Inhaltsverzeichnis

INHALTSVERZEICHNIS   

1.  EINLEITUNG  1

2.  DAS MEDIUM FILM  3

2.1.  Entstehung  3

2.2.  Photographische Grundlagen  4

2.2.1.  Filmschwärzung  4

2.2.2.  Entwicklung  4

2.2.3.  Negativ-Positiv-Verfahren und Umkehrverfahren  5

2.2.4.  Farbfilm  5

2.3.  Filmformate  6

2.3.1.  Filmabmessungen  6

2.3.2.  Perforation und Filmkennzeichnung  7

2.3.3.  Bildfeldgrößen  7

2.4.  Filmeigenschaften  8

2.4.1.  Photometrische Größen  8

2.4.2.  Dichtekennlinie und Gradation  9

2.4.3.  Lichtempfindlichkeit und Filmkorn  12

2.4.4.  Auflösungsvermögen  12

3.  KOPIERWERKSPROZESSE  14

3.1.  Erstellung der Musterkopie  14

3.1.1.  Entwicklungsverfahren  14

3.1.2.  Lichtbestimmung  15

3.1.3.  Kopierung  16

3.2.  Erstellung von Massenkopien  17

3.2.1.  Negativschnitt  17

3.2.2.  Massenkopierung  17

3.2.3.  Optische Effekte  19

4.  EINFÜHRUNG IN DEN DIGITAL INTERMEDIATE PROZESS  20

4.1.  Entwicklung des Digital Intermediate Prozesses  20

4.2.  Definition Digital Intermediate  20

Inhaltsverzeichnis

4.3.  Das digitale Labor  21

4.4.  Vorteile eines Digital Intermediates  24

4.4.1.  Qualität  24

4.4.2.  Onlineschnitt  24

4.4.3.  Effekte und Titel  25

4.4.4.  Digitale Farbgebung  25

4.4.5.  Restauration  26

4.4.6.  Mastering und Distribution  26

4.4.7.  Marketing  27

4.4.8.  Fazit  27

5.  QUALITÄTSANFORDERUNGEN AN EIN DIGITAL INTERMEDIATE  29

5.1.  Bildauflösung  29

5.2.  Dynamikumfang  31

5.3.  Farbauflösung  32

5.4.  Dateiformate  33

5.5.  Kalibrierung und Bildbewertung  34

5.5.1.  Kalibrierung der Produktionskette  35

5.5.2.  Monitorkalibrierung  36

6.  EINZELKOMPONENTEN DER DI-PRODUKTIONSKETTE  37

6.1.  Schnittstellen und Übertragungswege  37

6.1.1.  HD-SDI  37

6.1.2.  HSDL  37

6.1.3.  HiPPI und GSN  38

6.1.4.  LVDS  38

6.1.5.  Ethernet  38

6.1.6.  Fibre Channel  39

6.2.  Filmabtaster  39

6.2.1.  Samplingfrequenz und Abtastgeschwindigkeit  40

6.2.2.  CRT-Abtastung  41

6.2.3.  CCD-Abtastung  42

6.2.4.  CMOS-Abtastung  43

6.3.  Hardware Farbkorrektur- und Gradationssysteme  44

Inhaltsverzeichnis

6.4.  Bildspeicherung  46

6.4.1.  Festspeicher  46

6.4.1.1.  DAS - Direct Attached Storage  46

6.4.1.2.  NAS - Network Attached Storage  46

6.4.1.3.  SAN - Storage Area Network  47

6.4.2.  DDR - Digital Disk Recorder  47

6.4.3.  DVTR - Digital Video Tape Recorder  48

6.4.3.1.  D6  48

6.4.3.2.  HD-D5  48

6.4.3.3.  HDCAM  49

6.4.3.4.  HDCAM SR  49

6.5.  Bildbearbeitungssysteme  50

6.5.1.  Onlineschnitt- und Finishingsysteme  50

6.5.1.1.  Autodesk Fire und Smoke  51

6.5.1.2.  Quantel iQ  51

6.5.1.3.  DVS Clipster 2.0  52

6.5.2.  Compositing- und VFX-Systeme  52

6.5.2.1.  Autodesk Inferno und Flame  53

6.5.2.2.  Apple Shake und Adobe After Effects  53

6.5.3.  Gradingsysteme  54

6.5.3.1.  da Vinci Resolve  54

6.5.3.2.  Autodesk Lustre  55

6.6.  Filmbelichter  55

6.6.1.  CRT-Belichter  55

6.6.2.  Laserbelichter  56

7.  INFRASTRUKTUREN UND WORKFLOWS  57

7.1.  HD-SDI-Infrastruktur  57

7.1.1.  Aufbau  57

7.1.2.  Arbeitsprozesse  59

7.2.  SAN-Infrastruktur  60

7.2.1.  Aufbau  62

7.2.2.  Arbeitsprozesse  62

7.3.  Workflowvergleich  63

7.3.1.  Qualität  63

Inhaltsverzeichnis

7.3.2.  Aufwand und Effektivität  64

