Foto - Grundlagen
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AllgemeinesHaben Sie sich gerade eine Kamera gekauft bzw. planen Sie die Anschaffung und wollen nun wissen, wie die bunten Bilder zuerst einmal auf den Film und dann vom Film auf das Fotopapier kommen? Oder Sie interessieren sich für ein Fotolabor und wollen wissen, wie das grundsätzlich funktioniert? Dann sind Sie hier genau richtig. Um zu verstehen, wie der Farbprozeß funktioniert, ist es unabdingbar zu verstehen, wie die Schwarzweißentwicklung abläuft. Ich möchte Ihnen deshalb empfehlen, bei der Schwarzweißentwicklung anzufangen, auch wenn Sie sich ausschließlich für Farbe interessieren.Die Beschreibungen sind so ausgeführt, daß man nicht unbedingt Chemie studiert haben muß, um sie zu verstehen. Sie sind daher nicht erschöpfend, sondern sollen nur das Grundlegende darstellen. Über sich daraus ergebende kleinere Ungenauigkeiten bitte ich Sie hinwegzusehen. Eine einfache, aber trotzdem absolut genaue Beschreibung ist nämlich leider ein Widerspruch in sich. Schwarzweiß-AufnahmeEin Schwarzweiß-Film besteht im wesentlichen aus einem durchsichtigen Trägermaterial und einer lichtempfindlichen Schicht, die ihrerseits aus in Gelatine eingebetteten Silberhalogenidkristallen besteht. Diese Kristalle sind übrigens das lichtempfindliche Material. Bei der Belichtung wird ein Objekt mittels eines Objektivs auf dem Film abgebildet, und zwar aufgrund optischer Gesetze "verkehrt herum". Belichtet wird direkt auf die Schicht, also nicht durch das Trägermaterial hindurch.
Die Lichtempfindlichkeit einzelner Silberhalogenidkristalle ist übrigens nicht, wie man annehmen könnte, vom Volumen sondern von der Oberfläche abhängig. Bei gleichem Volumen sind somit dünne Plättchen deutlich lichtempfindlicher als kugelförmige Kristalle. Dies ist nebenbei bemerkt auch der Grund, warum die Filmhersteller in Ihrer Werbung mit besonderen Kristallformen werben. Schwarzweiß-FilmentwicklungEin belichteter Film beinhaltet noch keinerlei sichtbare Bildinformation. Diese wird erst durch den Entwickler hervorgerufen. Und zwar ist dieser in der Lage, Silberhalogenidkristalle zu reduzieren. Hierfür benötigt er jedoch sozusagen eine Initialzündung. Diese wird durch die Entwicklungskeime bewirkt. Ein Kristall, der einen genügend großen Entwicklungskeim beinhaltet, wird durch den Entwickler zu metalischem Silber reduziert. Das aus einem Kristall entstandene Silber ist so klein, daß es nicht metallisch glänzt sondern schwarz erscheint. Wenn die Reaktion erst einmal in Gang gekommen ist, wird sehr schnell der gesamte Kristall reduziert, d.h. man wird nur entweder unentwickelte oder komplett entwickelte Kristalle vorfinden.Nun werden Sie sich sicher fragen, wie denn die Grauwerte entstehen. Denn nach obiger Darstellung müßte der Film schlagartig schwarz werden, wenn die Reaktion erst einmal in Gang gekommen ist. In normalen für die bildmäßige Fotografie angebotenen Filmen gibt es keine Kristalle mit absolut gleicher Oberfläche (die ja für die Empfindlichkeit ausschlaggebend ist). Vielmehr variiert die Oberfläche innerhalb einer gewissen Bandbreite, womit sich für die Kristalle eine unterschiedliche Lichtempfindlichkeit ergibt. Es werden deshalb nicht alle Kristalle zur gleichen Zeit schwarz sondern abhängig von Oberfläche und Belichtung nach und nach. Grauwerte werden somit durch mehr