Fotografen verwenden Mathematik, um eine korrekte Belichtung zu erzielen und optisch ansprechende Fotos zu erstellen. Die richtige Belichtung wird durch die Kombination von Verschlusszeit, Blende und ISO bestimmt. Der Goldene Schnitt und die Drittelregel sind beliebte visuelle Orientierungshilfen.
Belichtung ist die Lichtmenge, die entweder den Film oder den Digitalsensor der Kamera erreicht. Zu viel Licht führt zu Überbelichtung, während zu wenig Licht zu Unterbelichtung führt. Die Verschlusszeit steuert, wie schnell sich der Verschluss öffnet und schließt und reicht von Minuten oder Stunden für Zeitrafferaufnahmen bis zu Sekundenbruchteilen, um sich schnell bewegende Objekte einzufrieren. F-Stop steuert die Größe der Blende der Kamera, der Objektivöffnung, durch die das Licht einfällt. Niedrigere Blendenstufen lassen mehr Licht ein als höhere Zahlen. ISO regelt die Lichtempfindlichkeit des Films oder Digitalsensors. Höhere Zahlen sind gegenüber niedrigeren Zahlen lichtempfindlicher. Ein Fotograf muss die richtige Kombination aus Verschlusszeit, Blende und ISO berechnen, um die richtige Belichtung für eine bestimmte Umgebung und den gewünschten kreativen Effekt zu erzielen.
Der Goldene Schnitt und die Drittelregel verwenden Mathematik, um ansprechende Fotokompositionen zu erzielen. Der Goldene Schnitt ist ein uraltes mathematisches Konzept, mit dem alles von den Pyramiden in Ägypten bis hin zu Fotografien in populären Modemagazinen entworfen wurde. Das Verhältnis beträgt 1:1,618. Laut cambridgeincolour.com teilt die Drittelregel ein Foto in vertikale und horizontale Drittel. Wichtige kompositorische Elemente werden am Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen Linien platziert.