7.3.3.  Fazit  66

8.  OPTIMIERUNG DER DI-PRODUKTIONSKETTE  68

8.1.  Metadatenmanagement  68

8.2.  Asset Management Systeme  68

8.3.  Reduzierung des Datenumfangs  69

8.4.  HD-Rushes  69

9.  ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK  71

9.1.  Zusammenfassung  71

9.2.  Ausblick  71

QUELLENVERZEICHNIS   73

Einleitung 1

1. Einleitung

Noch vor wenigen Jahren wurde die Postproduktion von Kinofilme fast ausschließlich im Kopierwerk realisiert. Der traditionelle Kopierwerksprozess umfasst dabei wichtige Aufgaben, wie Schnitt, optische Effektebearbeitung und Farbgebung. Mit steigender Rechnerleistung und Speicherkapazität wird es jedoch Filmproduzenten möglich, ganze Filme zu digitalisieren und Arbeitsschritte, die vorher ausschließlich dem Kopierwerk vorbehalten waren, in der digitalen Ebene zu vollziehen.

Der Begriff Digital Intermediate bezieht sich auf einen Prozess, bei dem ein Film in voller Länge gescannt, digital bearbeitet und wieder auf Film ausbelichtet wird. Während das für die einen eine ernste Bedrohung ihrer Geschäftsgrundlage bedeutet, stellt es für die anderen eine Revolution in der Filmproduktion dar. Es ergaben sich eine Vielzahl neuer Möglichkeiten, sowohl kreative, als auch ökonomische. Was vorher schon lange im Video- und Broadcastbereich möglich war, konnte jetzt für den „großen Bruder“ Kino adaptiert werden. Digital Intermediate stellt jedoch massive Anforderungen an Technik und Projektmanagement.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, welche Lösungsansätze für Postproduzenten existieren, ein Digital Intermediate zu realisieren und welche Möglichkeiten es gibt, damit verbundene Prozesse zu optimieren, um am Ende ein universelles Master zu erhalten, von dem alle erdenklichen Distributionsformate abgeleitet werden können. Im theoretischen Teil der Diplomarbeit sollen zunächst Grundlagen des Filmmediums und der traditionellen Filmverarbeitung behandelt werden, technische Grundlagen und Bestandteile des Digital Intermediate Prozesses vorgestellt und ihre Funktionsweisen erläutert werden. Ziel im praktischen Teil ist es, Infrastrukturen zu analysieren und hinsichtlich Qualität, Effektivität und Aufwand zu vergleichen, sowie die Teilprozesse und deren Zusammenspiel im Digital Intermediate Prozess zu erläutern und Optimierungsansätze zu geben. Welche Systemanforderungen bestehen bei der Realisierung eines 2K-Workflows? Wie kann man bestehende Infrastrukturen nutzen? Welcher Workflow ist für welche Projektanforderung angemessen? Fragen, die der Autor im Laufe der Arbeit beantworten wird.

Die Arbeit richtet sich vor allem an Postproduzenten und Systemtechniker, die die Einführung von Digital Intermediates in ihre Produktionskette erwägen, aber auch an Filmschaffende, denen die Vorteile und neuen kreativen Möglichkeiten dieses Verfahrens zur Umsetzung ihrer Ideen näher gebracht werden sollen. Die Zielgruppe soll einen umfassenden Überblick über am Markt verfügbare Technik und deren Funktionsweise erhalten, mit verschiedenen

Einleitung 2

Lösungsansätzen zur Realisierung und Optimierung eines DI vertraut gemacht werden und Einblick in alltägliche Prozesse und Vorgehensweisen während der Filmpostproduktion erhalten.