oder minder dichte schwarze Pünktchen gebildet. Diese Art der Grauwertbildung kennen Sie sicher von Schwarzweißdruckern und auch vom Zeitungsdruck. Wenn man die Entwicklung verfolgt, ist zunächst kein Schwarz vorhanden. Mit fortschreitender Entwicklung werden zuerst die Körnchen mit der größten Oberfläche und der stärksten Belichtung entwickelt und damit schwarz. Dies äußert sich in der Bildung eines ganz schwachen Graus. Mit fortschreitender Entwicklungszeit werden vor allem an den stark belichteten Stellen immer mehr Kristalle entwickelt, so daß das Grau immer dunkler wird. Die Entwicklung wird dann abgebrochen, wenn an den am stärksten belichteten Stellen das gesamte Silberhalogenid entwickelt ist und diese Stelle damit nicht mehr schwärzer werden kann. Sofern man noch länger entwickelt, werden auch die grauen Bildteile nach und nach schwarz. Bei genügend langer Entwicklung erhält man ein komplett schwarzes Negativ, was natürlich nicht im Sinne des Erfinders ist.
Schwarzweiß-FixierenSobald das Fotomaterial ausentwickelt ist, d.h. die maximal mögliche Schwärzung angenommen hat, ist nach dem Entfernen der Entwicklerreste das Negativ bzw. das Foto eigentlich fertig. In der Pionierzeit der Fotografie war das auch tatsächlich so. Leider werden so hergestellte Fotomaterialien im Laufe der Zeit schwarz und damit unbrauchbar. Die Erklärung für dieses Verhalten ist recht einfach: Wie schon oben unter Schwarzweiß-Aufnahme beschrieben, reduziert einfallendes Licht Silberhalogenid zu metallischem Silber. Bei der Aufnahme ist die Einwirkungszeit sehr kurz, weshalb in einem Körnchen dermaßen wenige Silberionen reduziert werden, daß sie mit direkten Methoden nicht nachweisbar sind. Mit zunehmender Einwirkungszeit werden deutlich mehr Silberionen reduziert. Wenn man lange genug belichtet, entsteht ohne Entwicklung direkt ein Bild in der fotografischen Schicht. Wenn Sie Ihre Kamera auf Langzeitbelichtung (oft "B" wie Bulb genannt) umschalten können, was bei fast allen Spiegelreflex-Kameras der Fall ist, können Sie diesen Effekt mit einem ganz normalen Schwarzweißfilm nachvollziehen. Die erforderliche Belichtungszeit bewegt sich im Bereich von Stunden.Was während der gewollten Belichtung passiert, geschieht ungewollt langsam auch bei der Lagerung im Licht: Silberhalogenid wird reduziert, und das Bild wird schwarz. Um diesen Effekt zu verhindern, muß man das Silberhalogenid daran hindern, schwarz zu werden. Dies geschieht am wirkungsvollsten dadurch, daß man es aus der Fotoschicht entfernt. Genau dies vollbringen Fixierbäder. Während metallisches Silber, d.h. das eigentliche Bild, unberührt bleibt, wird Silberhalogenid langsam aufgelöst und aus der Fotoschicht entfernt. Heutzutage nimmt man dafür überwiegend Bäder auf Basis von Ammoniumthiosulfat, welches recht schnell arbeitet. Der chemische Vorgang verläuft in mehreren Teilschritten und ist ziemlich komplex, was Sie aber nicht stören muß, da dieser für den Anwender transparent abläuft. Unter den üblichen Umgebungsbedingungen (Licht, Temperatur, Gase etc.) zersetzen sich im Laufe der Zeit in der Schicht zurückgebliebene Fixierbadreste zu Reaktionsprodukten, die eine meistens gelbliche Verfärbung zur Folge haben. Dieses kann man recht einfach dadurch verhindern, daß man das Fotomaterial nach dem Fixieren so lange wässert, bis die Fixierbadreste aus der Schicht entfernt