aus KINOTECHNIK 1939 - Heft 7 / Juli - Zeitschrift für die Technik im Film
Von H. C. Opfermann
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Die Frage, ob zur Herstellung guter Schmalfilmaufnahmen ein zuverlässiger Belichtungsmesser notwendig ist oder nicht, ist durch die Praxis längst entschieden. Aber auch ohne diese Erfahrungen kommen wir durch Überlegung zu der Erkenntnis, daß ein guter Kinobelichtungsmesser noch mehr erforderlich ist als ein Photobelichtungsmesser.

Allein schon die Tatsache, daß uns beim Filmen die Möglichkeit fehlt, einmal vorhandene Fehlbelichtungen in der gleichen Weise oder auch nur auf ähnlichem Wege auszugleichen, wie das der Photograph durch die Wahl des geeigneten Papiers tun kann, zeigt, wie sehr es gerade hier darauf ankommt, richtig zu belichten.

Wenn wir uns vergegenwärtigen, daß unsere Kinoaufnahmen meist nicht wiederholbar sind, da wir das Ergebnis unserer Aufnahmen meist erst 8 bis 10 Tage später zur Gesicht bekommen, wenn die Ereignisse, die wir festhalten wollten, schon längst der Vergangenheit angehören, dann wird diese Notwendigkeit jedenfalls wirkungsvoll unterstrichen.

Dazu kommt als weiterer zwingender Grund, daß das von uns verarbeitete Umkehrmaterial - und um solches handelt es sich meistens - nicht im entferntesten soviel Belichtungsspielraum besitzt wie ein Negativmaterial.

Wenn wir nun erkannt haben, daß ein Belichtungsmesser für die Erfüllung unserer Anforderungen ein Bedürfnis ist, dann interessiert uns die Frage, wie er beschaffen sein muß. Wir wissen, daß der Bildwinkel der Kinokamera kleiner ist als der einer Photokamera.

Es ist klar, daß wir daher an unseren Kinobelichtungsmesser die erste Forderung nach einem entsprechenden Meßwinkel stellen müssen. Ein praktisches Beispiel zeigt sofort die Wichtigkeit dieser Tatsache:

Wir filmen ein kontrastreiches Motiv und machen eine Messung mit einem Belichtungsmesser, dessen Meßwinkel bedeutend größer ist, als der Bildwinkel der Kinokamera. Mit diesem Gerät wird also eine Fläche ausgemessen, die größer ist, als die vom Objektiv der Kinokamera erfaßte Fläche.

Wir sehen ohne weiteres ein, daß wir mit einem derartigen Gerät zu Fehlbelichtungen kommen müssen, denn es mißt Helligkeiten aus, die bei der Aufnahme selbst nicht mehr erfaßt werden.

Besitzen wir ein Gerät, das der Forderung nach einem genauen Meßwinkel entspricht, dann sind wir einen großen Teil der eingangs erwähnten Sorgen los.

Wir sind damit in die Lage versetzt, Aufnahmen unter Lichtverhältnissen zu riskieren, bei denen unser menschliches Auge versagt hätte.

Wir können, wenn wir gelernt haben, ein derartiges Instrument richtig zu gebrauchen (mit jedem Gerät muß man erst vertraut werden und sich einarbeiten), unsere Ansprüche höher schrauben und müssen nicht mehr mit brauchbaren Szenen zufrieden sein, sondern werden zielbewußt und ohne Abhängigkeit von Zufällen auf erstklassige Ergebnisse hinarbeiten.

Wir werden unter ganz besonders schwierigen Verhältnissen, an den Teil unseres Motivs, der uns besonders interessiert, herangehen und dadurch die Möglichkeit haben, unsere Blende so einstellen zu können, daß gerade der gewünschte Teil vorzüglich belichtet wird.
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Die Möglichkeiten, die dem Schmalfilm für seine Arbeit damit in die Hand gegeben sind, werden erst vollständig offenbar, wenn wir in den Kreis unserer Überlegungen auch noch den Farbfilm mit einbeziehen.

Das oben über den Belichtungsspielraum des Umkehrmaterials Gesagte trifft beim Farbfilm in erhöhtem Maße zu. War es einem geübten Schwarz-Weiß-Filmer noch möglich, vielfach zufriedenstellende Ergebnisse ohne Belichtungsmesser zu erzielen, so wird er sich, wenn er farbig filmt, bald bekehren lassen müssen.
 