In der Fachliteratur existieren wenige Auseinandersetzungen mit diesem Thema, was auf die relative junge Technologie und noch spärliche Verbreitung des Digital Intermediate Verfahrens zurückzuführen ist. Der Autor stützt sich deshalb bei seiner Ausarbeitung vor allem auf aktuelle Fachpresse, Veröffentlichungen von Herstellern und Anbietern von Systemtechnik, sowie auf seine Erfahrungen, die er im Laufe seiner Tätigkeit im Postproduktionshaus „PICTORION das werk“ München erlangen konnte.

Das Medium Film 3

2. Das Medium Film

2.1. Entstehung

Die der Bewegtbildaufnahme grundlegende Fotografie entwickelte sich zu Beginn des 19. Jahrhunderts und beruht auf der Lichtempfindlichkeit von Silbersalzen. Eine Einzelbildaufnahme entsteht durch einen fotographischen Prozess, bei dem Silberverbindungen unter Lichteinwirkung zerfallen und auf dem Trägermaterial Schwärzungen bilden. Abhängig von Motiv und Lichtintensität waren diese lokal unterschiedlich stark ausgeprägt. Nach erneutem Belichten auf lichtempfindliches Material erhielt man schließlich ein in Graustufen aufgelöstes, positives Abbild der aufgenommenen Szene. Die lichtempfindlichen Schichten auf Silberbasis wurden im Laufe der Zeit stetig verbessert, wodurch die Detailauflösung erhöht und Belichtungszeiten von acht Stunden auf ca. 30 Sekunden gesenkt werden konnten. Chemischen Verfahren zur Entwicklung und Fixierung des latenten Bildes verkürzten Belichtungszeiten bis in den Sekundenbereich. 1

Seit der Entstehung der Fotografie experimentierte man mit einer Vielzahl von Trägermedien für lichtempfindliche Schichten, angefangen bei Zinn, über Papier bis hin zu Glasplatten. 1888 verwendete man erstmals flexible Nitrozellulose als Trägermaterial. ² Der zu Rollen verarbeitete Film verbesserte die Handhabung von lichtempfindlichen Materialien enorm. Die Grundlage der Kinematografie war gelegt. „Nitrofilm“ blieb der Standard der Filmtechnik bis in die 50er Jahre des 20.Jahrhunderts hinein, wurde dann aber aufgrund seiner leichten Entflammbarkeit durch verbesserte Materialien ersetzt. 3

Film in seiner heutigen Form besteht aus Polyester oder Azetylzellulose. ⁴ Polyester zeichnet sich durch größere Stabilität und Reißfestigkeit aus, lässt sich aber nicht so einfach kleben wie Zellulosematerial. Man verwendet es deswegen eher für Endprodukte. Das etwa 0,15 mm starke Trägermaterial wird mit einer dünnen Haftschicht versehen und dann mit einer 7 µm feinen lichtempfindlichen Emulsion mit einer Toleranz von maximal 5% überzogen. Eine Schutzschicht auf der Filmvorderseite verhindert Beschädigungen der Oberfläche. Um Lichthöfen vorzubeugen, schützt eine grau gefärbte Schicht auf der Rückseite des Films gegen ungewünschte Reflexionen. Die Firma Eastman/ Kodak hat auf dem internationalen Markt als Hersteller von Filmmaterialien die größte Bedeutung. 5

¹ vgl. Schmidt: S.11

² vgl. Schmidt: S.12

³ vgl. Schmidt: S.22

⁴ vgl. Webers: S.73

⁵ vgl. Schmidt: S.22

Das Medium Film 4

2.2. Photographische Grundlagen

2.2.1. Filmschwärzung

Die lichtempfindliche Emulsion eines Films besteht aus einer Mischung von Gelatine und feinkörnigen Halogen-Silber-Kristallen. Man verwendet fast ausschließlich Silberbromid, eine Verbindung aus den Silberionen (Ag+) und Bromionen (Br-), die in einer kristallinen Gitterstruktur angeordnet sind. Da Silberbromid nur energiereiches Licht kurzer Wellenlängen absorbiert (blau, violett, ultraviolett) werden der Emulsion noch organische Stoffe, sog. Sensibilisatoren, beigefügt, die den Film auch gegenüber Licht anderer Wellenlängenbereiche empfindlich macht. Diese Stoffe wirken indirekt, indem sie Licht bestimmter Farbe absorbieren und die Energie anschließend an das Silberbromid weitergeben. 6