sind. Nur noch Schwarzweiß-BilderEin Negativfilm besitzt wie oben beschrieben inverse Helligkeitswerte. Zum Herzeigen sind Negative deshalb nicht geeignet. Vielmehr muß man daraus ein Positiv anfertigen. Dies geschieht gemeinhin dadurch, daß man das Negativ auf ein Blatt Fotopapier belichtet. Früher, als es noch keine Kleinbildfilme gab sondern nur großformatige einzelne Negative, geschah dies meistens durch eine sogenannte Kontaktkopie. Hierbei wurde einfach das Negativ auf ein ausreichend großes Blatt Fotopapier gelegt und das Sandwich von oben mit z.B. einer gewöhnlichen Glühbirne belichtet. Kontaktabzüge von Kleinbildfilmen ergeben winzige Bildchen in der GrößeNun stellt sich nur die Frage, wie man das Fotopapier entwickeln muß, daß es die Tonwerte wieder richtigherum darstellt. Die Antwort ist leicht: Da ein Negativ die Tonwerte verkehrt herum darstellt, muß man sie einfach noch einmal herumdrehen, also sozusagen ein Negativ vom Negativ anfertigen. Dies bedeutet, daß der gesamte Vorgang grundsätzlich genauso durchgeführt wird wie die Negativentwicklung. Der einzige Unterschied ist, daß man üblicherweise Fotopapier statt eines Films benutzt. Das Positivmaterial Fotopapier ist also in Wirklichkeit ebenfalls ein Negativmaterial, nur daß als Träger Papier oder weißer Kunststoff anstatt eines durchsichtigen Films verwendet wird! Entsprechend wird Fotopapier auch grundsätzlich genauso entwickelt, fixiert und gewässert wie ein Film. Der Begriff "Positivmaterial" bezieht sich daher nicht auf die Eigenschaft der Fotoschicht sondern auf das gewünschte Endergebnis, nämlich ein Positiv mit korrekten Helligkeitswerten. Wer jetzt meint, daß man Filme und Fotopapier im selben Entwickler und im selben Fixierer verarbeiten kann, liegt absolut richtig. Nur werden die Ergebnisse nicht optimal sein. Sowohl Filme als auch Fotopapier und Entwickler sind auf den speziellen Anwendungsfall hin optimiert. Aus diesem Grund ergeben sich sowohl Unterschiede zwischen der fotografischen Schicht von Filmen und Fotopapieren als auch den zugehörigen Entwicklern. Lediglich das Fixierbad ist wirklich für beides identisch; allerdings ist die Verdünnung meistens unterschiedlich. Wenn schon Film und Fotopapier beide Negativmaterialien sind, werden Sie sich vielleicht fragen, was passiert, wenn man ein Negativ auf einen Film belichtet. Man erhält erwartungsgemäß ein Durchsichtspositiv, also ein Dia. Sie sollten aber nicht auf die Idee kommen, auf diese Weise Schwarzweiß-Dias herstellen zu wollen. Auch hier macht Ihnen die Optimierung der Fotomaterialien einen Strich durch die Rechnung. Ohne spezielle Maßnahmen wird dieses Dia nämlich sehr flau ausfallen, also nur grau in grau wiedergeben. Gewünscht sind aber tiefstes Schwarz und hellste Bildweißen. FarbnegativeDer Schritt von Schwarzweiß zu Farbe war ein langer Weg mit unterschiedlichen Lösungsansätzen. Wie kann es gelingen, die vielen Millionen Farben, die das Auge unterscheiden kann, auf Fotomaterialien festzuhalten? Nun, glücklicherweise kann man alle Farben durch Mischung von drei Grundfarben darstellen. Am bekanntesten und am verständlichsten ist das RGB-Modell. RGB steht für Rot Grün Blau, die drei benutzten Grundfarben. Man spricht hierbei von additiver Farbmischung, weil die Farben additiv überlagert werden. Ihr Computermonitor arbeitet auf diese Weise. Bei ihm liegen rote, grüne und