Helligkeitsunterschiede von 1/2 bis 1 Blende bewirken beim Farbfilm deutlich wahrnehmbare und unangenehme Farbverschiebungen; das menschliche Auge aber nimmt Helligkeitsänderungen erst dann als doppelt so stark wahr, wenn sie sich bereits um den siebenfachen Betrag geändert haben. Ein guter Belichtungsmesser zeigt dagegen bereits ganz geringfügige Helligkeitsverschiebungen zuverlässig an.

Alle diese Überlegungen beantworten die eingangs gestellte Frage. Der Schmalfilmer, der einen erstklassigen Belichtungsmesser richtig anzuwenden versteht, wird nicht nur besser belichtete Filme drehen können, auch der motivliche Aufbau und die Gesamtgestaltung seiner Arbeiten werden dabei gewinnen, weil er nicht mehr durch früher notwendige Überlegungen und Schätzungen abgelenkt wird und vor seiner Aufnahme schon sicher weiß, daß sie gelingen wird.

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aus KINOTECHNIK 1939 - Heft 7 / Juli - Zeitschrift für die Technik im Film

Von E. M. Lowry und K. S. Weaver Mitteilung Nr. 698 der Kodak-Forschungslaboratorien

Die jüngsten Fortschritte auf dem Gebiete der Farbenphotographie haben die Notwendigkeit, über ein einfaches, dabei genaues Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften von Lichtquellen zu verfügen, deutlicher als je in die Erscheinung treten lassen.

Wird das Spektrum einer Lichtquelle, wie etwa einer Wolframlampe, geprüft und die relative Lichtenergie für jede Wellenlänge ermittelt und als Funktion der Wellenlänge aufgezeichnet, so entsteht ein Schaubild, das als spektrale Energieverteilungskurve bekannt ist.

Bild 1 zeigt eine solche für eine 100 Watt-Wolframlampe. Es hat sich gezeigt, daß die spektrale Energieverteilung über das Spektrum eines glühenden Körpers beispielsweise des Fadens einer Wolframlampe, praktisch unabhängig vom Material desselben ist, vielmehr nur von der Temperatur beeinflußt wird.

Nimmt die Temperatur eines glühenden Festkörpers zu, so wanddert der Punkt der maximalen Energieausstrahlung vom langwelligen Spektralbereich nach dem kurzwelligen hin. Diese Verschiebung des Maximums mit der Temperatur, die in Tafel I dargestellt ist, findet ihren sichtbaren Ausdruck in der bekannten Erscheinung, daß die Farbe eines glühenden Körpers um so "weißlicher" wird, je stärker man ihn erhitzt. Da ein rein schwarzer Körper der vollkommenste Wärmestrahler ist, so kann man zur Kennzeichnung der Energieverteilung irgendeines Strahlers sagen, daß sie derjenigen eines schwarzen Körpers bei einer bestimmten Temperatur entspricht.

Man mißt die Temperatur, indem man vom absoluten Nullpunkt ausgeht, gibt sie also in °abs. (Grad absolut) oder auch in °K (= Grad Kelvin) an und bezeichnet sie als „Farbtemperatur".

Die Farbtemperatur kann dann, für unsere Zwecke, als die Temperatur definiert werden, bei welcher ein vollkommener Strahler (schwarzer Körper) dieselbe Farbe zeigt, wie die fragliche Lichtquelle *1).

*1) Eine genauere Definition lautet: Die Farbtemperatur eines Strahlers (Lichtquelle, Lampe) ist die Temperatur, welche ein vollkommener Strahler besitzen muß, um eine Energie auszustrahlen, welche ihn befähigt, eine Farbe derselben Chromatizität zu erzeugen, wie sie die Farbe besitzt, welche von der strahlenden Energie der fraglichen Lichtquelle erzeugt wird *2).
*2) Priset, J. G.f J. Opt. Soc. Amer. 23 (1933), S. 41/45.
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Berufsphotographen wie Liebhaber kennen sehr wohl den Einfluß, welchen die Qualität der Beleuchtung auf die Farbenwiedergabe der Gegenstände ausübt. Das besagt, daß die Energieverteilung der benutzten Lichtquelle äußerst wichtig für das Aussehen der Objekte ist, welche von ihr angestrahlt werden.