Die fotographische Schwärzung des Films wird anhand der Silberkeimtheorie erklärt. Einfallende Lichtquanten setzen bei den Bromionen jeweils ein Elektron frei. Während die Gelatineemulsion das entstandene Bromatom aufnimmt, wandert das freie Elektron im Gitter weiter und bindet sich an in der Emulsion vorhandene, organische Substanzen, sog. Reifkeime. Durch die negative Ladung werden umgebende Silberionen entladen und als undurchsichtiges Silber am Reifkeim abgelagert. ⁷ An hellen Stellen entsteht das Silber schneller als an dunklen, wodurch ein negatives Abbild der aufgenommenen Szene entsteht. Auch in unbelichteten Bereichen bildet sich Silber in geringen Mengen, was eine leichte Schwärzung bewirkt, die als Schleier bezeichnet wird. Bei dauerhafter Belichtung zerfällt das gesamte Silberbromid in seine Bestandteile und der Film wird vollflächig geschwärzt. Belichtet man jedoch nur kurzzeitig bilden sich nur wenige entwicklungsfähige Silberkeime aus und ein nicht sichtbares, latentes Bild entsteht.

2.2.2. Entwicklung

Um ein sichtbares Bild zu erhalten, behandelt man den Film mit einer chemischen Lösung auf Benzolbasis. An den Stellen, an denen sich während der Belichtung Silberkeime ausgebildet haben, werden durch chemische Prozesse weitere Silberionen zu Silber reduziert. Durch diesen Entwicklungsprozess verstärkt man das latent vorhandene Bild um den Faktor 10 ⁶ bis 10 ⁹ . Belichtungszeiten von Sekundenbruchteilen werden durch dieses Verfahren überhaupt

⁶ vgl. Webers: S. 67

⁷ vgl. Webers: S. 68

Das Medium Film 5

erst möglich. ⁸ Zu diesem Zeitpunkt ist das entwickelte Bild noch immer empfindlich für weiteren Lichteinfall, da sich noch große Mengen unverändertes Silberbromid in der Emulsion befinden. Beim Entwicklungsprozess muss deswegen darauf geachtet werden, dass bei völliger Dunkelheit bzw. Rot- oder Grünlicht gearbeitet wird.

2.2.3. Negativ-Positiv-Verfahren und Umkehrverfahren

Im Negativ-Positiv-Verfahren unterzieht man den Film nach dem Entwickeln einem Fixierbad, um ihn dauerhaft lichtbeständig zu machen. Die Fixierung erfolgt meist durch eine Natrium-oder Ammoniumthiosulfatlösung, die das übrige Silberbromid aus der Emulsion löst. Durch die folgende Wässerung wird es herausgewaschen. ⁹ Schließlich wird der Film getrocknet. Nach Entwicklung und Fixierung wird das Negativbild bei gleichmäßiger Bestrahlung auf einen zweiten Film belichtet. Dieser durchläuft anschließend dieselben Stationen wie der erste, wodurch ein Positivbild des aufgenommenen Motivs entsteht. Durch den Kopierungsprozess ist jedoch mit Detailverlust zu rechnen.

Ein Positiv lässt sich aber auch direkt durch das Umkehrverfahren erhalten. Dabei wird nach der Entwicklung das überschüssige Silberbromid nicht entfernt. Stattdessen löst man durch Bleichen das durch Belichtung entstandene Silber aus der Emulsion. Die ursprünglich unbelichteten Stellen des Films, die dunklen Stellen des Motivs, in denen noch Silberbromid verbliebenen ist, werden anschließend durch erneutes Belichten, Entwickeln und Fixieren geschwärzt und ein positives Abbild entsteht. 10