blaue Farbsegmente sehr dicht nebeneinander. Durch unterschiedlich helles Aufleuchten werden alle möglichen Farben gebildet. Durch die räumliche Nähe dieser Farbsegmente kann das Auge ab einem bestimmten Mindest-Betrachtungsabstand die drei Segmente nicht mehr auflösen und nimmt stattdessen eine Mischfarbe wahr. Während der Monitor theoretisch beliebig viele Farbennuancen darstellen kann, kann Ihre Graphikkarte nicht jede einzelne Farbe beliebig fein ansteuern, so daß sich je nach Speichergröße eine Limitierung auf 256, 65536 etc. Farben ergibt.Dieses Verfahren hat für Filme den Nachteil, daß man nebeneinanderliegende farbige Punkte erzeugen muß. Anstatt die einzelnen Grundfarben zusammenzusetzen, kann man aber auch aus weißem Licht, das bekanntlich alle Lichtfarben enthält, die unerwünschten Farben wegfiltern. Wenn man eine der Grundfarben Rot, Grün oder Blau erzeugen will, muß man einfach ein Filter verwenden, das die Komplementärfarbe sperrt. Eine Komplementärfarbe ist übrigens eine Farbe, die alle Farben außer der gewünschten Farbe enthält. Filter in einer Komplementärfarbe sperren die gewünschten Farbe und lassen nur die Komplementärfarbe durch. Die Komplementärfarben zu Rot, Grün und Blau sind (in dieser Reihenfolge) Zyan bzw. Blaugrün, Magenta bzw. Purpur und Gelb. Im Gegensatz zu RGB, wo die Anfangsbuchstaben von Rot-Grün-Blau dem englischen red-green-blue entsprechen, ist das bei den Komplementärfarben leider nicht so. Im Englischen spricht man von yellow-magenta-cyan, so daß das Farbenmodell als YMC-Modell bekannt ist. Ähnlich wie beim RGB-Modell, bei dem durch verschieden helles Licht in den Grundfarben eine beliebige Farbe erzeugt wird, kann auch beim YMC-Modell durch Kombination von verschieden starken, hintereinanderliegenden Filtern in den Komplementärfarben jede beliebige Farbe erzeugt werden. Ein Farbfilm besteht, wie Sie sich sicher denken können, aus drei fotoempfindlichen Schichten. Ein Farb-Negativfilm ist grundsätzlich so aufgebaut, daß die oberste Schicht aus ganz normalem Silberhalogenid besteht. Silberhalogenid ist nämlich nur für blaues Licht empfindlich (in üblichen S/W-Filmen werden deshalb spezielle Stoffe zugesetzt, die dieses salopp gesagt zusätzlich für grünes und rotes Licht empfindlich machen). Diese Empfindlichkeit nur für blaues Licht wirkt genauso wie ein blaues Filter, ohne aber das Licht selbst zu filtern. Unter dieser Schicht befindet sich zunächst ein Gelbfilter, das alle Lichtfarben außer Blau passieren läßt, denn die erste Farbe hat man mit der obersten Schicht ja bereits bedient. Darunter befindet sich eine fotoempfindliche Schicht aus Silberhalogenid, das mittels spezieller Sensibilisierungsstoffe nur für grünes Licht empfindlich ist. Hierunter befindet sich nun ein Purpurfilter, das alle Farben außer Grün passieren läßt. An dieser Stelle enthält das Licht aber schon kein Blau mehr, weil dieses durch das weiter oben befindliche Gelbfilter weggefiltert wurde. Damit bleibt hinter dem Purpurfilter nur rotes Licht übrig bleibt. Die darunterliegende Fotoschicht ist folgerichtig für rotes Licht sensibilisiert. Wie Sie sich sicher vorstellen können, taugt ein solcher Film nach Entwicklung in einem ganz normalen S/W-Entwickler nicht zur Farbwiedergabe. Denn die vorhandenen Filter filtern schichtweise hintereinanderliegend Blau und Grün heraus und lassen nur rotes Licht