Jeder kennt die Erscheinung des Farbenwechsels, der bei manchen Gegenständen eintritt, wenn man sie bei verschiedenen Lichtquellen betrachtet.

Der Unterschied in der Farbtemperatur zwischen Wolframlampen zum allgemeinen Gebrauch, solchen für Atelierzwecke und schließlich den Photofloodlampen kann für korrekte oder unrichtige Farbenwiedergabe durchaus entscheidend sein.

Schwankungen der an eine bestimmte Lampe angelegten Spannung, ebenso ihre Gebrauchsdauer sind Faktoren, die für die Erzeugung und Aufrechterhaltung einer geeigneten Beleuchtung keineswegs vernachlässigt werden dürfen.

Um den Photographen in die lage zu versetzen, schnell die Qualität des Lichts bestimmen zu können, mit dem er arbeitet und gegebenenfalls die geeigneten Maßnahmen zu treffen, um die Standard-Beleuchtungsbedingungen herzustellen, ist von den Kodak-Forschungslaboratorien ein hierfür geeignetes Instrument geschaffen worden, das kompakt und leicht zu handhaben ist, dabei aber genaue Angaben liefert.

Die Konstruktion dieses Farbtemperaturmessers baut auf einigen der bekannten Grundsätze bez. Farbe und Farbenmischung auf.

Schneiden wir aus der Strahlung einer Lichtquelle, wie in Bild 2B durch die schraffierten Flächen dargestellt, gewisse Komponenten heraus, so bleiben schmale Banden im Grün und Rot bestehen, deren Vereinigung für das Auge ein Gelb oder Orange ergibt.

Dieses Orange wird für das Auge so aussehen, als wären die in Bild 2C schraffierten Bereiche abgedeckt, also nur ein schmaler Streifen durchlässig. Mit anderen Worten: die Mischung eines passend ausgewählten schmalen Wellenlängenbandes im Bereich des Grün mit einem anderen im Rot erzeugt für das Auge denselben Eindruck, wie das Wellenlängenband eines einzelnen schmalen Ausschnitts aus dem Gelborangebereich des kontinuierlichen Spektrums.
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Im Kodak-Farbtemperaturmesser geschieht das Herausschneiden der geeigneten Spektralbezirke mittels sorgfältig hergestellter Lichtfilter.

Das eine dieser Filter besitzt zwei Durchlässigkeitsbereiche, deren Maximaldurchlässigkeiten etwa bei 520 mu und 680 mu liegen; bei dem zweiten Filter liegt die maximale Durchlässigkeit etwa bei 580 mu.

Die relativen Durchlässigkeiten der beiden Bänder im Zweibandfilter sind so abgestimmt, daß es, wenn man es bei Licht, beispielsweise dem einer Wolframlampe, der Farbtemperatur 2100°abs. prüft, dieselbe Farbe zeigt, wie das Filter mit der Maximaldurchlässigkeit bei 580mu.

Bei Farbtemperaturen über 2100°abs. sieht das Zweibandfilter "grünlicher", bei solchen unter 2100° "rötlicher" aus als das monochromatische Filter. Diese Eigenschaft zweifarbiger Materialien wurde von Pflüger *2) in seinem Werk über anormale Streuung angegeben und von Wood in seiner „Physikalischen Optik" *3) diskutiert.

*) Pflüger, A., Ann.Phys. u. Chemie 56 (1895), S.412 432; 58 (1896), S. 670 673.
*) Wood, R. W., Physical Optics, 1911, S. 438 439.
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Der Grund dieses Verhaltens sei an Hand des Bildes 3 erklärt. Kurve A zeigt die spektrophotometrische Durchlässigkeitskurve des Zweibandfilters mit ihren beiden Maxima bei 520mu und bei 680mu, Kurve B diejenige des monochromatischen Filters mit dem Durchlässigkeitsmaximum bei 580mu. Wie oben bereits angegeben, zeigen beide Filter die gleiche Farbe, wenn man sie bei Licht der Farbtemperatur 2100°abs. betrachtet. Die in Bild 3 mit 2100°K gekennzeichnete Kurve gibt die relative Energie an, die auf den verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Spektrums durch eine Lichtquelle von 2100°abs. ausgestrahlt wird, derjenigen Temperatur also, bei welcher die Filter geeicht wurden. Eine Lichtquelle der Farbtemperatur von 3200°abs. wird Energie in etwas anderer Verteilung auf die verschiedenen Wellenlängen ausstrahlen.