2.2.4. Farbfilm

Beim Farbfilm werden auf das Trägermaterial drei Farbschichten aufgetragen, die jeweils für einen Wellenlängenbereich des Lichtspektrums empfindlich sind. Die obere der drei absorbiert nur die kurzwellige blaue Strahlung. Sensibilisatoren in beiden anderen Farbemulsionen sorgen dafür, dass die mittlere Schicht nur für grüne und die untere nur für rote Anteile des Lichts empfindlich ist. Da das enthaltene Silberbromid besonders auf blaue Strahlung reagiert, wird zwischen blau- und grünempfindlicher Schicht eine Gelbfilterschicht eingebracht, die die beiden unteren Schichten vor kurzwelligem Licht schützt. ¹¹ Bei Belichtung entstehen durch diesen Aufbau drei nach Farbbereich getrennte, latente Bilder.

⁸ vgl. Schmidt: S. 23

⁹ vgl. Webers: S. 70

¹⁰ vgl. Schmidt: S. 24

¹¹ vgl. Webers: S. 87

Das Medium Film 6

Für die eigentliche Farbgebung in den Schichten sind Farbkuppler verantwortlich, die während der Entwicklung gebildet werden und sich an den Silberkörner als sog. Farbstoffwolken absetzen. Bei der Projektion eines Films ergibt sich die Farbe durch subtraktive Farbmischung. Die Farbstoffwolken sind deswegen komplementär zu der Lichtfarbe, für die die jeweilige Schicht empfindlich ist. In der Blauschicht entstehen also gelbe, in der Grünschicht purpurne und in der Rotschicht blaugrüne Farbstoffwolken um die Silberkörner. Nach der Entwicklung wird das entstandene Silber durch ein Bleichbad wieder entfernt, um nur eine Färbung und keine Schwärzung zu erhalten. Es folgen die Fixierung und ein Stabilisierungsprozess zur Konservierung der Farbstoffe. Übrig bleibt ein negatives Bild in den Komplementärfarben. 12

Abgesehen vom Bleichen zur Entfernung der Silberkörner, unterscheiden sich Negativ-Positiv-Verfahren und Umkehrverfahren beim Farbfilm nicht von den Verfahren beim Schwarzweißfilm. Beim Farb-Negativ-Positiv-Verfahren entsteht das positive Bild durch Belichten des Farbnegativs auf einen zweiten Farbfilm, beim Farbumkehrverfahren erhält man direkt ein Positiv.

2.3. Filmformate

2.3.1. Filmabmessungen

Filme werden heute noch in denselben Breiten hergestellt, die seit den Anfangszeiten der Kinematografie verwendet wurden. Man unterscheidet 70-mm-Film, der heute ausschließlich als Wiedergabeformat für Großprojektionen in z.B. IMAX-Kinos oder Museen eingesetzt wird, 65-mm-Film, den man zur Aufnahme für 70-mm-Kopien verwendet und den 35-mm-Film. Letzteres Format ist der Projektionsstandard für Kinos und hat die größte Bedeutung in der internationalen Film- und Werbeproduktion. Etabliert ist weiterhin das kostengünstigere 16-mm-Format, das vor allem für Fernsehproduktionen und dokumentarisches Arbeiten eingesetzt wird und das 8-mm-Amateurfilmformat, das heute nur noch aus nostalgischen Gründen benutzt wird oder um einen bestimmten Look zu erzeugen. 13

Die Standardlängen beim 35-mm-Film betragen 61, 122 und 305 m entsprechend der amerikanischen Metrik mit 200, 400 und 1000 Fuß. Die maximale Länge beträgt 615 m. Bei einer Geschwindigkeit von 24 Bildern pro Sekunde entsprechen 305 m Länge einer Aufnahmedauer von ca. elf Minuten. 14

¹² vgl. Schmidt: S. 25

¹³ vgl. Schmidt: S. 27

¹⁴ vgl. Schmidt: S. 34

Das Medium Film 7

2.3.2. Perforation und Filmkennzeichnung

Perforationen an den Rändern dienen dem Transport des Films mit Hilfe von Schrittschaltwerken. Zur Belichtung oder Projektion wird der Film von Greifern um ein Bild bewegt, kurz gestoppt und weiter gezogen. Beim 35-mm-Film werden beidseitig vier Perforationslöcher pro Bild verwendet, im Gegensatz zu 70-mm und 65-mm-Film mit fünf Löchern und 16-mm- und 8-mm-Film mit ein- oder beidseitig nur einem Perforationsloch pro Bild. ¹⁵ Nach Zuschnitt und Perforierung wird der Film auf Wickelkerne, sog. Bobbies, aufgewickelt. Bei einseitiger Perforation werden beim Aufwickeln des Films die Varianten A und B unterschieden. Nach Wicklungsart A liegt die lichtempfindliche Schicht außen und die Perforation links, bei Variante B verhält es sich entsprechend umgekehrt. 16