durch. In der Durchsicht würde ein in einem S/W-Entwickler entwickeltes Color-Negativ deshalb theoretisch wie ein rot eingefärbtes S/W-Negativ erscheinen. Der Trick bei der Farbentwicklung ist, daß jede der drei lichtempfindlichen Schichten neben Silberhalogenid auch farblose Farbgrundstoffe enthält. Spezieller Farbentwickler reduziert wie auch S/W-Entwickler das Silberhalogenid zu metallischem Silber. Der Unterschied liegt aber darin, daß der lokal vorhandene, nunmehr oxidierte Entwickler die Farbgrundstoffe in richtige, sichtbare Farbe umwandelt. Je mehr Silberhalogenid reduziert wird, d.h. je intensiver die Belichtung mit der entsprechenden Lichtfarbe, desto intensiver ist die durch diese chemische Reaktion gebildete Farbe. In der für blaues Licht empfindlichen Schicht wird Gelbfarbstoff (Y), in der für grünes Licht empfindlichen Schicht Purpurfarbstoff (M) und in der für rotes Licht empfindlichen Schicht Blaugrünfarbstoff (C) gebildet. Die ursprünglichen Filterfarbstoffe werden aus dem Film entfernt. Wie schon oben erläutert, sind die Farben YMC komplementär zu RGB, so daß sich insgesamt ein helligkeits- und farbinvertiertes Bild ergibt. Zum Verständnis: Nehmen wir einmal an, Sie fotografieren ein blaues Objekt, das nur aus einer Farbe besteht, aber unterschiedlich helle Stellen besitzt. Während der Entwicklung kann dann nur die blauempfindliche Fotoschicht Farbstoffe bilden, denn die anderen beiden grün- und rotempfindlichen Schichten sind unbelichtet; das Objekt war ja ausschließlich blau. Dort, wo wenig Licht auftraf, wird wenig gelber Farbstoff gebildet. Dort, wo viel Licht auftraf, wird hingegen viel gelber Farbstoff gebildet. Das Bild ist also helligkeitsinvertiert. Und weil Gelb die Komplementärfarbe von Blau ist, ist das Bild auch farbinvertiert. Nun hat man zwar einen Film mit negativen Farben, aber die Farben sind durch das gleichzeitig vorhandene schwarze Silber ziemlich "dreckig", nämlich so, als ob man graue Farbe untergemischt hätte. Das Silber stört in einem Farbfilm also und muß folgerichtig entfernt werden. Dies erfolgt in einem sogenannten Bleichbad, das Silber wieder in Silberhalogenid zurückverwandelt, welches dann mittels eines Fixierbads genauso wie bei S/W-Filmen entfernt wird. Nur noch die Fixierbadreste mittels Wässerung entfernen, und fertig ist der Farbnegativfilm. FarbbilderWie bei S/W-Papier ist auch Color-Fotopapier eigentlich ein Negativmaterial, da man auch hier die invertierten Helligkeitswerte des Negativs umdrehen muß. Zusätzlich erzeugt man aus den Komplementärfarben des Negativs wieder richtige Farben. Auch dies wird dadurch erreicht, daß man wieder die Komplementärfarben der Komplementärfarben erzeugt. Somit besitzen Colorpapiere grundsätzlich die gleiche Fotoschicht wie Color-Negativfilme und werden demnach auch genauso entwickelt.Aber noch mehr als bei den S/W-Materialien sind hier Filme und Papiere auf den Anwendungsfall hin optimiert. Deshalb kann man hier noch weniger als bei Schwarzweiß z.B. den gleichen Entwickler verwenden. Man kann jedoch das gleiche Bleichbad und den gleichen Fixierer wie für Filme benutzen, wenngleich auch hier oft mit etwas unterschiedlichen Verdünnungen gearbeitet wird. DiapositiveDiapositiv-Filme sind Filme, bei denen in der Fotoschicht schon gleich beim Entwicklungsvorgang ein farbrichtiges Abbild des aufgenommenen Objekts hergestellt