Die Prüfung der zwei Verteilungskurven zeigt, daß die ausgestrahlte Energie für 3200°abs. bei 520mu relativ höher, bei 680mu dagegen relativ geringer ist, als für 2100°abs. Das hat zur Folge, daß nun durch das Band um 520mu mehr, bei 680mu dagegen weniger Licht passiert und die Farbe des Filters A jetzt "grünlicher" erscheint als bei Betrachtung vor einer Lichtquelle von 2100°abs.

Demgegenüber wird das Filter B nur eine relativ geringe Änderung der Farbe aufweisen und noch immer gelb aussehen. Senkt man die Farbtemperatur der Lichtquelle unter 2100°abs., beispielsweise auf 2000°abs., so wird Filter A rötlicher erscheinen als B, weil das Verhältnis der Energien in den Spektralbezirken der maximalen Transparenz des Filters sich in dem Sinne verändert hat, daß jetzt im roten Bezirk relativ mehr Energie ausgestrahlt wird als bei der Eichtemperatur, d. h. als bei 2100° abs.

Sollen die beiden Filter auch bei einer anderen Farbtemperatur der Lichtquelle als 2100°abs. in ihrer Farbe übereinstimmen, so muß die Energieverteilung der Lichtquelle etwas geändert werden.

Diese Änderung läßt sich erreichen, indem man die Lampenspannung so lange erhöht oder vermindert, bis ihre Farbtemperatur wieder der des Originals gleicht. Die notwenige Spannungsänderung kann als Maß für die Differenz gegen 2100°abs. dienen.

Ein anderes Verfahren, um zu dem gewünschten Resultat zu gelangen, besteht darin, daß man die strahlende Energie gewisser Wellenlängen derart herausfiltert, daß der Rest mit derjenigen der ursprünglichen Temperatur übereinstimmt.

Filter dieser Art, wie beispielsweise die sogenannten Tageslichtfilter, sind allgemein bekannt. In unserem Falle handelt es sich darum, die Farbtemperatur herabzusetzen, da der Abstimmungspunkt der beiden Filter tiefer liegt, als den meisten in der Praxis benutzten Lichtquellen entspricht; es wird also ein bernsteinfarbiges Filter benötigt.

Man bedient sich zweckmäßigerweise eines keilförmigen Filters, so daß das Ausmaß der selektiven Absorption jeweils von der Keildicke in dem betreffenden Punkt abhängt. Je dicker der Keil an der benutzten Stelle, um so stärker wird die Farbtemperatur des durchfallenden Lichts herabgesetzt.
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In dem Farbtemperaturmesser haben die soeben besprochenen Grundsätze Anwendung gefunden, wie Bild 4 veranschaulicht. Die beiden Filter, deren Absorptionseigenschaften Bild 3 darstellt, füllen das kreisförmige, durch eine feine Trennungslinie in der Mitte geteilte Photometerfeld. Die linke Hälfte des in B gesondert dargestellten Feldes wird von dem Zweiband-, die rechte durch das monochromatische Filter gedeckt.

Zwischen der Okularlinse E und dem Prüffeld befindet sich ein bernsteinfarbiges Filter Wt mittels dessen die Energieverteilung der von der Lichtquelle ausgehenden Strahlung geprüft wird. Der Keil ist als Kreiskeil ausgebildet und kann mittels des geriffelten Knopfes K am Photometerfeld vorbeigeführt werden. Die Skala S ist so geteilt, daß man unmittelbar die Farbtemperatur der untersuchten Lichtquelle ablesen kann.

Bild 4 zeigt die Vorder- und Seitenansicht des Instruments; der gleichzeitig mit aufgenommene Maßstab läßt die gedrängte Ausführungsform erkennen.

Zur Ausführung einer Messung richtet der Beobachter die optische Achse des vor das Auge gehaltenen Instruments (vgl. die gerissene Linie in Bild 4) gegen die zu prüfende Lichtquelle. Er vergleicht dann, ob die beiden Hälften des Blickfeldes In der Farbe übereinstimmen und dreht erforderlichenfalls den Keil so lange, bis diese Übereinstimmung erzielt ist. Eine Drehung des Keils in Richtung des Uhrzeigers verstärkt die Absorption, Drehung im umgekehrten Sinne vermindert sie. Je weiter der Keil gedreht werden muß, um so höher ist die an der Skala angezeigte Farbtemperatur.