Zur eindeutigen Identifikation der einzelnen Bilder des Films beim Negativschnitt belichtet man nach oder während der Perforierung eine Randnummer auf den Film. Dieser sog. Edge Code besteht aus einer Buchstaben- und Zahlenfolge und wird beim 35-mm-Film außerhalb der Perforationslöcher im Abstand von 16 Bildern auf den Filmrand geschrieben. Bei Kodak Material benutzt man zusätzlich zur Randnummer einen Strichcode, den sog. Keycode. Er dient ebenfalls zur genauen Adressierung von Einzelbildern und enthält Herstellerangaben zur Filmemulsion. 17

2.3.3. Bildfeldgrößen

Die Bildfeldgröße bezeichnet die tatsächlich zur Aufnahme genutzte Fläche auf dem Film. Beim 35-mm-Film beträgt die Breite ist zwischen den Perforationslöchern 25,4 mm. Der Bildfeldabstand, d. h. der Abstand von einer Unterseite eines Bildes zur nächsten, beträgt 19 mm. Abbildung 1 zeigt verschiedene Bildfeldgrößen bei 35-mm-Film. Das Super-35-Format nutzt fast die gesamte Fläche zwischen den Perforationslöchern. Die belichtete Fläche beträgt dabei 24,89 mm x 18,67 mm, was einem Bildseitenverhältnis von 1:1,33 entspricht. Super-35 ist ein reines Aufnahmeformat. Um bei der Wiedergabe genügend Platz für Tonspuren zur Verfügung zu haben, beschränkt man das Bildfeld auf 22 mm x 16 mm und ein Seitenverhältnis von 1:1,37. Dieses Format wird als Academy-Format oder 35-mm-Normalfilmformat bezeichnet. Das Academy-Format kann in seiner Höhe variieren und so die Bildformate Breitbild-Europa mit einem Seitenverhältnis von 1:1,66 bei einer Fläche von 22

¹⁵ vgl. Schmidt: S. 29

¹⁶ vgl. Schmidt: S. 36

¹⁷ vgl. Schmidt: S. 33

Das Medium Film 8

mm x 13,25 mm und Breitbild-USA mit einer Bildratio von 1:1,85 bei den Abmessungen 22 mm x 11,89 mm bilden. Beim Cinemascope-Format wird mit Hilfe einer Vorsatzlinse, eines sog. Anamorphot, das Bild horizontal komprimiert und mit 22 mm x 18,67 mm bei einem Seitenverhältnis von 1:1,175 aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe wird die Kompression durch anamorphotische Projektion wieder ausgeglichen und das Bild in der Horizontalen um den Faktor zwei gestreckt um so das Breitbildformat von 1:2,35 zu erreichen. Die horizontale Vergrößerung führt allerdings zu einer Verstärkung des Filmkorns und zu einem Verlust an Bildschärfe. 18

Abbildung 1: Übersicht über verschiedene Bildfeldgrößen bei 35-mm-Film 19

2.4. Filmeigenschaften 2.4.1 Photometrische Größen

Bei der Belichtung eines Films hängt der Grad der Schwärzung von der Beleuchtungsstärke E in Lux (lx) und der Belichtungsdauer t ab. Es gilt die Beziehung H = E · t, wobei H den Begriff Belichtung beschreibt und in Luxsekunden (lxs) angegeben wird. Wenn ein Objekt angestrahlt wird, folgt aus der Beleuchtungsstärke E die Leuchtdichte L dieses Objektes in der Einheit Candela pro Fläche (cd/m²). L ergibt sich dabei aus R · E/π, wobei R den Remissionsgrad der Oberfläche beschreibt. Die Remission muss für diese Beziehung jedoch ideal diffus sein, d. h. Licht gleichmäßig in alle Richtungen verstreuen. Der Kontrastumfang einer Szene ergibt sich aus dem Verhältnis von kleinster zu größter Leuchtdichte L min / L max im Bild und wird bestimmt, indem man die hellsten und dunkelsten Stellen einer Szene mit

