    hmm, vieles interessantes!
    ich selbst verwende einen 580ex II als master und 3-4 420ex als slave, nun habe ich hier schon manuell den fokus geändert, weil ich sonst auch schon auf die leistungsgrenzen stieß, dass ich dies durch FP verursachte, ist mir garnicht so aufgefallen. also für mich ist fakt ein graufilter für personen lowkeys ist durchaus empfehlenswert!
    ach martin bei deinem shooting mit dem sprinter der paralympics, hattest du keinen graufilter verwendet oder? warscheinlich wär der hintergrund noch weiter auszublenden gewesen….

  6. 8 August 2009 at 6:44 PM | #6

    Dicke Props, Dude. Hast gut geschrieben. An manchen Stellen wirds bisski viel, aber Du klärst immer hinterher auf, was das dann unterm Strich bedeutet. Sehr gut!

  7. 14 August 2009 at 5:58 PM | #7

    Kleine Ergänzung, der Canon 580EX und EXII hat eine Leitzahl von 58 bei 105mm !
    Bei 50mm hat er dann nur noch eine Leitzahl von um die 40, da die Einstellung des Zoomreflektors auch noch eine Rolle spielt.

    Wenn jemand in der Lage ist dafür eine Formel aufzustellen oder eine zur Hand bitte her damit. :)

    Ich kann nur soviel dazu sagen. Verdoppel ich den Abstand bei gleicher Blitzleistung/Reflektoreinstellung, vervierfache ich die Auszuleuchtende Fläche und entsprechend bräuchte ich dann auch die Vierfache Blitzleistung. Bündel ich jetzt das Licht durch einen Reflektor wieder auf die gleiche Fläche (wie vor der Abstandsverdopplung) hab ich nur den Leistungsverlust durch den grösseren Abstand..

    Sagen wir 2 Meter Abstand gibt Fläche 2*2 Meter sind 4qm
    Bei 4m Abstand sind das dann 4*4m also 16qm also auch nur noch 1/4 Lichtleistung pro qm..

  8. 21 August 2009 at 6:29 PM | #8

    Super Post! Wieder mal viel gerlernt…
    Zu den Gruafiltern: Was für eine Stärke verwendet Ihr?

  9. Adam
    15 April 2010 at 9:29 PM | #9

    Sehr guter und lehrreicher Beitrag der mir dazu die Kaufentscheidung erleichtert hat,vielen Dank.

  10. Rafael
    22 May 2010 at 11:02 AM | #10

    Hi
    Kann mir jemand eine Graufilterkaufempfehlung geben?

    LG Rafael

  11. 9 June 2010 at 6:29 PM | #11

    Wie immer, super Beitrag. Ich verwende als mehreren Gründen allerdings Nikon Blitze an meinen Canon Kameras. Wir besitzen zwar auch ein paar 580EX, finden die SB900 Blitze allerdings besser. Da wir sowieso fast immeer per Funk und Manuell arbeiten haben wir uns mit den Nikon Blitzen angefreundet. Die bleiben auch nach 2 Stunden eingeschaltet und gehen nicht einfach schlafen. Außerdem, ist auch eine schöne Sache, wenn die Canon Kamera keinen Blitz erkennt, normal arbeitet und die Lichtmenge manuell eingestellt wird. Das bringt auch schöne Möglichkeiten in der Praxis. Zudem lassen sich die Farbfolien leichter bei dem SB900 wechseln, bzw. einlegen, da entfällt das Klebeband.

  12. fvt
    19 August 2010 at 1:35 PM | #12

    Moin,

    kurze Frage zum HSS.
    Mir ist bekannt, was aber im Text widerlegt wird, das man durchaus den HSS eingeschaltet lassen kann.
    Der Blitz und Kamera stellen erst auf HSS um, wenn die Synch-Zeit überschritten wird.

    Scheinbar ist dem dann doch nicht so….

    Gruß
    Frank

  13. 19 August 2010 at 2:34 PM | #13

    Das stimmt… hängt vom Kameramodell ab. Kannst du gucken wenn du ETTL bei X-Sync aktivierst, dann verändert sich oft die maximale Reichweite…

  14. 9 September 2011 at 2:24 PM | #14

    Hi Martin,
    super Artikel, eye-opening, vielen Dank!
    Ich hab nun auch mal kurz gerechnet und will Dich hierzu kurz einmal fragen, ob das Sinn macht, s. unten. Wenns Sinn macht, dann hätte HSS aber schon einen Vorteil ggüber ND-Filter (die 1. Geld kosten 2. das Bild verschlechtern 3. draufgeschraubt werden müssen 4. Flares einfangen, 5. bei mir immer voller Tapser sind …),
    Grüße Vicco

    ***

    Ein Beispiel (ist die Rechnung korrekt?):

    (A)
    Direktes Sonnenlicht, Kamera auf: 1/250 s, Blende f/16, ISO 100
    Blitz auf non-HSS, volle Power
    Dies ergäbe jetzt mal eine perfekte Belichtung…

    (B)
    Dito, Kamera auf: 1/1000 s, Blende f/2.8, ISO 100
    Blitz auf HSS

    Wenn die Rechnung stimmt, dann sollte dies die gleiche Belichtung ergeben, aber mit einer schön geringen Schärfentiefe…

    Im Detail:
    1/1000 s => -2 EV
    f/2.8 => +4 EV
    HSS => -2 EV

    … summiert sich zu 0 EV, zur selben Belichtung wie in (A), aber mit schöner Offenblende, ohne ND-Filter …

    Ist da ein Rechenfehler drinne, oder stimmt das so?