wird. Im Grunde genommen ist auch ein Diapositiv-Film ein Negativ-Film. Denn auch bei ihm entstehen an den belichteten Stellen Entwicklungskeime. Bei Color-Diapositivfilmen werden in der sogenannten Erstentwicklung belichtete Silberhalogenidkörnchen zu schwarzem, metallischen Silber reduziert. Hierfür wird ein waschechter Schwarzweißentwickler verwendet, da noch keine Farbe entstehen soll. Er entwickelt alle 3 Schichten gleichzeitig, so daß man zunächst einmal ein Schwarzweißnegativ mit 3 Schichten erhält. Danach belichtet man den Film unter einer kräftigen Lampe ganzflächig nach. Dadurch wird in jedem der bei der Erstentwicklung unentwickelt gebliebenen Silberhalogenidkörner ein Entwicklungskeim gebildet. In der sich anschließenden Farbentwicklung werden diese dann unter gleichzeitiger Bildung von Komplementärfarben entwickelt wie beim Color-Negativfilm auch. Die Helligkeitswerte sind deshalb wieder richtig. Bei den Farben wird's etwas schwierig zu verstehen: In der blauempfindlichen obersten Schicht wird Gelb erzeugt, wo kein Blau vorhanden war (Gelb = alle Farben außer Blau). Analog entsteht in der grünempfindlichen Schicht Purpur, wo kein Grün vorhanden war, und in der rotempfindlichen Schicht Blaugrün, wo kein Rot vorhanden war. Das ist schon ein wenig trickreich und für Leute, die noch nie etwas mit der Farbenlehre zu tun hatten, nicht ganz einfach zu verstehen. An einem Beispiel sollte es aber (hoffentlich) klar werden.Beispiel: Nehmen wir einmal an, Sie haben den Film mit blauem Licht belichtet. Dann wird in der blauempfindlichen Schicht keine Farbe produziert: Das Silberhalogenid wird bei der Erstentwicklung vollständig zu Silber reduziert, so daß während der Farbentwicklung keine Silberhalogenidkörnchen übrig sind, die unter Bildung von Farbe reduziert werden können. Aber in der grün- und rotempfindlichen Schicht entsteht jeweils Purpur und Blaugrün mit größtmöglicher Farbsättigung. Denn bei der Erstentwicklung wurde kein Silberhalogenid reduziert, so daß für die Farbentwicklung und damit Farbbildung in diesen beiden Schichten alle Silberhalogenidkörnchen zur Verfügung stehen. Ein Purpurfilter läßt nur blaues und rotes Licht durch, ein Blaugrünfilter nur blaues und grünes Licht. Da beide Filter hintereinander liegen, sperrt das Purpurfilter das grüne Licht, das ein Blaugrünfilter (natürlich neben Blau) durchläßt. Übrig bleibt blaues Licht. Bleibt zu erwähnen, daß bei Color-Diapositiv-Filmen ebenso wie bei Color-Negativ-Filmen das Silber inclusive des noch verbliebenen Silberhalogenids mittels Bleich- und Fixierbad entfernt wird. Nach der Wässerung zum Ausschwemmen von Fixierbadresten und dem Trocknen ist der Film fertig. Grundsätzlich kann man zwar Color-Negativfilme zu Diapositiven entwickeln, aber die orange Einfärbung von Negativfilmen, die der Unterdrückung von Nebendichten dient, stört doch sehr. Umgekehrt kann man aber Diapositiv-Filme mit Erfolg zu Negativen entwickeln. Aber auch hier hat die Spezialisierung ihren Preis: Die Gradation ist sehr steil und die Farbreinheit läßt zu wünschen übrig. Es hat halt durchaus seinen Grund, warum es Negativ- und Diapositiv-Filme gibt. Sofern Sie nicht spezielle Effekte erzielen möchten, sollten Sie daher dringendst immer den richtigen Filmtyp verwenden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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