¹⁸ vgl. Schmidt: S. 29ff

¹⁹ vgl. Schmidt: S. 30

Das Medium Film 9

einem Spot-Photometer ausmisst. Generell wird bei normaler Ausleuchtung von einem Gesamtremissionsmittelwert von 18% ausgegangen. Man verwendet deswegen Graukarten mit 18% Remission zur Ermittlung von Bezugswerten für Helligkeit und Blende. 20

Durch die Entwicklung eines Films, bilden sich lokal unterschiedlich ausgeprägte Schwärzungen aus und bilden so ein Graustufenbild. Auftreffendes Licht wird vom Negativ dadurch an verschiedenen Stellen mehr oder weniger absorbiert bzw. durchgelassen. Die Transparenz T eines optischen Mediums beschreibt das Mengenverhältnis von durchgelassener Lichtstrahlung zu insgesamt auftreffender Strahlung. Bei völliger Durchlässigkeit des Films beträgt seine Transparenz T = 1. Kommt dagegen nur 10% der Ursprungsstrahlung hinter dem Film an, ergibt sich T = 0,1. Die Lichtundurchlässigkeit eines optischen Mediums wird durch die Opazität O beschrieben. O stellt den Kehrwert zur Transparenz dar und gibt das Verhältnis zwischen durchgelassener Lichtmenge zu auftreffender Lichtmenge an. Es gilt O = 1/T. Die Transparenz kann also Werte zwischen 0 und 1 annehmen, während der Wert der Opazität zwischen 1 (bei T = 1) und unendlich liegen kann. 21

Das menschliche Auge reagiert auf Helligkeitsveränderungen nicht linear. Jedoch eine Verdoppelung bzw. Halbierung der Leuchtdichte L von Stufe zu Stufe wird als gleichabständig wahrgenommen. Um die Schwärzung eines Films geeignet zu beschreiben, verwendet man deswegen den Dichtewert D als Maß, der sich aus dem dekadischen Logarithmus der Opazität bzw. Transparenz ergibt. Es gilt: D = log O = log 1/T. Bei Verdoppelung der Opazität steigt der Dichtewert linear um 0,3. ²² Neben dem besseren Bezug zur menschlichen Reizwahrnehmung ergeben sich daraus vor allem Vorteile in der graphischen Darstellung der Beziehung zwischen Schwärzung und Belichtung.

2.4.2. Dichtekennlinie und Gradation

Der Kontrastumfang eines fotographischen Materials wird in Form einer Dichtetreppe dargestellt. Man verwendet dafür einen Stufenkeil, dessen Dichtewerte sich in den Werten 0,1, 0,15 oder 0,3 abstufen. Der Stufenkeil stellt die Helligkeitsverteilung einer Szene in für das Auge gleichabständigen Schritten dar. Um den Zusammenhang zwischen Belichtung und Dichte (Schwärzung) besser darstellen zu können, verwendet man für die Belichtung H ebenfalls den dekadischen Logarithmus. 22

²⁰ vgl. Schmidt: S. 38f

²¹ vgl. Webers: S. 94

²² vgl. Schmidt: S. 40

Das Medium Film 10

Die sich daraus ergebende Dichtekennlinie, auch Filmkennlinie oder Schwärzungskurve genannt, verläuft in der graphischen Darstellung s-förmig. Nach einem kurzen, parallel zur y-Achse verlaufenden Abschnitt, steigt die Kurve linear an, bis sie sich im oberen Teil wieder abflacht. Die Kennlinie beginnt nicht bei D = 0, weist also bei einer Belichtung von H = 0 eine gewisse Grunddichte D min auf. Dieser sog. Schleier ist darauf zurückzuführen, dass sich Silber in geringem Maß auch ohne Lichteinfall bildet. Der Übergang vom Schleier zum linearen Teil der Kennlinie wird als Schwelle bezeichnet und reicht um ΔD = 0,1 über den Schleier. Diesen Punkt bezeichnet man als erstes sicher kopierbares Schattendetail. Die Lichteinwirkung hat nun direkten linearen Einfluss auf die Schwärzung und der eigentliche Aufnahmebereich des Films beginnt. Hier muss der Kontrastumfang einer Szene untergebracht sein. Nach dem linearen Bereich folgt die Schulter, auch Knie genannt, und mündet im Dichtemaximum D max des Films. Eine weitere Belichtung hätte also ab diesem Punkt keinerlei Effekt mehr. 23