Infolge gewisser kleiner Augenunterschiede zwischen den einzelnen Beobachtern wird das doppelte und das monochromatische Filter nicht immer bei derselben Farbtemperatur in Übereinstimmung gesehen; es muß also eine Ausgleichsmöglichkeit vorhanden sein, damit Messungen verschiedener Beobachter befriedigende Übereinstimmung ergeben.

Es ist deshalb eine Anpassungsskala vorgesehen, welche jedem Beobachter gestattet, dem Bernsteinfilter die Anfangsstellung zu geben, die seinem Auge entspricht. Bevor mit den Messungen begonnen wird, muß jeder Beobachter die Skala seines Instruments auf den Wert einer Lichtquelle bekannter Farbtemperatur einstellen.

Eine passend bemessene Wolframlampe wäre für diesen Zweck an sich vorzüglich geeignet; da sie aber bei konstanter Spannung brennen muß, würde es einer entsprechenden Einrichtung bedürfen, die nicht immer vorhanden ist.

Bienenwachskerzen, wie beispielsweise die „XXX Superior Candles" der Socony Vacuum Oil Comp, sind leicht erhältlich, und da sie mit hinlänglich konstanter Temperatur brennen (1935°abs. ±10°), so sind sie in Verbindung mit einem zusätzlichen Blaufilter zum Einjustieren der Angleichskala gut brauchbar.

Dieses Filter, das die Farbtemperatur der Kerzenflamme auf einen Punkt über 2100° abs. erhöht, wird in einer leicht anbringbaren Fassung mitgeliefert.

Die Genauigkeit der mit dem Instrument ausgeführten Messungen hängt von gewissen grundlegenden Voraussetzungen ab. Hierzu gehört in erster Linie, daß der Beobachter imstande ist, Farben gegeneinander abzugleichen, daß sein Auge also normal-farbentüchtig ist.

Beim Gebrauch des Meßgeräts spielt, wie bei allen Arbeiten, die an die Benutzung eines optischen Instruments gebunden sind, die Übung für die Güte der Messungen eine wichtige Rolle. Bei den ersten Versuchen mag der im Gebrauch des Instruments noch Unerfahrene zu recht fehlerhaften Ergebnissen gelangen, sobald er aber mit der richtigen Handhabung vertraut ist, werden die Ergebnisse durchaus befriedigen.
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Im Laufe der Jahre sind bereits verschiedene Einrichtungen grundsätzlich ähnlicher Art wie der Kodak- Farbtemperaturmesser geschaffen worden 4) 5) 6)7) u. a. der Harrison-Farbmesser der Firma Harrison & Harrison, Hollywood, Calif., der vor sieben Jahren auf dem Markte erschien. Dieses Instrument ist als Hilfsmittel bei der Auswahl desjenigen Kompensationsfilters - eine Anzahl solcher ist dem Instrument beigegeben - bestimmt, welches, vor das Objekt gesetzt, jeweils am besten geeignet ist, dem auf den Film fallenden Licht die für korrekte Farbenwiedergabe benötigte spektrale Zusammensetzung zu erteilen.

Beim Harrison-Messer bewirkt das Drehen eines Zeigers, daß die Farbe des Gesichtsfeldes von Blau über Grüngelb in Magentarot übergeht. Eine Messung zwecks Auswahl des korrekten Filters basiert auf der Fähigkeit des Beobachters zu entscheiden, wann das Blickfeld gerade in Grüngelb übergeht.

Eine andere Ausführung beschreibt das USA.-Patent 1865878, das Gerhard Naeser, Kaiser-Wilhelm-Institut, Deutschland, erteilt wurde. Ihr gegenüber bietet der Kodak-Farbtemperaturmesser den Vorteil, daß er automatische Beeinflussung des Helligkeitsausgleichs im Gesichtsfeld vorsieht und daß die Farbe der beiden Hälften des photometrischen Feldes innerhalb des Instrumentenumfangs bei allen Temperaturen übereinstimmt.

Die Verfasser glauben, daß das vorbeschriebene KODAK Instrument für den Photographen ein Hilfsmittel darstellt, mit dem er schnell und genau die Farbtemperatur seiner Lichtquellen bestimmen kann.
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