  15. 9 September 2011 at 8:37 PM | #15

    f16 zu f2.8 sind 5 blenden! Fehlt also die Hälfte an Licht…
    Und du müsstest folgende Kombos rechnen!

    250 zu f16
    500 zu f11
    1000 zu f8
    2000 zu f5.6
    4000 zu f4
    8000 zu f2.8

    Du merkst… ziemlich viele Rechenfehler… Sorry!

  16. 11 September 2011 at 2:09 PM | #16

    Hi Martin, merci fürs Feedback,
    ok, sorry, 5 Blenden, logo — Asche aufs Haupt usw!!
    Der Rest war aber richtig, habs gerade getestet:

    (1) Non-HSS
    f/16, 1/200 s (hier irrelevant, einfach auf Max), ISO 100
    Kamera im M-Modus, Blitz im M-Modus, Blitz auf 1/1 Power

    =

    (2) HSS
    f/4, 1/1000 s, ISO 100
    Kamera im M-Modus, Blitz im M-Modus, Blitz auf 1/1 Power

    Liefert *fast* die gleiche Belichtung, die identische hab ich bei f/3.5.

    Weiterhin: Die Canon 500D merkt selbst bei t >= 1/200, dass HSS nicht notwendig ist und schaltet trotz HSS am Blitz auf normal um.

    Die Aussage, HSS = -2 EV stimmt also, wenn man davon ausgeht, dass das Kameradisplay / das Histogramm 5 EV abdeckt. Auch das stimmt fast genau, aber nicht ganz genau.

    Viele Grüße
    Vicco

  17. 11 September 2011 at 2:28 PM | #17

    noch ein Beispiel, dann geb ich aber Ruhe!!

    (1) Non-HSS
    f/11, 1/125 s (irrelevant, kein Ambient light, t >= 1/200), ISO 100
    alles in M, Blitz in M, Blitz auf 1/2 Power
    liefere eine ausgewogene Belichtung

    (2) Die *identische* Belichtung (getestet) liefert im HSS-Modus
    f/4.0, 1/800, ISO 200
    alles in M, Blitz in M, auf hss, Blitz auf 1/2 Power

    Warum?
    Die 1/125 s ist irrelevant, wir müssen mit t_sync = 1/200 s rechnen, darauf hatten wir auch die Vergleichbarkeit der Modi festgelegt (Vergleich: Belichtung(Non-HSS) = Belichtung(HSS) – 2 EV)
    Bei HSS müssen wir wie bei ambient light rechnen und somit die Belichtungszeit einrechnen:

    f/11 -> f/4: + 3 EV
    ISO 100 -> ISO 200: +1 EV
    Non-HSS -> HSS: -2 EV
    1/200 -> 1/800: -2 EV
    ——————————
    sums up to 0 EV, same exposure … as measured…

    Viele Grüße
    Vicco

  18. 11 September 2011 at 2:51 PM | #18

    Hallo Vicco, da sind leider wieder einige Fehler drin.
    Das Umgebungslicht ist bei HSS NIE irrelevant weil man sonst einfach die Blitzlichtstärke reduzieren könnte. Du brauchst kein HSS, wenn du kein sehr starkes AL hast.

    Der Rechenfehler ist in der Berechnung des HSS-Modus und der Grundeinstellungen.

    Wenn du f16 bei 1/250s hast, dann brauchst du bei f2.8 eine Belichtungszeit von 1/8000. Ich weiß nicht wie du auf 1/1000 kommst? Da wird das Bild um viele Blenden überbelichtet.
    Bei deinem letzten Beispiel müsstest du von f11 bei 1/250s auf 1/2000s um bei f4 zu landen.
    Dein Fehler liegt immer in der Berechnung der Grundeinstellungen der Kamera. Du musst die Belichtungszeit immer “verdoppeln/halbieren” pro Blende. Da kommst du dann bei normalen Grundhelligkeiten draußen an einem Sommertag auf 1/4000 oder 1/8000…

  19. Vicco
    11 September 2011 at 4:44 PM | #19

    Hi Martin,
    hmhm, also ich wär ja direkt einsichtig, wenn ich nicht beide Einstellungen ausprobiert / gemessen hätte… hast Du das auch? ;-)
    Ich bin immer sehr dankbar, was Dein Feedback angeht und hab schon viel gelernt, danke!

    Beim aktuellen Feedback wähne ich aber die Rechenfehler nicht (nur?) auf meiner Seite. Grund wie gesagt: ich habs nachgerechnet und ausprobiert mit ein paar Testaufnahmen.

    viele Grüße

  20. 11 September 2011 at 4:58 PM | #20

    Also die Rechnung ist einfach so… ich hab es ja unten notiert…

    250 zu f16
    500 zu f11
    1000 zu f8
    2000 zu f5.6
    4000 zu f4
    8000 zu f2.8

    Also wenn du mir sagst, dass bei deiner Kamera f16 und 250 identisch aussehen mit f2.8 und 1000, dann will ich deine Kamera auch haben!!! Pro Blende halbiert/verdoppelt sich die Belichtungszeit.
    Deine Denkbeispiele sind auch allesamt im groben richtig. Aber die bringen nichts in der Realität.

    Z.B. ist eine Erhöhung des ISO-Wertes vollkommen Banane weil damit ja auch das Umgebungslicht heller wird. Nicht nur das Blitzlicht. Und die Belichtungszeit muss ja in gleichem Maße verkürzt werden wie die Blende geöffnet wird und nicht nur “so halbwegs”…

    Bleib mal bei deinem ersten Rechnebeispiel und probier es mal bei Sonnenschein aus. Du wirst sehen, Bild wird gnadenlos überbelichtet werden.

  1. 27 April 2010 at 2:45 PM | #1
  2. 20 June 2012 at 8:42 PM | #2