Beim Farbfilm ergeben sich durch drei verschiedene lichtempfindliche Schichten auch drei Dichtekennlinien, jeweils für gelb, magenta und cyan. Idealer Weise liegen diese drei Linien exakt übereinander, in der Praxis weisen die Schichten aber unterschiedliche Charakteristiken auf, was zu Farbstichen führt. Man unterscheidet Parallelverschiebungen, so genannte Fehler 1. Ordnung, und Überschneidungen, Fehler 2. Ordnung. Erstere können beim Kopieren oder Abtasten ausgeglichen werden. Bei kreuzenden Linien lassen sich Farbstiche jedoch nur schwer korrigieren. 24

Der Anstieg des linearen Bereichs der Dichtekennlinie wird als Gradation oder Gamma bezeichnet und ergibt sich aus Dichteänderung pro Belichtungsänderung. Es gilt: γ = ΔD/ Δ log H. Filmmaterialien weisen je nach Empfindlichkeit unterschiedliche Steilheiten und dadurch unterschiedliche Kontraste auf. Der Gammawert eines Films sollte allerdings so gewählt sein, dass er mindestens einen Belichtungsumfang von Δ log H = 1,5 darstellen kann, was einem Objektkontrast oder Leuchtdichteumfang von 1:32 bzw. 5 Blenden entspricht. Dieser Wert wurde für eine durchschnittliche Szenenausleuchtung festgelegt. Die Belichtungsänderung Δ log H = 1,5 wird vom Beginn des linearen Bereichs der Schwärzungskurve aus gemessen, also ab dem Dichtewert, der um ΔD = 0,1 über dem Schleier liegt. 25

²³ vgl. Schmidt: S. 41

²⁴ vgl. Schmidt: S. 46

²⁵ vgl. Schmidt: S. 42f

Das Medium Film 11

Abbildung 2: Dichtekennlinie eines Aufnahmenegativs und Normalbelichtungsumfang ²⁶ Die meisten Aufnahmematerialien weisen jedoch einen weitaus größeren Belichtungsumfang als 5 Blenden auf, so dass bei der Belichtung ein gewisser Spielraum besteht. Filmmaterialien, die zur Aufnahme verwendet werden haben einen Gammawert von ca. 0,6, was einer sehr flachen Dichtekennlinie mit langem linearem Bereich entspricht. Dadurch lässt sich der Belichtungsumfang von Δlog H = 1,5 mehrmals auf der Geraden unterbringen wodurch Belichtungsfehler ausgeglichen und Objektkontraste von bis zu 11 Blenden aufgenommen werden können (siehe Abb. 2). Außerdem bestehen durch den niedrigen Gammawert Vorteile bei der späteren Filmabtastung. Bei der Projektion kann jedoch nicht mit einer Gradation von 0,6 gearbeitet werden. Die geringe Leuchtdichte der Projektion, sowie Kontrastverluste durch Projektionsobjektive, würden die Bilder zu matt und kontrastarm aussehen lassen. Der Gammawert des gesamten Systems sollte sich deshalb insgesamt auf 1,7 bis 1,8 belaufen. Er ergibt sich aus der Multiplikation von Negativ- und Postivgamma: γ ges = γ neg · γ pos . Der Positivfilm muss also, bei γ ges = 1,8 und γ neg = 0,6, einen Gammawert von ca. 3 haben. Projektionsfilme weisen damit einen weitaus höheren Kontrast auf und können nur einen Teil der auf dem Negativ vorhandenen Helligkeitsinformationen wiedergeben. Damit die Gesamtgradation nur vom Negativ und Positiv beeinflusst wird, verwendet man bei Material für Zwischenkopien und Duplikate ausschließlich γ = 1. Man bezeichnet dieses Material als Intermediatefilm. 26

²⁶ vgl. Schmidt: S. 43